IR-dioder till bilbana

[GossenRuda]

Hej allihopa!
Jag har tills nu endast läst, men skriver nu istället ett inlägg som jag hoppas få bra svar på.

Jag bygger ett tidtagningssystem för en större bilbana men får inte rätt på det. Systemet bygger på ett dosprogram som känner av när någon av pinnarna 11,12,13,14 eller 15 på parallelporten dras mot jord. Jag använder mig av fyra av dessa pinnar pga av vi har fyra spår. Länk till program samt ritningar:
http://www.cenobyte.nl/slotracemanager/hoofdframe.html

Programmets funktion har testats genom att sänka inpinnarnas potential med ett motstånd ifrån obelastad potential på 4,5 till den punkt där programmet reagerar (ca 1,2v). Inget konstigt alls och det är inte där problemet ligger.

I syfte att få till en bra lösning har vi valt att använda oss av en ir-båge (opulsad) över banan samt fotodioder monterade i banan, vilka skyms av bilarna. Dessa dioder från Elfa har jag valt eftersom de har en helt slät övre yta (5x5mm) vilken efter viss möda har limmats snyggt flush med banytan; PIN Fotodiod BP 104.
http://www.elfa.se/elfa-bin/dyndok.pl?l ... 011580.htm

Det ser mycket bra ut men jag kan inte få datorn att detektera med hjälp av dessa dioder. Jag hoppades givetvis kunna montera dem med katoden på jord, anoden på datapinnen, och sedan eventuellt justera resistansen med hjälp av en resistor.

Tji fick jag!

Hittills har jag dock i princip endast lyckats döda en diod genom att råka koppla in den rakt över 5-volten.
I övrigt leder dioderna bra nog för att sänka en pinne oberoende av ifall den är belyst eller ej. Med ett 10k pull-up fungerar det inte heller utan som bäst har jag mätt upp en potentialförändring från 0,32v till 0,15v på diodens anod med en pull-up på 6Mohm... 5-volten tas ifrån molex på disk i datorn.

Jag inser att det behövs mer information för att någon ska kunna få en bra bild men jag ska återkomma senare ikväll när jag antecknat ordentligt uppmätta värden.

Har ni några heta tips på vad jag ska göra? Behöver jag en liten förstärkare efter dioden och i så fall hur ser dessa typiskt ut i dessa sammanhang?


Stoor bana!


Startsektionen


Och JA, det är jättekul att köra på en sådan här bilbana ifall nu någon skulle undra över det

[Icecap]

1: Välkommen.
2: Ett tips är att ha MOTTAGARNA i bågen samt att ha pulsad signal, detta då takljuset (ljusrör?) kan vara riktigt "svinigt" mot en ljusmottagare.
3: Använd färdiga avstämda IR-moduler.
4: En fotodiod ska förespännas i BACK-riktningen, alltså anod till GND. Läckströmmen genom varierar då med inkommande ljus.

[GossenRuda]

Tackar tackar för de snabba svaren och jag har ett och annat att göra ser det ut som. Jag ska prova med att skärma av utrustningen och naturligtvis vända dioderna rätt. Gällande mottagarnas placering är det rimligen säkrare att ha dessa placerade nära den bil man önskar detektera ifall man vill minimera chansen att detektera fel bil. Men fungerar det inte så...

[Icecap]

Det går även att sätta små rörbitar (mattsvarta inuti) kring mottagarna för att skärma ute ljus från fel vinklar.

[Tony]

BP 104: Känslighet: 17 μA vid VR =5 V
Du behöver några tiondels mA för att sänka en pinne på parallellporten.

Antingen får du bygga en förstärkare (kan räcka med en enkel transistor) eller så byter du PIN-dioden mot en fototransistor.
Fototransistorer sänker upp emot 20mA.

Prova t.ex. SFH300

[GossenRuda]

Ahaa, nu ser jag värdet för ström vid kortslutning, och jag ska genast prova med en NPN-transistor. Ska jag kanske koppla 12 volt istället över diod och transistor i syfte att öka strömmen? Diod i backriktning på basen och datapinnen på kollektorn, samt hög Hfe? Som switchtransistor kan jag prova BC337-40?

Jag vill helst behålla befintliga dioder på grund av att de har så trevliga mått, så jag byter inte till SFH300 ännu.

Jag är mycket tacksam för hjälpen jag fått.

[Icecap]

Dina PIN-fotodioder tål knappast 12V i backspänning men det kan du kolla i databladet.

Sen ser jag inte anledningen till det: xµA är xµA oavsedd om det matas från 12V eller 5V....

Vad du ska komma ihåg är ett motstånd mellan emitter o bas på transistorn, exakt värde får du testa dig fram till men börja med 10K. Detta motstånd tar hand om "mörkeströmmen" och ser till att transistorn bara ledar när fotodioden träffas av ljuset.

Detta kanske ställer till det för ditt mätprogram men man kan vända det hela vid att ta antingen en 74LS04 (sex invertere i 1 kapsling, gemensam för alla 4 kanaler) eller en transistor + motstånd för varje kanal.

[GossenRuda]

Fotodioderna ska tåla 20 volt enligt databladet och mörkerströmmen vid 10 v anges till 2(<30) nA!

Programmet ska kunna ta hand om både aktiv låg samt aktiv hög och jag hoppas att det gör det i praktiken också. Alltså, det ska kunna fungera oberoende om pinnen sänks under passagen eller tvärtom. Som det är nu kör jag mest med ett litet testprogram (parport.exe) som finns att hämta på nämnda sida, för att testa statusen på pinnarna, eftersom inställningsmenyn i tidtagningsprogrammet inte alls är lika smidig. Ifall programmet endast fungerar med att pinnen sänks under bilens passage så får jag testa med en inverterare.

Jag misstänker iofs att jag missförstod dig.

datablad på fotodioden: http://www.elfa.se/pdf/75/07522147.pdf

Lite ideér:

[Icecap]

Använd A fast med 5V på katoden av fotodioden.

Montera ytterligare ett motstånd om 470 ohm mellan fotodiod anod och transistor bas, detta rädder transistorn om en lustigkurre "råkar" ljusa på en fotodiod med en stark lampa.

Ta också ett motstånd mellan bas och emitter (10K-56K kanske) för att säkra att transistorn slår av vid bilpassage.

[GossenRuda]

Oki, vi testar

Tackar!

[GossenRuda]

Icecap; det fungerade bra med modell A i kombination med en BC337-40. Kanske fungerade det tom allt för bra eftersom systemet triggas av störningar ifrån motorstarka (ca 3A) bilar. Det handlar om 1-4 feltriggningar totalt på felaktiga banor per varje kört varv. Andra svagare bilar, särskilt dem med avstörningskondensator över motorn triggar inte systemet felaktigt mer än kanske en gång på 25 varv - och då oftast i samband med en avåkning.

Det är tydligt att det handlar om störningar eftersom kraftiga pådrag, plötsliga förändringar i strömstyrka som vid avåkningar, samt synliga gnistor absolut har med felet att göra.

Vi har försökt att skärma kabeln mellan fotodioder samt elektronikbox (tot. 3-4m) vid datorn, genom att linda folie runt denna samt jorda denna i vägguttag och datorchassi utan resultat. Givetvis hade jag förbisett möjlighten till detta fel och inte använt mig av en skärmad kabel även om den nu använda förvisso är partvinnad.

Ska jag montera en kondensator på sådär 100nF över diodkablarna vid varje förstärkare eller byta till en 337-16 med betydligt lägre Hfe - nedåt 100 istället för 40-modellen med 250?
Eller kanske montera kondensatorn mellan bas och emitter?
Eller kanske leka med en schimdt trigger för att få bort skräpet?
Kanske har ni några andra ideér?

Hur som helst är jag glad att det fungerar så pass bra som det faktiskt gör och avskärmningen är jag säker på att fixa.

[Bengan]

Det är nog så enkelt att du får inducerade strömmar till transistorbasen som orsakar feltriggningar.
Finns några alternativ för att åtgärda detta...
1. Skärma tråden mellan dioden och transistorn.
2. Balansera signalen så nära fotodioden som möjligt.
3. Minska förstärkningen.

Hängslen och livrem är ju såklart att kombinera 1 och 2.

Edit: Naturligtvis ska du ju samtidigt passa på och skälla på förarna som inte har avstörningskondensatorer i sina bilar.

/Bengt

[GossenRuda]

1. Vad fan håller jag på med som kör utan konding va? Den väger ju svarar jag stammande mig själva...

2. Igår/idag natt så sågade vi folierullar och lindade folie krypandes på golvet, drog tråd mellan folie och jordat uttag samt dator. Idag rycker jag spänningsstabilisatorn i ljusbågen samt drar elförsöjningen till denna ifrån en separat transformator. Gårdagens åtgärder förbättrade ingenting medan dagens ombyggnad råkade(?) göra så att 999 av 1000 störningar försvann!

3. Det är svårt att komma till vid fotodioden så jag har valt att montera en kondensator på några tiotals nF mellan bas och emitter. Jag provade först över fotodioden vid transistorsidan men tyckte att det fungerade bättre över bas-emitter istället. En kondensator på 100μF gjorde detekteringen minst 5ggr långsammare. vilket testades genom att korta en pappersremsa tills systemet hann detektera denna.

Får vi mera problem så ger jag mig på själva transistorn dessutom.


/Tacksam Jörgen

[Icecap]

Grejen med "model A" utan motstånd mellan bas & emitter är att fotodioden inte slutar dra ström vid "mörker", den minskar bara.

Detta gör att transistorn "nästan" är på + lite störning = feltriggning.

Jag skulle iaf. kraftigt föreslå att mottagarna flyttas upp till bryggan över banan, detta ger de bästa förhållanden för at undvika feltriggning. Dels sitter mottagarna optisk sett bäste till och detta gäller även elektrisk: längst avstånd till spåren.

Jag hade även vald ett system med "icke-PIN" fotodioder, PIN är förvisso snabba men å andra sidan "okänsliga". Snabbheten behövs inte till detta men känsligheten gör, allså hade en annan sorts fotosensor varit på sin plats.

[GossenRuda]

Det sitter ett 50K motstånd mellan bas och emitter och det måste sitta där precis som du föreslog. Numera sitter där även en liten kondensator på 100nF.

Jag hittade inga IR-dioder med flat topp och dessutom ville jag ha flera stycken per spår. Att ha mottagarna i banan löser detta problem då dessa har en helt slät ovansida. Dock visste jag inte då om att jag skulle kunna få in störningar.

På samma sätt är PIN olämplig då den bygger för mycket på höjden under banan. Jag valde dessa fotodioder för att de har trevliga mått samt är snabba, och de elektriska problem som jag eventuellt fick med på köpet fick jag lösa allt eftersom, och det gjorde jag ju med Er hjälp.

Systemet är ruskigt snabbt och vi har limmat pappbitar på bilarna för att kunna trigga flera spår vid samma passage. Den beräknade tidsdifferansen mellan bilens och pappbitens triggning stämmer väl med den uppmätta så det finns all anledning att lita på tusendelarna - till skillnad från en del andra system mao.

Kan jag lösa problemet med att få till IR-ljus ifrån undersidan utan att det bygger onödigt på höjden så väljer jag antagligen denna modell för ett tvåspårigt hemmasystem.