Σχετικά με optical sensor για ανίχνευση μαύρου/άσπρου

[.::Nikos::.]

Καλησπέρα, ελπίζω να γράφω στο σωστό μέρος. Δε το έβαλα στους μικροελεγκτές γιατί δεν αφορά κάποιον συγκεκριμένο, αλλά είναι γενικευμένο το ζήτημα. Παρόλαυτα θα αναφέρω τι θέλω να κάνω. Θέλω να ανιχνεύω μία μαύρη γραμμή σε λευκό φόντο με έναν Basic Stamp 2 της Parallax. Δε με ενδιαφέρουν αποχρώσεις γκρίζου κλπ, απλά 0 και 1 ανάλογα με το χρώμα. Δηλαδή αν μπορεί να υλοποιηθεί και χωρίς συγκριτή ακόμα καλύτερα (αφού ο μικοελεγκτής πάνω από 1,4V θεωρεί 1 τότε πιστεύω θα γίνεται) Έχουμε και λέμε λοιπόν:

Διαθέτω μία πλακέτα από τα περιοδικά της deagostini robot (Dea line follower λέει) η οποία έχει 5 σενσορακια CNY70, και ένα LM311. Αλλά δε καταφέρνω με τίποτε να την κάνω να δουλέψει.
Καταρχήν με debugging βλέπω άλλα ντ' αλλων και κοιτώντας μέσω της κάμερας του κινητού τα IR led, τα 2 ακριανά δεν ανάβουν, ενώ από τα 3 μεσαία το 1 ανάβει πολύ, το δεύτερο λιγότερο και το τρίτο σχεδόν καθόλου. Επίσης είναι κατασκευασμένο να παίξει με ένα τρόπο που με μπερδεύει. Δηλαδή τα phototransistors είναι γεφυρωμένα και ο μικροελεγκτης πρέπει να αναβοσβήνει τα led. Λίγο ανάποδο δεν είναι;
Οπότε σκέφτομαι να φτιάξω κάτι μόνος μου αλλά δε ξέρω τι θα ήταν προτιμότερο να χρησιμοποιήσω.
1) φωτοαντιστάσεις και ledaki δίπλα τους; (πολλές παρεμβολές από φως περιβάλλοντος όμως)
2) IR leds παρέα με IR detectors (αυτά που μοιάζουν με ledakia αλλά μαύρα, παρεμπιπτόντως αυτά λέγονται phototransistors? Έτσι τα ζητάω?)
3) τα CNY70 που έχω ήδη αλλά σε ένα δικό μου κύκλωμα; Ή κάτι άλλο παρόμοιο?

Τέλος θέλω να ρωτήσω πως υπολογίζουμε τι αντίσταση θα χρειαστούμε στα phototransistors? Από τι εξαρτάται η αντίσταση που θα χρησιμοποιήσουμε; (σε διαιρέτη τάσης με φωτοαντιστάσεις γνωρίζω πως εξαρτάται από την φωτοαντίσταση που θα έχουμε)

Ευχαριστώ!

[manolena]

Πριν λίγο καιρό, έφτιαξα μια πλακέτα που κάνει κάτι παρόμοιο: θέλοντας να διαβάζω κάποια "flip dots" με 2 όψεις (μαύρο-άσπρο) απο μια συσκευή
που παρουσιάζει έναν 4ψήφιο κώδικα βλαβών, βρήκα αυτό εδώ:

http://www.digikey.ca/product-detail...9-1-ND/1139590

opto1.jpg

...το οποίο όμως τώρα είναι obsolete. Ομολογώ πως βάζοντας την πλακετίτσα πάνω σε αυτούς τους ενδείκτες, κάθε φορά που άλλαζαν έβλεπα
το LED να ανάβει στο άσπρο δείχνοντας πολύ μεγάλη ευκρίνεια στην αναγνώριση χρώματος. Στον κύκλο φαίνεται η πλακέτα, ενώ στο σκαρίφημα
η συσκευή που έχει τους ενδείκτες προς ανίχνευση.

APU1.jpgAPU BITE.jpg

Μπορείς να βάλεις κάτι τέτοιο:

http://www.digikey.gr/product-detail...GRTR-ND/965451

...ή κάτι τέτοιο:

http://www.digikey.gr/product-detail...113-ND/2175990

...αλλά θα πρέπει να το πάρεις απο εκεί ή απο κάποιον αντίστοιχο του εξωτερικού. Η λύση με φωτοαντιστάσεις
δεν ενδείκνυται γιατί εισέρχεται πολύ θόρυβος απο το περιβάλλον, ενω τα παραπάνω εξαρτήματα εργάζονται στο
υπέρυθρο φάσμα και διαθέτουν ενσωματωμένο φίλτρο για απόρριψη "φωτεινού" θορύβου.

[.::Nikos::.]

Δεν είχα δει την απάντηση τόσες μέρες, αλλά εξάλλου δε μπορούσα να περιμένω να έρθουν απο το εξωτερικό μιας και υπηρχε χρονικό περιθωριο. Τελικά έγινε πολύ απλά με 3 CNY70 τα οποία τα τοποθέτησα σε διάτρητη πλακέτα κάνοντας αυτό το πολύ απλό κύκλωμα.
Μου αρκεί που όταν υπάρχει αντανάκλαση έχουμε >1,4V ενώ όταν η γραμμή είναι μαύρη παίρνουμε <1,4V οπότε ο μικροελεγκτής μας βλέπει απλά 1 και 0 αντίστοιχα. Μακάρι να υπήρχε ο χρόνος να ασχοληθώ περισσότερο, αλλά προς το παρόν αυτό κάνει τη δουλειά μας
Παράλληλα είχα παραγγείλει και 10x TCRT5000 πάμφθηνα από το ebay τα οποία ήρθαν χτες αφού δηλαδή είχε δουλέψει όπως υλοποιήθηκε αρχικά.

Η εξής απορία όμως παραμενει. (για εκπαιδευτικό σκοπό και για μελλοντική χρήση) Πως δηλαδή μπορώ να υπολογίσω την αντίσταση που θα χρειαστώ ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του phototransistor; πχ στη δική μου περίπτωση όντως μετα από δοκιμές κατέληξα κι εγώ στα 10ΚΩ και επίσης αν το κύκλωμα γινόταν αντίστροφα δηλαδή έτσι όπως το δείχνω στην φωτό παρακάτω, θα μου έδινε αντίστροφα τις τάσεις μου ανάλογα με την αντανάκλαση θα ήταν σωστό;

[manolena]

Για όσα αφορούν τον υπολογισμό της αντίστασης φορτίου του LED του optocoupler, μπορείς να χρησιμοποιήσεις ένα απο τα ...άπειρα προγραμματάκια που κυκλοφορούν στο διαδίκτυο για αυτό τον σκοπό, π.χ.: http://www.hebeiltd.com.cn/?p=zz.led...tor.calculator.

Για την αντίσταση πρόσδεσης που υπάρχει στην άλλη πλευρά, αυτό που πρέπει να καταφέρεις είναι με λίγα λόγια το εξής: για όσο χρόνο το φωτοτρανσίστορ δεν άγει, δηλαδή δεν υπάρχει φώς απο την άλλη πλευρά, πρέπει να κρατάς το "output" όπως φαίνεται στο σχέδιο σε υψηλή στάθμη ώστε το φορτίο που θα οδηγηθεί απο εκεί να μην διαρρέεται απο ρεύμα (υποτίθεται οτι το φορτίο σου που λείπει τώρα τροφοδοτείται απο την άλλη μεριά με το +5V). Ή αντίσταση λοιπόν θα πρέπει να είναι αρκετά μεγάλη σε τιμή, ώστε όταν ο optocoupler διεγερθεί (δηλαδή το φωτοτρανσίστορ του θα άγει) να μην υπάρχει πτώση τάσης τέτοια πάνω σε αυτή την αντίσταση ώστε το φορτίο σου να μην απορροφήσει το ρεύμα που πρέπει (θα του το "κλέβει" η άγνωστη αντίσταση που θες να υπολογίσεις).

Γενικός κανόνας που ακολουθώ εγώ (άλλοι πιο σοφοί απο εμένα μπορούν να το αιτιολογήσουν εξαιρετικά), είναι αυτή η αντίσταση να έχει τιμή γύρω στα 10ΚΩ, ώστε να κάνει ένα απλό pull-up και μόνο.

Για να αντιστρέψεις την τάση με το δεδομένο optocoupler, πρέπει να κάνεις κάτι τέτοιο:

tr9.gif Το αριστερό τρανσίστορ θεώρησε οτι είναι αυτό του optocoupler, το δεξί ένα γενικής χρήσης ΡΝΡ. Αν η λάμπα αντικατασταθεί με μια αντίσταση πρόσδεσης μεγάλης τιμής, στον κόμβο με τον συλλέκτη του τρανζίστορ θα λάβεις την αντίστροφη τάση που λές.

[.::Nikos::.]

Για το led εννοείτε γνωρίζω πως υπολογίζουμε την αντίσταση ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του και το ρεύμα που θέλουμε να το διαρρέει.

Το πρόβλημα μου είναι αυτή η pull up που λες στον δέκτη μας. Δηλαδή δεν εξαρτάται από κάποια χαρακτηριστικά του εξαρτήματος; Νομίζω όμως πως ανάλογα με αυτή αλλάζει και ο τρόπος που μεταβάλλεται η τάσης στο output μας ανάλογα με το πόσο άγει το transistor.

Δεν μπορώ να καταλάβω αυτό που λες στο τέλος με τα τρανσίστορ, εγώ βλέπω live αυτή τη στιγμή μπροστά μου ότι:
1) στην πρώτη συνδεσμολογία (η πρώτη εικόνα του προηγούμενου ποστ μου με την αντίσταση σε emitter και το output εκεί ανάμεσα) μου δίνει 0V οταν δεν άγει, ενώ όσο αρχίζει να άγει η τάση αυξάνεται
2) στην δεύτερη συνδεσμολογία (δεύτερη εικόνα με αντίσταση στο collector και output εκεί ανάμεσα) πως λειτουργεί αντίστροφα. Δηλαδή όταν δεν άγει δίνει 5V ενώ όσο άγει η τάση πλησιάζει τα 0V.
Κατανοώ γιατί συμβαίνει αυτό απλά θα ήθελα να μάθω αν είναι σωστό να γίνει με τον δεύτερο τρόπο ανάλογα με τις ανάγκες τις κατασκευής μας, ή είναι σωστότερο να γίνεται με τον πρώτο τρόπο;