Conexão de fototransistores ou fotodiodos em série

Estou projetando um dispositivo de medição de velocidade e quero usar duas seqüências de 30 foto-transistores em série.

As cordas estão separadas por 15 mm e são iluminadas por fontes de luz colimadas separadas. A saída de cada string é um pulso de movimento negativo quando qualquer um ou mais dos foto-transistores na string são bloqueados. Essa saída vai para um comparador e depois para um processador.

Estou tendo problemas com a taxa lenta e variada de transição quando diferentes PDs são bloqueados. Isso está afetando a medição de velocidade. O tempo de subida pode variar de algumas centenas de microssegundos a mais de um milissegundo. Estou pensando em colocar um amplificador de impedância trans na saída de cada string, para que eu possa criar uma saída para o comparador e o processador assim que o primeiro PD for bloqueado e para que o tempo de reação das duas cordas seja igual. Ou quase igual.

Eu escolhi um dispositivo de TI, OPA2380 para os 2 canais. Eu gostaria de pedir algum comentário sobre o design, espero evitar que eu caia em um buraco.

measurement photodiode phototransistor

— Oystek
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Você pode adicionar seu esquema com os números de peça das fontes de luz, fototransistores e comparador. Também um esboço aproximado com medidas do design e objetos sendo testados quanto à velocidade. Além disso, qualquer captura de escopo seria útil. Vejo que você é novo, por isso ainda não pode publicar imagens, então faça o link para todas as imagens (por exemplo, photobucket ou similar) e as adicionaremos a você.

— precisa

Respostas:

Concordo com Oli, mas sem outras informações, aqui estão algumas sugestões.

"String of phototransistors" sugere que eles são conectados em série. Se todos estiverem normalmente iluminados e, portanto, "acesos", quando uma é interrompida, a corrente passa ao estado de alta resistência. Você presumivelmente tem um resistor ou fonte de corrente em série com isso, e tudo isso é conectado através de uma fonte de tensão para criar um divisor de tensão que o seu comparador está monitorando?

Se for esse o caso, aqui estão alguns problemas possíveis:

o bloqueio dos fototrans não ocorre tão imediatamente quanto você talvez acredite
a transição de baixa resolução para alta resolução vs posição da obstrução não é a mesma de um fototrans para outro
os campos de visão do phototrans podem ser diferentes.
Diferentes fototrans podem estar vendo quantidades diferentes de luz ambiente, o que significa que a quantidade de corrente ainda fluindo quando ostensivamente "desligada" pode ser diferente.

Um outro problema é que a transição que você está vendo é aquela em que o resistor em série (ou fonte de corrente) está cobrando a capacitância da fiação, dos fototransistores e da entrada do comparador. Isso normalmente é uma capacitância bastante pequena (portanto, seria cobrada rapidamente). Mas para saturar a cadeia de fototransmissores (conduta máxima, produzir queda mínima) quando desobstruída, você pode ter escolhido uma resistência em série relativamente alta. Essa alta resistência que retardará a transição e também a tornará sensível a diferentes graus de desalinhamento dos fototrans bloqueados.

O maior problema é tentar lidar com um monte de fototrans em série. É melhor você lidar com cada fototrans separadamente. Você pode conectar fototrans individuais + divisor de resistor diretamente a um gate digital (barato e pode incluir histerese para evitar transições ruidosas) como um 74HC14 ou 4093 (pares de entradas de ligação). Você pode AND ou OR juntos para obter resultados agregados. Você pode colocar esses componentes de "condicionamento de sinal" perto dos fototransistores para evitar passar tantos fios aos seus principais componentes eletrônicos.

Essa estratégia permite lidar apenas com as características dos fototransistores individuais e isolar anomalias, sem precisar lidar com o efeito do restante da cadeia nos detectores individuais.

Esperamos que esta resposta não esteja muito longe da base, considerando que realmente não conhecemos sua configuração. :-)

— gwideman
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Não consigo anexar nada à minha pergunta, por isso enviei algumas notas detalhadas e histórico para Oli. feliz em enviar para você também, mas não sei para onde enviá-lo.

— Oystek

O comentário de Oli diz que ele adicionará suas anotações à pergunta.

— gwideman

>> Você pode colocar esses componentes de "condicionamento de sinal" perto dos LEDs << Acho que você quer dizer PDs em vez de LEDs.

— Coalhada

@Curd, à direita, fixo

— gwideman 2/13/13

Fotodiodos / fototransistores são fontes de corrente e você não pode colocá-los em série, assim como você não pode colocar fontes de tensão em paralelo. Cada fotodiodo tentará empurrar sua corrente através do fio e diferentes correntes lutarão entre si. O resultado é que a corrente líquida é indefinida e possivelmente muito variada.

Normalmente você colocaria os fotodiodos em paralelo e os conectaria a um resistor comum. A tensão nesse resistor depende da soma das correntes individuais.

— amadeus
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Tratar fototransistores como fontes simples de corrente quando estão em série não é um modelo adequado, principalmente se um ou mais estiverem saturados. Você certamente pode conectá-los em série (digamos em série com um resistor) e eles se comportarão de modo que a corda PQ seja conduzida se todos estiverem iluminados, caso contrário não. No entanto, a tensão resultante nos PQs ou no resistor pode não ser conveniente para interface com a lógica, e o aparelho terá um comportamento intermediário vago em níveis intermediários de luz, portanto, não é um ótimo projeto.

— gwideman