【经验】可自动校准红外传感器开关，在雨量传感器中的防灰尘干扰设计

时间： 2017-08-01 来源：世强作者：TonyBro

技术问答

雨量传感器在汽车上已经非常普及，目的是给汽车主控反馈雨量大小，进而由主控来调节雨刮的速度，使驾驶变得更为舒适。和汽车不同，在割草机上，对于雨滴的检测要求更为简单，割草机只需要知道有没有下雨即可；但是，割草机由于经常和草屑打交道，检测面上不免也会积累灰尘，所以也会带来一些新的挑战。

首先来看看检测原理。检测的核心器件是一颗收发一体的红外传感器开关，例如，世强代理的TT Electroics的红外传感器开关OPB9000。OPB9000集成的LED是波长为850nm的近红外光，芯片可以抵抗最大25klux的背景光环境干扰，所以不管是太阳底下还是黑暗的夜里，对传感器的性能表现都很稳定。实际检测时通过发射一束红外光，在干燥环境下，红外光在反射板（如玻璃）上发生全反射，而在有雨滴的情况下，由于和反射板的接触媒介由空气变成了水，折射率发生了变化，导致部分红外光被折射出去，由此，通过传感器光量检测端判断反射回来的光量大小，即可判断是否有雨滴，如图1。

图1：红外开关检测雨滴原理

这个设计有个特别值得注意的地方，即入射角度的选择，光由光密媒介进入光疏媒介时，要离开法线折射，当入射角θ增加到某种情形时，折射线沿表面进行，即折射角为90°，该入射角θc称为临界角。若入射角大于临界角，则无折射，全部光线均反回光密媒质，此现象称为全反射。在实际应用设计中必须保证光的入射角在全反射状态。这个可以通过对反射面的结构设计实现。红外传感器OPB9000的检测距离因不同的反射面和参数校准而异，出厂校准距离是10mm，校准参照是一块90%反射率的白板。芯片支持再次校准，以90%反射率白板为例，距离可以在2mm-50mm之间。

图2：全反射原理

在实际应用过程中，灰尘是割草机雨量传感器的一个死敌。传统的红外开关的开关灵敏度几乎都是在出厂设定，这样意味着割草机雨量传感器的维护频率要增加。而OPB9000内部集成自动校准功能，红外传感器开关OPB9000的自动校准功能指的是主控发出校准指令后，芯片可以根据不同反射面情况和不同距离，自动条件芯片内部ADC采样灵敏度和LED驱动功率，来达到最佳的物体检测开关表现，非常适合应用于物体表面或者反射率、检测距离经常发送变化的场合。OPB9000自动校准功能可以根据当前的环境自动设定开关灵敏度，来设定当前反射率，距离等状态下开关条件，这可以很大程度降低维护频率，从而降低维护成本！

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型号- OP604ESA-B1,OP604ESA-B2,OP803TX,PB-AIVAC-0001-C-G,OP224,OPB930W51Z,OMH3019,3C91CTX,OPB700ALZ,P170SP1,OMH3131,OP223TX,OPB871P51TX,P270,OPB970N51,OPR5011,OMH304,2N2222AUBTXV,43LF,HCC242,SX-4431,OPB847TXV,OPB872N51TX,SX-4432,OP803SL,OPB872T55TX,HCC240,SX-4433,GPB-AIVAC-005-D-G,P160KNPD,OPI1264B,OPI1264A,OPI1264C,OPF372A,OMH307,OPB871P51TXV,OP235TX,OPB870N51TXV,2N2222AUATXV,A,OPB971N51,B,OPV332,C,D,SX-4300,E,PB-AIVAC-0001-B-G,4N49UTX,SX-4428,SX-4429,OPB870P11TX,OPB390L11Z,OPB811W55Z,5711,OPI150,OPB810W51Z,5713,OPB983T51Z,OP224TX,OPB870L11TXV,OPR5910T,OP535B,OPB848TX,P170SPD,PB-AIVAC-001-A-G,OPB815WZ,PSXX-2,OPB872L55TXV,SX-4413,OPF2412,SX-4414,PSXX-1,SX-4417,OPB871T51TXV,OP236TX,2N5794UTXV,OPB870N11,OPB872T11TXV,OPL550,OPI1268,OMH3150B,OPI1266,OPB350W062Z,SX-4487,PB-AIVAC-0001-A-G,OPB930W55Z,OPB848TXV,OPB885Z,OMH3040S,OPB870T11TXV,OPB704WZ,OPB871N55TXV,PB-AIVAC-005-E-G,OPR5011T,5611,5613,OMH3040B,OPB847TX,SX-4475,SX-4476,SX-4473,OP505A,SX-4474,SX-4479,OPB872T11TX,OPB100-SZ,PB-AIVAC-001-B-G,OP805SL,OMH3075S,OP132,OPB365T55,3C92CTX,OPB872T55TXV,OPB990T51Z,OPB701ALZ,OPB730F,OPB350,OPB810L51,OMH3075B,OPB872L55TX,OP804TX,OPB200,2N6989UTX,SX-440,OPB870P55TX,2N5794U,OPB871L51TXV,P170N2,OPB822SD,OVS5MGBCR4,OPB961N51,OMH3150,EN12-HS,OP604ESA-C2,OP604ESA-C3,PSXXM,PSXXL,EN16-H,PB-AIVAC-001-C-G,OP232,4N48UTX,OP233,EN16-V,OPF370A,5401,PB-AIVAC-002-A-G,OMH3020,5403,OP805TX,4N23(A)(U),OPB821TXV,OPB872P51TX,OPB980L55Z,OP804TXV,OP224S,OPB825,OPB704,OPI110C,OPB982P51Z,OP181,OPB870P55TXV,OPB832W55Z,OPB871T55TX,OPB711,OP603TX,OP265FAB,5311,2N2222AUB,2N2222AUA,OP604TXV,OPB870N11TX,3371,OPB990P51Z,7601,7603,OPI150TX,OPB870T51TXV,OP234W,OP603TXV,OPB804,OVSRRGBCC3TM,OPB829DZ,OPB961T51,OPB992T51Z,OVQ12S30W7,P120PK,OPB872N55TX,P170NP1,OP550A,OPB821TX,EN11-HSM,OPB720B-30VZ,OPR2100HST,OP602TX,OMH090S,OPB818,OPB829CZ,EN11-HSB,P140KH,OPB700TX,OMH090B,HCC242TXV,OPB821S5Z,OPV310Y,OPB745,6671,6673,5101,OPB620,5103,P160KN/KN2,HCT7000MTXV,OPB625,SX-4404,PS45G,OPB627,OPB890P51Z,OPB733TR,OH090U,GPB-AIVAC-002-D-G,OPB831W55Z,OPB983P51Z,OPB970N11,4N24(A)(U),OPB870N55TX,OPB871P55TXV,HCC240TXV,OPB910W55Z,OPL530,OPV314,OPB100Z,OPB872P55TXV,3N261TX,OPB870P51TX,EN11-VSM,OPB755TZ,OPI120TXV,OPB871L51TX,OPR5925,OPB390P11Z,OPB870P11TXV,2N5794UTX,OPB610,OP604TX,OP803TXV,OPB730,4N22(A)(U),2N4854UTX,OPI123,2N6989UTXV,OPI125,OPR5915,OPI126,OPI127,OPR5910,OPR5911,OPV314Y,OPR5913,OPI120,OP906,OPB820S10,4N24UTXV,3N262TX,2N6987URXV,OPB870T55TX,OPB608B,OPB980T55Z,OPB608A,OPB608V,OPB870L11TX,OPB871T51TX,2N2222AUATX,2N4854UTXV,PB-AIVAC-0004-E-G,6121,6124,6126,OPB911W55Z,OPB706A,OPB872N55TXV,PB-AIVAC-003-D-G,4N47UTXV,OPB870L51TXV,OPB870N11TXV,OPB718Z,OPB872T51TXV,OP223TXV,4N22U,OP593A,OPB830W55Z,OPB815L,OPB871L55TXV,6373,22,23,P090S,7221,25,7223,4N22UTX,3N263TX,P090L,OPB870N51TX,6371,OVSARGB4R8,OPB390T51Z,OPB680-20,OPB872P51TXV,4N47U,7216,6127,OPL800TX,OP166A,2N2222AUBTX,PB-AIVAC-0004-D-G,OPB903W55Z,6143,OPB871N51TXV,OP913WSL,OPB840W11Z,PB-AIVAC-003-E-G,OPB716Z,OPB872P55TX,OPB732WZ,4N48U,OP235TXV,OP240B,OP240A,4N24U,6138,3C92CTXV,6153,44,6273,9301,7483,45,OP245A,7486,3C91CTXV,9303,GPB-AIVAC-010-D-G,OP232W,P09XS,OPB870T11TX,OPB891T51Z,7481,P09XN,4N23UTXV,OPB870L55TX,4N49U,OVS5MBBCR4,OP245B,OPR5500,OPB912W55Z,OPI120TX,PB-AIVAC-0004-C-G,6163,OPB460N11,OPB840L11,2N2907AUBTX,2N5796UTX,P170NPD,4N48UTXV,OP805TXV,OP233W,OPB880P51Z,OPR2100,OMH3019S,OPR2101,62,OPB830W11Z,2N4854U,64,66,67,68,7386,OPB390T55Z,OP133W,OPB350W125Z,OP266W,OPB828D,OPR2100HS,OMH3019B,6173,7383,OPB870N55TXV,OPB816Z,HCT802TXV,OPB871L55TX,OPB870T55TXV,72,OPF482,OPB872L51TXV,6186,7274,78,7276,OPB380P55Z,OPB933W51Z,PB-AIVAC-0004-B-G,OPB840W55Z,OP602TXV,OPR2100T,OPB871T55TXV,OPB871N51TX,82,83,84,OPB100-EZ,OPB870T51TX,7286,OHB3040,7288,SX-4289,4N47UTX,4N24UTX,3N243TX,OPB913W55Z,OPI150TXV,2N5796U,OP224ESA-B2,OPB973N51,OP224ESA-B1,OP980,7284,OP224ESA-B3,OMH3020S,EN12-VS,OPB991L51Z,4N49UTXV,PB-AIVAC-005-C-G,OPB720B-12Z,93,8146,OHB3040B,OPB871P55TX,OMH3020B,PB-AIVAC-0004-A-G,8148,OPB880T51Z,PB-AIVAC-001-D-G,4N22UTXV,OP224ESA-C1,OP802WSL,OPB872T51TX,OP224ESA-C3,OP224ESA-C2,PB-AIVAC-010-A-G,OPB800W51Z,2N2907AUBTXV,OHB3040S,PB-AIVAC-002-B-G,OPB990T55Z,OPB710F,OP800A,OPB940W51Z,HCT802TX,8156,OPR5200,8154,OPL800TXV,SX-4388,P110KV/KVI,OP506B,OP506A,HCC240TX,3N244TX,8152,4N48(A)(U),P08XS,OPB943W51Z,8151,OVSRRGBCC3,P08XN,OPB700TXV,2N2907AUATXV,2N5796UTXV,OP291A,GPB-AIVAC-010-E-G,OPB800L55,PB-AIVAC-005-B-G,OPB871N51,SX-4491,OPB840W51Z,OPB811L55,4N49(A)(U),PS60G,P170S,OPR2800V,OPB870L51TX,PB-AIVAC-001-E-G,OPR2800T,2N2907AUATX,P170N,OP950,PS100-2,OMH3150S,PS100-1,OP604S,PB-AIVAC-003-A-G,P170S2,P09X5N,PB-AIVAC-002-C-G,OPB901W55Z,OP580DA,OPB842W51Z,2N6987UTX,OPB990L51Z,PB-AIVAC-0001-E-G,3N245TX,OPB857Z,P160KNP,OPB822S,2N2907AUA,PB-AIVAC-005-A-G,2N6987U,OP236TXV,OPB870P51TXV,2N2907AUB,OP140A,P230,OPB870L55TXV,OPB941W51Z,4N47(A)(U),OVS5MRBCR4,P261P,PB-AIVAC-010-C-G,P140KH1,PB-AIVAC-003-B-G,OP298A,OPI125TXV,OPB350L062,OPB872N51TXV,OPB871N55TX,OP225TXV,OPF522,P260T,OPB872L51TX,PB-AIVAC-0001-D-G,OPB900W55Z,P260S,P260P,89/90,OPB350W250Z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