Fototranzistor pre Raspberry Pi 4

[dejv]

Vidím, že to nie je tak jednoduché ako som si myslel tá práca s fotodiódou.
Aby som to uprasnil. |Fotodióda v prípade normálneho okolitého svetla alebo proste ambientného osvetlenia púšťa 3,29 - 3,3V. V prípade, že na ňu zasvietim s LED diódou tak to klesne na 2,8-2,9V.
Musím teda asi poštudovať, ako to urobiť proste bez ADC všetko. Po pravde by bolo pre mňa najlepšie použiť nejaký komponent, ktorý keď dostane maximum z fotodiódy tak dá digitálnu nulu inak dá digitálnu jednotku. Toto mnám overené už z TEPT5700, že to nejako takto funguje. Keď som naň svietil dával digitálnu jednotku, inak dával nulu a to bolo super. Len bol strašne pomalý. Reálne mi dokázal dať bez chyby asi 333 Hz.

[misocko]

postuduj si ako prve ake napetie RPI povazuje za digitalnu nulu a ake za digitalnu jednotku
(byva to napajacie napetie podelene na 1/3 ale nieje to pravidlom)
1/3 znamena ze napr pri napajani 3V
je digitalna nula 0V - 1V
zakazana oblast (stav kde nevies ci bude nula alebo jedna) 1V - 2V
digitalna 1 je nad 2V (pozri RPI alebo RPI procesor datasheet)

podla toho musis doladit ten odpor k tranzistoru
aky mas teraz odpor , ked hodnoty su take biedne a nepouzitelne ani k SKO ?

[Radus]

Skús prosím ťa nakresliť, ako máš zapojenú tú príjimaciu diódu. vďaka.
Priamo by som ju na digitálne vstupy moc nepripájal, lebo nábehové a dobehové hrany asi moc strmé nebudú a môže to blbnúť a kmitať v zakázanom pásme...

[maskrtnik01]

Ja ešte prispejem radou, ako sa znovu nezmýliť s tými púzdrami. Netreba zabúdať na to, že okrem DIP púzdier existuje množstvo typov SMD púzdier.

Treba sa vždy pozrieť do datasheetu, niekde by tam mal byť podobný nákres (alebo občas číslo púzdra, podľa ktorého ten nákres nájdeme na webe výrobcu). Asi najdôležitejšie parametre sú:

e - rozteč medzi vývodmi. Známy obvod 555 v DIP-8 má 2.54mm. Tu spomenutý IO v TSSOP5 má iba 0.65mm.
D - veľkosť pozdĺž vývodov, tu máme okolo 2mm, DIP8 má okolo 10mm (v datasheete je to udané s určitou toleranciou).
E - veľkosť oproti vývodom, 1.2mm oproti cca 7mm.

Z týchto čísel vidíme, že tá DIP pätica by absolútne nevyhovovala. Pomôcť môžu mini plošáčiky, kde sa daný IO naspájkuje, a tie potom vieme cez kolíkovú lištu osadiť aj do nepájivého poľa.

[dejv]

podla toho musis doladit ten odpor k tranzistoru
aky mas teraz odpor , ked hodnoty su take biedne a nepouzitelne ani k SKO ?

Momentálne nemám ešte SKO. Mám to napojené cez AD prevodník, no robí mi problémy prijatie nepoškodenej sekvencie bitov, ako som skôr už uvádzal.

Skús prosím ťa nakresliť, ako máš zapojenú tú príjimaciu diódu. vďaka.
Priamo by som ju na digitálne vstupy moc nepripájal, lebo nábehové a dobehové hrany asi moc strmé nebudú a môže to blbnúť a kmitať v zakázanom pásme...

Nakreslil som teda časť, ktorú mám aktuálne. Teda fotodióda a AD prevodník.

Prípadne moje použitie s “pomalým” fototranzistorom je urobené tak, že z 3,3V napájania idem priamo na kolektor fototranzistoru, z neho idem cez 1K rezistor na GPIO27 a okrem toho cez 10K rezistor na zem. Niečo také, ako je na fotke.

Ja ešte prispejem radou, ako sa znovu nezmýliť s tými púzdrami. Netreba zabúdať na to, že okrem DIP púzdier existuje množstvo typov SMD púzdier.

Treba sa vždy pozrieť do datasheetu, niekde by tam mal byť podobný nákres (alebo občas číslo púzdra, podľa ktorého ten nákres nájdeme na webe výrobcu). Asi najdôležitejšie parametre sú:

e - rozteč medzi vývodmi. Známy obvod 555 v DIP-8 má 2.54mm. Tu spomenutý IO v TSSOP5 má iba 0.65mm.
D - veľkosť pozdĺž vývodov, tu máme okolo 2mm, DIP8 má okolo 10mm (v datasheete je to udané s určitou toleranciou).
E - veľkosť oproti vývodom, 1.2mm oproti cca 7mm.

Z týchto čísel vidíme, že tá DIP pätica by absolútne nevyhovovala. Pomôcť môžu mini plošáčiky, kde sa daný IO naspájkuje, a tie potom vieme cez kolíkovú lištu osadiť aj do nepájivého poľa.

Ďakujem za vysvetlenie. Cením si to a do budúcna už teda budem vedieť.

[Radus]

V prílohe máš jednoduchý komparátor, s trimrom si nastav referenčné napatie tak aby vyhovovalo tvojmu zapojeniu s diódou (niekde medzi dvoma stavmi). Ako OZ môžeš použiť kadečo. čo nájdeš doma, len daj pozor aby fungoval pri 3.3V.
//ten 1k trimer stačí väčší, cca od 10k do 47k...

[peterple]

Chces vymyslieť toto?
http://ronja.twibright.com/about.php
No zatiaľ ideš na to dobre. Pekne pomaličky od základov. Som hodne zvedavý kam sa až dopracuješ. Ja osobne som robil s IrDA, ale to je infra. Spoľahlivo mi to behalo na 115200baud na vzdialenosť do 2 metrov. Uriadil to obyčajný AVR procesor. V asm som mal napísanie všetky potrebné vrstvy aby to vedelo robiť IrCOM protokol (sériak cez infra) Bežne sa to pred 20 rokmi používalo v palmoch a niektorých telefónoch. Potom to uschlo a preválcoval to bluetooth.
Na prenos som používal tieto bazmeky - TFDU4101. Respektíve tieto moduly
https://www.tme.eu/en/details/mikroe-11 ... da2-click/ ktoré sa dajú priamo pripojiť na UART.
Keďže si neprezradil na akú vzdialenosť to chceš ťažko radiť existujúce riešenie. Ale ak je pre teba dôležitejšia cesta ako cieľ, tak bádaj. Myslím že sa máš ešte hodne čo učiť. Pretože s jednou LED a fototranzistorom to moc rýchlo a spoľahlivo nepôjde.

[dejv]

Ďakujem za pomoc. Čo sa týka komponentov, niektoré som už zakúpil a mali by prísť budúci týždeň. Budem testovať viacero scenárov či už cesta LED/fotodióda, LED/fototranzistor, viacero LEDiek pre “širšiu” plochu vysielania a možno načriem aj do IR (ale primárne to chcem cez viditeľné spektrum).

Čo sa týka vzdialenosti, na ktorú by som to chcel urobiť, tak možno budem znieť pateticky, ale aj prvý kvantový prenos bol len na centimetre . Čiže mojím cieľom je preniesť bez problemov dáta aspoň na 1-10 kHz na vzdialenosť 2-5 centimetrov. Potom samozrejme mám v pláne systém dolaďovať, využiť nejaké hlbšie protokoly a modulovanie a možno aj nejaké samoopravné kódy tak, aby sa to dalo posielať aj na väčšiu vzdialenosť. Mojim cieľom na teraz je zabezpečiť plynulý prenos. Preto hľadám riešenie, ako to urobiť čo najefektívnejšie a cenovo najprístupnejšie. Ide len o prototyp, takže metrové vzdialenosti zatiaľ nečakám.

Každopádne Vás budem o priebehu informovať ak Vás to zaujíma a deliť sa s Vami o postrehy a samozrejme aj zdieľať niektoré nápady.

[dejv]

Ahojte. Dnes mi prošli komponenty, ktoré som si objednal a rozhodol som sa zapojiť do pull-down obvodu tneto fototranzistor https://www.tme.eu/sk/details/pt-a6-ac ... ory/token/. Avšak všimol som si, že zatiaľ čo môj predchádzajúci pokus s pomalým TEPT5700 robil to, že ak na vstupe bolo 3,3V, tak na výstupe pokiaľ bol fototranzistor ožiarený bolo 3,20V. Čiže na výstupe bola logická 1, ktorú má Raspberry definovanú v rozsahu napätí 3-3,3V.
Avšak keď som použil nový fototranzistor, na ktorý som link uviedol vyššie, tak pokiaľ je na vstupe 3,3V, na výstupe pri ožiarení svetlom je len 2,56V a teda Raspberry nedokáže plnohodnotne detekovať 1 a dochádza k výpadkom - zase . Prichádza teda niekde k stratám priamo v tom fototranzistore. Čím to môže byť spôsobené? Nemám moc skúsenosti s fototranzistormi, ale myslel som, že fungujú ako spínač, že pokiaľ je splnené to, čo potrebujú zapnú sa a tým pádom by mali odovzdať väčšinu napätia, ktoré je na ne privedené. Ale takáto strata je podľa Mńa už dosť významná. Ďakujem veľmi pekne za pomoc

[breta1]

Jestli to není vojenské tajemství - můžeš prosím prozradit, proč tak důsledně trváš na přenosu přes viditelné světlo?
Pokud na to působí okolní světlo, bude to velmi nestabilní a nespolehlivé.
Použití přenosu přes infra téměř všechny problémy vyřeší.

[misocko]

saturacne napetie tvojho tranzistora moze byt podla datasheetu az 1V (napetie ktore sa na nom urcite strati) , takze z 3,3V mas zrazu 2,3V a skoncil si.
Aj koli hranam (nabezna , dobezna) budes musiet pouzit komparator s operakom (napr to co postol Radus) - odpory tam ziadne davat nemusit (okrem potenciometra na nastavenie urovne preklopenia)
tam si proste nastavis napetie kedy sa to to preklopy , len musis najst nejaky operak s rail to rail vystupom , pracujuci pri 3,3V

[Radus]

Tie odpory na hystereziu by som nechal, môže sa stať že sa komparátor zakmitá a hneď máš o pár impulzov viac...

[dejv]

Len ja tam momentálne komparátor nemám ešte. Mám fototranzistor pripojený priamo na GPIO27 z ktorého čítam GPIO.HIGH. Komparátor som zatiaľ ešte neriešil.
A ešte som si všimol, neviem čím to je, že tento fototranzistor aj keď má fall a rise time v mikrosekundách, je ešte pomalší ako TEPT5700, ktorý by mal mať rise a fall time v milisekundách. Tiež neviem prečo to tak je

[peterple]

Okrem saturačného napätia na to má vplyv vec ktorá sa volá citlivosť toho tranzistora. Inak povedané je v hre akou intenzitou a aké je spektrum toho svetla ktorým na to svietiš. Takže aký spektrom a akou intenzitou na to pražíš? Aký tam máš emitorový odpor? Aky tam tiečie prúd. Ak sa chceš baviť o nejakom zapojení tak slušné je nakresliť jeho presnú schému. Porovnal si si tie grafy citlivosti jednotlivých typov fotoranzistorov? Tam môže byť skrytá tiež odpoveď.
AK chceš robiť základný výskum tak potrebuješ merať, merať a merať. A nie veštiť ako to robia inde.

[peterple]

to tvrdenie o hranách máš na základe čoho? Záznam z osciloskopu? daj sem, vrátane podrobného zapojenia. Takto sa nebavia technici. Technici sa bavia v grafoch, schémach. hodnotách. Teda v tvrdých datách a nie v pocitoch.

[dejv]

Tak idem postupne. Nemám bohužiaľ osciloskop, nakoľko si to robím len doma a také zariadenie nie je bežnému človeku k dispozícii. Tie údaje o hranách mám z technických špecifikácií produkto, ktoré som uviedol vyššie. Je tam Rise time myslím 40 us a fall time 60 us. TEPT5700 to mal v 4,5 ms pre obe hrany podľa datasheetu.

Prvá vec keď som kupoval komponenty bolo porovnanie grafov spektier a zistenie maximálnej citlivosti. Fototranzistor, ktorý som uviedol, že momentálne používam ( https://www.tme.eu/Document/fa64c61213 ... PN-580.pdf) a k nemu LED dióda je ( https://www.tme.eu/Document/e3a424bf7b ... W5-3PD.pdf). Ak porovnám grafy, tak fototranzistor má cca >95% senzitivitu pri 550 nm, takže to by problém nemal byť.

Prúd, ktorý tečie do fototranzistora je 2 mA. Napätie na výstupe je v čase keď nesvieti LED 0,3-0,6 V a v čase keď svieti LED je to 3,14V.

Zapojenie mám takto:

[dejv]

Jestli to není vojenské tajemství - můžeš prosím prozradit, proč tak důsledně trváš na přenosu přes viditelné světlo?
Pokud na to působí okolní světlo, bude to velmi nestabilní a nespolehlivé.
Použití přenosu přes infra téměř všechny problémy vyřeší.

Nie je to vojenské tajomstvo ale kvôli FBI to nebudem hovoriť Ale nie. Idem si urobiť niečo ako LiFi pre seba len tak zo zaujímavosti, že kam to až dotiahnem. Je mi jasné, že okolité svetlo robí veľké rušenie, ale chcem to skúsiť.

[misocko]

ked to silou mocou chces skusit : odpoj vystup od maliny, namiesto odporu 10k napoj potenciometer 20k alebo nieco podobne
nastav najvecsi odpor, pripoj voltmeter na vystup (tam kde mas 1k odpor), pripoj napajanie, osvetli fototranzistor , a meraj. Postupne znizuj odpor potaku , tak aby si sa dostal na cca 3,2V.
zrus osvetlenie , ak bude napetie vhodne pre malinu ako logicka nula , mozes to takto zapojene s potakom zapojit na malinu a otestovat
vo vysledku sa komparatoru nevyhnes a osciloskop do notasu stoji 60€ na aliku (vecsinou sme tu obycajny ludia , a aspon takyto osciloskop mame )
a na haranie existuje tiez DS0138 a podobne skladacky

[dejv]

Dnes som si presne tak robil akurát namiesto potenciometra som používal len rezistory ktoré mám pri sebe doma... Dostal som sa k tomu, že mi to fungovalo, no nespoľahlivo a pomaly. Dokázal som preniesť asi len 50 bps, pričom s TEPT5700 je to okolo 300bps.
Fakt nemám k dispozícii veľa vecí, ani potenciometer ani osciloskop. Ale budem to chcieť nejak vyriešiť pokým ma to ešte baví

[peterple]

Nuž už mi je to jasnejšie. I keď mám nejaké nejasnosti lebo uvádzaš údaje raz tak raz inak. Najprv píšeš o napätí 3,3V ale na schéme vidím 5V. To je asi fuk. Ďajej si raz dal link na fototranzistor s max citlivosťou pri 520nm a teraz zase 580nm. Ta tvoja led na 520 moc toho nevysiela (tak 40%). Takže zase figu vieme. ďalej ak 10k odpor pripojím na 5V tak ním bude tiecť max 0,5mA. Uvádzaš 2mA. Nejako to nehrá.
Tak teda fabulácia.
Ten fototranzistor pri 10luxoch má bázový prúd 20μA. Koľko luxov asi tak vydá tá led? Katalóg píše že svietivosť je 5Cd. To by bolo 5luxov na vzdialeosť 1m. Máš to v nejakej trubke aby si eliminoval svetlo prostredia? Na akú vzdialenosť? Stačí 20μA aby sa dostal do saturácie? A aké je to saturačné napätie? Ďalší vplyv máš potom smerovosť. Tá dioda je pomerne hodne smerová. Takže to závisí aj od vzájomnej pozície. Každú vec by si mal samostatne a precízne namerať a posúdiť ako to vplýva na celú vec.
Chceš bádať tak si vysmysli spôsoby ako jednotlivé vplyvy vyhodnotiť. Za mňa vidím nasledovné možné dôvody prečo to nejde.

1. vysoké saturačné napätie
2. nízka intenzita svetla
3. nevhodné spektrum zdroja svetla
4. vyosenosť zostavy