• 项目思路

光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件。其工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时，物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象。根据光电效应现象的不同将光电效应分为三类：外光电效应、内光电效应及光生伏特效应。光电器件有光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池等。分析了光电器件的性能、特性曲线。随着人们生活水平的提高，光学传感器在广大百姓家中的应用越来越普遍，为了更好地了解它们的用途及原理，借着本次FastBond2的机会在此做出以下的探讨。

这里以激光测距为例：

选择激光器和探测器： 根据项目需求，选择适合的激光器和探测器。常见的选择包括激光二极管、激光二极管阵列或激光二极管与光电二极管组合。

设计光路： 设计光路是项目的关键步骤之一。这包括选择合适的透镜、反射器和光路配置，以确保激光束可以准确地照射到目标并返回到探测器。

时间测量： 使用时间测量技术来测量激光脉冲从发射到接收的时间。常见的时间测量方法包括飞行时间法和相位差法。

信号处理： 接收到的激光脉冲信号需要进行信号处理，以提取出目标距离的信息。这可能涉及放大、滤波、去噪和信号分析等步骤。

校准和精度提升： 对系统进行校准以确保测量结果的准确性。此外，考虑采用高精度的时钟和温度补偿等措施来提高测量精度。

安全考虑： 注意激光束的安全性，确保不会对人或动物造成伤害。使用合适的安全措施，例如激光束的遮挡和警告标志。

测试和验证： 在实际使用前，进行系统测试和验证。使用已知距离的目标进行测试，检查测量结果是否符合预期。

优化和改进： 根据测试结果，对系统进行优化和改进。可能需要调整光路、信号处理算法或硬件组件，以提高性能和精度。

集成和部署： 一旦系统满足要求并通过测试，就可以集成到实际应用中。确保系统的稳定性和可靠性。

维护和监控： 部署后，定期维护系统以确保其性能。监控系统的运行情况，及时处理故障和问题。

激光测距项目需要综合考虑光学、电子、计算和机械等多个方面的知识和技能。具体的项目思路和步骤会根据项目的规模和需求而有所不同，但上述步骤可以作为一个基本的指导框架来启动激光测距项目。

方案框图

https://www.digikey.cn/schemeit/project/光学传感器-e2003581e80947d2b42a6e0f151356e3/18764f25de104a7db862b5e11331e4af

激光测距是一种高精度的测量技术，基于激光光束的传播速度和反射时间来确定目标物体的距离。其原理基于光的飞行时间法，也称为飞行时间测量法，以下是激光测距的基本原理：

激光器发射光束： 激光测距系统首先使用激光器产生一束强度非常高、频率稳定的激光光束。这个激光光束通常是单色的，意味着它具有非常窄的频率范围，这有助于提高测量精度。

光束传播： 激光光束以光速传播（约为光速的299,792,458米/秒），照射到目标物体上。

光束反射： 当激光光束照射到目标物体表面时，部分光线会被目标物体反射回来。这些反射光线被称为回波。

时间测量： 接收到回波的时间被精确测量。这是整个测距过程中最关键的步骤。时间可以以纳秒（10^-9秒）或皮秒（10^-12秒）为单位进行测量。

计算距离： 通过测量激光脉冲的往返时间（从发射到接收的时间），可以计算出目标物体与激光测距系统之间的距离。距离计算公式如下：

距离 = （光速 x 往返时间）/ 2

因为光在往返的过程中会经过目标两次，所以需要将总时间除以2来计算单程距离。

数据显示和记录： 最终的距离测量结果可以在用户界面上显示，也可以被记录和存储，以供进一步分析和应用。

设计方向的市场介绍

1.电源滤波器的运用

在电子电路中，滤波器作为对电源频率进行选择的期间，职能通过对电源频率进行详尽频率成分的选择，而若有高于此频率成分的信号，则会产生衰竭。因为电源滤波器具有十分有效的降噪功能，因而在当前的市场上出现的五花八门的电源滤波器，在许多电子设备的电源输入端都有安装使用。

2.在电子电路中光敏电阻的引入

光敏电阻是用硫化镉或硒化镉等半导体材料制成的特殊电阻器，其工作原理是基于内光电效应。光照愈强，阻值就愈低，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，亮电阻值可小至1KΩ以下。光敏电阻对光线十分敏感，其在无光照时，呈高阻状态，暗电阻一般可达1.5MΩ。光敏电阻的特殊性能，随着科技的发展将得到极其广泛应用。

光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，又称为光电导探测器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。还有另一种入射光弱，电阻减小，入射光强，电阻增大。

光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。

Scheme-it介绍

Scheme-it附带超过700个通用符号的符号库。直接拖动便可以放置、布局图形。先后点击两个图形，即能实现两者之间的连接。

此外，利用Scheme-it的分享功能，在完成框图/原理图绘制后，开发者可分享网页链接或者通过电子邮件与他人共享。

具体的方法是：点击分享按钮选择公开，便生成一个可共享的网页链接。开发者可以直接分享网页链接，也可以选择通过邮箱发送网页链接。当收到链接后，点击链接直接会在网页中打开该项目，此时不仅可以看到框图/原理图，也可以看到对应的物料清单。当然如果取消共享，只要在设置共享项目时选择“私有”便会取消共享。

可能用到的元器件：

Bel Fuse

电路保险丝：

0697H0250-02

Ambient Light Sensor

芯片选用：

LM555CN芯片

555定时器是一种常被用于定时器，脉冲产生器和振荡电路的集成电路芯片，常被用作与电路中的延时器件，触发器或起振元件。

标准的LN555CN芯片集成有25个晶体管，2个二极管和15个电阻，并提供8个引脚采用DIP-8封装。其引脚图如下：

其真值表/功能表如下

总结

通过本次FastBond2活动，以及相关模板的帮助下，我相对清晰地了解一款家用电器的具体工作流程以及改进方案，希望在今后的日子里相关活动能够继续为广大学子带来更多的接触生活中设备设计与原理的机会

原理图

https://www.digikey.cn/schemeit/project/光学传感器-e2003581e80947d2b42a6e0f151356e3/18764f25de104a7db862b5e11331e4af

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