筆者在科技創(chuàng)新活動(dòng)中，購(gòu)買了多個(gè)光電接近開關(guān)，它們的售價(jià)很高。后來仔細(xì)剖析這些光電接近開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)它們的工作原理很簡(jiǎn)單，筆者自制幾個(gè)后發(fā)現(xiàn)，自制的開關(guān)不僅成本極低(不超過10元)，而且在供電電壓、探測(cè)距離方面比購(gòu)買的成品還好。它只需5V電壓供電(輸出為TTL電平)、最大探測(cè)距離為20cm以上(這個(gè)距離與紅外管的發(fā)射功率和被探測(cè)材料的表面性質(zhì)有關(guān))，探測(cè)距離還可以調(diào)節(jié)，而購(gòu)買的成品供電電壓要求12～24V，探測(cè)距離也不可調(diào)節(jié)。
    筆者自制的光電接近開關(guān)電路原理圖如圖1所示，圖1中的元件參數(shù)見附表。由555構(gòu)成多諧振蕩器，從③腳輸出38kHz的方波信號(hào)。經(jīng)VT1驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管VD2向外發(fā)射頻率為38kHz紅外調(diào)制信號(hào)。之所以選用38kHz的紅外調(diào)制信號(hào)，是由于選用的紅外接收頭U1的頻率響應(yīng)為38kHz(U1型號(hào)AT138B的“38”表示響應(yīng)頻率大小，其外觀和引腳如圖1右方所示)。當(dāng)有障礙物靠近時(shí)，紅外線反射回來被U1所接收，當(dāng)接收到的紅外信號(hào)足夠強(qiáng)時(shí)輸出(OUT)為低電平，否則為高電平。如果用5V供電，輸出(OUT)為TTL電平可直接與微處理器相接。多諧振蕩器的振蕩頻率計(jì)算公式為：
t1≈0.7(R1+R2)×C1；
t2≈0.7(R3+R4)×C1；
f=1/(t1+t2)。
    調(diào)試時(shí)使輸出波形的占空比盡量為1:1，筆者經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)只要占空比偏離1:1不太多則無所謂，但頻率不要偏離38kHz太多，否則探測(cè)精度會(huì)下降，頻率偏離太大時(shí)則U1根本沒有響應(yīng)。經(jīng)過計(jì)算在R1、R3為1k時(shí)R2、R4調(diào)到880Ω左右（實(shí)際有所偏差）。
 
    紅外發(fā)射管的發(fā)射功率可通過改變R5的阻值進(jìn)行調(diào)節(jié)，發(fā)射管的發(fā)射電流大小決定了探測(cè)距離的大小。如果不需調(diào)節(jié)探測(cè)距離的大小，R5、R6可用一固定阻值的電阻代替。
    紅外接近開關(guān)制作的關(guān)鍵并不在于電路，而是在結(jié)構(gòu)上，特別是U1和VD2的位置不能隨便放置。筆者把該紅外接近開關(guān)做成探頭狀，把整個(gè)電路板安裝在一根塑料管內(nèi)，并引出三根導(dǎo)線：電源、地、輸出(OUT)。U1、VD2放置在塑料管的前端，并用不透光的塑料片把U1、VD2隔開，為了防止VD2向旁邊漏射出紅外線可用黑色電膠布在VD2的周圍繞一兩圈，只讓紅外線從VD2的前方發(fā)出(電路板、隔光塑料片、U1、VD2可用硅膠進(jìn)行固定)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。
 
注意：不要忘了在VD2的周圍用黑色絕緣膠布繞一兩圈，只讓紅外線從VD2的前方射出，否則VD2從旁邊漏射出紅外線將直接到達(dá)U1，輸出端(OUT)總為低電平，如圖3所示。
 
    該電路只要焊接無誤，結(jié)構(gòu)安排得當(dāng)，不需要太多的調(diào)試(只要把多諧振蕩器的振蕩頻率調(diào)到38kHz 即可)，一試就能成功。制作結(jié)果表明：該紅外接近開關(guān)不僅能探測(cè)到接近到探頭一定距離的物體，還能識(shí)別出顏色的深淺(淺顏色的物體由于反光性較強(qiáng)其觸發(fā)距離較遠(yuǎn))，而且所使用的元件都是市面上極易買到的，AT138B是紅外接收頭，如買不到可用同類產(chǎn)品(如HM383)代替。

R1	1kΩ	C1	0.01 uF
R2	1kΩ（微調(diào)電阻）	C2	100uF/16V
R3	1kΩ（微調(diào)電阻）	VD1	普通二極管
R4	1kΩ	VD2	普通紅外發(fā)射管
R5	1kΩ（微調(diào)電阻）	VT1	9014
R6	100Ω	U1	AT138B（或同類產(chǎn)品）
R7	2.2kΩ（微調(diào)電阻）	IC	555