Fototranzistor pre Raspberry Pi 4

[dejv]

Ahojte.
Som absolútnym začiatočníkom čo sa týka elektroniky, no chcel by som sa spýtať. Chcem si vytvoriť pomocou Raspberry Pi 4 niečo ako komunikáciu cez svetlo., teda aspoň sa o to pokúsiť Na jednej strane LED dióda a na druhej fototranzistor.
Našiel som si jeden, ktorého datasheet pridávam sem: https://www.tme.eu/Document/b4960e634b ... N-520.pdf .
Avšak ako vravím som začiatočník a ocenil by som každú pomoc. Potrebujem naozaj rýchly fototranzistor, čo tento nazáklade rise/fall time spĺňa. Mám však pochybnosti o tom, že či je možné tento fototranzistor pripojiť na GPIO piny toho Raspberry. Viem, že by som potreboval nejaké ochranné rezistory, prevdepodobne ako pull down, podľa toho čo som si doteraz naštudoval. Myslíte si, že by Raspberry zvládlo tento fototranzistor bez toho aby nejako poškodil piny? Ďakujem za odpovede a pomoc

[misocko]

mam nulove znalosti s RPi
tak pre zaciatok by som do googlu zadal "raspberry phototransistor" a pozrel si obrazky
ak to zapojis spravne , tak na RPi pojde iba "vystup" toho tranzistora , ktory bude oprety o GND a cez externy pullup na +3,3V. Pin RPi musi byt vstupny (input)
nebudem sa vyjadrovat k viditelnej casti spektra svetla pouzitej na komunikaciu (to sa neroby)

[budvar10]

Nemal by byť problém. Máš tam aj schému zapojenia, len Vcc môže byť 3,3V pre RPi.

[dejv]

Čiže údaj o collector-emitter breakdown voltage ma nemusí zaujímať? Pretože viem, že RPi má vstup len tých 3,3V a bol by som nerád ak by som si nejako poškodil GPIO piny.

[epto]

Zdravim.

V prvom rade si treba uvedomit, ce pouzitie obycajneho svetla na komunikaciu je pre exterier uplne nevhodne cez den. Okolite svetlo totalne zabije akykolvek komunikacny signal. Treba to bud mechanicky zatienit (umiestnenim prijimaca/vysielaca do dlhsej rurky a nasmerovat na seba) alebo pouzit iba na malu vzdialenost popripade v noci.

Ovela vhodnejsie je pouzit infra diody, dokaz ze to funguje je dialkove od TV.

Este by sa dal pouzit laser na komunikaciu, dva pekne moduly urcene pre Arduino su tu:
https://m5stack.com/collections/m5-unit ... er-rx-unit
https://m5stack.com/collections/m5-unit ... er-tx-unit

uz som ich objednal, cakam kedy pridu.


Mozno by si mohol napisat trochu viac, aky druh komunikacie potrebujes, ci chces prenasat data alebo iba stav (svieti/nesvieti). Urcite by sa naslo vhodnejsie riesenie.

[dejv]

Ako je mi jasné, že vonkajšie svetlo to ovplyvní a že to nebude fungovať na veľkú vzdialenosť. Ide mi len o to aby som dokázal preniesť nejaké postupnosti bitov čiže svieti/nesvieti (jednotky a nuly). Ale poztrebujem to preniesť cez viditeľné svetlo. Preto som sa pýtal či je ten konkrétny fototranzistor vhodný na pripojenie k raspberry bez toho, aby pošlodil GPIO.

Viem, že existujú IR diódy, laserové diódy a podobne sle ja fakt potrebujem len viditeľné spektrum. Preto tá otázka. Tamten fototranzistor sa zdá byť vhodný na použitie s mojou LED stranou, len som si nie celkom istý tými 60 voltami napätia. Či to ide primo z výstupu tranzistora toľko do pinu alebo je to len niečo interne v tom tranzistore.

[ondistef]

Žiadnych 60V tam nebude, je to maximálne pracovné napätie toho fototranzistora, ktoré je uvedené v katalógovom liste.
Ak by si poriadne popísal, čo to má byť, resp. robiť, niekto by ti tu poradil konkrétnejšie.
A pokiaľ nepoužiješ IR laser, tak aj ten pracuje vo viditeľnom spektre.

[dejv]

Popíšem to teda lepšie. Mojim cieľom je vytvoriť komunikáciu cez viditeľné spektrum svetla. Používam na to LED diódu na jednej strane a momentálne dosť pomalý fototranzistor na strane druhej. Ak chcem obdržať 100% odoslaných bitov tak bohužiaľ kvôli technickým špecifikáciám fototranzistora musím odosielať len v rádoch Hz. Mojim cieľom je takto odoslať na rýchlosti aspoň 10 kHz.

Čo sa týka prostredia. Robím to na RPi4 s python 3.7.3. Už som skúšal aj fotodiódu BPW21 a AD prevodník MCP3008 avšak v tomto prípade mám výpadky bitov nakoľko neviem presne zladiť frekvenciu SPI busu tak, aby prijala postupnosť aká bola vyslná. Dochádza mi buď k výpadkom bitov alebo k ich zdvojovaniu alebo násobeniu.

Preto som sa rozhodol použiť ten fototranzistor, ktorý som sem postol. Budem ho zapájať ako pull down, čiže pull-down rezistor bude mať 10K ohmov a input rezistor 1K. Tak to mám zapojené aj v prípade môjho pomalého fototranzistoru ktorý teraz používam (TEPT5700 myslím).

Potreboval som vedieť, že či tých 60V nijako nepoškodí RPi. Ale asi teda nie. Prípadne ma napadla ešte otázka, vedel by niekto ako zladiť fotodiódu a SPI bus tak, aby nedochádzalo k výpadkom bitov alebo k problémom, ktoré som opísal?

[budvar10]

Bvceo tých 60V je charakteristika prvku. Tam nemá odkiaľ byť 60V, ak to zapojiš na 3,3V. Jednoducho to zapojenie môžeš vyskúšať s voltmetrom aj bez RPi.

[Radus]

Ako si to myslel zladiť CLK SPI? Chceš posielať dátový signál MOSI a mať lokálne hodiny na oboch stranách? Načo používaš AD prevodník? Nejak mi to nedochádza...
Keď, tak na komunikáciu použi asyn. UART.

[dejv]

Ďakujem. Vyskúšam teda kúpiť ten fototranzistor a uvidím.

Čo sa týka dôvodu prečo používam AD prevodník. Ako som hovoril, som v tomto nováčik, no na internete som si našiel, že fotodióda, ktorú používam je analógová. A keďže RPi má len digitálne piny tak bolo potreba ten signál previesť na digitál.
Momentálne to mám tak, že do určitého napätia priraďujem bit s hodnotou 0 a nad to napätie mám bit s hodnotou 1. Čo sa týka tej frekvencie, je to priamo v spístupňovacom kóde toho AD prevodníka s knižnicou k MCP3xxx označené, ako

Kód: Vybrať všetko

spi = spidev.SpiDev() 
spi.open(0,0) 
spi.max_speed_hz = 480750

. Je tam nsatavená frekvencia, pri ktorej som dostal najadekvátnejšeiu odpoveď. Ale nakoľko je to odpoveď, ktorá nezodpovedá postupnosti, ktorá bola odoslaná, pozerám sa po fototranzistore, ktorý by to dokázal prijať.
Neviem teraz či si tým nejako obmedzujem to čítanie a či by som sa nemal popozerať po nejakom inom sprístupnení ADC pre RPi a prácu v pythone.

[Radus]

Jaaaj, ale to je frekvencia komunikačnej SPI s AD. No, na pripojenie tej diódy k digitálnemu IO ti prinajhoršom stačí SKO (schmittov KO), prevodník by som tam určite zbitočne nepchal. A aký formát prenášaš cez tú diódu?

[dejv]

Tiež už ma vyčerpáva práca s prevodníkom, taktže preto premýšlam ako to dať preč odtiaľ. Čo sa týka toho SKO, pozeral som že ich je viacero druhov a neviem, ktorý presne by bol vhodný,

Formát myslíš čo? Cez LED alebo cez fotodiódu?

[Radus]

Pozri si napr. tento prijímač (prvý na ktorý som narazil...)
https://www.tme.eu/sk/katalog/ir-prijim ... ly_112305/
Máš rovno digitálny výstup, akurát musíš vysielač modulovať 40kHz
Tiež, ako ti radili tie laserové moduly, pozeraj po hocičom čo má digitálny výstup. Nemusíš robiť dodatočné SKO z diskrétnych súčiastok.

Formát myslíš čo? Cez LED alebo cez fotodiódu?

Aký komunikačný protokol využívaš na prenos dát cez diódu/fototranzistor...

[dejv]

Nepoužívam žiadny extra protokol. Skôr som si to urobil tak, že dáta mám preložené na bity a následne mám nejakú štart a stop sekvenciu. takže odosielanie vyzerá takto: ŠTART-DATA-STOP. Na druhej strane to mám samozrejme urobené tak, aby to zaznamenalo štart a stop a dáta medzi tým zobralo na ďalšie použitie.

Čo sa týka toho SKO pre fotodiódu, ktorá robí s viditeľným svetlom. Myslíš, že tento by mohol stačiť? https://www.tme.eu/sk/details/74ahc1g14 ... /nexperia/.
Asi by som si teda predstavoval, že 5. pin by dostal 3,3V napájanie z RPi, GND by šlo samozrejme na GND. Do pinu 2 by šiel vlastne priamo výstup z fotodiódy a pin 4 by bol napriamo bez ochrany napojený na RPi, napríklad na GPIO27? Predstavujem si to správne?
Ak áno, vidím, že jednotlivé piny toho SKO sú nie moc vhodné na pripojenie do bread boardu. Musel by som teda zakúpiť k tomu aj nejakú päticu, čo by nemal byť problém (napr: https://www.tme.eu/sk/details/icvt-6p/p ... 9-06at1nx/). Viem, že je to veľa otázok, ale fakt by si mi s tým ani nevieš ako veľmi pomohol. Čo sa týka programovej časti, tak tam nie je problém. Skôr vytvorenie toho obvodu ma máta.

[Radus]

V podstate áno, len musíš dodržať správne hodnoty rozhodovacích úrovní na vstupe SKO, ktoré máš popísané sa strane 5 DS. V podstate sa ak to zapojíš približne ako som ti škaredo nakreslil, tak sa musíš držať pri vysokej úrovni pod 0,5V a pri nízkej nad 2.2V. Nezabudni že to budeš mať negované...
Ale ja by som ti odorúčal použiť skôr hotové riešenie prijímača a vysielača...

[dejv]

Samozrejme rád by som použil nejaké hotové riešenie, ale nenašiel som žiadne, ktoré by malo maximálnu senzitivitu na 550 nm, tak ako mi vysiela LED. Z toho dôvodu používam fotodiódu BPW21. Tú diódu mám napojenú taktiež na 3,3V input z RPi. DOsahuje napätie 3,3V v prípade, že na ňu nesvieti svetlo a 2,8V ak na ňu svieti svetlo.
Ešte otázka smerom k rezistoru, ktorý si tam zapojil. V tomto prípade má ten rezistor akú funkciu?
Ďakujem ti za pomoc. Objednám si tie komponenty, zapojím ich a uvidím akú dostanem odpoveď.

[maskrtnik01]

Moment, ešte nerozumiem tomu, ako má DIP pätica pomôcť s osadením smd. Tam ani nesedí rozteč!

[dejv]

Akú päticu by si teda odporúčal na zapojenie toho SKO k breadboardu?

[Radus]

Vidíš to maskrtník, ja som automaticky prepokladal redukciu zo sot na dil, to mám zato že robím x vecí naraz v práci.
https://www.ebay.com/itm/SOT-23-SOT23-6 ... SwkClcjTeH
dejv, neviem presne ako to chceš poprepájať, preto by bol najjednoduchší ten hotový prijímač.
Ak chceš použiť tie napaťové úrovne čo si uviedol, musíš si spraviť komparátor zo svojou referenciou, napr 3V.
Teória:
https://www.electronics-tutorials.ws/op ... rator.html

Niektoré MCU obsahujú v sebe aj komparátor, ale či to má aj Rasberry Pi 4, to naozaj neviem. Ale ako som narýchlo pogooglil, tak ee.

//Ešte ako kukám tie hodnoty čo si posielal, myslel si tým svetlo z LEDky, alebo okolité svetlo? Lebo sa už strácam