Помогите создать оптический датчик

masterpc · 05.01.2006, 16:15

Есть задача - разработать датчик витков для станка намотки тороидальных трансформаторов. В "совковых" и "буржуйских" станках применяется метод "тени" т.е. инфракрасный светодиод постоянно светит на фототранзистор, и если, на пути луча возникает преграда - фототранзистор призакрывается и срабатывает схемка на операционном усилителе. Датчик должен реагировать на провод от 0,071мм при значительных скоростях намотки.
У меня проблема в создании каскада усилителя-формирователя, который должен усилить даже короткий по длительности и малый по амплитуде импульс для того чтобы сравнить его на компараторе и выдать на выходе ТТЛ импульс.

Кто может помогите!
Заранее благодарен за любую помощь!!!

metodi · 17.02.2006, 16:25

А попробовал поставит диафрагму на фототранзистор,шириной порядка 0,07 и паралельно проводника.

Optel · 17.02.2006, 19:31

Сообщение от masterpc

У меня проблема в создании каскада усилителя-формирователя, который должен усилить даже короткий по длительности и малый по амплитуде импульс для того чтобы сравнить его на компараторе и выдать на выходе ТТЛ импульс.

А какая линейная скорость перемещения проволоки?

hologrph · 17.02.2006, 23:39

Может быть сделать не на просвет, а на отражение. Причем излучатель промодулировать высокочастотно, ну и премник, соответственно, пусть принмает на этой частоте. Тогда, если частота излучателя существенно больше частоты прохождения проволоки перед датчиком, то что-то можно будет измерить.

18.02.2006, 02:26

Я думаю проще взять готовую схему из любой компьютерной мышки (ну не самых древних контактных, а современных обычных на оптопарах). Да если даже упираться рогом в свою разработку, то любой быстродействующий операционник или комапаратор должен все это делать. Не пойму, в чем проблема.

Bel12 · 18.02.2006, 11:15

Думается, что проблема у Вас достаточно сложная. Не удивительно, что амплитуда сигнала
(полезного) очень мала, ведь перекрытие по площади маленькое. Приблизительно
0,071*1=0,072мм^2. Где то уже на уровне шумов. Для усиления таких малых сигналов
могу порекомендовать мс INA118 или INA128. У меня были проблемы такого характера
и я их решил только с помощью этих мс. Если нужно готовое схемное решение могу выслать.
Есть еще одно предложение. На первый взгляд может показаться не очень рациональным,
но ... Предлагаю добавить немного механики. На пути поперечного перемешения
намоточного провода поставить подпружиненный флажок, который будет перемещаться
под действием намоточного провода и приоткрывать (или закрывать) фотоприемник.
В качестве пружины можно использовать магнитное поле постоянного магнита. Регулируя
зазор между флажком и магнитом можно регулировать силу возврата флажка на исходную позицию.
Усилие воздействия провода нужно отрегулировать таким образом, чтобы он не порвался.
Преимущество этого (механического) способа будет в том, что он (способ) достоверно
покажет добавление числа витков.
bel12

19.02.2006, 22:40

Датчик оптической мышки? Засечет движение и его скорость. Имеют они порядка 1500-2000 FPS.

Optel · 20.02.2006, 22:19

Сообщение от masterpc

Есть задача - разработать датчик витков для станка намотки тороидальных трансформаторов.
Кто может помогите!
Заранее благодарен за любую помощь!!!

Непонятно, почему автор не хочет на наши вопросы отвечать.

Я думаю, на отражение сигнал будет еще меньше. чем на затенение. К тому же модулировать излучение в данном случае не нужно - сигнал и так импульсный, нужно только согласовать полосу усилителе с частотой и длительностью импульса, а если мешает дневной свет, можно поставить фотодиод с фильтром дневного света.
Провод довольно тонкий, поэтому "флажок" мне кажется не надежен.
На приемнике я поставил бы бленду с круглым отверстием 0,1 примерно в диаметре, а излучение светодиода нужно сфокусировать на этом отверстии с помощью простейшей линзочки.
Проволока должна проходить как можно ближе к отверстию в бленде приемника, перекрытие отверстия и соответственно сигнал должен быть достаточным.
Если возможно согласовать полосу усилителя с сигналом - при условии что частота импульсов постоянна, может быть и не обязательно применять особо малошумящие ОУ.

masterpc · 21.02.2006, 18:14

Дорогие друзья!!!!!!
До не давнего времени никто ничего не мог сказать по этой теме и я (обломался и) решил передать решение этой проблемы моему другу, а на форум перестал заглядывать. Мой друг тоже конструктор, но круче меня разбирается в подобных вопросах. Так как моя фирма оплатила ему эту работу я не могу показать схему готового устройства, но вот, что получилось:
на расстоянии 10см датчик реагирует на перемещение человеческого волоса, при этом полностью равнодушен к помехам как электрического характера так и оптического. Схема реализована на двух ОУ. Первый - усилитель, второй - триггер Шмидта. для питания светодиода применена схема стабилизатора тока. Фотодиод помещен в трубку длиной примерно 3см.

Огромное спасибо всем, кто учавствовал в обсуждении темы. Спасибо за готовые схемные решения которые я получил по почте.

С уважением
Петр Волошанивский masterpc@ukr.net

kreking · 25.02.2006, 19:21

Есть PIN фотодиоды с временем задержки сигнала около 2-10 nS, применяются для оптоэлектроники, стоят в ВОЛС (волоконно-оптических линиях связи). Я использовал менее скоростной фотодиод в корпусе в месте с лазером LED LASER HLDP-650-A-5-02 HJ, в фокусе такие приборы имеют диаметр прядка 5-100 микрон (0,005мм - 0,1 мм). Можно использовать оптоволокно для падающего и отраженного света так, как оптические оси обоих приборов совпадают, цена прибора около 30 рублей. Схема может состоять из мультивибратора, который питает лазер и усилителя-ограничителя на входе которого установлен фотодиод. Для устранения ощибки считывания сигнала, желательно установить полосовой фильтр, настроенный на несущую частоту мультивибратора, а далее детектор и формирователь импульса для логики.