【经验】光电传感器的连接电路设计

时间： 2017-04-12 来源：世强作者：TonyBro

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光电传感器对于硬件汪来说一点儿也不陌生，但是要真正做硬件电路设计，需要考虑的因素也不少。今天我们就来探讨一下如何连接一个普通的光电传感器。我们以TT（TT Electronics）推出的槽型光电开关OPB815WZ为例来进行讨论。

首先我们来套路一则广告：

OPB815WZ是TTE推出的塑料外壳型槽型开关，集成了IR LED及Sensor PD。芯片用于检测槽型开关内部是否有物体。采用的是890nm中心波长红外光，多种出线可选，美照如下：

图1：OPB815WZ实物图

OPB815WZ的外部连接分两部分来考虑，第一部分是LED部分。LED是电流驱动器件，两个参数需要注意：正向电压Vf和正向电流If。Vf是启动LED的最小电压要求，这个值跟环境温度及If有紧密关系，在If=20mA情况下，典型值为1.2-1.3V。If则是流过LED的正向电流，典型值为20mA，此值可通过LED datasheet查阅（OPB815WZ采用的是自家LED，型号为OP240）。

图2：OPB815WZ LED部分连接图

参考图2，根据欧姆定律，在5V电压下，很容易可以算出上拉电阻的值：

Rf = (5-Vf)/If = (5-1.3)/0.02 = 185Ohms

LED能正常发光之后，Sensor PD即可以通过检测LED发出的红外光来改变输出状态，从而实现开关功能。那么这边的电路连接需要考虑哪些参数呢？我们先来看一下电路：

图3：PD连接图

从datasheet知道，在Vce=5V，LED If=20mA的情况下，最小的集电极电流Ic（on）=3.5mA，最大饱和压降Vsat=0.4V。那么我们可算出RL的最小值：

RL(min) = (Vcc-Vsat)/Ic(on)min = (5-0.4)/0.0035 = 1.3Kohms；

出于对以下几个设计经验的考虑，实际RL值要比理论计算值大一些：

1）LED会随时间发送光衰，大概10k小时会减小20%。

2）LED在高温下发射功率会减弱，在环境温度60℃情况下，大约会减少25%。

3）Ic(on)min在datasheet上测试条件是Vce=10V，但是我们操作条件是Vce=Vsat，大概会产生20%的减小量。

综合以上因素得出：

RL(推荐) = 1.3/0.8/0.75/0.8 = 2.7Kohms

如此之后，当LED开启，Output输出会在0.4V以内；当LED关闭，Output输出会在4.6V以上。这样就完美实现开关功能了，你get到了吗？

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全部评论（9）

xiaoRobert Lv5. 技术专家 2019-06-28

还是挺不错的。
酷乐 Lv7. 资深专家 2017-11-29

收藏备用
eyesee00 Lv4. 资深工程师 2017-09-29

应用比较广
Mini Lv7 2017-09-13

原来可以这样！
Mini Lv7 2017-09-13

非常不错！

duanmaxie Lv8. 研究员 2017-09-07

学习了
小叶子 Lv8. 研究员 2017-08-08

电机测速用可以
haibinxing Lv7. 资深专家 2017-08-02

将发射管串联电阻大些，发射管电流小，使用时间会长些
胡杨林 Lv6. 高级专家 2017-06-12

有没有办法收藏自己喜欢的文章
- 世小强回复：可以哦！WEB端在文章的末尾，APP在任务栏上。收藏后可以在我——我的收藏看到。

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