Электронное оборудование ракет - БРЭО,часть XIV

Non-conformist> Это пятимиллиметровый? у меня выдают до 30 мВ.

Да, 5 мм. У меня то же самое, это я уже подзабыл.

Serge77> Если ОУ будет пропускать 200нА, может на синем будет даже не 50-70, как с тестером, а всего 2-3 мВ, чего не хватит для переключения?
ЛЮБОЙ ОУ без ОС, т.е. в режиме компаратора (Ку ~ 30K), переключается из отсечки в насыщение и обратно уже тогда, когда один вход выше (ниже) другого не на МИЛЛИ-, а на МИКРОвольты. Проблема в том, чтобы потенциалы входов были в пределах досягаемости этих сигнальных микровольт, т.е. проблема в балансировке ОУ и в ее стабильности.

Исходя из этого положения, имхо нужно оставить светодиоды и входные токи в покое, и обратить внимание на прецизионные ОУ. Т.е. я думаю, что самые зверские входные токи самого калечного ОУ просто не в состоянии просадить сигнал светодиода с десятков до единиц милливольт. Или я не прав?

Я сегодня прочитал документацию на больше десятка ОУ и компараторов. Везде Offset Voltage в пределах 1-10 мВ. Милли, не микро.

Например для AD8541:

Serge77> Я сегодня прочитал документацию на больше десятка ОУ и компараторов.
Все эти ОУ (перечисленные тобой на предыдущей странице) - "general purpose", "общего применения". А чтобы решить задачу в том виде, в котором ее видишь ТЫ ("плуг-н-плей"), имхо просто необходим ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ (instrumental) ОУ. И разумеется, не К140УД17, который является таковым лишь номинально... Нормальный инструментальник стОит примерно 20+ грн. Но я пока не вижу другого выхода...

ОУ общего применения с малыми входными токами предлагают лишь малые входные токи. А инструментальники дают еще и СТАБИЛЬНОСТЬ балансировки - и от температуры, и от питания, и от фаз Луны... Имхо все-таки надо отстегивать бабло. А иначе получается какой-то порочный круг...

Компараторы же здесь имхо вообще не в тему, поскольку основная фишка "готовых" компараторов - скорость, в жертву которой принесены чуть ли не все остальные показатели. Прошу меня поправить, если я ошибаюсь.

Ну ты же сказал "ЛЮБОЙ ОУ без ОС", я ответил.

Инструментальный за 20грн не хочется, тогда уж лучше мой AD за 5 и стабилизатор за 0.5.

Non-conformist>> тебе будет нужен носимый в кармане источник на 50+ В
Xan> Четыре батарейки — 50 вольт.
По поводу зарядки конденсатора, можно ли приспособить шокер там напряжение большое.

Костян1979> По поводу зарядки конденсатора, можно ли приспособить шокер там напряжение большое.
Не нужно его разбирать, можешь поломать: растревожишь заливку - начнет шить внутри корпуса. Мыльница со вспышкой - самое то. Напряжение невысокое, проста в разборке, доработки минимальны. Хотя если ты свой шокер уже разбирал, знаешь что к чему... Почему бы и нет...

У нас в переходах одно время продавались китайские батарейные зажигалки для газа. Тоже вариант, только конденсатор нужной емкости заряжается от нее довольно долго - около двух минут. Зато дешево.

Non-conformist> И потом - почему бы тебе не попробовать братскую трехтранзисторную схему?

Если напишете, какие взять импортные транзисторы - повторю. Я уже и сам думал об этом.

А этот самый JFET на входе - у него какие входные токи? Он лучше ОУ?

Serge77> Если напишете, какие взять импортные транзисторы - повторю.
2SK246, BF245 - "Имрад"; MMBF4392 - "Филур". Первый лучше (выдерживает 50 В напряжения С-И); второй позиционируется как близкий аналог КП303; третий - самый маленький и современный, в SOT-23. По аналогам силового дарлингтона или тиристора - не в курсе, посмотри сам по параметрам и габаритам; pnp (самый верхний по схеме) - имхо любой современный, тот же BC856 в SOT-23.

Serge77> А этот самый JFET на входе - у него какие входные токи? Он лучше ОУ?
Тут получается не компаратор, а просто усилительный тракт с защелкой на финише. Совершенно другой подход - здесь не нужна балансировка. Входные токи у этих полевичков очень маленькие; думаю, что намного меньше, чем у любых биполярных ОУ.

Понятно, буду брать детали. Тиристор у меня есть.
Жалко, что Имрад на дом не возит. Придётся ехать, надо время найти.

Ну вот, сходил в магазин, купил диодов фирмы ноунейм (продавцы не признались, какой фирмы).

Прямое падение напряжения на всех диодах при токе 10 нА больше 2 вольт.
То есть, ток утечки у них явно меньше этих 10 нА.

УФ диод, глядя перпендикулярно солнцу в небо (и прикрытый от солнца) даёт 0.15 вольта. Это он явно шунтируется прибором, то есть, его ток = 0.15 / 10МОм = 15 нА.
Синий диод в таких же условиях даёт 1.5 вольта, стало быть 150 нА.

Направленный на солнце УФ даёт 2.4 вольта, это он тоже шунтируется прибором и не может выдать полную напругу.
Синий даёт 2.2 вольта, даже если не точно на солнце. То есть, это его предельная напруга.

Ну, не удержался от показательного эксперимента.
Взял древний IRFZ64N, между истоком и затвором включил последовательно 4 УФ, между истоком и стоком - омметр.
Вынес на улицу, сразу - чик - омметр чистую козу показывает, сорок ампер могло бы пойти!
То есть, света неба достаточно, чтоб получить значительно больше 4 вольт (с 4 диодов).

Выводы.
УФ дают ток на порядок меньше синих.
Даже УФ способны от света неба давать напряжение больше 2 вольт. И особочувстительных усилителей им не надо.
Входной ток усилителя или транзистора не должен превышать 1 нА (для УФ).


Существуют низкопороговые (1.5 вольта) полевики, например:
IRF5851TR — чипдип 19 руб (1шт), 7.35 руб (225шт).
IRF7521D1
irf7524d1
irf7534d1
si3443dv

Xan, а сколько штук нужно синих, чтобы открыть полевик даже в пасмурную погоду?

Xan> Ну вот, сходил в магазин, купил диодов фирмы ноунейм (продавцы не признались, какой фирмы).
При мене - аналогично. До момента има 5 разновидности на тези "noname" UV_LEDs -

ф5мм - непрозрачен (нетестван)
ф5мм - прозрачен, ъгъл на излъчване (в конкретния случай "зрителен ъгъл") 15⁰ - данните (09.'2006) са аналогични на отчетените от тебе, описано тук: Фотодатчик за апогей (HAWK-EYE Apogee Detector) . Тестван многократно в полет.
ф5мм - прозрачен, "зрителен ъгъл" (по спомен)30⁰ - тестван многократно в полет.
ф5мм - прозрачен, "зрителен ъгъл" 120⁰ - тестван многократно в полет.
ф8мм - прозрачен, "зрителен ъгъл" - неизвестен; предстои тест.

Xan> УФ диод, глядя перпендикулярно солнцу в небо (и прикрытый от солнца) даёт 0.15 вольта. Это он явно шунтируется прибором, то есть, его ток = 0.15 / 10МОм = 15 нА.

А там, "глядя перпендикулярно солнцу в небо" облачно или чисто небе? При моето измерване - облачно, след дъжд...

Serge77> Вот это меня тоже волнует. Какое предельное напряжение? У меня синие светодиоды.
Обратное напряжение у светодиодов в основном не более 5В, но мне известно, что они держат и более, без проблем. Сегодня проверил синие, обратное в 30В держат хорошо, но что выяснилось. При увеличении напряжения питания ОУ, растет и его входной ток, то есть ухудшается чувствительность. На LM358 при +30В чувствительность датчика очень мала. Вместо интегрального стабилизатора можно поставить вычитающий стабилитрон. Но лично я поставил для себя точку на транзисторной схеме.
Все предложенные схемы на МОП, конечно принципиально работоспособны, но мной предложен вариант полной, работоспособной схемы, где надо ставить именно тот тип полевика, который указан мной, почему:
1) Имеет начальный ток стока, то есть при затемнении всего датчика автоматически выдается команда на выброс;
2) При вентильном режиме светодиодов, велика их внутренняя емкость, поэтому у МОП уж слишком высокое входное сопротивление;
3) МОП-транзисторы требуют навыка в обращении, то есть схема получается не для всех. Конечно, мной, при необходимости они используются, но здесь нет необходимости, да и что они в этом месте дают?
Конечно, работоспособность схемы мной проверялась пока только на макете, но думаю, все будет хорошо.

Брат-2, честно говоря, из твоего сообщения мало понял. О каких схемах ты говоришь? Какая плохая и какая хорошая?

Та, что на рисунке, будет работать от 9В? Надёжно? С любым ОУ?

Xan> Вынес на улицу, сразу - чик - омметр чистую козу показывает, сорок ампер могло бы пойти! То есть, света неба достаточно, чтоб получить значительно больше 4 вольт (с 4 диодов).
Т.е. просто четыре диода, направленные вверх? А как же идея устранить зависимость от общего уровня освещенности путем применения противоположно направленных сенсоров? Или это просто первый эксперимент? Т.е. ты планируешь применить 2 х 4 = 8 светодиодов?

Сейчас попробовал - два моих синих трехмиллиметровых при однонаправленном последовательном включении дают размах (вверх-вниз) 35 мВ, а одиночный диод 45 мВ. Небо затянуто легкими, перистыми, полупрозрачными облаками, как бы дымкой. У меня есть электронный высокоомный милливольтметр, сейчас продублирую измерения.

Продублировал. Замерил напряжение электронным прибором ВУ-15 ("не менее 15 МОм при измерении напряжений постоянного тока до 1000 В" - так значится в паспорте). Солнце очистилось от дымки, на небе легкие кучевые облака. Тот участок неба, куда направлен светодиод (вертикально вверх), чист: 1000 мВ; прямо на Солнце - 2000 мВ. Два последовательных: чуть более трех вольт - прямо на Солнце, и чуть менее одного вольта - вертикально вверх. Условия освещенности те же. Т.е. четкого суммирования напруги не получается.

Антипараллельное включение тех же двух светодиодов: при перевороте размах сигнала составляет около 400 мВ; при перевороте через направление на Солнце максимум размаха достигает 2000 мВ.

Антипоследовательное (соединены аноды) включение тех же двух светодиодов: чуть более 200 мВ при перевороте, независимо от направления переворота.

Антипоследовательное (соединены катоды) включение тех же светодиодов: около 400 мВ размаха при перевороте. Правда, спустя час после предыдущего измерения (Солнце немного опустилось, в остальном то же самое). Прямое направление на Солнце датчик в таком включении также не чувствует.

Теперь надо дождаться пасмурной погоды.

ВУ-15 (Rвх = 15 МОм); Солнце в перистой дымке; пара БЕЛЫХ ПЯТИмиллиметровых светодиодов в антипараллельном включении выдает 800 мВ при перевороте.

Serge77> Xan, а сколько штук нужно синих, чтобы открыть полевик даже в пасмурную погоду?

Померил сейчас обратный ток диода при напряжении 3.7 вольта, получилось 0.08 нА.
Если в хорошую погоду он даёт 15 нА, то в дождливую получится около 1 нА. И ещё, получается, есть запас примерно в десять раз. То есть, при любой погоде диод будет вести себя почти как идеальный. А это значит, что когда фототок уменьшается в 10 раз, напряжение будет падать примерно на 25 мВ, совсем мало. То есть, без нагрузки при любой погоде напряжение будет получаться больше 2 вольт.

От двух диодов полевик не открылся, но у этого полевика сопротивление затвора не очень, порядка гигаома, поэтому, возможно, не хватило сил у диодов.
Если брать низкопороговые полевики (1.5 В), то должно всегда хватать одного диода.
Но вот только для силовых написано, что "ток утечки затвора не более 100 нА". Так что формально силовые не проходят.
Правда, светодиоды тоже формально не проходят: Reverse Current 10 uA @ VR = 5V.
На пять порядков больше фактического.


-VMK-> А там, "глядя перпендикулярно солнцу в небо" облачно или чисто небе?

Частичная облачность, облака и синее небо. Процентов 50.
Солнце в этот момент не было закрыто, поэтому я рукой бросал тень на диоды.


Non-conformist> прямо на Солнце - 2000 мВ. Два последовательных: чуть более трех вольт - прямо на Солнце, и чуть менее одного вольта - вертикально вверх.

Опять нехватает высокоомности прибора.
У меня тоже четыре последовательных давали максимум 3 вольта на прибор (10 МОм), когда прямо на солнце.
А полевик, у которого пороговое около 4.5 вольт, замечательно включался даже когда направление было почти горизонтальное и в сторону от солнца.

Non-conformist> Т.е. просто четыре диода, направленные вверх? А как же идея устранить зависимость от общего уровня освещенности путем применения противоположно направленных сенсоров?

Это обязательно надо. Просто я жадный и купил всего пять диодов.

Non-conformist> Или это просто первый эксперимент?

Да.
Это просто демонстрация, что светодиоды без всякой дополнительной электроники могут открывать мощный полевик.

Non-conformist> Т.е. ты планируешь применить 2 х 4 = 8 светодиодов?

Не, я же не ракетомоделист!
Я хочу гироскопы и точные фотодатчики угла на солнце!

Xan> Это просто демонстрация...

Xan, схемата публикувана тук: Электронное оборудование ракет - БРЭО,часть XIV [-VMK-#25.09.09 18:16] работи нормално, но не е изследвана при големи температурни разлики между светодиодите.

Xan> Такое включение фотодиодов категорически неправильное.
При опит да включа UV_LEDs антипаралелно схемата стана неработоспособна (причината е неизвестна). При Serge77 всичко е наобратно - в неговия случай схемата е работоспособна при антипаралелно вклчване (сини светодиоди) и неработоспособна при вклюване както е в моя случай. (причината не е изследвана).

Какви могат да бъдат причините, за работоспособност на моята схема? (висока степен на контрастност небе/земя? Или входа на ОУ да натоварва светодиода по такъв начин, че напрежението на входа на ОУ да зависи в по-голяма степен от фототока и да се променя плавно в известни граници, около прехода небе/земя?)

Xan> При настройке будет влиять разброс параметров по экземплярам. В некоторых случаях, возможно, придется подбирать в пару.
Възможно. Но на практика от всички до момента конструирани фотодатчици е имало един-два случая на неподходяща двойка светодиоди, като разликата в характеристиките им е много голяма (не просто разброс) - вероятно светодиода е бил повреден при запояване от прегряване, или конкретния екземпляр е бил от друга партида. Повтарям, в тези случай разликата е огромна - датчика не работи никак (остава в едно стабилно състояние).

Датчика не се нуждае от настройка - Full Plug'n'Play

Какъв е твоя съвет? Какво мога да изследвам? (при положение, че не разполагам с високоомен прибор (волтметър)) .

Например, планирам следния експеримент: подгрев на единия светодиод и да определя как влияе температурата на ъгъла при който сработва фотодатчика (при прехода небе/земя)... има ли смисъл?

Serge77> Та, что на рисунке, будет работать от 9В? Надёжно? С любым ОУ?

Следуя логике, чем меньше входной ток ОУ, тем лучше. Поэтому, к примеру, для LM358 следует иметь источник не более 5В. В моих справочниках нет ваших ОУ, но предполагаю, что они по данному параметру лучше, то есть имеют меньший входной ток, поэтому данная схема будет вполне работоспособна при напряжении батареи +9В, но не с любым ОУ. Обратное для фотодиодов будет в пределах нормы и в 5В, так как они соединены последовательно. Схему проверял, работоспособна. Но для моей души, лучше, чем транзисторной схемы нет. Вот предлагаю вариант, который работает при напряжении питания 2…12В, но она нормально работает и от 30В. То есть, это малая модернизация предложенной мной ранее схемы. И при двух светодиодах прекрасная чувствительность, и конечно ее главное преимущество полная универсальность, то есть ее стоит опробовать!
Схема может работать в режиме защелки, соединяются перемычкой выводы 2 и 3, или на выходе устанавливается тиристор. Если разорвать цепь 2-3, то схема работает без фиксации срабатывания, может такой режим кому-то необходим, а также этот режим удобно использовать при проверке работоспособности датчика.
Типы транзисторов указаны для ориентации, на желтом фоне, то, что будет залито в модуле.

Брат-2> Следуя логике, чем меньше входной ток ОУ, тем лучше. Поэтому, к примеру, для LM358 следует иметь источник не более 5В.

Понятно, тогда не очень интересно. Мой ОУ сам работает не более, чем от 5В, так что и тут ограничение.

В общем, буду делать транзисторную схему.
Есть вопрос: ты писал "МОП-транзисторы требуют навыка в обращении". Это про какие? Из транзисторной схемы? Какой нужен навык?

Брат-2> при двух светодиодах прекрасная чувствительность

А как ты сравнивал чувствительность для разных схем?