基于红外检测的产品自动分装系统设计
3 系统电路设计
自动分装系统电路由控制按钮电路、红外检测电路、PLC、传输带电机驱动电路、漏斗开关控制电路及显示电路6部分组成，其中控制按钮电路、传输带电机驱动电路、漏斗开关驱动电路都比较简单，本文主要设计红外检测电路和系统显示电路。
3．1红外检测电路
红外检测电路的主要功能是检测有无药片落入瓶中。每当一片药片落入瓶中，红外检测电路会产生1个脉冲，提供给PLC，驱动PLC的可编程计数器CO开始计数，当瓶中装入的药片数等于设置值时，CO输出的进位脉冲从Y2输出，为日产量计数显示电路提供时钟信号。
药片检测电路可采用发光二极管和光敏二极管面对面安装在漏斗正下方检测有无药片落下，检测电路简单，但由于光敏二极管易受环境光源影响，环境光强度的变化会使传感器产生误判，影响系统的分装精度。采用超强发光二极管可以提高检测系统的抗干扰能力，但功耗太大，因此系统不采用此方案。
红外光传感器体积小、重量轻，易于安装，且灵敏度高，外围电路简单，性能稳定，因此本系统采用红外传感器作为检测传感器。
红外检测电路由红外发射电路，红外接收电路和基于NE567的单音解码电路组成，电路如图2所示。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/194796.htm
基于NE567的单音解码电路由NE567与R1，C1，C2，G3，RL共同组成，NE567是一集成锁相环，由主鉴相器、直流放大器、电流控制振荡器(CCO)、正交鉴相器和功率输出级组成，R1，C1为电流控制振荡器的定时电阻和电容，决定了CCO的振荡频率，G2为环路滤波器的外接滤波电容，其参数大小会影响解码电路的通频带，C2取值一般为C1的2倍，C3为NE567的外接输出滤波电容，其参数会影响解码电路输出波形的质量，G3太小，引脚8的输出可能会在开关期间发生脉冲，因此C3取值一般应大于等于2倍的C2。单音信号从NE567的3引脚输入，环路锁定时(CCO的振荡频率等于输入的单音频率)，正交鉴相器输出端(引脚1)的平均电压随着引脚3输入信号的幅度增大而减小。当引脚1上的平均电压低于3．8 V时，功率输出级导通，引脚8即检测电路的输出端输出低电平：引脚1上的平均电压高于3．8 V时，功率输出级截止，引脚8输出高电平，即引脚3输入的音频信号强，检测电路输出低电平，引脚3输入音频信号弱，检测电路输出高电平。
红外发射电路由发光二极管，RP，R2，C4以及开关三极管9014组成，由5V直流电源供电，调节RP可调节红外传感器的灵敏度，利用NE567引脚5输出的方波信号控制9014的开关，从而控制红外光二极管，使红外发射电路的发射频率等于引脚5输出方波电压的频率。利用NE567引脚5的信号作为发射信号，省去了信号发生器电路，使检测电路简化，且由于NE567的跟踪功能，防止了因周围环境变化和元件参数变化造成的收发频率不同，完成了红外发射与接收的同步自动跟踪，提高了电路的稳定性，增强了电路的抗干扰能力。调节RP可保证无药片落下时，检测电路输出低电平，有药片落下时检测电路输出高电平，即保证红外检测电路能灵敏如检测到药片。
红外接收电路由红外接收二极管及R3组成，由5 V直流电源供电，红外接收二极管两端的输出电压作为单音解码电路的输入信号从NE567的引脚3输入。
红外检测电路的工作原理为：单音解码电路的引脚5输出信号的频率等于引脚3输入信号的频率(锁定)，因此红外接收电路的频率等于红外发射电路的频率。当无药片通过红外传感器时，红外接收电路接收到的信号强，即引脚3的输入信号强，引脚1的平均电压小于3．8 V，检测电路的输出端即引脚8输出低电平；当有药片通过红外传感器时，红外接收电路接收到的信号弱，即引脚3的输入信号弱，此时引脚1的平均电压大于3．8 V，检测电路的输出端即引脚8输出高电平，即检测电路每输出一个高电平信号，就代表检测到一片药片。检测电路的输出信号由X6送入PLC进行计数控制。
3．2 系统显示电路
系统显示电路包含了日产量显示和瓶装片数显示电路。日产量显示电路是由加法计数器CD4518和显示译码器CD4511组成四位计数显示电路，显示范围为0～9 999，电路结构简单，如显示位数不够，可很方便地进行扩展。其时钟信号由PLC的输出点Y2提供，每装满一瓶药品，Y2会输出一个脉冲，日产量显示电路显示的数字会自动加1，实现工作进程的实时显示功能。日产量显示电路如图3所示。
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