Светодиодный датчик апогея

Ckona> Вообще, снимаю шляпу - настолько грамотно "раскроено" объяснение.

Вот всегда так - для специалистов понятно, а для неспецов - нет!)))

Serge77> для меня это слишком сложно.
Берем операционный усилитель, смотрим его "кишки".
Входные биполярные транзисторы управляются током, который течет на участке "база-эмиттер" (о направлении тока - ни слова !!)
Если транзисторы в ОУ сделаны "эмиттером вниз", то для тока база-эмиттер надо откуда-то взять напряжение, которое "плюсее нуля" на величину 0,5...0,7 В. (чтобы открылся р-п переход).
Если же входные транзисторы в ОУ/компараторе сделаны "эмиттером вверх", то для их отпирания надо всего лишь соединить базу с "нулем", а то и с напряжением "минусее нуля". Вот эти, второго типа, операционники и могут работать со напряжением "от нуля и ниже".

Serge77> Если ток выходящий, чего ж в документации пишут Input Current ?
А это все так договорились. Вот коробочка с выводами - в них втекают токи. Хорошо еще, что для выходных выводов пишут "Output Current" - с точки зрения теории цепей это вовсе не обязательно.

Согласно другой договоренности, "ток течет от плюса к минусу". Это направление в р-п переходах показывают стрелкой. Брат-2 ориентировался "по стрелке", отсюда и ОУ с "вытекающим" входным током.

Serge77> Если ток выходящий, чего ж в документации пишут Input Current ?

Фотодиоды в фотодиодном режиме могут работать при прямом смещении, но нас интересует обратное, при этом указанный режим характеризуется большей интегральной чувствительностью и меньшей емкостью p-n перехода, а фотогальванический режим обеспечивает минимальный темновой ток и повышенную температурную стабильность.
Вот посмотрите на схему LM2903. Если светодиод подключить ко входу в обратном направлении относительно общего провода то через него потечет ток базы и возникнет фотодиодный режим, но если подключим диод относительно +U, то темновой ток будет отсутствовать и уже потребуется ЭДС самого диода для возникновения отпирающего тока базы, то есть возникнет фотогальванический режим работы. Помните, мы включали светодиоды последовательно между шинами питания, все работало, но нас насторожило низкое обратное напряжение наших диодов. Почему пишут «Input Current» не знаю, думаю, что подобные тонкости не существенны для построения схем, могу порыться в учебниках, но кто пытался запомнить потенциал на емкости (УВХ) тот с этим явлением встречался, я неоднократно.

Ckona> Согласно другой договоренности,

Мужики я с понедельника иду в отпуск, на досуге пороюсь в учебниках. Дело чести предоставить подтверждающий материал. Ckona, в принципе, все разъяснил правильно.

mansy> Отмакетировал светодиодный датчик апогея с сервоприводом. Теперь сервомшинка работает абсолютно предсказуемо и устойчиво. С 555 такого не было, т.к. там период повторения менялся вместе с длительностью управляющего импульса...

В твоей схеме виден явный перебор. В серве есть свой опорный одновибратор и с какой периодичностью его запускать особого значения не имеет. Значит на 555 ты сделал не совсем правильно. Другое дело, что для подобной схемы необходима защелка, так как наводящее может вызвать неадекватное поведение схемы.

Ладно, объяснения мне непонятны, главное чтобы спецам было понятно)))

Но вы мне скажите главное - мы тут все усердно искали ОУ и компараторы с очень низким входящим током (или очень высоким входным сопротивлением), иначе светодиодный датчик не работал.

А если в ОУ или компараторе ток выходящий, то такого ограничения нет? Или оно слабее?

...
Serge77> А если в ОУ или компараторе ток выходящий, то такого ограничения нет? Или оно слабее?
Твое замечание абсолютно верно подобрать оптимальный смещающий ток не представляется возможным, так как его величина будет зависеть от параметров конкретного диода, при этом ток входа ОУ явно выше оптимального. В твоей схеме автоматически возникает именно оптимальный режим работы светодиодов, поэтому твой вариант безусловно лучше.

Брат-2> В твоей схеме виден явный перебор.
По избыточности, да, но только лишь дифцепочка с диодом и элемент с выводами 1,2,3, это всё лишнее и можно выбросить; 7 выход LM таким образом можно подавать на 6-ой вход одновибратора непосредственно (сегодня перепаял). А в остальном схема абсолютно устойчива и генерит 2-мс импульсы в исходном состоянии и 1-мс, когда меняется освещение диодов (или наоборот). Импульсы следуют с частотой 50Гц, как на базовой эпюре управления сервой. На 555 мне не удавалось 180 градусов достичь; замена одной времязадающей цепи влекла изменение в другой и серва крутилась весьма произвольно. Тут ничего подобного нет, всё независимо, резисторами любой угол выставляется.
Или что-то не понимаю? Но цели то достиг!;))
Про защёлку тоже не понял, в смысле серва не успеет отработать как освещённость поменяется?
З.Ы.
А про фотодиоды лихо заворачиваете! Надо будет тоже почитать литературу и попытаться разобраться плотнее что к чему;))
Скажу лишь одно. Диоды похоже шибко разные. У меня есь диоды, которые на свету заряжают переход (?) как ёмкость, при подсоединении 1 МОм щупа на осциллографе явно виден передний фронт и последующий разряд от 3-4В до некоторого остаточного уровня 50-60мВ. С ними полевик и работает, иначе где взять -2,5В чтоб его запереть? При этом входное сопротивление полевика должно составлять десятки МОм. Есть диоды которые тупо выдают ±300мВ без всяких разрядов, есть 30-40мВ и т.п., с ними полевик безнадёжно открыт. А для германиевых транзисторов (тоже пробовал) ток маловат...

Брат-2> В твоей схеме автоматически возникает именно оптимальный режим работы светодиодов, поэтому твой вариант безусловно лучше.

Ты имеешь в виду подключение светодиодов к делителю напряжения? Или какой-то другой нюанс?

mansy> С ними полевик и работает, иначе где взять -2,5В чтоб его запереть? При этом входное сопротивление полевика должно составлять десятки МОм.
КП303А, и никаких диодов подбирать не надо. (точнее, мне никогда не понадобилось)


mansy> Есть диоды которые тупо выдают ±300мВ без всяких разрядов, есть 30-40мВ и т.п., с ними полевик безнадёжно открыт.
Схема на преобразователях фототока в напряжение работает на любых светодиодах,в том числе и таких. Потому что ЭДС на их выводах не имеет значения.

mansy> Малый входной ток не "просаживает" диоды как источник напряжения с высоким внутренним сопротивлением (упрощённо).

Так в том же и дело, что мы тут считали, что ток допустим не больше сотен пикоампер. А у тебя на 35 нА работает. Потому я и задаю столько вопросов.

Ckona> КП303А, и никаких диодов подбирать не надо. (точнее, мне никогда не понадобилось)
Не понял. КП303А запирается при (где-то) минус двух вольтах. Т.е. диод должен это напряжение в вольтах сгенерить. Или они все на свету выдают такие высокие напряжения? У меня есть только пара диодов, которая КП303А запирает. Остальным минуса не хватает (?), открыт транзистор и всё тут.
А вообще, мне надо литературу почитать, однако;)) Плаваю.

Serge77> Так в том же и дело, что мы тут считали, что ток допустим не больше сотен пикоампер. А у тебя на 35 нА работает. Потому я и задаю столько вопросов.
У тестера входное сопротивление около 1 МОм, если он показывает от 50 Мв до 100 мВ (просто на настольную лампу, на солнце 300-400) значит диод выдаёт ток не менее 50-100 нА. О каких пикоамперах речь?

mansy> Или они все на свету выдают такие высокие напряжения?
Синие "теоретически" - 3,4 В, если не ошибаюсь. Проверять надо в реальных условиях, направляя светодиод на синее небо подальше от солнца, но не на окно (ультрафиолет не пропускает) и не на лампу (не столько светит, сколько греет). Самый "кошерный" стенд для проверки синих светодиодов - пластилиновый крепеж и УФ светодиод со стабильным током свечения.

mansy>> ... УФ светодиод со стабильным током свечения.

Сдаётся мне, уважаемый, что роль УФ таки переоценена на этом форуме (просмотрел бегло с первых страниц обсуждения темы). Если окно задерживает УФ, то простейший эксперимент с синим СД показывает, что доля заряда СД созданная УФ весьма мала Или я неправ?;))

mansy> роль УФ таки переоценена на этом форуме
Ультрафиолет обсуждался в "академическом" аспекте:
"гарантия, что сверху его больше, чем снизу".
Именно УФ обеспечивает эту "гарантию" в наибольшем диапазоне высот, подстилающих поверхностей и типов облачности.

mansy> простейший эксперимент с синим СД показывает, что доля заряда СД созданная УФ весьма мала.
Да.
И энергетический вклад УФ части спектра, по сравнению с синим, тоже мал.
Поэтому не с академической, а с практической точки зрения - достаточно синих светодиодов.

Не премину напомнить: зеленое болото (луг) "более зеленое", чем небо, темный песок в полдень намного более "красный", чем небо, отмечались "проблемы над снегом" в синей части спектра, фиолетовый и УФ - никогда (до высот порядка 10 км).

mansy> хорошо б, если линза собирающая стояла перед СД, чтобы случайные блики от водной поверхности или просто, там, кусочка стекла кагого не подсветили бы невовремя нижний диод.
Достаточно надеть черный кембрик.
Кроме того, подай ток и посмотри - какая диаграмма направленности у "правильного" светодиода.
Он светит в основном вдоль оси, на бОльших углах темно, может быть еще один или два слабых "ободка", типа боковых лепестков.

Ckona> отмечались "проблемы над снегом" в синей части спектра, фиолетовый и УФ - никогда (до высот порядка 10 км).

Тоже отмечались и с УФ. На снегу при ярком солнце на широте 60оС.

В основном работало надежно, но я нашел на опушке леса место, где снег был стабильно ярче, чем небо (визуально ни в месте, куда были направлены нижние светодиоды, ни на небе, куда были направлены верхние , ничего такого не отмечалось). Это при том, что схема состояла из трех светодиодных датчиков (на полевике КПЗОЗА), индикатор срабатывания загорался по срабатыванию двух из трех датчиков (правда у всех трех датчиков пары диодов стояли параллельно, но не точно параллельно).

Справедливости ради: все остальные испытанные диоды (два разных типа синих) в этих условиях не работали вообще.

Serge77> Ты имеешь в виду подключение светодиодов к делителю напряжения? Или какой-то другой нюанс?

Подключение к средней точке это особенности схемы связанные с нормальным режимом работы данного типа ОУ. Нюанс заключается в том, что диод пары, который в данный момент работает в фотодиодном режиме, получает напряжение обратного смещения от другого светодиода, работающего в фотогальваническом режиме. Поэтому такие параметры диодов как темновой ток или температурная зависимость лишь немного меняют угол срабатывания датчика и совершенно не влияют на его чувствительность. Собственно поэтому я забросил LM и перешел на КП. Параметра «напряжение фото ЭДС светодиода» не существуeт, поэтому логично предположить, что оно численно равно напряжению порога свечения, то есть 1,7- 2,4В.

Ckona> Достаточно надеть черный кембрик.
А не наоборот? Линза собирающая должна стоять, чтоб апертура диода призму 120-ти градусную например составляла. В таком случае отдельные засветки в секторе обзора будут нивелированы на общем фоне... С острой диаграммой можно "натунуться" на зайчик, сугроб и т.п. светлее неба.

mansy> С острой диаграммой можно "натунуться" на зайчик
Хм... Этот вопрос на Форуме не обсуждался.
Именно какой вопрос:
С какого телесного угла лучше всего собирать свет в оптическом датчике ориентации ракеты ?

Если с узкого угла - меньше вероятность засветки от точечного источника, но при "попадании" наверняка "сработает".
Если с большого угла - "тупее" переход с одного состояния в другое.
Очевидно, оптимальный телесный угол (типа ширина диаграммы направленности) связан с граничными углами ориентации ракеты.

Брат-2> Нюанс заключается в том, что диод пары, который в данный момент работает в фотодиодном режиме, получает напряжение обратного смещения от другого светодиода, работающего в фотогальваническом режиме. Поэтому такие параметры диодов как темновой ток или температурная зависимость лишь немного меняют угол срабатывания датчика и совершенно не влияют на его чувствительность.
Смотрел-смотрел на схемы включения (методичка по лабам МВТУ), получается, что в вентильном режиме встречно-паралеллные диоды нормально работают, даже если противоположный диод в фотодиодный режим попадает, он током своим уменьшает напряжение запирающее, при этом баланс должен возникнуть. Применение компаратора, таким образом, вроде оправдано... Лучше, конечно, по отдельности их "опрашивать", каждый своей схемой (как у Ckona), но и так проблем как бы не должно быть.

Ckona> Очевидно, оптимальный телесный угол (типа ширина диаграммы направленности) связан с граничными углами ориентации ракеты.
Потерпите, скоро моя активность угаснет, отпуск заканчивается, на работу пора)))
А пока чирикай mansy... $;^))
Вот перед нами небо и вот земля, это уже интегральные характеристики, хоть и лингвистического толка, мне кажется очевидно, что выгоднее усреднять с некоторой площади, если речь о свете идёт.
А вот в УФ, там наверное фотодиодный режим нужен; на диод фильтр одеваем пропускающий только УФ, чувствительность диода падает в десятки раз и компенсируется возросшей чувствительностью схемы включения. Всё красиво, ловится УФ который только в небе, земля определяется однозначно...