Schaltung für IR-Fotodiode als logisches Signal

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Autor
Schaltung für IR-Fotodiode als logisches Signal
Suche nach: schaltung (31735) fotodiode (303)

    







BID = 919816

perl

Ehrenmitglied



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Zitat :
Jetzt kommt jedoch noch Datenmüll im Terminal an (0?D<ÀÀøÀ0À?à???ðÀÀðàDð).
Fremdlicht hast du hoffentlich ausgesperrt.
Die Polarität stimmt, im Ruhezustand High am Port?
Wenn auch noch Datenblöcke zu erkennen sind, dann kann der Müll an der falschen Baudrate liegen.
Wenn du weisst, aus wieviel Zeichen der Datenblock besteht, kannst du die richtige Geschwindigkeitseinstellung auch durch eine Zeitmessung der Blocklänge ermitteln.
Ohne Parity: t[s]= n*(1+8+1)/9600 (oder ein paar bit weniger).

Die Grundlagen dafür hast du ja schon mit der Schaltung geschaffen, die eigentlich die Impulse empfangen sollte.

Wenn du deutlich schneller als mit 2*9600 abtastest, also z.B. mit 30 oder 50kHz, kannst du sogar das ganze Telegramm bitweise im Speicher ablegen und "zu Fuß" interpretieren.

Die andere Möglichkeit ist es die Baudrate auszuprobieren.
Die ältesten Modems liefen mit 300 Baud.
1200 war auch eine recht gebräuchliche Geschwindigkeit für die Übertragung auf Telefonleitungen.
Die höheren Geschwindigkeiten 2400 , 4800 und 9600 liessen sich nur noch mittels aufwändigerer Hardware über analoge Telefonleitungen übertragen, da deren Frequenzgang bei etwa 3kHz endet.

BID = 919884

Maik87

Schriftsteller



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Zitat :
perl hat am  6 Mär 2014 23:39 geschrieben :

Fremdlicht hast du hoffentlich ausgesperrt.


Ja klar! Alles mit Klebeband abgedunkelt.


Nachdem der Erfolg gestern trotz neuer Schaltung nicht soo gut war (um es milde auszudrücken), war ich heute einkaufen und habe paar neue Klamotten besorgt. Zunächst habe ich die erste Schaltung von "der mit den kurzen Armen" noch einmal nachgebaut. Dieses mal jedoch mit einem 56k PullUp und einem BC547C-Transistor. Jetzt ist auch ein Fototransistor anstatt einer Fotodiode zum Einsatz gekommen. Der erste Blick in die Konsole sah zwar auch wieder nach Müll aus, jedoch waren Wortfetzen wie "ISRA" (rein zufällig der Hersteller des Stromzählers) und "B-LZ" zu erkennen.

Dann habe ich mal das Oszilloskop dran gehangen - auch wenn ich damit nicht umgehen kann. Zu erkennen war jedoch, dass am Eingang der Schaltung sowie am Ausgang im Ruhezustand 3,3V anliegen. Schaltet der Fototransistor durch, fällt jedoch der Pegel am Ausgang gerade mal auf ca. die halbe Eingangsspannung. Also war klar, dass ich die Variante mit dem zweiten Transistor bauen musste. Gesagt getan, der Pegel sah im Oszi prima aus, in der Konsole kam jedoch nur noch Müll an. Gut, dass ich noch einmal die Bedeutung der 100kilos nachgefragt habe. Also am zweiten Transistor auch nochmal 100kO von der Basis gegen Masse und schon kam in der Konsole auch wieder Buchstabensuppe an. Nicht viel besser als im ersten Versuch, jedoch wird der Ausgang der Schaltung nun sehr nahe 0V gezogen.

Ist gegen die Schaltung wie abgebildet etwas einzuwenden oder kann ich diese so löten und samt geschirmten Kabel und Gehäuse verbauen? Oder ist die Schaltung eventuell zu langsam? Dann könnte der Fehler seitens der Hardware komplett ausgeschlossen werden und die Suche in der Software beginnt.

Wieso sollte ich im Netz suchen, wie ein Signal negiert wird? Hier kommt doch alles "richtig herum" raus oder sehe ich das falsch?

PS: Wie genau ist der PullUp berechnet? Könnte ich ihn so anpassen, dass ich mit dem Ausgang der Schaltung noch eine Low-Current-LED (1,75V 2mA) schalten kann? Dann könnte ich bei der Ausrichtung des Empfängers prüfen, ob der Fototransistor gut sitzt.




[ Diese Nachricht wurde geändert von: Maik87 am  7 Mär 2014 23:09 ]

BID = 919886

der mit den kurzen Armen

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Was soll der R2 in der Emitterleitung ? Wenn dann gehört der an die Basis vom T1 !

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Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!

BID = 919887

Maik87

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Zitat :
der mit den kurzen Armen hat am  7 Mär 2014 23:22 geschrieben :

Was soll der R2 in der Emitterleitung ? Wenn dann gehört der an die Basis vom T1 !



Sorry, falsch gezeichnet. Ich hab so mit dem Programm gekämpft, dass mir das nicht aufgefallen ist

R2 ist auch an der Basis von T1.
Korrigierte Zeichnung folgt.

BID = 919888

Maik87

Schriftsteller



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Soo, hier die richtige Schaltung.
Nun auch mit Fototransistor.



BID = 919889

der mit den kurzen Armen

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Der Pullup R3 ist so berechnet das der RXT gerade ein H erkennt ohne das übermäßig viel Strom in den Eingang fließt. Eine LED da am RXT angeschlossen versaut dir die Pegel und bringt noch andere Probleme mit sich.
Edit:
So kannst du die Kontrollled am RXT betreiben



Edit2 : versuch mal 7N1 statt 8N1 im Terminalprogramm einzustellen


[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am  7 Mär 2014 23:38 ]

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am  7 Mär 2014 23:41 ]

BID = 919900

Maik87

Schriftsteller



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Zitat :
der mit den kurzen Armen hat am  7 Mär 2014 23:32 geschrieben :

so kannst du die Kontrollled am RXT betreiben

Nee. Die LED geht nicht ganz aus, sondern wird nur schwächer. Am Port ist kein Signal mehr auslesbar.




Zitat :

Edit2 : versuch mal 7N1 statt 8N1 im Terminalprogramm einzustellen

Ich brate das ganze jetzt erstmal auf Lochraster und stecke es in ein Gehäuse. Das kann ich dann festkleben und habe somit auch paar Finger zum programmieren frei
Außerdem bin ich dann absolut safe gegen Falschlicht.

BID = 919902

perl

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Zitat :
Jetzt ist auch ein Fototransistor anstatt einer Fotodiode zum Einsatz gekommen.
Warum?
Fototransistoren sind relativ langsam und das kann bei 9600 schon merkliche Signalverzerrungen verursachen.
Es ist besser eine Fotodiode zu verwenden und deren Signal mit einem externen Verstärker zu behandeln.
Im vorliegenden Fall würde ich nicht das Gerödel mit Transistoren afangen, sondern ein Komparator-IC wie den billigen LM339 verwenden.
Das Teil hat Verstärkung ohne Ende, reagiert in weniger als 1 µs und und funktioniert mit Betriebsspannungen von 2V..36V.
Der Differenzeingang und der Open-Collector Ausgang machen die Anwendung zum Kinderspiel.

BID = 919924

Maik87

Schriftsteller



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Zitat :
perl hat am  8 Mär 2014 04:40 geschrieben :


Zitat :
Jetzt ist auch ein Fototransistor anstatt einer Fotodiode zum Einsatz gekommen.
Warum?


Es kam in diesem Thread die Frage auf, wieso ich nicht einen Fototransistor genommen habe. Daher dachte ich, dass der für diese Anwendung besser geeignet sei.

Im Anhang die Schaltung, so wie ich sie verstehe.
War das so gemeint?


Könnte ich hier (z.B. über den LM339) noch eine Kontroll-LED integrieren, ohne dass der Pegel darunter leidet?



BID = 919927

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
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Zitat :
m Anhang die Schaltung, so wie ich sie verstehe.
Ist falsch.
Die PD sollte von +Ub auf einen mit GND verbundenen Arbeitswiderstand gehen.
20mV Spannungsabfall bei Belichtung an diesem Widerstand sind mehr als ausreichend.

Das andere Input-Bein des Komparators legst du an eine feste Spannung von +10mV oder ein Poti, mit dem du Spannungen in der Größenordnung des Spannungsabfalls am Arbeitswiderstand einstellen kannst.
Pull-Up-Widerstand an den Ausgang.
Je nachdem welchen Input du mit der PD verbindest, kannst du wahlweise bei Belichtung eine 1 oder eine 0 haben.


Zitat :
önnte ich hier (z.B. über den LM339) noch eine Kontroll-LED integrieren, ohne dass der Pegel darunter leidet?
Kein Problem.
Es sind ja zwei identische Komparatoren in dem Gehäuse vorhanden.
Den Zweiten steuerst du aber zweckmäßger Weise nicht mit der PD an, sondern mit dem Ausgang des ersten, der auch zum µC geht.

P.S.:
Spendier dem 339 noch einen 100nF Keramikkondensator an seinen Versorgungspins und zwar direkt am IC.
Ist besser so.


P.P.S.:
Ich habe mich oben verschrieben. Im LM339 sind vier Komparatoren in einem Gehäuse, während im LM393 zwei sind.
Elektrisch sind die Teile aber identisch, wenngleich sie natürlich eine andere Pinanordnung haben.
Auch preislich besteht gewöhnlich kein nennenswerter Unterschied.
Ich verwende daher gewöhnlich nur den 339, selbst wenn anschliessend drei Komparatoren brach liegen. Vielleicht braucht man sie später mal für ein anderes Signal ...


[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  8 Mär 2014 16:18 ]

BID = 919967

Maik87

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So?



BID = 919974

der mit den kurzen Armen

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Beiträge: 17437

so





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BID = 919976

Ltof

Inventar



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Alles viel zu kompliziert und man muss auch noch den richtigen Arbeitspunkt finden.

Es gibt eine einfache Komparatorschaltung zur Drehzahlmessung bei Modellflugzeugen mittels Phototransistor. Die stellt sich selbst auf den richtigen Arbeitspunkt ein und reagiert auf schwache Helligkeitsänderungen (Abschattungen) durch den Propeller. Diese Schaltung dürfte hier ohne Änderung funktionieren.
http://www.mikrocontroller.net/atta.....r.jpg
Beitrag: http://www.mikrocontroller.net/topic/37668

Die Dimensionierung erscheint mir nicht günstig gewählt zu sein; ich kann mich aber auch irren. Ich würde es erst mal genau so nachbauen und dann an den Werten feilen.

Allerdings frage ich mich, ob das Signal des Zählers nicht auch moduliert ist. Die halbwegs stimmigen Datenfragmente könnten dann die Folge einer zufälligen Demodulation durch den langsamen Verstärker sein.

_________________
„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Ltof am  9 Mär 2014 10:10 ]

BID = 919997

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Diese Schaltung dürfte hier ohne Änderung funktionieren.
Da habe ich Bedenken. Ein Drehzahlmesser hat es leicht, da er ein streng periodisches Signal bekommt. Wenn bei Drehzahl- oder Intensitätsänderungen ein paar Impulse verloren gehen, bis sich die Schaltung auf die neuen Verhältnisse eingestellt hat, ist das auch kein Beinbruch.

Diese Verhältnisse sind hier aber nicht gegeben, sondern die Schaltung muß "aus dem Stand" fehlerfrei mit den unterschiedlichsten Tastverhältnissen zurecht kommen.
Eine Eingangsschaltung zu entwickeln, die dies unter allen möglichen Bedingungen automatisch leistet, dürfte keinesweg einfacher sein, als ein Poti zur Einstellung der Schaltschwelle.


Zitat :
Allerdings frage ich mich, ob das Signal des Zählers nicht auch moduliert ist.
Daran habe ich noch nicht gedacht, und ich kann nur hoffen, daß dies nicht der Fall ist.
Wenn es auch mit dem Komparator nicht gelingt ein einwanfreies Signal zu empfangen, müsste wohl mal ein Oszilloskop her, oder besser noch eine detaillierte Schnittstellenbeschreibung.

BID = 920041

Maik87

Schriftsteller



Beiträge: 861
Wohnort: Wesel / Niederrhein

Sooo, ich war heute mal fleißig und habe das ganze auf Lochraster übertragen.

Kann es sein, dass die Widerstände nicht ganz korrekt dimensioniert sind?
Das Problem ist, dass ich den Poti fast komplett bis auf Masse drehen muss, damit die Kontroll-LED nicht dauerhaft hell leuchtet. Ist der richtige Punkt gefunden, dann glimmt die LED noch immer (ist nicht ganz aus) - wird bei einem Impuls auch nur minimal heller. Ich kann den Poti gar nicht weit genug drehen, damit die LED aus geht. Es gibt auch keinen Punkt, an dem sie nicht ganz an aber bei einem Impuls hell aufleuchtet. Habe mehrere Photodioden und Photothransistoren durchprobiert - allesamt mit dem selben Ergebnis.


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