Здравствуйте уважаемые.
Вот набросал усовершенствованную схему усилителя сигнала, который снимается с фотодиода.
Фотодиод BPW21R спектральный максимум 565 нМ (зеленая область).

Немного про принцип измерения.
Микроконтроллер подает импульсы 50Гц на генератор тока, который в свою очередь управляет зеленым светодиодом.
Промодулированный световой поток проходит через оптическую камеру (камеру определения уровня задымления) и попадает на фотодиод.
Потом сигнал усиливается и подается на 10 разрядный АЦП (ATmega32).

АЦП делает выборки сигнала с частотой 10кГц, после чего сигнал проходить через простейший цифровой фильтр ВЧ, для того чтобы убрать постоянную составляющую.
В конечном итоге вычисляем значение среднеквадратического напряжения, которое пропорционально уровню задымления.

Хочется услышать критику по схемотехнике и выбранному принципу измерений.

Фотодиод надо включать с обратным смещением в преобразователь ток-напряжение. Частота 50, 100 гц и т.п. - крайне неудачный выбор. Измерить так, как Вы предлагаете, можно только очень сильное поглощение. Какая точность Вам нужна ? Посмотрите на форуме, тут были две довольно интересные ветки, автор Herz, названия типа "трансимедансный усилитель" и "продолжение про трансимедансный усилитель". Задача не такая в точности, как Ваша, но идея похожа.

А, вот они :
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=16486 , http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=15655

Сообщение отредактировал DS_ - Jul 31 2006, 19:38

Да вот с частотой немного сложно получаеться
1) 50 Гц выбрано что бы избавится от фоновой засветки лампами накаливания и сетевых помех.
2) Чем меньше частота тем больше отсчетов можно обработать на AVR, соответсвенно больше стабильность и точность измерения.



Точность порядка +- 1% ослабления проницаемости воздуха.

Так поэтому и не желательно брать 50 Гц - у Вас будут низкочастотные биения с паразитной засветкой, которые невозможно будет отличить от сигнала. Лучше бы добавить еще операционник и ключик, и сделать вычитание и фильтрацию в аналоге. А частоту модуляции поднять до килогерца. Тогда и АЦП встроенного хватит, и засветку подавите. АЦП при этом можно будет как раз с частотой в несколько десятков герц запускать, и проблема с обработкой исчезнет.

Сообщение отредактировал DS_ - Jul 31 2006, 20:10

Согласен с DS_.

Скорость АЦП до 65 мкс. Что бы уйти от шумов и ошибок достаточно 3-10 выборок на импульс.
Соответственно длительность импульсов может быть 195-650 мкс.

Импульсы не обязаны быть периодичны и их можно формировать контроллером тогда, когда наилучшие условия для измерения (с точки зрения световых и электрических помех и синхронизации с/для АЦП).

Питая светодиод в импульсном режиме можно в несколько раз увеличить ток импульса относительно номинального постоянного тока и тем самым менять диапазон измерения.

Исходя из того, что усиливаться будет импульс - тракт усиления надо строить для переменного тока, чтобы уйти от постоянных состовляющих, медленных смещений и различных медленных дрейфов.

Сообщение отредактировал CDT - Aug 1 2006, 03:22

AD820 относительно устаревшие.
Да и резисторов и конденсаторов много лишних в схеме - для измерительной техники использование резисторов в принципе - "не есть карашо" .

Да вроде теория говорит, что для того чтобы уйти от сетевой помехи, измерения необходимо производить за время периода сети или время кратное ему.

В принципе это все програмно отлажено, и есть повторяемость результатов измерений.

Я просто решил изменить схему усилителя и уйти от разделительных конденсаторов, оставить только один по входу.
В старой схеме стоял еще один между операционниками, также в старой схеме сигнал подавался на инвертирующий вход.

Зтесь дабы увеличить входное сопротивление сигнал подаеться на неинвертирующий вход операционника. Отсюда собственно вылезло 2 дополнительных сопротивления R2 R6.
Меня тут другое волнует.
Подача смещения (равное половине опорного АЦП) на резисторы R2,R3,R6,R7.
Такую схему включения содрал где то в инете, и интересует работоспособна ли она.

Тогда надо делать СИНХРОННО с сетью (частота сети плавает туда-сюда на пару герц). Из-за разницы чатот будут биения с периодом 0.5-1 сек.

Ну дак извекайте требуемые 50Гц прямо из сети и на ней синхронизируйтесь. Вроде бы для этого простейшая схема требутса.

А можно рядом фотодиодик поставить, который только за сетевым светом и будет следить.

Я думаю эта схема Вам подайдет: ли хотябы часть её.

Или поищите ветку: выбор аналогового коммутатора, там тоже говорилось о усилении фототока. Автор: bullit.

Вот рисунок.

Удачи.

На счет синхронизации с сетью:
а как быть в случае 3х-фазной сети, когда неизвестно от какой фазы запитано освещение, а от какой фотоусилитель?

А вот идея с датчиком фонового освещения - просто класс, мне кажется!

открою маленький секрет - ЕСЛИ НАПРЯЖЕНИЕ В СЕТИ 50 ГЦ - то ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ МЕРЦАЮТ С ЧАСТОТОЙ 100 ГЦ - вот такой вот ньюанс однако
надеюсь объяснять не надо почему так?

А что скажете по поводу ламп дневного света? Импортные они там еще какието мозги имеют - может у них вобще частота не 50 и не 100?

Лампы дневного света изрядно "шумят".
От засветки хорошо помогает такое решение:
ФД с обратным смещением, последовательно первичная обмотка импульсного тансформатора, вторичная обмотка которого через разделительный конденсатор на вход преобразователя ток-напряжение. Ну, и разумеется, рабочие короткие импульсы с частотой не менее 1 кГц.