Collegamento di fototransistor o fotodiodi in serie


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Sto progettando un dispositivo di misurazione della velocità e voglio utilizzare 2 stringhe di 30 foto-transistor in serie.

Le stringhe sono distanti 15 mm e sono illuminate da sorgenti luminose collimate separate. L'uscita di ogni stringa è un impulso negativo quando uno o più foto-transistor nella stringa sono bloccati. Questa uscita va a un comparatore e quindi a un processore.

Sto riscontrando problemi con il lento e variegato tasso di transizione quando vengono bloccati diversi PD. Questo sta influenzando la misurazione della velocità. Il tempo di salita può variare da poche centinaia di micro-secondi a oltre un millisecondo. Sto considerando di mettere un amplificatore di transimpedenza sull'uscita di ciascuna stringa, in modo da poter creare un'uscita per il comparatore e il processore non appena il primo PD è bloccato e per il tempo di reazione delle due stringhe deve essere uguale. O quasi uguale.

Ho scelto un dispositivo TI, OPA2380 per i 2 canali. Vorrei chiedere eventuali commenti sul design, spero di impedirmi di cadere in un buco.


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Per favore, puoi aggiungere il tuo schema con i numeri di parte delle sorgenti luminose, dei fototransistor e del comparatore. Anche uno schizzo approssimativo con misure del design e oggetti testati per la velocità. Inoltre, sarebbe utile qualsiasi inquadratura. Vedo che sei nuovo, quindi non puoi ancora pubblicare immagini, quindi link a qualsiasi immagine (ad esempio Photobucket o simili) e le aggiungeremo per te.
Oli Glaser

Risposte:


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Sono d'accordo con Oli, ma mancano altre informazioni, ecco alcuni suggerimenti.

"Stringa di fototransistor" suggerisce che sono collegati in serie. Se sono tutti normalmente illuminati e quindi "accesi", quando uno viene interrotto la catena passa allo stato di alta resistenza. Presumibilmente hai un resistore o una sorgente di corrente in serie con questo, e questo è tutto collegato a un alimentatore di tensione per creare un divisore di tensione che il tuo comparatore sta monitorando?

In tal caso, ecco alcuni possibili problemi:

  • il blocco dei fototrans non avviene immediatamente come credi
  • la transizione da bassa risoluzione a alta risoluzione rispetto alla posizione dell'ostruzione non è la stessa da un fototrans all'altro
  • i campi di vista dei fototrans possono differire.
  • Fototrans diversi potrebbero vedere quantità diverse di luce ambientale, il che significa che la quantità di corrente che scorre ancora quando apparentemente "off" può differire.

Un ulteriore problema è che la transizione che stai osservando è quella in cui il resistore in serie (o la sorgente di corrente) sta caricando la capacità del cablaggio, i fototransistor e l'ingresso del comparatore. Questa è normalmente una capacità abbastanza piccola (quindi si carica rapidamente). Ma per far saturare la catena dei fototrans (condurre al massimo, produrre una caduta minima) quando non è ostruita, potresti aver scelto una resistenza in serie relativamente alta. Quell'alta resistenza che rallenterà quella transizione e la renderà anche sensibile ai diversi gradi di off-off dei fototrans bloccati.

Il problema più grande sta provando a gestire un gruppo di fototrans in serie. Potrebbe essere meglio trattare con ciascun fototrans separatamente. È possibile collegare singoli fototrans + divisore di resistenza direttamente a un gate digitale (economico e può includere l'isteresi per evitare transizioni rumorose) come un 74HC14 o 4093 (accoppiare coppie di input). È possibile AND o OR insieme per ottenere risultati aggregati. Potresti essere in grado di posizionare questi componenti di "condizionamento del segnale" vicino ai fototransistor per evitare di far passare così tanti fili ai tuoi dispositivi elettronici principali.

Questa strategia consente di trattare solo le caratteristiche dei singoli fototransistor e di isolare le anomalie, senza dover affrontare l'effetto del resto della catena sui singoli rivelatori.

Speriamo che questa risposta non sia troppo lontana dalla base, considerando che non conosciamo davvero la tua configurazione. :-)


Non posso allegare nulla alla mia domanda, quindi ho inviato alcuni dettagli, note e cronologia a Oli. felice di inviarti anche a te, ma non sai dove inviarlo.
Oystek,

Il commento di Oli dice che aggiungerà i tuoi appunti alla domanda.
Gwideman,

>> Potresti essere in grado di posizionare questi componenti di "condizionamento del segnale" vicino ai LED << Immagino che intendi PD invece di LED.
Cagliata

@Curd, giusto, risolto
gwideman

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Fotodiodi / fototransistor sono fonti di corrente e non è possibile collocarle in serie, proprio come non è possibile posizionare in parallelo fonti di tensione. Ogni fotodiodo proverà a spingere la sua corrente attraverso il filo e correnti diverse si combatteranno. Il risultato è che la corrente netta è indefinita e può variare in modo selvaggio.

Normalmente si posizionano i fotodiodi in parallelo e li collegano a un resistore comune. La tensione attraverso quel resistore dipende quindi dalla somma delle singole correnti.


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Trattare i fototransistor come semplici fonti di corrente quando sono in serie non è un modello adatto, in particolare se uno o più sono saturi. Puoi certamente collegarli in serie (diciamo in serie con un resistore) e si comporteranno in modo tale che la stringa PQ condurrà se tutti sono illuminati, altrimenti no. Tuttavia, la tensione risultante attraverso i PQ o attraverso la resistenza potrebbe non essere conveniente per interfacciarsi con la logica, e l'apparato avrà un vago comportamento intermedio a livelli di luce intermedi, quindi non è un ottimo design.
Gwideman,
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