Fototransistor mit Operationsverstärker

[robo junior]

Hallo

Ich habe in meinem Fußballroboter die SFH 309 FA Fototransistoren eingesetzt um den Ball zu finden (beim Robocup Junior sendet der Ball IR-Strahlung aus). Bis jetzt hatte ich die Fototransistoren so angeschlossen, dass der Emitter an GND ist und der Kollektor direkt am ADC Pin ist. Dann hatte ich intern die Pullup Widerstände angeschaltet. Dadurch habe ich dann Werte von 40 (Ball sehr nahe) bis 800 (Ball weit weg) erhalten. (der ADC hat eine Auflösung von 10bit). Allerdings sind die Werte überhaupt nicht linear sondern in etwa 0-30cm am Roboter ändert sich der Wert von 40-750 und ändert sich ab dann nur noch geringfügig. (siehe Bild, hängt natürlich auch davon ab, wie voll die Batterien im Ball sind)

http://www.bvpuettlingen.de/roboter/werte_diagramm.jpg

Dadurch wird es dann allerdings schwierig weit entfernte Bälle zu erkennen (vor allem durch andere Wärmequellen, die die Sensoren beeinflussen).
Im Internet hab ich jetzt eine Schaltung für einen IR-Sensor mit einem Operationsverstärker gefunden (IR Sensor (http://www.robocupjunior.de/Media/Dokumente/IRSensor2.pdf), dieser ist für den Lego RCX ausgelegt).
Könntet ihr mir erklären, was der genau macht, wie ich den an einem ATMega benutzen könnte und was für einen Einfluss die Widerstände und Kondensatoren haben? (R1-R4, C2?) Kann ich den Gleichrichter, C1 und die beiden Dioden weglassen, weil ich den Operationsverstärker ja immer mit Strom versorgen kann und den Ausgangspin direkt an den ADC Pin von meinem ATMega anschließen?
Sorry, für die vielen Fragen, aber ich hab von Elektronik noch nicht so den Plan und die Datenblätter helfen mir da momentan auch noch nicht so richtig. (Fototransistor (http://www.reichelt.de/?SID=292XRzGKwQAR0AAF8UePs0f9f4b9790383517293922a4 4113fb26;ACTION=7;LA=6;OPEN=1;INDEX=0;FILENAME=A50 0%252Fsfh309fa%252Bsfh409%252B487.pdf))

Bringt die Schaltung mit dem Operationsverstärker überhaupt etwas, da ich ja durchaus einen großen Wertebereich hab nur eben überhaupt nicht linear?

[BASTIUniversal]

Hi!
Ein Fototransistor und Fotowiderstand sind sehr Nicht-Linear, Fotodioden sollten da besser geeignet sein.

Was du noch ausprobieren könntest, ist eine Aufzeichnung Lichteinfall/Stromstärke. Das sollte Linearer sein, als eine Spannungsmessung.

Zu deinem Problem mit den Wärmequellen: Die sind kein Problem! Wärmestrahlung tritt im Bereich von 8 bis 14µm auf, dein Transistor arbeitet aber im Bereich von 0,8 bis 1 µm. Störungen können aber trotzdem auftreten...in der Regel sollte das Licht vom Ball aber mit einer bestimmten Frequenz gepulst sein (-> Nachfragen!).

In der Schaltung sollten die Widerstände R1 und R4 für eine Strombegrenzung sorgen um die Bauteile nicht zu überlasten, C2 wird wohl die Funktion einer Sample and Hold Schaltung einnehmen (sie "speichert" den Wert des SFH wenn der Strom weg ist). C1, den Gleichrichter und die zwei Dioden am Ausgang des LM324 kannst du weglassen und den Ausgangspin (über R4) direkt an dem Mega legen.

Wenn du die Bauteile da hast, kannst du ja mal etwas herumprobieren.

MfG

[PCMan]

Hi junior,
ich habe kürzlich mit einem OPA2350 einen tauglichen Transimpedanzwanzwandler gezimmert wo mir "der Strom der Fotodiode" in eine "Spannung umgewandelt" wurde. Bin damit recht gut gefahren. Ausgangsspannung max 5V (dank OPA) bei 5V Versorgungsspannung des OPA. Hier der Thread dazu: https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=279796#279796

Auswertung erfolgte über ADC vom Mega8