TCRT5000 产品概述

一、概述

TCRT5000 是一款经常用于反射式物体检测与位置感知的红外光电传感器组件，采用 950 nm 红外发光二极管与光电三极管对向封装，集成在 DIP-4 通孔封装中，来自 VISHAY（威世）品牌。器件适用于近距反射检测，典型感应距离可达 15 mm（具体距离受被测物体反射率与角度影响）。其输出为光电三极管，可直接驱动下游逻辑或经放大/比较后进入 MCU/专用电路。

二、主要参数

• 感应距离（典型）：15 mm（取决于被测物体反射特性）
• 发射波长：950 nm（不可见红外）
• 发射二极管正向压降 Vf：约 1.25 V
• 集电极-发射极击穿电压 Vceo：70 V
• 最大集电极电流 Ic（绝对极限）：100 mA
  -（产品描述中常见推荐工作值）参考值：60 mA（作为设备设计时的保守工作点参考）
• 集电极饱和电压 Vce(sat)：约 0.4 V（导通时低压降）
• 输出类型：光电三极管（光电导/光耦合输出）
• 操作环境温度：-25 ℃ 至 +85 ℃
• 封装：DIP-4 通孔（便于焊接与机械安装）
• 品牌：VISHAY（威世）

注：以上为典型/基础规格，具体电气与光学特性（如响应时间、外遮挡光敏度、数字化阈值等）请参考原厂完整数据手册。

三、器件工作原理与特性要点

TCRT5000 由一个 950 nm 红外 LED 发射光线，被测物体表面反射回到同一组件内的光电三极管。光电三极管的集电极电流与反射光强成正比，从而实现接近/存在检测或传感。关键特性及注意点包括：

• 不可见红外（950 nm），适合视觉隐蔽安装，但对太阳光或强室内红外光敏感，需注意环境光抑制。
• 光电三极管输出为模拟电流，可直接用作电压输出（通过上拉电阻），或经比较器/放大电路实现数字开关。
• Vce(sat) 约 0.4 V，在强光反射时输出接近低电平；在无反射时输出被上拉到高电平。
• 最大 Ic 为 100 mA 为绝对极限，长期工作应在更保守值（例如描述中的 60 mA 或更低）范围内设计以延长器件寿命并降低发热。

四、接口与电路设计建议

• 发光二极管限流电阻：根据供电电压 Vs 与目标正向电流 If 计算 R = (Vs - Vf) / If。例：供电 5 V，Vf = 1.25 V，若 If 设为 20 mA，则 R ≈ (5 - 1.25)/0.02 = 187.5 Ω（可选 180 Ω 或 200 Ω）。
• 光电三极管上拉电阻：常用 4.7 kΩ 至 100 kΩ，较大阻值降低功耗但减慢响应速度并增加对噪声敏感性；较小阻值提高带宽与抗干扰性。
• 若需高速或稳定检测，建议降低上拉电阻并加 RC 去耦 / 滤波。
• 环境光干扰抑制：可采用调制发光（方波驱动）并在接收端同步检测，以提高抗背景光能力。
• 热与机械：工作温度范围 -25 ℃ 至 +85 ℃；通孔封装便于焊接，但需避免过热焊接工艺损伤元件。

五、应用提示与注意事项

• 建议在设计中将发光二极管的连续正向电流设为稳妥值（例如 ≤ 50 mA），并避免长期接近最大极限（100 mA），以保证可靠性与寿命。
• 在测量距离与灵敏度设计时，考虑被测物体的颜色、光泽与角度，黑色或漫反射表面反射率较低，近黑色材料检测距离显著减小。
• 若用于计数/编码等需高精度的位置检测，注意光学对准和遮挡几何，必要时使用遮光罩或光学孔径限制视场。
• 对于工业现场或强光环境，建议在电路中加入光学滤光片、机械遮挡或采用同步检测技术以提高可靠性。

六、典型应用场景

• 纸张存在/缺纸检测、打印机/复印机传感
• 机械限位与位置检测、行程开关替代
• 轮廓/编码器反射式光电检测（低速）
• 机器人线迹/边缘检测（短距离）
• 家电或办公设备的物体到位检测

结语：TCRT5000 以其通孔封装、集成式发射接收单元和较远的反射检测距离（约 15 mm）成为许多近距光电检测场合的实用选择。在系统设计时，合理限定 LED 与光电三极管工作电流、考虑环境光与被测物体反射特性，并参考原厂数据手册进行详细验证，可获得稳定可靠的检测性能。