Датчик Пульса На Фотодиоде

[K.A.]

Добрый день. Появилась необходимость сделать датчик пульса, пока без счетчика или микроконтроллера на выходе. Идея была взята из этой публикации. Но так как найти фототранзистор - задача не такая легкая и собранная схема работала не совсем так, как было написано в статье, то решил все посчитать сам и немного изменить схему. Свой вариант прикрепил к сообщению.

В качестве облучателя используется ИК светодиод, ответная часть - фотодиод ФД320. Резистор R2 задает напряжение питания для диодов (+3В). Диапазон рабочих длин волн у диодов совпадает (проверил отдельно). На резисторе R1 детектируется изменение тока носителей p-n перехода фотодиода. С1 и R3 образуют НЧ фильтр для отсеивания постоянной составляющей, частота среза 0,15 Гц. На IC1.1 собран неинвертирующий усилитель с коэффициентом усиления 1000. R6 и С2 образуют ФВЧ для отсечки ВЧ составляющей, частота среза 20 Гц. Второй неинвертирующий усилитель сделан "на всякий случай", чтобы повысить амплитуду сигнала до величины близкой к напряжению питания.

Осциллограф не показывает требуемых изменений сигнала (пульса) ни на R1(скорее всего из-за невысокой чувствительности осциллографа - 0,01В), ни перед вторым усилителем, ни на его выходе соответственно. В чем может быть дело?

Фильтры считал по формуле: Fc=1/(2*3.14*R*C)

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[basf1]

http://myrobot.ru/forum/topic.php?forum=4&topic=73

ругаются на него.....

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Falconist]

Потому что у Вас питание однополярное, а схема не имеет даже искусственной средней точки.

http://cxem.net/beginner/beginner96.php

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[FarStar]

Ну так же в статье по вашей ссылке используется датчик фирмы Honeywell, которая знает толк в датчиках. Пытаться съэмулировать его на фотодиодах - весьма нетривиальная задача.

[K.A.]

http://myrobot.ru/fo...orum=4&topic=73

ругаются на него.....

Пробовал использовать ФД10к и аот137 - результат тот же, к сожалению, мб ошибка в схеме? Или необходимо увеличить сопротивление R1?

[basf1]

меня смущает сопротивление резистора R1.....

[Falconist]

А меня смешит сама кривейшая схема.

[K.A.]

Потому что у Вас питание однополярное, а схема не имеет даже искусственной средней точки.

http://cxem.net/begi.../beginner96.php

Скажите, пожалуйста, в чем я не прав, в этой статье написано, что LM358 может работать от однополярного источника, или я не прав?

меня смущает сопротивление резистора R1.....

предлагаете поставить переменник на 300к и попробовать изменить сопротивление в большую сторону?

А меня смешит сама кривейшая схема.

ну подскажите, в чем ошибка, а то смеяться все мастера

[Falconist]

Я дал ссылку на статью по ОУ. Читайте и подобные вопросы отпадут, как яйца от продналога.

У Вас выходы ОУ загнаны в минус до глубокого насыщения.

P.S. За цитирование предыдущих сообщений впредь буду наказывать.

[tilarids]

В шариковых компьютерных мышах полно ИК-фототранзисторов.

[Yurkin2015]

меня смущает сопротивление резистора R1.....

Я тоже так думаю. Дело в том, что фотодиод заперт обратным напряжением, темновой обратный ток 50нА. При попадании света этот обратный ток увеличивается пропорционально количеству попавшего света. Получается, что фотодиод работает как источник тока. Поэтому если увеличить R1 до 100кОм, то и полезный сигнал увеличится в 100 раз.

Проблема у схемы в следующем. Входной ток LM358 составляет 50нА. На резисторе R3 этот ток создаст сдвиг 12мВ. Так как усилитель постоянного тока К=1000, то этот сдвиг тоже усилится в тыщу раз и ОУ будет в насыщении. Если R4 отсечь от земли конденсатором, то по постоянному току усиление будет = 1, соотвественно и сдвиг 12мВ не усилится.

И, потом, К=1000 это слишком много. Начните с К=20, что ли. Получите видимый сигнал, а затем, если нужно, то можно увеличить К.

Да, и светодиод ИК запитайте от отдельного постоянного резистора. А то крутанёте невзначай ручку R2 до нуля и спалите светодиод.

Изменено 1 октября, 2015 пользователем Yurkin2015

[K.A.]

Спасибо за совет, обязательно попробую изменить номинал резистора R1 и добавить конденсатор. Емкость конденсатора имеет значение или достаточно любого неполярного конденсатора?

[getshket]

ИК-диод нужно запитать от отдельного источника тока.

[Yurkin2015]

Емкость конденсатора имеет значение или достаточно любого неполярного конденсатора?

Этот новый конденсатор и R4 образуют НЧ фильтр, который обрезает постоянку и низкие частоты.

Рассчитывать по той же формуле. Только 0.15Гц как-то круто, думаю, легко можно взять повыше частоту, типа 1Гц. Получается резистор 1кОм + конденсатор 200мкФ. Конденсатор электролитический, очевидно, плюсом к верху.

Ну, или резистор 10кОм и конденсатор 20мкФ. При R4=10 кОм заодно и К усилителя приблизится к норме.

Изменено 1 октября, 2015 пользователем Yurkin2015

[Yurkin2015]

Ну, и для полного счастья, надо бы приподнять положительный вход первого ОУ от земли. Добавьте от входа на плюс резистор типа 1МОм. Тогда на входе будет +3В, и на выходе первого ОУ такое же напряжение установится. И вокруг этого напряжения будут плясать Ваши пульсовые импульсы.

Изменено 1 октября, 2015 пользователем Yurkin2015

[Falconist]

Yurkin2015, я об этом написал еще в посте № 3. Но кто ж старых пердунов слушает?

[K.A.]

Большое спасибо за помощь, благодаря вашим советам схема заработала.

Уважаемый Falconist, статью, с которой Вы мне предложили ознакомиться, я прочел. Не отрицаю, что в схемотехнике и электронике являюсь практически 0, но умение объяснить или направить в нужное русло - это тоже нужно иметь талант, или умение. К своему сожалению, вынужден признать, что мое поколение (в том числе и я) практически не обладает навыками самообразования, чтобы в результате составить хотя бы небольшую конкуренцию Советскому Инженеру. Ну уж извините, время такое. Со своей стороны я хотя бы пытаюсь чему то научиться.

Рабочую схему прикрепил к сообщению, на выходе наблюдаю импульсы амплитудой примерно 0,3В.

[getshket]

R3 и R4 должны иметь одинаковое сопротивление, если не прав, поправьте.

[Falconist]

Не прав. Выходной сигнал LM358 не доходит до напряжения плюсового питания на 1,5...2 В. А вот до минусового (общей шины при однополярном питании) - почти достигает. Поэтому "искусственная средняя точка" (ИСТ) для этого ОУ не должна быть строго средней. При равных значениях номиналов резисторов, формирующих ИСТ, выходной сигнал "упрется" в указанное выше ограничение (1,5 В). В минус он пойдет, а вот в плюс уже будет некуда. Хотя, при напряжении питания 3 В, как показано на схеме, размах выходного сигнала и так составляет всего 0,5...1 В.

Хотя K.A. и лукавит, описывая свой уровень знаний, но схему он наконец выложил совершенно правильную. Единственное, что номиналы R3R4R5R6 я бы порекомендовал уменьшить на порядок, в таком виде они больше подходят для ОУ с полевыми транзисторами на входе,тогда как у LM358 они биполярные. А номинал C1 - наоборот, увеличить на порядок.

[basf1]

К посту 17. Уважаемый Falconist, на сколько я знаю, по профессии врач. А вот отдкуда знания электроники, это он может расскажет. У него свой блог есть. может там)

[Falconist]

Заведовал лабораторией электрофизиологии. Аппаратуры - дофига. А должность инженера одна на 120 рублей (времена СССР). Естественно, что на такие деньги у меня на этой должности работал парнишка-техник. Так что пришлось осваивать и электронику...