Mnohonásobná optická IR závora

Zpráva

jirkab · #1 Příspěvek od **jirkab** » 06 čer 2014, 21:24

Potřebuji realizovat současné hlídání několika desítek IR paprsků. Plánuji to hlídat deskou Arduino, která má cca 50 digitálních vstupů. Jsem programátor, takže z programátorského hlediska nemám žádný problém těch 50 vstupů uhlídat, ale bohužel z hlediska elektroniky už mé znalosti jsou slabé.

Nejvíce by se mi líbilo použít pro jeden paprsek vždy dvojici
HSDL-44xx IR Emitter + HSDL-54xx IR Detector, protože to krásně vyhovuje i rozměrově. Vzdálenost vysílací a přijímací strany bude cca 300mm.

Potřebuji poradit pokud možno jednoduché zapojení, aby se to dalo připojit na digitální vstup toho Arduina. Potřebuji tedy, aby na výstupu toho každého kanálu bylo buď 5V nebo 0V, podle toho jestli je paprsek přerušen nebo ne. Většina paprsků bude stále nepřerušena, k přerušení paprsku bude docházet poměrně málo často a jenom na velmi krátkou dobu.

Děkuji za rady.

Zde je odkaz na ty IR diody:
http://www.gme.cz/img/cache/doc/511/425 ... heet-1.pdf

jiriS · #2 Příspěvek od **jiriS** » 07 čer 2014, 12:50

Ahoj,
nevím, jestli ti to trochu pomůže. Jde modifikované a trochu osekané schéma ze snímače na otáčkoměr na dieselový motor, který v současnosti dělám a ještě není úplně hotový. Bude nutné, abys trochu nastavoval popř. zkoušel.
Toto zapojení propustí pouze impuls- pokud by bylo nutné vyhodnotit i dobu přerušení nebo stav, je nutné ho změnit ("vyhodit" C1 a nastavit pracovní bod T1, tady pozor na změny pracovních teplot popř.osvětlení okolím, může to dělat problémy). Zapojení je navíc dělané na běžnou fotodiodu a osvěptlení bílu LED, s odrazem paprsku od bílé plochy. Takže může být zbytečně citlivé.
Velikostí R1 nastavíš proud LED diodou, jeho velikostí lze měnit v určitých mezích citlivost.
Pomocí R4 (nastavit pomocí potenciometru nebo trimru, potom vyměnit za pevný odpor) nastavíš cca 0,57-0,6V na R6 proti zemi. Čím vyšší napětí, tím nižší citlivost zařízení. V klidovém stavu musí být zároveň výstup na 0V (L úroveň). Hodnota R4 by se měla pohybovat v okolí 200kOhm.
Pomocí R5 určuješ základní citlivost fotodiody, ale ovlivňuje se tak pracovní bod T1, takže bude úměrně jiná hodnota i R4.
Hodnotu R6 je také možné změnit, spíše k nižším hodnotám, zvýší se stabilita při změnách teplot, je ale nutné zase nastavit pracovní bod T1 pomocí R4.
Doufám, že to trochu pomůže, vlastní zapojení mám ještě na experiment.desce, je doplněné monostabilním klopným obvodem a není ještě doladěné. Navíc je trochu jiné (vyhodnocuji odraz), ale jako základ by mohlo posloužit.
JiriS

jirkab · #3 Příspěvek od **jirkab** » 07 čer 2014, 16:19

Ahoj,
díky za rady, docela se mi to líbí.
Vzhledem k tomu, že těch kanálů bude přibližně 200 (celkem 5x Arduino), tak pro snížení počtu součástek navrhuji tu dvojici tranzistorů nahradit BC517 (což jsou dva tranzistory v jednom pouzdře). Co si o takové náhradě myslíš? Nebude to moc citlivé?
Jirka

1N4148 · #4 Příspěvek od **1N4148** » 07 čer 2014, 16:44

A nebylo by lepší vstupy multiplexovat, než zapojovat každý zvlášť? Při dostatečně vysoké frekvenci přepínání vstupů by nemusela vadit ani krátká doba přerušení.

jiriS · #5 Příspěvek od **jiriS** » 07 čer 2014, 20:58

Ahoj,
T1 je zapojený jako proudový zesilovač, T2 jako napěťový. Muselo by se upravit snímání mpulsu z fotodiody. V principu by to jistě šlo, já tohle řešení zvolil proto, že mi dost lítal pracovní bod tranzistoru v závislosti na teplotě motoru a taky odlesky od pelchů apod.. Vše záleží na konkrétním využití.
Multiplex asi použít nepůjde nebo jenom obtížně, v tomto zapojení nejde měřit stavové hodnoty, jakmile se vybije C1, výstup se vrátí do klidového stavu.
Snímač ještě nemám dodělaný, je to spíš jen takový model, důležité jsou:
prostředí, kde se bude závora provozovat, mechanické provedení, hlavně vlastnosti fotoprvků. Zkusím jen malý návrh, jak by to s BC517 šlo, ale pozor na stabilizaci pracovního bodu.
Jak něco vymyslím, hodím to sem.
Jirka

jiriS · #6 Příspěvek od **jiriS** » 07 čer 2014, 21:27

Zkusil jsem tohle,
ale POZOR- bude potřeba pravděpodobně změnit hodnotu R2 (na nižší, nutné vyzkoušet podle citlivosti) a úměrně tomu R4. R8 zvyšuje stabilitu, nemusí tam nutně být. Hodnota R8 -řádově stovky Ω, max. do 1k.
Pracovní bod nastavit asi zkusmo zase R4. V klidvém stavu -fotodioda neosvětlená- nastavit výstup na L, po osvětlení musí přejít na H. Čím vyšší proud poteče do báze T1, tím míň citlivý obvod bude. Nutné vyzkoušet, měřit.