LED in 12m Entfernung erkennen

**xaverlg** · 23.10.2007, 10:38

Mein Ziel ist es eine Makierng mit grünen LEDs in 12Metern Entfernung zu erkennen. Die LED blinkt zudem mit 2,5Khz.

Dazu bin ich gerade dabei eine Fotodiode an meinen µC anzuschliessen. Dazu habe ich an einen Tranzimpedanzwandler (Strom -> Spannung) wie bei wikipedia angeschlossen. (s. BIld). Ich möchte jetzt aber die Empfindlichkeit in einem bestimmten Bereich, zwischen 10µA und 15µA verstärken, um später das normale Umgebungslicht herausfiltern zu können. Ich könnte mir vorstellen das dies mit einem Suptrahierer möglich ist der immer 10µA(später zweite Fododiode) abzieht und anschließend erst verstärkt. Aber wie baue ich so etwas auf?

Gruß Olaf

**shaun** · 23.10.2007, 16:12

Umständlich und Fehleranfällig. Richtiger wäre, hinter dem TIA kapazitiv auszukoppeln und dort erstmal die 2,5kHz herausfiltern, dann kannst Du in Ruhe auswerten.

**xaverlg** · 23.10.2007, 17:13

hm ich verstehe nicht ganz was du mit kapazitiv auskoppeln meinst? Eine Kapazität in reihe und dann erst an den ADC. Ich wollte eigentlich die 2,5kHz nutzten um die Makierung von anderen sochen zu unterscheiden.

**shaun** · 23.10.2007, 19:12

Natürlich willst Du das. Aber Dein 2,5kHz-Nutzsignal wird auf größeren Störsignalen "reiten", und die willst Du nicht mit digitalisieren. Daher hinter dem TIA erstmal die Gleichspannung "wegwerfen" - spart Dir die 2. Fotodiode fürs Umgebungslicht und die damit einhergehende Ungenauigkeit - sprich einen Kondensator in Reihe schalten und dann filterst Du noch das Geflacker von Leuchtstofflampen usw weg - daher ein Bandpass für 2,5kHz. Und was da raus kommt kannst Du dann mit dem ADC umsetzen

**xaverlg** · 24.10.2007, 19:12

Hi

vielen dank erstmanl für den guten Tipp mit der Kapazität.
Ich habe nochmal die schaltung aufgezeichnet.

Der verstärker hat einen Fator von 10 und der Bandpass (2kHz - 3 kHz) mit einem 2 Stufigen Buterworth.
Was ich nicht weiß ist wie groß die Kapazität zum auskopplung der Gleichspannung sein muss und ob es sinn macht nach dem Bandpass noch einmal zu verstärken.

Eine weitere frage ist, wie mann mit dem ADC die 2,5kHz detektieren kann, softwärteechnisch?

Viele Grüße Olaf

**T.J.** · 24.10.2007, 22:56

Um die Kapazität zu bestimmen musst du dir zunächst überlegen wie groß der Blindwiderstand sein soll. Dann gilt die allg. Formel:

Xc = 1/( 2* Pi * f * C )

=> C = 1/( 2* Pi * f * Xc )

bei Gleichspannung ist die Frequenz natürlich 0, d.h. die Gleichung wäre nicht gültig. Dann ist der Widerstand unendlich groß und die Kapazität nicht beeinflussend. Aber wenn du auch kleine Frequenzen wegfiltern willst, kannst du mit der Formel rechnen.

**Thoralf** · 25.10.2007, 07:50

3 Dinge mußt du unbedingt beachten:

- der Kondensator gehört VOR den Operationsverstärker. Sonst wird zuallererst der Gleichspannungsanteil, der vom Umgebungslicht abhängig ist, verstärkt. Der würde den Verstärker schon bis zur Aussteuerungsgrenze treiben.

- Bau den Verstärker als AKTIVES Filter (googeln) auf. Damit wird dann aus allen Wechselspannungen nur noch deine Nutzfrequenz weiter verstärkt.

- vorm ADC mußt du unbedingt gleichrichten. Denn wozu soll er eine Wechselspannung von 2,5 kHz erfassen, die ja nur die Information "Da oder nicht da" trägt. Dazu würde zwischen Gleichrichter und µC ein einfacher Komparator reichen, den du am einfachsten mit nem stinknormalem digit. Port (sofern der nicht eh schon ein Komparatoreingang ist) erfaßt.

Allerdings ist die Messung einer gleichgerichteten Wechselspannung die zukunftsweisendere Lösung. Das läßt dir mehr Raum zum Auswerten, beispielsweise der Entfernung oder des Reflexionsgrades. Das kommt ja dann drauf an, was du speziell noch machen willst.