Phototransistor auswerten

[Mathhias_199]

Abend
(http://www.conrad.de/ce/de/product/140268/Objekt-Sensor-Avago-Technologies-APDS-9102-L22-Reflexions-Sensor-Reichweite-Max-8-mm/?ref=detview)
Ich habe Folgenden Sensor bestellt

http://www.conrad.de/ce/de/product/140268/Objekt-Sensor-Avago-Technologies-APDS-9102-L22-Reflexions-Sensor-Reichweite-Max-8-mm/?ref=detview (http://www.conrad.de/ce/de/product/140268/Objekt-Sensor-Avago-Technologies-APDS-9102-L22-Reflexions-Sensor-Reichweite-Max-8-mm/?ref=detview)

Ist nix weiter als eine IR Diode und ein Phototransistor.
Den auwertungs ic der dafür angeboten wird.
Forget about it ... kan ja kein mensch verlöten^^

Schaltung sieht wie folgt aus.



5V----------------------------------------------
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200 OHM |
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| |
IR DIODE Phototransistor
| |
| |
| |---------------
| | |
| | |
| 10K OHM Voltmeter
| | |
| | |
GND---------------------------------------------

Past auch soweit wenn ich mit dem finger drüber gehe habe ich 0.8V
so in meinem Arbeitsraum 0.2V Umgebungslicht.
Und mit einem Spiegel 4.8 V.
Also schein mal die schaltung zu passen verhält sich wie erwartet.

Wenn ich die Zielobjekte über den sensor bewege habe ich rund 1.2V
Also würde ich gerne das das ding bei 1V schaltet.
BZW wenn 1V erreicht wird ich am avr 5 V habe und sonst 0
Am liebsten würde ich das mit irgend einem IC lösen um platz zu sparen.

Was bietet sich da an ein Darlington IC ein OP ?

mal ne andere frage.
Es ist nicht wichtig eine sonnen bzw umgebungslichtfilterung zu machen.
Aber aus Interesse wie läuft sie vereinfacht ab?

Wird die Spannung am sensor gemessen wenn die diode aus ist.
Dann hab ich ja den umgebungswert.

Und wenn die Diode an ist wird noch mal gemessen und an der differenz kann ich ja bestimmen ob was reflektiert oder nicht.

Kommt das grob un vereinfacht hin ?

MFG Matthias

[Besserwessi]

Die mögliche Unterdrückung von Umgebungslicht ist schon richtig beschrieben. Alternativ, wenn es empfindlicher sein soll, kann die Modulation der IR LED schneller (z.B. 1 kHz) erfolgen und die Wechselspannung verstärkt werden - die Differenzbildung erfolgt dann sozusagen in Hardware.

Für die Auswertung am AVR könnte man den Komparatoreingang nutzen. Die Schwelle läßt sich da entweder extern einstellen am anderen Komparatoreingang, oder intern auf etwa 1 V. Die Empfindlichkeit ließe sich durch verändern des 10 K Widerstandes in der Schaltung oben noch etwas anpassen (z.B. auf 20 K), so dass es dann mit der festen 1 V Schwelle hinkommt. Falls es damit nicht hinkommt, ist der Komparatoreingang in der Regel auch als AD Eingang zu nutzen. Ein externes IC wäre ein Komparator oder ggf. auch ein OP als Komparator geschaltet.

[Mathhias_199]

Sorry klar mein Fehler das wichtigste habe ich vergessen.

Ich benutze eine ATMEGA 8 der hat glaub garkeinen Komperatoreingang oder?

Mir wärs es ehrlich gesagt lieb wenn ich eine elektronik hätte die meinem AVR High oder Low meldet (High wenn die 1V grenze überschritten ist)
Es ist mir entwas untervständlich warum ich 20K Ohm nutzen soll damit wird meine spannung doch schwächer oder nicht?

MFG Matthias

[radbruch]

Hallo

Der Mega8 hat einen Komperator, aber er hat auch acht ADC-Eingänge. Warum willst du die nicht nutzen? Oder habe ich da was überlesen?

http://www.rn-wissen.de/index.php/ADC_%28Avr%29

Gruß

mic

[Mathhias_199]

weil ich den adc später noch abschalten will um storm zu sparen das ist der Hauptgrund.
zweite grund war die angst das der messvorgang vlt zulange dauert da die schranke 30 mal pro sekunde ausgelöst werden kann.
Und die über takt 1Mherz wollte ich auch nicht gehen aus stormspargründen.

Nicht das ich geizig bin die batterie soll blos lange heben :)

[Besserwessi]

Wenn der Strom knapp ist, solle man vor allem die IR LED nicht die ganze Zeit einschalten, sondern immer nur kurz, wenn der µC die Lichtschranke auch wirklich kontrolliert. Zum Stromsparen sollte man ggf. auch die Spannung kleiner wählen - also eher 3 V als 5 V und ggf. dafür einen passenden µC wie den Mega88 wählen. Dann spricht eigentlich auch nicht viel gegen den internen Komparator - der braucht nämlich relativ wenig Strom (ca. 60 µA) und ist trotzdem schnell genug. Mit einem Widerstand von 20 K wird das Signal etwa doppelt so groß, aber auch etwas langsamer. Für einen Komparator ist das immer noch nicht zu hochohmig. Über den Widerstand kann man die Empfindlichkeit anpassen und kommt so mit der festen Vergleichsspannung von rund 1,3 V aus und braucht dann nur einen Eingang. Wenn man will, kann man dazu auch einen der Pins für ADC Eingänge nutzen, dann hat man immer noch die Möglichkeit bei der Software zu wählen ob man den Komparator oder ADC nutzt.

[Mathhias_199]

Hast natürlich recht aber es ist halt größtenteils schon verlötet :)

Mit 3 V 7 segment anzeigen betreiben ist relative knapp oder?
Den ich Multiplexe mit dem ding ja 3 stück davon
Die LED an und auschalten is natürlich eine gute idee,jedoch wollte ich das ding eigendlich in den sleep schicken und deshlab brauche ich eben die 5V High am ende des sensors das es meinen AVR einen Interrupt verpasst.
Ihn aufweckt seine routine erledigt und sich schlafen legt.

Das mit den 20K glaub ich dir der sensor ist ja noch net verlötet gotseidank das kann ich noch umstecken und mal nachmessen.

MFG Matthias

Kleiner EDIT:
UNd ich muss ja prototypen abuen sonst ahbe ich nix mehr zum verbessern aber deine idden gefallen mir sehr ich hoffe du bist nicht verärgert das ich sie jetz in die erste version nicht mehr einbringen will

EDIT2 : So aus interesse mit wieviel V betreibt man denn so nen 3.3 V reglen bei nem 5V sind es ja 9V?

[Besserwessi]

Es hängt von den LEDs ab, ob 3 V noch reichen. Mit roten LEDs sollte es eigentlich noch reiche: ca. 2 V für die LED, 100 mV für den Transitor für die Stellen und dann noch 900 mV für den IO Pin und Vorwiderstand.

Bei den Spannungsreglern gibt es "normale" und low Drop Regler. Bei den normalen braucht man so 2-3 V mehr als nachher am Ausgang, bei low Drop Reglern reicht 0,2-1 V (meist 0,5 V) mehr. Da sollten also 4 V bzw. 3 Zellen ausreichen für einen 3,3 V low-drop Regler.

Mit dem Aufwachen über Interrupt ist das im Prinzip schon richtig gedacht, nur braucht die IR-LED vermutlich mehr Strom als der µC, selbst wenn der läuft. Die sparsamere Wahl wäre da vermutlich den µC jeweils nach einer bestimmten Zeit (z.B. 10 ms) aufwachen zu lassen, dann einmal kurz die LED anschalten für etwa 0,5 ms und dann messen. In dem Beispiel sind dann LED und µC für etwa 1/20 der Zeit aktiv. Wie oft man das machen muss hängt von der nötigen Reaktionszeit ab.

[Mathhias_199]

Du mit den 20K kommen nur noch 0.08 V an, wären 5 K nicht die bessere lösung gewesen ? ich mein je größer der wiederstand desto mehr spannung fällt ab?

[Besserwessi]

Bei der gezeigten Schaltung führt ein größerer Widerstand am Phototransistor zu mehr Spannung. Der Phototransistor lässt einen etwa der Lichtintensität proportionalen Strom durch.

[Mathhias_199]

Krass hast recht man vertraue nicht mehr den verkäufer ist der falsche wiederstand.

Hab noch nen 30K zur sicherheit mitgekauft.
Getestet und verbaut.
Umgebungslicht : 0.06 V
Schaltobjekte 2 V

OK Wegen dem Langsamer was genau meinst du damit ? von wie langsam reden wir hier? uS das wäre ja denke ich nicht tragisch wenn ich eine reale belastung von 25 meldungen pro sekunde ?

MFG Matthias

[Besserwessi]

Mit den 30 K muss man so etwa mit einer Reaktionszeit im Bereich 100 µs rechnen. Das hängt aber auch von der Kapazität ab, die man ggf. noch auf der Leiterbahn hat, und auch vom Type des Phototransistors. Die Zeit geht etwa proportional mit dem Widerstand nach oben. Für 25 Messungen die Sekunde reicht das allemal.