Detector de pulso IR simple con fototransistor IR

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Entiendo los circuitos básicos utilizados con los fototransistores:

Creoqueestoesesencialmenteundivisordevoltaje,comúnmenteusadoparatodotipodesensoresanalógicos.Enelcircuitodelaizquierda,enlaoscuridad,elfototransistortieneunaimpedanciamuyalta,loquehacequeelVoutseacerqueaVccyquecaigaamedidaquesedetectamásluz.Enelcircuitocorrecto,VoutestácercadeGND,subiendoamedidaquesedetectamásluz.

MegustaríausarunfototransistorIRparadetectarpulsosIR(bajafrecuencia,deduracióndesconocida),ynoestoysegurodecómoelegirunvalorparalaresistencia.Idealmente,megustaríaevitarusarunADC,ysimplementedetectarunalógicaalta/bajaconunmicrocontrolador.SinecesitousarunADCydetectarelvoltajeenundeterminadoumbral,tambiénesposible.

¿Cómoseleccionounresistorapropiadodadoslosvaloresdelahojadedatosparaelfototransistor?Séquelacorrienteoscuraes100nA(Vce=15V)ylacorrienteluminosaes20mA(Vce=5V,H=20mW/cm),ylacorrientedelcolectores25mA,peronoestoysegurodecómoconvertiresosvaloresenunaResistenciaadecuada.Unanotadeaplicaciónqueencontrédiceque"la resistencia de carga (RL) debe establecerse en relación con la corriente del colector (IC) como Vcc < RL × IC. "Eso me da una resistencia de 132 ohmios o menos usando 3.3V, sin embargo, y eso parece bastante pequeño, dado lo que he encontrado recomendado en otros lugares (hasta decenas de kOhms).

¿Cómo selecciono este valor de resistencia adecuadamente?

    
pregunta Mark

1 respuesta

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El voltaje a través de la resistencia es la corriente a través de la cual su resistencia. Esa es la ley básica de Ohm. Los valores que das son un poco conflictivos y engañosos, pero digamos que la corriente de luz máxima es de 20 mA. Si la fuente de alimentación es de 5 V y desea 500 mV en el transistor para que no se sature, eso deja a 4,5 V en la resistencia. 4.5V / 20mA = 225.

Sin embargo, las cosas no son tan simples. El nivel de luz ambiental puede variar en un amplio margen, por lo que el rango dinámico de CC debe ser alto. Para estar seguro, asegúrese de que el voltaje resultante permanezca lineal con la luz hasta la luz máxima para la que está calificado el transistor o que sepa que se encontrará alguna vez. Eso es lo que hice en el ejemplo anterior. El problema con eso es que la ganancia será muy baja. La señal que desea puede ser de solo un milivoltio o posiblemente menos.

Esta es la razón por la que los sensores de luz como estos casi siempre están acoplados a CA. Use la resistencia más grande que aún permita aproximadamente 500 mV a través del transistor con luz máxima, luego acóplelo a un amplificador. El nivel de luz ambiental es DC o cambia lentamente, por lo que se bloqueará. Ahora puede amplificar la señal de CA en el rango de frecuencia que está buscando. Esto puede requerir una ganancia de voltaje de 100s a 1000 o más. Cualquier cosa que pueda hacer mecánicamente para eliminar la captación de luz ambiental y fortalecer el haz recibido intentado ayudará. Con una luz ambiental máxima más baja, puede hacer que la resistencia sea más grande, lo que aumenta la ganancia.

    
respondido por el Olin Lathrop

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