PDA

Просмотр полной версии : Подключение фотодиода



NoName
26.12.2014, 11:10
Все привет,
Делаю измеритель пульсаций освещения ну и уровня освещения. Хочется для измерения освещенности обойтись одним фотодиодом без датчиков с регулировкой (переключением усиления с помощью МК). Прошивка практически готова, а вот по входной части пошло все ни так как планировалось.
Существующий аналог http://radiokot.ru/konkursCatDay2014/47/.
Хорошо на входе работает самая простая схема, как в приведенной ссылке, но есть одно НО. Данное подключение имеет маленький динамический диапазон (если убрать диоды в цепи обратной связи). Схема имеет хорошую полосу при сопротивлении обратной связи до 300к, но не позволяет менять усиление. Промоделировал, а затем собрал усилитель из двух каскадов, первый каскад с маленьким усилением (чтобы он не входил в насыщение при 20kLux), а второй усилитель с регулируемым коэффициентом усиления 1:1 1:10 1:100. Но и тут счастья не было, если первый каскад имеет маленькое усиление, то маленькие сигналы (100Lux) уже не вытянуть. Т.к. первый каскад сделан усилителем тока и сопротивление в цепи обратной связи большое, то переключение усиления становится проблемой, а надо.
Хочется получить полосу 100кГц и переменный Кусиления первого каскада 100:1 или хотя бы 10:1. Точность большая не нужна, т.к. можно откалиброваться.
Так же проштудировал статьи http://www.kit-e.ru/articles/usil/2009_03_46.php http://www.kit-e.ru/articles/usil/2009_02_46.php, но и в данных статьях рассматриваются случаи выжать максимальное усиление. Если ставить фотодиод в режиме схема напряжения, то сильно падает полоса.
Может у кого будут идеи?
Применяю фотодиод с отдачей 9nA/Lux и если освещенность 50kLux, то ток может доходить до 45мА (но хочется хотя бы 10kLux освоить). А если освещенность 100Lux, что тоже реально, то ток всего 1uA и нужно большое усиление.
Первоначальную схема, которую моделировал, выложу позже, когда буду дома.

vadim_d
26.12.2014, 13:12
Может у кого будут идеи?
Ну почти полубредовая: если борьба за ДД, сделайте логарифматор :smile:

Применяю фотодиод с отдачей 9nA/Lux и если освещенность 50kLux, то ток может доходить до 45мА
А какой тип? Я все хочу вернуться к генератору шума на фотодиоде, парочку уже отложил для экспериментов

NoName
26.12.2014, 13:21
Фотодиод BPW21R (от компании Vishay), правда на одном из сайтов нашел что у него ток насыщения 50uA, хотя про это в даташите ни слова.

Ну почти полубредовая: если борьба за ДД, сделайте логарифматор
Идея совершенно не бредовая, я ее обдумываю, но хотелось сначала попробовать с коммутацией. Не могу найти ни одной схемы промышленных датчиков, правда попалось вот это http://www.terraelectronica .ru/idea.php?ID=224, что тоже не добавляет оптимизма. Большое быстродействие и большой ДД видимо идея фикс.

vadim_d
27.12.2014, 21:32
Фотодиод BPW21R
Я пользовал BPW34, те же 7.5 мм^2, но PIN, емкость намного ниже, а спектральная чувствительность роли не играла

Идея совершенно не бредовая, я ее обдумываю, но хотелось сначала попробовать с коммутацией
Если коммутировать резисторы ОС, то проблем быть не должно. У логарифматора скорее всего получится зависимость полосы от уровня сигнала, что может быть неудобно при обсчете результатов

Алексей2009
27.12.2014, 22:25
Делаю измеритель пульсаций освещения ну и уровня освещения.
Делал лет 30 назад люксметр-фотоэкспонометр. За основу взял тогда новинку тех лет - один элемент солнечной батареи, с максимальным ЭДС порядка 1в.
Ну собственно все НоуХау. Дальше операционник , на один вход фотоэлемент, на второй вход опорное.
Сначала хотел сделать стрелочный индикатор- максимум освещенности=максиму м показания.
Но потом сообразил , что проще сравнивать прямой и инверсный входа. Для этого опору сделал регуируемой , а индикатор показывал не максимум, а баланс (Нуль индикатор)...

Побаловался , но практической пользы не извлек - купил заводской Фотоэкспонометр. :-P

NoName
28.12.2014, 10:26
Побаловался , но практической пользы не извлек - купил заводской Фотоэкспонометр.
Я бы тоже купил заводской и не парился, но прибор который измеряет уровень пульсаций стоит порядка 15т.р, заявлен правда "Люпин" за 4500р., но как выяснилось идет сбор предзаказов на первую партию, производство скоро начнется

Добавлено через 10 минут(ы):


Побаловался , но практической пользы не извлек - купил заводской Фотоэкспонометр.
Я бы тоже купил заводской и не парился, но прибор который измеряет уровень пульсаций стоит порядка 15т.р, заявлен правда "Люпин" за 4500р., но как выяснилось идет сбор предзаказов на первую партию, производство скоро начнется

Если коммутировать резисторы ОС, то проблем быть не должно.
На самом деле коммутировать резистор ОС первого усилителя как раз очень большие проблемы, резистор под мегаОм на верхних пределах, поэтому даже не пробовал. Сейчас заработала первоначальная схема, все решилось просто. Т.к. использовался операционник с однополярным питанием, то пришлось подать напряжение смещения небольшое, что бы оторвать начало характеристики от нуля, ну и соответственно он начал нормально реагировать даже на маленькую освещенность, а переключение уже во втором каскаде. Когда оформлю, то опубликую.

Алексей2009
28.12.2014, 11:43
Я бы тоже купил заводской и не парился
:-P
не,я не об этом. Это было мое решение.

Я вам только рассказал о своем опыте создания подобного девайса.
Кстати. После УПТ я ставил интегрирующую цепочку, для гашения "Шума" источника сигнала. Так же поступил, когда делал фотореле на дачу. Т.к. Восход/Закат медленно текущий процесс, то и интегрирующая цепочка была солидная... а еще ставил триггер Шмидта, для предотвращения ложного срабатывания...

Наверняка у Вас свой план и мои советы не актуальны, но все же , для общего освещения вопроса...полагаю пригодится нашим Очумельцам.:-P

NoName
28.12.2014, 11:47
Кстати. После УПТ я ставил интегрирующую цепочку, для гашения "Шума" источника сигнала.
Вы наверное невнимательно прочитали постановку задачи, у меня цель как раз увидеть пульсации, а не проинтегрировать их.

RN6LKU
28.12.2014, 12:16
Вообще-то наилучшие результаты как по полосе, так и по линейности получаются при подключении ФД к инверсному входу ОУ непрсредственно. Неинверсный - к общему. Другой электрод ФД тоже. Получается преобразователь ток-напряжение.
Коэффициент преобразования определяет сопротивление цепи ОС. Напряжение на выводах ФД всегда равно нулю. Утечки ФД не мешают работе схемы.
А для получения большого ДД можно:
1. Разбить на поддиапазоны - переключать резисторы ОС преобразователя
2. Обеспечить логарифическую характеристики передачи преобразователя, но есть вероятность потерять всё на многократных преобразованиях.

vadim_d
28.12.2014, 16:22
Напряжение на выводах ФД всегда равно нулю. Утечки ФД не мешают работе схемы
Утечки не мешают, но многократно возрастает емкость, для BPW21 получается очень неслабо, если речь идет о пульсациях

NoName
26.01.2015, 00:33
Вот что получается, ну и схемы тоже здесь (http://www.asobol.ru/moi-konstrukcii/pure-light-v1-0)