Стабилизация Активная - часть II

Удалено автором.

Тень от груза - как бы сумма всех лучей, исходящих от сложной фигуры (светящейся нити). При симметричном расположении тени ГАРАНТИРУЕТСЯ симметричное положение груза относительно геометрического (или какого там?) центра нити накала. Такие вот пока выводы.


***
В любом случае, я думаю, это не критично. Просто перестраховка. С несбалансированным датчиком тоже все должно балансироваться (если оно вообще будет балансироваться). Просто положение станины демонстрационной установки, в котором осцилляции тележек вокруг точки равновесия будут происходить БЕЗ "зашкалов" - выходов штоков активаторов на упор - будет немного в другом месте относительно источника света. Только и всего...
Я так думаю.

Можно и без фольги обойтись. Двадцать сантиметров штока маятника дают не такую уж большую размытость края тени груза, чтобы заморачиваться с "резкими тенями". Вполне можно выставить по краю размытости. Все равно это лишь грубые настройки - они ничего по большому счету не меняют и не гарантируют.

Не реагируют фотодиоды, которые я купил как ФД-256 (или 265 ???), на лампу накаливания. В смысле ТЕСТЕР уверенно регистрирует изменение обратного сопротивления в зависимости от освещенности, а вот В СХЕМЕ ничего у них не получается.
На выходе входного инвертора (формирователя логических уровней) постоянно присутствует "1", вне зависимости от освещенности датчика. На ВХОДЕ инвертора (выходе датчика), если точно направить линзу датчика на свет, появляется примерно 0,1 В; а так - чистый ноль. Причем эти 0,1 В на экране осциллографа видны не в виде импульсов задающего генератора, а в виде такой себе слегка волнистой линии.
Перед переделкой датчика на другие фотодиоды хочу попробовать ИК-источник. А пока его нет, решил провести небольшие замеры. Закоротил я один из четырех фотодиодов и снял хар-ки импульсов на выходе соответствующего логического формирователя. При последовательном с фотодиодом сопротивлении равным 100 Ом (впаял подстроечник), на ВЫХОДЕ входного формирователя логических уровней наблюдаются красивые прямоугольные импульсы амплитудой около напряжения питания и скважностью 1,4 (1,2 мс - "1" и 1,7 мс - "0"). При выведении движка подстроечника на 22К импульсы прилично так "обмыливаются" и заостряются, причем их заостренные вершины опускаются на один вольт относительно уровня "красивых". Скважность "обмылков" составляет 4,4 (0,5 мс - "1" и 2,2 мс - "0").


Вопросы:

1. Сколько необходимо входных формирователей, чтобы в этой схеме изменялась бы ТОЛЬКО СКВАЖНОСТЬ импульсов, а их ФОРМА бы не страдала?

2. Будут ли играть роль этих дополнительных формирователей последующие логические элементы, которые стоят в тракте сигнала (компаратор)?

3. Каково типичное значение обратного сопротивления хорошо освещенного ИК-фотодиода?

4. Какое изменение напряжения на моторах активаторов обеспечит данный диапазон изменения скважности управляющих импульсов (1,4 .. 4,4)? Понятно, что это еще не диапазон собственно УПРАВЛЯЮЩИХ импульсов, которые будут после компаратора, но все же?

еще наверно по 1 элементу надо добавить.

2. наверно ДА. а ты посмотри какие там импульсы.

4. я вроде ранее выкладывал цифры по симуляции - там по моему линейная зависимость - тогда можно прикинуть.

На ИК-излучение эти фотодиоды совсем не реагируют: впритык располагаю к ИК-осветителю видеокамеры - никакой реакции. В общем, в оптическом оформлении (с линзой и экраном из молочно-белого продуктового тонкого хрустящего пакета) фотодиод в освещенном состоянии (10 см до 25-ваттной лампы накаливания) имеет сопротивление около 50К. Без оформления - 19К.

Получается, что просто чувствительность слаба для такого оптического оформления? Каково типичное значение сопротивления перехода нормально освещенного фотодиода?

Че-то я вообще не придумаю как дальше поступить... Усилитель для датчика городить?

Пришло ко мне гениальное и ослепительное в своей простоте решение: взять галогеновую автомобильную лампу-фару и расположить ее поближе к датчику - сантиметров десять. Главное, чтобы припой в датчике не потек.

а солнечный свет ?

А теперь серьезно. 150-ваттная лампа накаливания, похоже, спасает положение: на дистанции до источника света в 20 см сопротивление перехода фотодиода в оптическом оформлении составило всего 7 кОм. Ему просто-тупо не хватало света 60-ваттной лампы - той, что на работе.

Хорошо, что ломать датчик не начал!

А что солнечный свет? Летим на солнце - ОДНОЗНАЧНО!
Только не забыть бы зеленый светофильтр поставить под линзу, как автор советует - а то и впрямь пластиковый экран проЖЖЖОТ - солнышко-то в фокусе будет, однако!

Non-conformist> Хорошо, что ломать датчик не начал!

Да... во время работы кувалду надо держать подальше !

Буду краток, комп чужой. Лампа на работе оказалась 150 Вт - не реагируют на нее мои фотодиоды. Только если к самой колбе поднести, тогда какие-то провалы волнистые в "единичном" уровне на выходе логического формирователя появляются. Это если вообще голый светодиод, безо всяких крестовин и тем паче экранчиков. А в датчике - вообще глухо.
Что делать? Пошел к коллегам, выдали мне во временное пользование старинный фоторезистор ФР-3 - в корпусе, похожем на транзисторы МП, но с ОКОШЕЧКОМ.
И - о чудо! Все сразу стало на свои места - чувствует не только лампу на столе, но и под потолком! "Обмыленная" форма импульсов, правда, осталась. Решил пойти дальше. Перекоммутировал один из незанятых инверторов другого канала в тракт сигнала от фоторезистора (т.е. добавил еще один инвертор) - вообще супер! Скважность меняется приблизно от 2 (двух) до 24 (двадцати четырех) при легком подрагивании пальцев, держащих линзу, фокусирующую световой поток на кристалл. Форма импульсов при этом остается практически прямоугольной!

Выводы: нужно искать нормальные, малогабаритные фоторезисторы, либо опять же нормальные фотодиоды, реагирующие на видимый диапазон. Желательно в корпусе-бочонке диаметром 2 .. 3 мм. Это реально?
А в остальном - схема имхо вполне рабочая. Логические элементы, следующие за входным формирователем, я думаю, и в самом деле попутно сыграют роль дополнительных формирователей.
Такие пирожки. Пошел работать.

Странно, что твои фитодиоды такие нечувствительные. Все, что я купил, очень хорошо отзываются на свет. Правда я просто измерял ЭДС, а не в такой схеме, как у тебя. Один из моих фотодиодов ФД-256.

Если расскажешь, как проверить, могу провести тесты с моими фотодиодами.

Может попробуешь светодиоды?

Пробовал я разные светодиоды - и "супер" и обычные советские. Суперкрасных моя схема вообще не видит, суперсиний - как пишут в блестящих аудиожурналах - "на грани нюанса" - чуть-чуть что-то можно заметить на "единичной" прямой после входных формирователей. О каких-либо ИМПУЛЬСАХ там и речи не идет. Советские - тоже глухо. Вставлял их и так и эдак - выводы местами менял, все напрасно. Единственное, что в этой схеме у меня по-настоящему работает - ФР-3.

Разбомбил-распилил-разобрал я тот ФР-3, с которым эксперименты проводил, отпаял выводы, отделил керамическую пластинку со светочувствительным напылением от керамической же подложки и аккуратненько расколол светочувствительную пластинку точно надвое. Получились два оч. компактных фоторезистора размером 2 х 2 х 0,4. Выводы к ним надеюсь приклеить уже известным вам токопроводным лаком. Форму выводов планирую в виде двух обойм, согнутых из медной фольги, куда будут вставляться участки кристалла с контактным напылением. Потом четыре таких кристалла предполагаю припаять на подложку, под фокусирующую линзу.
Занялся этим от нечего делать - на работе этих фоторезисторов пока хватает вроде, а других вариантов пока нет.

Что интересно - сопротивление в освещенном состоянии, измеренное ТЕСТЕРОМ, и у фотодиодов и у фоторезистора при равном расстоянии до источника излучения примерно одинаковое - около 20 кОм. А схемная эффективность РАЗИТЕЛЬНО отличается. ???

Схему я рисовал выше. Чтобы проверить твои светодиоды нужна К561ЛН2, резистор 15К, конденсатор 47n, батарейка "Крона", собственно светодиоды, лампа накаливания 150 Вт и ОСЦИЛЛОГРАФ.

О, это для меня уже многовато ;^))
Если можно обойтись тестером, батарейкой и резисторами, то могу попробовать.

Ну, может и можно как-нибудь по-другому. Только я не знаю, как именно... Может вот так. Нам надо, чтобы вход лог. элемента (инвертора) перекинулся из нуля в единицу. Значица паяем резистор от входа инвертора на землю, и подключаем ко входу фотодиод. При определенном токе через фотодиод и этот самый резистор на землю (ток этот зависит от чувствительности фотодиода, интенсивности света и приложенного к диоду напряжения) на резисторе должно упасть некое напряжение, которое при достаточном токе через резистор превысит уровень логической единицы, и на выходе инвертора появится "ноль". Который можно будет спокойно зафиксировать обычным тестером.

Генератор здесь, понятно, не нужен. Нужно просто подать питание на микросхему и провести манипуляции, которые я описал выше. Катод фотодиода подключаем к плюсу источника питания, анод - ко входу лог. элемента, и от этого же входа на землю кидаем вышеупомянутый резистор. Что за номинал? Не знаю. Это у Термостата надо спросить, он симуляторами владеет, там сразу видно. А в расчетах я не силен. Килоомный, я думаю, будет вполне нормально.

Может и без инвертора можно обойтись? У меня его нет.
Измерить сопротивление фотодиода будет недостаточно?

Инвертор содержится в микросхеме, которая на радиорынке стОит одну гривню.
Если же просто замерять сопротивление, то вообще ничего не нужно, кроме тестера и фотодиода. Но такой эксперимент не будет информативен. Я же говорю, что сопротивление одинаково освещенных фотодиода и фоторезистора, измеренное тестером, очень близки. Но при этом фоторезистор прекрасно работает, а фотодиод - нет.

Удалено автором.

Да дело не в цене. На рынок ехать через весь город, полдня потратить. Если соберусь, куплю.
Инвертор - это К561ЛН2 ?

В ЛН2 шесть инверторов. Схемку предлагаю такую:

А можно для более четкого срабатывания к этому инвертору последовательно добавить еще один: например, вывод 5 - вход, и вывод 6 - выход. Т.е. вывод 5 соединяешь с выводом 8, а тестер подключаешь уже к выводу 6 вместо вывода 8.

Да, а какие у тебя вообще есть микросхемы? Подойдет практически любая общая логика 561 серии, не только ЛН2. Может и на рынок не придется ехать.

Можно сказать, никаких нет. Откуда им у меня появиться, если я делал только магнитный датчик и высотомер. Ну ещё стенд.
В общем, буду на рынке - куплю.
Или приезжай, отдам тебе все фотодиоды, их 5 штук разных. И пара фототранзисторов.

Навряд ли в обозримом будущем я поеду в Киев. И уж во всяком случае не за фотодиодами. Здесь есть у меня человек, который регулярно бывает в Киеве, закупает компоненты. Попрошу его, чтобы посмотрел чего подходящего.