Pulsfångande shift-register?

[bobobo]

Korta versionen:
Finns det shiftregister (eller annan ic) som har flera ingångar (ex.vis 8 eller 16) där om man ger en kort puls på en eller flera ingångar så minns den vilka ingångar som fått en puls och dessa ligger kvar som ettor tills att man läst ut värdet seriellt till en mcu och antingen resettas automatiskt eller manuellt när den lästs av. Alltså någon form av edge-triggered PiSo register eller vad man ska kalla det.

Långa versionen:
Jag vill bygga en mottagare för roterande bygglaser. Liknande har varit uppe tidigare i några trådar:
http://elektronikforumet.com/forum/view ... =2&t=78348
http://elektronikforumet.com/forum/view ... =4&t=77592

Där någonstans fanns detta schemat:

Laser Circuit 2[7].png

Schemat lånat här: http://circuits-projects.blogspot.se/20 ... ctor.html
Jag har testat det på labbplatta lite och det verkar lovande.

Så det jag vill bygga är en rad med 40st fotodioder som filtreras och förstärks med op-amps kopplade enligt schemat ovan. För de som inte känner till roterande bygglaser så är det i princip en röd laserpekare fäst på en motor så att den roterar i ett plan och används i bygge för att få en konstant referenshöjd. Man använder en mottagare som visar om man håller mottagaren mitt för strålen, något under, eller något över.
Men efter förstärkningen av fotodiodsignalerna vill jag ta in informationen i en Arduino, och då inte bara hög/låg/rätt utan exakt vilken fotodiod som blir träffad av lasern. Så jag kommer få c:a 40-50 signaler att samla in till processorn, vilket borde gå ganska smidigt med några shift-register antar jag. Eftersom lasern roterar så träffas fotodioderna bara av mycket korta pulser av ljus (c:a 5-500us per 0.2s). I schemat ovan förlängs pulserna till kontinuerlig signal med hjälp av 4047-kretsen. Det vore smidigt att slippa först en 4047 eller liknande och därefter shiftregister. Tänkte det kanske finns en allt-i-ett-lösning?

(Edit: bildlänk)

[Icecap]

Om man tar en D-flipflop och kopplar D till '1' kommer den att skicka ut en '1' på Q om det kommer en puls på CLK.
När den är läst kan man sedan aktivere RESET som nollställer Q och allt kan börja om igen.

Detta kan såklart kombineras med ett shiftregister som kan ladda in data från alla D-flipflop och en snabb liten sekvensstyrning som läser in data, nollställer D-flipflop och sedan skickar till µC.

[bobobo]

Frågan var om det finns något sådant kombinerat i en ic för att få det lite smidigare.

[Icecap]

Jag har aldrig sett det iaf. Har förvisso aldrig letat heller.

[grym]

första dele så kolla på 74hc570 till 579 om jag minns rätt något jag gjorde var med dom siffrorna och hadde latchfunktionen

[Nerre]

Det är en så pass speciell applikation att jag är rätt tveksam till om det finns. Man åker nog på att bygga själv (möjligen med nån form av programmerbar logik, FPGA eller nåt sånt).

Jag tror att du blir tvungen att använda tre steg, en flanktriggad vippa, en latch och sen ett skiftregister. Det blir nog svårt annars att läsa ut från vippan och nollställa den i samma "steg".

Googlar man på "pulse capturing shift register" så får man lite träffar som handlar om liknande applikation, men det verkar inte vara några off the shelf-prylar som de är byggda med.

[Icecap]

Om man ponera att man fixar latchene (RS-latch fungerar bra) osv. kan man ta en "stor" OR-grind så att om någon puls fångas får man en '1'. Den kan man sedan använda till att starta en oscillator som stegar igenom en 1-av-10 räknare (t.ex. 4017).

De första steg ska inte vara något, då kan "fler" pulser fångas (ifall något är lite trögt) men kanske utgång 5 ska latcha in pulserna i shiftregistret. Utgång 7 kan då nollställa fångst-latchana och utgång 8 nollställer sekvensen.

Hur enkelt som helst.

[bobobo]

Tack för responsen.
Om det inte finns en integrerad krets så har jag skissat ett förslag med tre kretsar:

Namnlös.png

När avläsning är klar resettas latcharna och en stund senare kan jag ladda och läsa ur shift-registret. Lasern roterar 300-600rpm och jag tror inte det gör något om jag låter den läsa in i latcharna under flera varv, och det gör heller inget om jag tappar något varv medan kretsen återställs, så behöver nog inte jobba med synkronisering i inläsningen.

Känns som att det hade blivit snyggare kortlayout om man kunnat välja latchar och shift-register med ingångar på ena sidan och utgångar på andra sidan av kretsarna...

Jag har inte ritat ut alla dioder och opampar...

[Icecap]

Kolla först att din sensor fungerar. Den kopplingen du verkar använda är inte den som normalt används.

[bobobo]

Jag har testat och det verkar fungera, även om jag inte vet hur... Jag har som sagt bara kopierat från länken ovan.

Jag har dock inte testat på fullt avstånd (dvs kortaste pulstiderna).
Det verkar som att det blir två pulser ut när strålen sveper förbi, borde det det? Kan det vara att det blir en puls när kondensatorn efter fotodioden laddas, och en till när den laddas ur?
När jag använde en långsammare fotodiod (SFH206K istället för SFH203P) så flyter de två pulserna ihop vid stark träff av lasern, men är fortfarande två pulser vid svagare träff.
Jag ska försöka ta ett par oscilloskåpbilder senare.

Någon som kan förklara hur kretsen fungerar ? kondensatorn och resistorn vid fotodioden är väl för att filtrera bort bakgrundsljus och endast registrera de korta pulserna som lasern ger. Första op-ampen förstärker till en bättre signalnivå. Men vad gör konding och resistor på första opampens utgång, vad gör andra opampen, och vad gör resistor+konding på andra op-ampens -ingång?

[Icecap]

Normal brukar man lägga en backspänning på sensor-dioden via ett motstånd eller konstantströmkälla.

När den belysas ökar läckströmmen och det sker ett spänningssväng, något som detekteras av op-amp'en.

Det sätt du har det kopplat på nu använder effekten att en fotodiod skapar en spänning om den blir belyst, den effekt/det signal är dock avsevärd svagare varför känsligheten blir sämre.

Vad är i övrigt et oscilloskåp? Jag känner till klädskåp, köksskåp och liknande, till dockhus finns det ju mikroskåp - men oscilloskåp har jag aldrig sett. Och jag har svårt att förstå vad man skulle med ett svängande skåp till.

Men om du menar oscilloskop är det en ganska annan sak. Testa då gärna att koppla anoden på en sensor-diod till GND och katoden till +5V via ett motstånd (47k?) och se skillnaden i signalstyrka och pulsantal.

[bobobo]

Kan det vara någon fördel att använda dioden som spänningsgenerator istället för strömgenerator för att filtrera bort bakgrundsljuset och endast detektera de korta pulserna?
Eller varför har konstruktören annars valt den vägen? Konstruktionen kommer från Elektor Juli 2011.

[Icecap]

Det kan vara att den sämre känslighet är önskvärd, det kan vara en okunnig som har designad och det kan sannolikt vara ytterligare en anledning som är okänd för oss.

Välj själv.

[Marta]

Varför inte köra in signalen direkt i en MCU? Flea nya varianter av PIC har en mycket mera utvecklad interrupt-on-change än de hade förr. Med den nya kan Du välja vilken flank som skall trigga och varje ingång har sin egen IOC-flagga. Det gamla problemet med missade pulser under vissa förhållanden är givetvis borta.

Tycker också att det är en egendomlig koppling på detektorerna. När man använder "photovoltaic mode" är det normala direktkoppling till en OP i en inverterande förstärkare där det aldrig blir någon spänning över dioden. Liknande koppling som i en inverterande summeringsförstärkare där summeringspunkten hålls kvar på samma nivå hela tiden. Det går fint att gör amed enkel matning med en OP som klarar en aning negativ insignal.
Fördelen är att dynamiken ökar kraftigt. En fotodio som är förspänd i backriktningen bottnar direkt. Här är det viktigt att klara lite bakgrundsljus och detektera de snabba flankerna när lasersnurran sveper förbi.

Har Du inte redan letat efter en annan mer avancerad detektor så gör det. Känns som det Du hittat är en suboptimal konstruktion.

[Swech]

Vad är i övrigt et oscilloskåp? Jag känner till klädskåp, köksskåp och liknande, till dockhus finns det ju mikroskåp - men oscilloskåp har jag aldrig sett. Och jag har svårt att förstå vad man skulle med ett svängande skåp till.

Mycket onödig och lätt att uppfatta som dryg kommentar.

Swech