Godagens!
Jag arbetar på en liten mojäng för att synkronisera en extern mottagare med vårat labb med infraröda kameror.
Kamerorna sänder ut pulser av near-IR (780nm) ljus i 100 - 1000Hz (1 - 0.2ms pulslängd) och jag vill få ut en puls för varje puls av ljus.
De fotodioder/tranisitorer som jag hittar som har nog bred känslighetsvinkel (minst 120 grader) har tyvärr en dålig aspekt att de också reagerar på vanligt ljus (ner mot 400nm).
Så jag får ut en bias-förskjuten signal då dessa kameror också används utomhus samt under starkt "vanligt" taklampeljus.
Det jag funderar på är hur man bäst tar ut pulser från denna bias-förskjutna signal och förstärker upp pulserna till fina pulser en MCU kan arbeta på?
Hur skulle ni göra detta? Va tyvärr några år sedan jag arbetade med denna typ av analoga grejer tyvärr, så känner mig lite rostig.
Pulsdetektor av fotodiod/transistor?
Re: Pulsdetektor av fotodiod/transistor?
brukar börja med att vara selektiv från början
ex, optik så den bara kollar på en sak, det man vill mäta, sedan filter för rätt våglängd, det minskar det runtomkring ganska ordentligt
edan finns det olika kopplingar för att hålla biasen så man kan detektera en förändring rimligt, där finns det lite olika sätt att gå på
filtren brukar jag köpa på ebay, finns en hel del för vettiga pengar, men det är sällan billigt att köpa bra optiska filter
ex, optik så den bara kollar på en sak, det man vill mäta, sedan filter för rätt våglängd, det minskar det runtomkring ganska ordentligt
edan finns det olika kopplingar för att hålla biasen så man kan detektera en förändring rimligt, där finns det lite olika sätt att gå på
filtren brukar jag köpa på ebay, finns en hel del för vettiga pengar, men det är sällan billigt att köpa bra optiska filter
Re: Pulsdetektor av fotodiod/transistor?
första steget, se till att kodningen inte har en DC-komponent alls - dvs. mottagaren skall kunna arbeta AC-kopplat.
Skulle tro att de allra flesta IR-fjärrstyrningskoder är byggda på så sätt just för att man inte skall behöva hantera drivande DC-BIAS-nivåer som man alltid kommer att råka ut för från belysning/solljus etc. och en takt så att det är lätt att filtrera ut 50 Hz med övertoner samt inte krocka med switcharfrekvenser som moderna LED-belysning, switchare mm. kan ha överlagrat i sig.
Med andra ord kan du inte bygga enkla on/off-mottagare baserat på DC-nivåer utan det blir att leta efter och titta igenom den typen av litteratur (titta på olika appnöter för IR-överföring från de stora kiselkomponentföretagen som National Semiconductor, TI etc.) och se om du kan modifiera din kod till detta utan allt för mycket smärta. - med andra ord så har du sett precis början av alla de olika problemen och kraven man måste hantera om man skall ha störtålig överföring i en rad olika störda miljöer - läs på så mycket du kan så att du inte gör samma misstag som andra redan gjort och spenderat massor av tid på.
När det gäller snabbhet så handlar det om att välja rätt komponenter och designa intefacen för dem rätt (dvs. till stor del impedansmatcha) - på lasermottagare mm med fotodioder etc. så modulerar man i många GHz utan problem och snabbhetsbegränsningen är nästan alltid på lasersidan (också i många GHz-frekvens)...
Slutligen: Försök använda redan befintligt, beprövat protokoll med kanske redan existerande standardkretsar för detta - att utveckla ett eget prokoll och interface från början som hanterar störningar, etc. är ofta för tungt för ett litet företag och det är bara fåtal utvecklare som har intresse och förmågan att gå iland med detta hela vägen och det i en omgivning som inte förstår att sådant här kan vara väldigt komplex och ropar efter enkla lösningar medans de som använder detta har kravet 'att sådant här skall bara fungera - alltid'...
Skulle tro att de allra flesta IR-fjärrstyrningskoder är byggda på så sätt just för att man inte skall behöva hantera drivande DC-BIAS-nivåer som man alltid kommer att råka ut för från belysning/solljus etc. och en takt så att det är lätt att filtrera ut 50 Hz med övertoner samt inte krocka med switcharfrekvenser som moderna LED-belysning, switchare mm. kan ha överlagrat i sig.
Med andra ord kan du inte bygga enkla on/off-mottagare baserat på DC-nivåer utan det blir att leta efter och titta igenom den typen av litteratur (titta på olika appnöter för IR-överföring från de stora kiselkomponentföretagen som National Semiconductor, TI etc.) och se om du kan modifiera din kod till detta utan allt för mycket smärta. - med andra ord så har du sett precis början av alla de olika problemen och kraven man måste hantera om man skall ha störtålig överföring i en rad olika störda miljöer - läs på så mycket du kan så att du inte gör samma misstag som andra redan gjort och spenderat massor av tid på.
När det gäller snabbhet så handlar det om att välja rätt komponenter och designa intefacen för dem rätt (dvs. till stor del impedansmatcha) - på lasermottagare mm med fotodioder etc. så modulerar man i många GHz utan problem och snabbhetsbegränsningen är nästan alltid på lasersidan (också i många GHz-frekvens)...
Slutligen: Försök använda redan befintligt, beprövat protokoll med kanske redan existerande standardkretsar för detta - att utveckla ett eget prokoll och interface från början som hanterar störningar, etc. är ofta för tungt för ett litet företag och det är bara fåtal utvecklare som har intresse och förmågan att gå iland med detta hela vägen och det i en omgivning som inte förstår att sådant här kan vara väldigt komplex och ropar efter enkla lösningar medans de som använder detta har kravet 'att sådant här skall bara fungera - alltid'...
Re: Pulsdetektor av fotodiod/transistor?
Hej Korken, ska vi förstå att den puls som kameran sänder ut är något befintligt som du ni vill synka mot.
Att vad som sänds inte ska ändras utan att det helt enkelt finns en puls som är inom intervallet 1.0 till 0.2 ms och att den kommer mellan 100 och 1000 gånger per sekund?
Då gäller bara att ljuset från sändaren överstiger bruset vid mottagaren inom bandet 100Hz till 1000Hz.
Det du behöver är en fotomottagare med en badbredd på 100Hz till 5000Hz.
Bakgrundsljuset, det du säger ger bias är inte ditt problem för det löser man lätt.
Ditt problem är att ha 100Hz som lägsta gör att du tyvärr kommer att plocka upp blinket från belysning eftersom din mottagare tar emot våglängden från belysning. Vad är vanligt takljus? Lysrör? Glödljus? Annat?
Så du måste på något sätt antingen ha ett optiskt filter mot "belysningsljus" eller en avskärmning så att mottagaren kan riktas mot kameran (sotsvart rör t.ex.) men det låter som att du vill ha 120 graders mottagning och då spricker det.
För sakens skulle antar vi att du kan ha en belysning som är flimmerfri (50/100Hz) så ska det dock fungera.
Mottagaren gör du av en DC kopplad transimpedansförstärkare och resultatet DC splittas i två, en del LP filtreras och kopplas in till en integrerande "servoförstärkare" som matar tillbaka till ingången (DC eliminering) och den andra delen BP filtreras och förstärks innan den går till en diskriminator (komparator). Ut kommer dina pulser.
Lycka till!
Att vad som sänds inte ska ändras utan att det helt enkelt finns en puls som är inom intervallet 1.0 till 0.2 ms och att den kommer mellan 100 och 1000 gånger per sekund?
Då gäller bara att ljuset från sändaren överstiger bruset vid mottagaren inom bandet 100Hz till 1000Hz.
Det du behöver är en fotomottagare med en badbredd på 100Hz till 5000Hz.
Bakgrundsljuset, det du säger ger bias är inte ditt problem för det löser man lätt.
Ditt problem är att ha 100Hz som lägsta gör att du tyvärr kommer att plocka upp blinket från belysning eftersom din mottagare tar emot våglängden från belysning. Vad är vanligt takljus? Lysrör? Glödljus? Annat?
Så du måste på något sätt antingen ha ett optiskt filter mot "belysningsljus" eller en avskärmning så att mottagaren kan riktas mot kameran (sotsvart rör t.ex.) men det låter som att du vill ha 120 graders mottagning och då spricker det.
För sakens skulle antar vi att du kan ha en belysning som är flimmerfri (50/100Hz) så ska det dock fungera.
Mottagaren gör du av en DC kopplad transimpedansförstärkare och resultatet DC splittas i två, en del LP filtreras och kopplas in till en integrerande "servoförstärkare" som matar tillbaka till ingången (DC eliminering) och den andra delen BP filtreras och förstärks innan den går till en diskriminator (komparator). Ut kommer dina pulser.
Lycka till!
Re: Pulsdetektor av fotodiod/transistor?
Tänkte börja med att förtydliga lite 
Kamerorna skickar inte ut någon information, utan det är att jag vill synkronisera mina LED-blinkningar med kamerornas IR-blixt.
Denna blixt kommer med varje bildruta (100 - 1000 Hz) samt att blixtens längd ändras med frekvensen på kameran med 1 ms blixt vid 100 Hz och 0.2 ms blixt när man är uppe vid 1000 Hz.
Varför jag vill ha ut pulser till en MCU är så att jag kan synkronisera den med en SW PLL eller liknande så mina LEDs fortfarande blinkar i korrekt takt (och vid korrekt tid) de gånger blixten inte syns för mottagaren.
Så mina LEDs inte slutar blinka bara för att man är i lite skugga från blixten. (Sedan att om man inte fått in blinkningar på 5 sekunder så slutar man, ifall systemet stängts av)
Extra info:
Detta är för att skapa aktiva markörer för ett Vicon Motion Capture system vi precis fick till våran grupp på Universitetet.
grym:
Det tycks som du förstod mig som att det fanns info i pulserna.
Dock filter är jag intresserad av! Hur hittade du dessa?
Jag har sökt på allt från daylight filter till ir filter osv.
xxargs:
Precis, man vill att den ska arbeta i AC så man slipper den sakta varierande DC-biasen.
Jag sitter just nu och jagar olika appnotes om detta, så ska se vad jag hittar.
RoPa:
Precis så är det!
När det gäller belysningsflimmer så måste jag nog testa mig fram lite.
Vi har LED belysning i labbet, osäker på vilken frekvens det arbetar på och i ett annat rum har vi "vanliga" lysrör.
Dock kamerornas blixtar är på 15W LED ljus var, så de är myyycket starkare än belysningen. Men ska kolla på det.
>> Mottagaren gör du av en DC kopplad transimpedansförstärkare och resultatet DC splittas i två, en del LP filtreras och kopplas in till en integrerande "servoförstärkare" som matar tillbaka till ingången (DC eliminering) och den andra delen BP filtreras och förstärks innan den går till en diskriminator (komparator). Ut kommer dina pulser.
Oj, detta va lite nya saker jag inte hört om!
Du har inte lust att beskriva hur detta fungerar (transimpedansförstärkare har jag bra koll på)? En servo förstärkare låter som hur en chopper op-amp fungerar.
Kamerorna skickar inte ut någon information, utan det är att jag vill synkronisera mina LED-blinkningar med kamerornas IR-blixt.
Denna blixt kommer med varje bildruta (100 - 1000 Hz) samt att blixtens längd ändras med frekvensen på kameran med 1 ms blixt vid 100 Hz och 0.2 ms blixt när man är uppe vid 1000 Hz.
Varför jag vill ha ut pulser till en MCU är så att jag kan synkronisera den med en SW PLL eller liknande så mina LEDs fortfarande blinkar i korrekt takt (och vid korrekt tid) de gånger blixten inte syns för mottagaren.
Så mina LEDs inte slutar blinka bara för att man är i lite skugga från blixten. (Sedan att om man inte fått in blinkningar på 5 sekunder så slutar man, ifall systemet stängts av)
Extra info:
Detta är för att skapa aktiva markörer för ett Vicon Motion Capture system vi precis fick till våran grupp på Universitetet.
grym:
Det tycks som du förstod mig som att det fanns info i pulserna.
Dock filter är jag intresserad av! Hur hittade du dessa?
Jag har sökt på allt från daylight filter till ir filter osv.
xxargs:
Precis, man vill att den ska arbeta i AC så man slipper den sakta varierande DC-biasen.
Jag sitter just nu och jagar olika appnotes om detta, så ska se vad jag hittar.
RoPa:
Precis så är det!
När det gäller belysningsflimmer så måste jag nog testa mig fram lite.
Vi har LED belysning i labbet, osäker på vilken frekvens det arbetar på och i ett annat rum har vi "vanliga" lysrör.
Dock kamerornas blixtar är på 15W LED ljus var, så de är myyycket starkare än belysningen. Men ska kolla på det.
>> Mottagaren gör du av en DC kopplad transimpedansförstärkare och resultatet DC splittas i två, en del LP filtreras och kopplas in till en integrerande "servoförstärkare" som matar tillbaka till ingången (DC eliminering) och den andra delen BP filtreras och förstärks innan den går till en diskriminator (komparator). Ut kommer dina pulser.
Oj, detta va lite nya saker jag inte hört om!
Du har inte lust att beskriva hur detta fungerar (transimpedansförstärkare har jag bra koll på)? En servo förstärkare låter som hur en chopper op-amp fungerar.
Re: Pulsdetektor av fotodiod/transistor?
RoPa:
Tror det va typ exakt detta du försökte förklara?
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa2381.pdf
Tror det va typ exakt detta du försökte förklara?
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa2381.pdf
Re: Pulsdetektor av fotodiod/transistor?
http://stores.ebay.com/bjomejagebuyerstore/
för ett exempel
ofta får man leta med ex 855nm filter
dock kan det vara småjobbigt så man får prova lite oliak ex 850nm 860nm och en del till, men man brukar hitta en hel del om man söker
för ett exempel
ofta får man leta med ex 855nm filter
dock kan det vara småjobbigt så man får prova lite oliak ex 850nm 860nm och en del till, men man brukar hitta en hel del om man söker
Re: Pulsdetektor av fotodiod/transistor?
@Korken, nej, men snarlik, den kopplingen är till för att ta bort offset fel i transimpedans steget, inte offset baserat på bakgrundsljus på dioden. Funktionen beskrivs i databladet och kretsen finns inuti IC'n.
Lyckas inte googla fram ett exempel så jag får rita upp det. Återkommer med schema.
Lyckas inte googla fram ett exempel så jag får rita upp det. Återkommer med schema.
Re: Pulsdetektor av fotodiod/transistor?
RoPa:
Efter lite simulering fick jag fram precis vad jag tänkt mig.
Din idé fick mig att testa integrera bort felet, men då får man en negativ offset som jag inte vill ha, så fixade lite mer.
Resultatet vart någon form av en Zero-matching transimpedance amplifier, se schema och återkom gärna med kommentarer.
Har man ett vanligt opamp chip med 4st så kan man använda den sista för att få ut en förstärkt signal som en MCU kan arbeta med.
Efter lite simulering fick jag fram precis vad jag tänkt mig.
Din idé fick mig att testa integrera bort felet, men då får man en negativ offset som jag inte vill ha, så fixade lite mer.
Resultatet vart någon form av en Zero-matching transimpedance amplifier, se schema och återkom gärna med kommentarer.
Har man ett vanligt opamp chip med 4st så kan man använda den sista för att få ut en förstärkt signal som en MCU kan arbeta med.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Re: Pulsdetektor av fotodiod/transistor?
@Korken, Se där ja! så ska det se ut! 
Du fick med en clamping i samma koppling också vilket gör livet enklare för efterföljande komparator då signalen ligger "clamped" mot noll. Den tänkte inte jag på!
Du fick med en clamping i samma koppling också vilket gör livet enklare för efterföljande komparator då signalen ligger "clamped" mot noll. Den tänkte inte jag på!
Re: Pulsdetektor av fotodiod/transistor?
Det var en våldsamt komplicerat koppling för ett enkelt problem.
Första kopplingen är helt OK, en op-amp med återkoppling.
Utgången av den går via en kondensator och in i en schmitt-trigger och saken är biff. Kondensatorn fungerar som DC-filter och värde ska såklart bero på frekvenser som ska skickas igenom samt impedans i schmitt-triggern.
Första kopplingen är helt OK, en op-amp med återkoppling.
Utgången av den går via en kondensator och in i en schmitt-trigger och saken är biff. Kondensatorn fungerar som DC-filter och värde ska såklart bero på frekvenser som ska skickas igenom samt impedans i schmitt-triggern.
Re: Pulsdetektor av fotodiod/transistor?
Icecap:
Jag testade ganska mycket så, men det blev inte bra.
Anledningen var att pulskvoten mellan hög och låg kan vara mycket olika så "låg"-nivån efter kondingen ändras beroende på input puls.
Den andra kretsen hittar låg nivån automatiskt så man behöver inte oroa sig för detta problem.
Fast jag kanske missförstod dig på hur man skulle lösa det?
Jag testade ganska mycket så, men det blev inte bra.
Anledningen var att pulskvoten mellan hög och låg kan vara mycket olika så "låg"-nivån efter kondingen ändras beroende på input puls.
Den andra kretsen hittar låg nivån automatiskt så man behöver inte oroa sig för detta problem.
Fast jag kanske missförstod dig på hur man skulle lösa det?
Re: Pulsdetektor av fotodiod/transistor?
Det viktiga bör ju vara att det fungerar för dig. Är det 4 st op-amp i samma paket duger det väl. Och om duty-cycle varierar mycket på inkommande pulser kan jag fint förstå lösningen - och som sagt: viktigast är att det fungerar.
Re: Pulsdetektor av fotodiod/transistor?
Det är sant! Fungerar det så fungerar det!
Borde få lite komponenter i veckan som kommer så ska testa lite och återkomma med resultat.
Fungerar det så fungerar det!Borde få lite komponenter i veckan som kommer så ska testa lite och återkomma med resultat.
Re: Pulsdetektor av fotodiod/transistor?
@Icecap, om bakgrundsljuset är litet i förhållande till nyttosignalen kan man ta bort det med en AC koppling som du skriver, men om bakgrundssignalen är stor i förhållande till nyttosignalen så begränsar det hur mycket förstärkning man kan ha i transimpedans steget av att det riskerar att bottna av bakgrundsljuset. Ofta är den signal man vill detektera mycket svagare än bakgrundsljuset så att kompensera för det redan innan transimpedans steget gör att man kan ha högre förstärkning i steg ett.
