Calcular resistencia de pull-up para fototransistores

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He fabricado un sensor que utiliza seis fototransistores IR , tres por bloque de sensor, al contrario. un diodo IR emparejado (940nm). Esto a su vez está conectado a una MCU.

La función del circuito es un cronógrafo de rifle de aire, el circuito genera una señal cuando un pellet pasa sobre uno de los conjuntos de tres transistores, rompiendo así el circuito que da un pulso. Mire la primera imagen en la página vinculada aquí.

Problema

En primer lugar, el dispositivo está detectando un objeto con una sección transversal de 4.7mm que pasa entre sensores, la aplicación original usó un puerto de audio y el amplificador interno y algunos pull ups para crear un pulso para cada cruce de el sensor Cuando agregué un pull-up externo y medí el voltaje, solo fue visible un pequeño cambio. Esto produjo resultados como \ $ 0.4v < VOut < 0.9v \ $, que obviamente no será recogido por una interrupción. Llegué a la conclusión de que necesitaría usar un compartimiento para dar una señal limpia para la entrada a la MCU, esto sería un circuito estándar con histéresis no inversora.

Pregunta : ¿Cómo calculo la resistencia de pull-up necesaria para obtener un rango de voltaje de 1.5 - 3V de una fuente de 5 V con 6 fototransistores (enlace arriba)? . Esto será alimentado en el circuito comparador.

Sé que los transistores se pueden simplificar a resistencias equivalentes, pero no sé cómo determinarlos para un fototransistor, supongo que uno puede hacer esto para encontrar un pull-up.

Editar

La hoja de datos para el led IR.

Aquí hay una instantánea de la forma de onda del puerto de audio y el software utilizado para leer la señal:

Cada pico es una ruptura de un sensor de tres conjuntos de los seis.

    
pregunta RSM

2 respuestas

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Creo que su sistema se basa en que todos los foto-transistores se iluminan cuando ningún objeto pasa por delante. Con 6 foto-transistores en serie y todos ellos fuertemente iluminados, el voltaje "on" del grupo es 6 x 0.4V = 2.4 voltios.

La cifra de 0.4V proviene de la hoja de datos, \ $ V_ {CE (SAT)} \ $ = 0.4V a 20mW / sq cm de iluminación.

Cualquier dispositivo que se apague (debido a un bloqueo) causará que la señal aumente a aproximadamente 5V. Por lo tanto, no se puede garantizar que el sistema básico que usted genera genere ningún cambio en el voltaje de la señal superior a 2.6 voltios p-p y esto es con dispositivos completamente iluminados. Si el diodo IR que hace la iluminación no está produciendo una salida de potencia de al menos 20 mW / cm2 en los fototransistores, los voltajes "on" individuales serán algo mayores que 0,4 voltios y esto podría ser (digamos) 0,8 voltios.

El impacto de esto es que el cambio en el voltaje de la señal visto en la salida será de 5 voltios - (6 x 0,8 voltios) = 0,2 voltios.

Creo que debe resolver este problema primero antes de decidir el valor de la resistencia. Mire la caída de voltaje en uno de los foto-transistores (no en el grupo, pero se alimenta por separado a través de una resistencia de carga) y vea qué es cuando se ilumina.

También agregaré que la hoja de datos no es muy útil cuando se trata de indicar cuál es la corriente de colector "iluminada"; parece que hay varias figuras y no hay explicación de a qué condiciones se aplican estas diferentes figuras.

    
respondido por el Andy aka
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Es difícil saber lo que realmente intentas hacer, ya que tu circuito no tiene sentido. Algunos problemas:

  1. Los fotodiodos están orientados para que funcionen en modo de fotocélula, pero aún así estás aplicando sesgo deliberadamente.

  2. ¿Realmente quieres todos los diodos en serie? Esto efectivamente causa una función AND. Todos tienen que ser activados para producir una señal de salida. Esto es un poco menos seguro en el modo de fotocélula, dependiendo de la impedancia con la que se carga la cuerda.

  3. Si ejecuta los fotodiodos en modo de fuga (voltéelos en relación a cómo los tiene ahora), solo recibirá una pequeña señal.

Al igual que con el uso de cualquier parte electrónica, en realidad debe leer la hoja de datos de la parte y luego utilizarla en un circuito. La hoja de datos debe informarle, entre otras cosas, cuál será la fuga inversa para varios niveles de luz.

    
respondido por el Olin Lathrop

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