Сенсорное управление : выбор оптоэлектронного прибора
Пт авг 03, 2007 00:34:00
Доброго времени суток. Я тут одной идейкой загорелся, не поможите ли с теорией?
Хочу попробовать чисто для себя сделать небольшого ползучего робота, управляемого контроллером =)
Вопрос такой: хочу ему сделать датчики, чтоб обползал препятствие - предполагаю так: спереди закрепляется два излучателя ик, и два приемника. Излучатели постоянно излучают, а приемники ловят отраженное.
Вопрос - какого должен быть вида приемник? Я в этом не очень разбираюсь. Насколько я понял, фотодиод - это как 1/0 - есть свет - есть ток, нету света - нету тока. Т.е. он из данных может мне дать, грубо говоря 1/0. ИМХО тут не пойдет такой.
Фоторезистор же изменяет сопротивление, поэтому - как я понимаю - если оба резистора подключить к ЦАП контроллера можно будет получить более полные данные по величине которую покажет цап.
А вот фототранзистор - с ним я не разобрался.
Если не трудно, подскажите плз, как лучше реализовать такую вот вещь.
Заранее спасибо.
Хочу попробовать чисто для себя сделать небольшого ползучего робота, управляемого контроллером =)
Вопрос такой: хочу ему сделать датчики, чтоб обползал препятствие - предполагаю так: спереди закрепляется два излучателя ик, и два приемника. Излучатели постоянно излучают, а приемники ловят отраженное.
Вопрос - какого должен быть вида приемник? Я в этом не очень разбираюсь. Насколько я понял, фотодиод - это как 1/0 - есть свет - есть ток, нету света - нету тока. Т.е. он из данных может мне дать, грубо говоря 1/0. ИМХО тут не пойдет такой.
Фоторезистор же изменяет сопротивление, поэтому - как я понимаю - если оба резистора подключить к ЦАП контроллера можно будет получить более полные данные по величине которую покажет цап.
А вот фототранзистор - с ним я не разобрался.
Если не трудно, подскажите плз, как лучше реализовать такую вот вещь.
Заранее спасибо.
Пт авг 03, 2007 07:04:14
В любом случае, Вы должны будете использовать не постоянное ИК излучение, а модулированный поток.
А в этом случае проще всего применить специализированные ИК приемники TSOP17xx - скачайте даташит на них и посмотрите. Они различается по частоте приема, например TSOP1738 расчитан на прием ик излучения с частотой 38кГц.
А что самое главное - эти приемники можно подключать напрямую к контроллеру - он с ними замечательно работает.
А в этом случае проще всего применить специализированные ИК приемники TSOP17xx - скачайте даташит на них и посмотрите. Они различается по частоте приема, например TSOP1738 расчитан на прием ик излучения с частотой 38кГц.
А что самое главное - эти приемники можно подключать напрямую к контроллеру - он с ними замечательно работает.
Пт авг 03, 2007 09:46:34
Пару вещей о приемниках TSOP - сам о них спотыкался.
1) В даташите дана схема подключения (с фильтром питания) - ее надо использовать обязательно, нельзя подключать приемник прямо к питанию - помехи замучают - будут ложные срабатывания.
2) Приемник стабатывает не от несущей в 38 кгц, а на пачки импульсов с частотой заполнения 38кгц
вот такие:
___!!!!!!!!!!!!_________!!!!!!!!!!!!_________!!!!!!!!!!!!_________!!!!!!!!!!!!_________
Десяток-два импульсов с частотой 38кгц, потом некоторое время тишины, потом еще пачка, и т.д.
1) В даташите дана схема подключения (с фильтром питания) - ее надо использовать обязательно, нельзя подключать приемник прямо к питанию - помехи замучают - будут ложные срабатывания.
2) Приемник стабатывает не от несущей в 38 кгц, а на пачки импульсов с частотой заполнения 38кгц
вот такие:
___!!!!!!!!!!!!_________!!!!!!!!!!!!_________!!!!!!!!!!!!_________!!!!!!!!!!!!_________
Десяток-два импульсов с частотой 38кгц, потом некоторое время тишины, потом еще пачка, и т.д.
Пт авг 03, 2007 12:31:23
Большое спасибо за ответы. Где-то в глубине души я подозревал что надо импульсами =)
Пт авг 03, 2007 18:14:11
думаю, тут наметился увод автора темы от основной нити... (во завернул, еле сам понял!)
дело в том, что TSOP-ы не смогут дать какой-то сигнал о расстоянии до препятствия - они же дискретные! об это автор поста и сам говорил в начале. фотодиод и фототранзистор могут выдавать аналоговую величину сигнала, и сигналы с них можно подавать на АЦП.
но с другой стороны (во-первых) для игрушки это лишнее, да и (во-вторых) придется с засветкой посторонним излучением бороться...
поэтому, имхо, надо использовать обычные фотодиоды или фототранзисторы в их нормальном ключевом режиме, излучать и контролировать модулированный сигнал
дело в том, что TSOP-ы не смогут дать какой-то сигнал о расстоянии до препятствия - они же дискретные! об это автор поста и сам говорил в начале. фотодиод и фототранзистор могут выдавать аналоговую величину сигнала, и сигналы с них можно подавать на АЦП.
но с другой стороны (во-первых) для игрушки это лишнее, да и (во-вторых) придется с засветкой посторонним излучением бороться...
поэтому, имхо, надо использовать обычные фотодиоды или фототранзисторы в их нормальном ключевом режиме, излучать и контролировать модулированный сигнал
Пт авг 03, 2007 19:50:49
Насчет того нужно ли это - спорный вопрос - т.к. эту задачу я поставил перед собой сам, то в общем можно было бы и поработать над определеним расстояния и т.п.
Но пока, я думаю, для меня это в самом деле сложновато - а можно поподробнее об этой связке "фотодиод-фототранзистор в ключевом режиме"
Я не очень понял насчет фототранзистора - мне же надо его в связке с контроллером использовать, а для этого, фактически, мне надо соединить питание (+5 в) с ногой контроллера (0 в) через определенный о/э прибор, чтобы он в обычном состоянии не проводил ток, т.е. питание и вывод контроллера не были соединены, а когда этот прибор уловит отраженное излучение, он должен "открыться", и соединить питание со входом - таким образом на входе будет ЛОГ1, который я программно считаю...
Фототранзистор для этого пойдет? Я слышал что он при освещении сам ток создает...
Вот например, L-53P3C - у него два вывода. В даташите ничего о типовых подключениях не сказано. Не подскажите, как должно выглядеть подключение?
Но пока, я думаю, для меня это в самом деле сложновато - а можно поподробнее об этой связке "фотодиод-фототранзистор в ключевом режиме"
Я не очень понял насчет фототранзистора - мне же надо его в связке с контроллером использовать, а для этого, фактически, мне надо соединить питание (+5 в) с ногой контроллера (0 в) через определенный о/э прибор, чтобы он в обычном состоянии не проводил ток, т.е. питание и вывод контроллера не были соединены, а когда этот прибор уловит отраженное излучение, он должен "открыться", и соединить питание со входом - таким образом на входе будет ЛОГ1, который я программно считаю...
Фототранзистор для этого пойдет? Я слышал что он при освещении сам ток создает...
Вот например, L-53P3C - у него два вывода. В даташите ничего о типовых подключениях не сказано. Не подскажите, как должно выглядеть подключение?
Последний раз редактировалось Ra Пт авг 03, 2007 19:55:28, всего редактировалось 1 раз.
Пт авг 03, 2007 19:52:42
Если достаточно факта наличия припятствия (без учета расстояния до него), то можно и TSOP использовать при соотв. подборе мощности излучателя (чтоб реагировал именно на препятствия, а не на противоположную стену помещения... 
)
)
Пт авг 03, 2007 20:01:10
Вот тот факт что будет улавливаться противоволожная сторона помещения меня тоже смутил.
Как я понял, даже если я буду использовать фототранзистор а не TSOP, то проблема останется?
Мне кажется тогда имеет смысл сразу делать с определением расстояния через АЦП.
Я не понял, как именно - в случае с фоторезистором - понятно, у него меняется сопротивление в зависимости от освещенности, следовательно, если через него соединить питание со входом АЦП контроллера, то можно судить о расстоянии до препятствия.
А как быть с фотодиодом/фототранзистором? он же просто "открывается" при облучении..
Как я понял, даже если я буду использовать фототранзистор а не TSOP, то проблема останется?
Мне кажется тогда имеет смысл сразу делать с определением расстояния через АЦП.
ARV писал(а):фотодиод и фототранзистор могут выдавать аналоговую величину сигнала, и сигналы с них можно подавать на АЦП.
Я не понял, как именно - в случае с фоторезистором - понятно, у него меняется сопротивление в зависимости от освещенности, следовательно, если через него соединить питание со входом АЦП контроллера, то можно судить о расстоянии до препятствия.
А как быть с фотодиодом/фототранзистором? он же просто "открывается" при облучении..
Пт авг 03, 2007 20:36:01
Идея с фотодиодом/фототранзистором нежизнеспособна. Проблема в паразитной засветке - фототранзистор скорее будет открываться при наведении на лампочку (особенно галогенку - они дают много ИК) - придется модулировать сигнал и городить схему(или программу) которая его демодулирует. Но и это может не помочь - лампы дневного света (с электронным балластом) неплохо мерцают на частоте десятки килогерц - и сводят с ума такие схемы на раз. Придется генерировать пачки импульсов, а потом их детектировать.... В общем получается тот же TSOP только собранный на рассыпухе.
По поводу измерения расстояния - с помошью ик светодиода и фотодиода это не реально - слишком разные коэфициенты отражения могут быть у предметов. Лучше использовать ИК светодиод с регулируемой мощностью и TSOP - точность все равно никакая, но схема проще.
По поводу измерения расстояния - с помошью ик светодиода и фотодиода это не реально - слишком разные коэфициенты отражения могут быть у предметов. Лучше использовать ИК светодиод с регулируемой мощностью и TSOP - точность все равно никакая, но схема проще.
Пт авг 03, 2007 20:37:49
Так, попробую по-порядку.
1. Фототранзистор включается так: эмиттер на землю, коллектор на вход МК и через резистор на + питания. При отсутствии света на входе МК будет логическая 1, при освещении транзистора - логический 0.
2. Проблема с дальностью при использовании фототранзисторов неактуальна, т.к. их чувствительность невысока - практически все они расчитаны на небольшие расстояния. конечно, все и от мощности излучения зависит, так что вполне можно отрегулировать на несколько см. TSOP (наверное) более чувствительный прибор, с ним могут быть "проблемы с противоположной стеной"
3. Как работает фототранзистор. Очень грубо приблизительно можно сказать, что свет для него является током базы, т.е. чем больше света, тем больше ток коллектора. как и любой транзистор он имеет линейный участок своей характеристики, а значит, в определенных пределах будет выдавать ток, пропорциональный освещенности. Беда лишь в том, что современные фототранзисторы специально делаются таким образом, чтобы этот линейный участок был поуже, т.е. транзистор быстро входил в насыщение - это и понятно, т.к. основной упор делается на ключевой режим, а не усилительный. Кстати, если взять транзистор типа МП39 и спилить его шляпку аккуратно - получим вполне "длинно-линейный" фототранзистор
4. Аналогично и фотодиод. Снова грубо приблизительно объясняю. он может работать в двух режимах: так называемом диодном и генераторном. генераторный режим - это когда фотодиод под влиянием света генерирует фото-ток, т.е. в сущности является неким подобием солнечной батареи (кстати, соединив штук последовательно 50 диодов типа Д9 можно получить вполне действующую солнечную батарею, которой хватит для 1-3 транзисторного приемничка). В диодном режиме он включается в прямом направлении к источнику внешнего тока, и под влиянием освещенности на нем изменяется падение напряжения. В любом случае, чем больше освещенность, тем больше уровень сигнала с фотодиода, так что при желании можно его усилить и получить аналоговый сигнал, пропорцилональный освещенности.
5. Как и у фототранзистора, у фотодиода линейный участок характеристики есть, но может быть так же весьма узким.
P.S. Я рассказал как попроще, с некоторыми натяжками и упрощениями, чтобы можно было уловить суть, будет интерес - читайте книги, там написано умно и много
1. Фототранзистор включается так: эмиттер на землю, коллектор на вход МК и через резистор на + питания. При отсутствии света на входе МК будет логическая 1, при освещении транзистора - логический 0.
2. Проблема с дальностью при использовании фототранзисторов неактуальна, т.к. их чувствительность невысока - практически все они расчитаны на небольшие расстояния. конечно, все и от мощности излучения зависит, так что вполне можно отрегулировать на несколько см. TSOP (наверное) более чувствительный прибор, с ним могут быть "проблемы с противоположной стеной"
3. Как работает фототранзистор. Очень грубо приблизительно можно сказать, что свет для него является током базы, т.е. чем больше света, тем больше ток коллектора. как и любой транзистор он имеет линейный участок своей характеристики, а значит, в определенных пределах будет выдавать ток, пропорциональный освещенности. Беда лишь в том, что современные фототранзисторы специально делаются таким образом, чтобы этот линейный участок был поуже, т.е. транзистор быстро входил в насыщение - это и понятно, т.к. основной упор делается на ключевой режим, а не усилительный. Кстати, если взять транзистор типа МП39 и спилить его шляпку аккуратно - получим вполне "длинно-линейный" фототранзистор
4. Аналогично и фотодиод. Снова грубо приблизительно объясняю. он может работать в двух режимах: так называемом диодном и генераторном. генераторный режим - это когда фотодиод под влиянием света генерирует фото-ток, т.е. в сущности является неким подобием солнечной батареи (кстати, соединив штук последовательно 50 диодов типа Д9 можно получить вполне действующую солнечную батарею, которой хватит для 1-3 транзисторного приемничка). В диодном режиме он включается в прямом направлении к источнику внешнего тока, и под влиянием освещенности на нем изменяется падение напряжения. В любом случае, чем больше освещенность, тем больше уровень сигнала с фотодиода, так что при желании можно его усилить и получить аналоговый сигнал, пропорцилональный освещенности.
5. Как и у фототранзистора, у фотодиода линейный участок характеристики есть, но может быть так же весьма узким.
P.S. Я рассказал как попроще, с некоторыми натяжками и упрощениями, чтобы можно было уловить суть, будет интерес - читайте книги, там написано умно и много
Пт авг 03, 2007 20:47:20
Спасибо. В общем понял.
Остановлюсь тогда на TSOP, т.к. он у меня уже есть.
Поверю товарищу dx40 насчет того что измерение расстояния обычным ик-диодом+фототранзистором не лучшая идея.
Но собственно, про расстояние я заговорил как раз из за "проблемы противоположной стены" - есть ли какой нибудь способ решить ее, кроме как подобрать диод, который "бьет" на 5 см?
Остановлюсь тогда на TSOP, т.к. он у меня уже есть.
Поверю товарищу dx40 насчет того что измерение расстояния обычным ик-диодом+фототранзистором не лучшая идея.
Но собственно, про расстояние я заговорил как раз из за "проблемы противоположной стены" - есть ли какой нибудь способ решить ее, кроме как подобрать диод, который "бьет" на 5 см?
Пт авг 03, 2007 21:12:18
Еще есть вариант поставить ИК дальномер sharp, например gp2d12 (измеряет расстояние 10-80см)
Их много разных типов, с разными измеряемыми расстояниями. Выход у всех аналоговый, подается на АЦП и по таблице вычисляется расстояние. Правда стоят дорого, и достать их сложно.
Их много разных типов, с разными измеряемыми расстояниями. Выход у всех аналоговый, подается на АЦП и по таблице вычисляется расстояние. Правда стоят дорого, и достать их сложно.
Сб авг 04, 2007 01:52:49
TSOP - штука очень чувствительная. Чтобы его применить, понадобится закрывать его каким-нибудь полупрозрачным материалом. К тому же на границе чувствительности он пропускает часть импульсов, возможно, это надо будет учитывать.