Jump to content
K.A.

Датчик Пульса На Фотодиоде

Recommended Posts

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)

post-172712-0-28338800-1443668869_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Литиевые батарейки Fanso для систем телеметрии и дистанционного контроля

Системы телеметрии находят все более широкое применение во многих отраслях на промышленных и коммунальных объектах. Требования, предъявляемые к условиям эксплуатации приборов телеметрии и, как следствие, источников питания для них, могут быть довольно жесткими. Fanso предоставляет широкую линейку продукции, рассчитанной на различные условия эксплуатации, что позволяет подобрать батарейку для каждого конкретного применения, в том числе и для устройств телеметрии.

Подробнее

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

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?

Share this post


Link to post
Share on other sites
                     

Приглашаем на вебинар Решения для построения ультразвуковых счетчиков жидкостей и газов на базе MSP430

Компэл совместно с Texas Instruments 23 октября 2019 приглашают на вебинар, посвященный системам-на-кристалле для построения ультразвуковых расходомеров жидкостей и газов на базе ядра MSP430. Вебинар проводит Йоханн Ципперер – эксперт по ультразвуковым технологиям, непосредственно участвовавший в создании данного решения. На вебинаре компания Texas Instruments представит однокристальное решение, позволяющее создавать точные недорогие счетчики жидкостей и газов.

Подробнее...

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

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Edited by Yurkin2015

Share this post


Link to post
Share on other sites

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Edited by Yurkin2015

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Edited by Yurkin2015

Share this post


Link to post
Share on other sites

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

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

post-172712-0-82910300-1443770726_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

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

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

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)

Share this post


Link to post
Share on other sites

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...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

  • Similar Content

    • By UltimateSAS
      Добрый день уважаемые форумчане! Столкнулся с задачей, которую я не могу решить примерно 2 недели, а именно: поручили мне создать усилитель для фотодиода в фотогальваническом режиме, диапазон напряжений на фотодиоде от 50мкв до 300мВ, на выходе я должен получить напряжения от 0 или близкого к нему до 3.2В (т.е. растянуть то маленькое напряжение). Фотодиод IG22X1000T9, очень крутой, работает в ИК диапазоне. Усиление я буду производить с помощью ОУ.
           Если посмотреть на диапазон напряжений, он приходится примерно на 5 декад, да и еще ВАХ фотодиода не линейная. Очень важно измерять именно нижние диапазоны напряжений т.е. от 50мкв до 1-3мВ скажем. Т.к. характеристика нелинейная, я стремлюсь сделать ее линейной, для этого нужно произвести логарифмирование, для этого отлично подойдут диоды или транзисторы в цепи ООС (как мне известно лучше использовать транзисторы, чуть стабильнее от тепла чем диоды). Вот я и пришел в тупик. Перепробовав логарифмические преобразователи, понял что у меня ничего дельного не выходит. Собрал кучу схем, лез в иностранщину, возможно я не чувствительные ОУ использую или просто в корне не понимаю как это работает.
           Прикрепляю схему, которую я собрал и которая ВРОДЕ выдает чувствительность от 500мкВ до 100мВ, но меня мучают сомнения, что после пайки опять чушь получится. Прошу советов, направлений, может кто нибудь работал с этим. Мои вопросы:
      1) Какое ОУ по характеристикам мне взять? Я использую LM2904 и MCP6409.
      2)Как добиться логарифмирования в таких диапазонах? Можно ли его произвести от таких напряжений?
      3) Есть ли глупости в схеме? Нужно ли что то менять, упростить, как улучшить чувствительные характеристики?

      P.S. Добавлю комментарии к своей схеме, чтобы было понятнее, иду слева на право:
      1ый ОУ нужен для логарифмического преобразования, там видно аналог нашего КТ315 в цепи ОСС. Диод сверху для защиты, конденсатор для избежания самовозбуждения. Транзистор на выходе я не совсем понимаю зачем нужен, т.к. эту схему позаимствовал, написано было что для температурной компенсации. 2ой ОУ для вычитания 1В от того, что идет с ИП, чтобы потом не усиливать этот 1В далее. 3ий ОУ просто усиливает в 29 раз 4ый ОУ вычитает 1В, чтобы диапазон начинался с 0, а не с 1В и выше. В итоге при 500мкВ я получаю ровно 3.2В, при 100мВ получаю 24мВ. НО ЭТО ВСЕ В МОДЕЛИ, страшно представить что будет в жизни. 

      Чувствую что схема выглядит не совсем эстетично, возможно и глупо, я готов к конструктивной критике и советам! Памахите!

    • By fokanik
      Простенький, дешевый пульсометр - есть идеи?
      К примеру (не реклама) - очень интересный обзор, предупреждён-вооружён.
      Еще говорят - пульс для сжигания жира, набора минут кардио на тренировке (не силовой) должен быть 170 - возраст.
      И вообще все можно в одном корпусе воплотить, без часов или телефона обрабатывающих сигналы по блютуз. Поставить два диодика - красный и синий (если синий горит значит нужно пульс поднимать, если красный - сбавить обороты, если горят оба - то пульс вышел на режим), без всяких там wi-fi или блюпуз.
    • By Ілля Варгатий
      Здравствуйте, довольно много времени потерял с подбором правильных деталей, надеюсь комьюнити мне поможет)
      Я совершил некоторые открытия в сфере постройки гаусс ганов, точнее могу сказать, я добился серьезных результатов, благодаря придуманных мною спец соленоидов (точнее я уверен они существуют, просто я додумался до их использования в гаусс пушке), и решил проблему конденсаторов. Теперь они просто не нужны, устройство абсолютно портативное, и выдает нужный вид и количество мощности.
      Но есть не большие проблемы:
      1. Я не очень то и силен в электротехнике, поэтому надеюсь с вашими подсказками прорвемся.
      2. На данном этапе столкнулся с проблемой в оптоэлектронике. В прототипах я использовал обычные оптроны, после него - логик. Что бы во первых увеличить мощность сигнала для мосфета, во вторых изменить логику сигнала, так как грубо говоря оптрон всегда дает сигнал, а когда снаряд его перекрывает, сигнал прерывается. Нужно изменить было порядок, что бы открыть мосфет.
      Проблема данного способа в том, что присутствует большой (относительно скоростей) дилей (задержка), изза чего приходиться на скорость полета пули где то от 60 - 80 м/с отодвигать соленоид от оптрона на расстояние больше 10 см... Что недопустимо, так как требуется большое количество ступеней. И вторая проблема такого подхода в том, что при разряде гальванических элементов, падает напряжение, и приходиться немного изменять и без того тонкую настройку расстояний.

      Решить проблемы можно только одним способом
      Подобрать правильный фоточувствительный элемент (я в них не силен), который максимально быстро передаст сигнал мосфету, без посредников. Или альтернативное решение, которого я пока не вижу...
      Теоретически как я понял, фототранзисторы - так умеют, но я до конца так и не понял. Например: LPT 80 A (https://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/14f5/0900766b814f56a0.pdf) по даташиту, как я понимают работает до 20в? И скорость роботы на порядок выше чем у остальных (Rise and fall time (VR = 5 V, RL = 50 Ω, λ = 850 nm) (typ) tr , tf 0.02 µs).
      Условие: как бы пока мой взор упал на IRFP4468PBF. ему надо от 5в до 20в (250μA), Но есть альтернативы. Точно должна быть возможность пустить больше 5в.
      Заранее благодарен за помощь, это не последний мой вопрос, но надеюсь на плотное сотруднечество!
    • By imol
      Добрый день. Сразу оговорюсь, что не имею профильного образования в электронике и, в частности, в оптике.
       
      Имеем некую измерительную систему, основанную на оптоволоконной паре. В системе присутствует фотодиодный компонент фирмы HoneyWell, выполненный в едином корпусе вместе с оптическим входом ST. Сигнал с него мы оцифровываем и обрабатываем по специальным алгоритмам.
      А теперь суть проблемы. Фотодиод имеет пиковую чувствительность в инфракрасном диапазоне. Возникла задача заменить фотодиод с пиком чувствительности в другом оптическом диапазоне (типа - https://www.chipdip.ru/product/bpw21r). Таким образом появилась проблема как-то спозиционировать его на один из оптических входов (ST или FC), которого, в отличие от предыдущего фотодиода HoneyWell, здесь нет. В связи с этим мы обращаемся с просьбой, помочь нам балбесам в этой области, решить эту задачу. Учитывая, что  форм-фактор найденного фотодиода очень распространен (в отличие от предыдущего решения HoneyWell), я предполагаю, что существует некое стандартное решение (компоненты: корпуса, разъемы, линзы, коллиматоры и т. п.) для организации вывода на фотоприемник оптоволоконного сигнала через какой-либо оптический коннектор (желательно FC или ST).
      Буду признателен за любое пояснение, ссылку.
       

    • By Kirillus
      Привет! Моделирую схему в Electronic Workbench'e. А т.к. там нет фотодиода, а мне как то нужно узнать, как работает схема "при освещенности" и "при темноте", нужно заменить чем-то фотодиод. Первое что приходит в голову, это резистор, но каким номиналом при свете и при темноте. Или чем-то другим? Надеюсь на развернутые ответы! Спасибо!
×
×
  • Create New...