интересные эффекты от ИК-фотоприемников, то ли новая физика, то ли как обычно, асфальт не скользит Опции

[korobov_michael]

Добрый день.

Для дешевого датчикаприсутствия объекта (не человека) использовали пару инфракрасный диод (TSAL6200) и фотоприемник (испытывали SFH5110 и TSOP4838, поведение одинаковое). По документации производителяна выходе фотоприемника сигнал переходит из уровня лог. «1» в «0» после посылкисерии 6 и более периодов меандра (частота следования 38кГц). После прекращенияпосылки через время порядка тех же 6 периодов сигнал на выходе фотоприемникавозвращается к уровню лог. «1». 

1.      Во время первой проверки излучающий диодподключали к генератору (сигнал однополярный, TTL, 5В, через р-р 330 Ом), при этоммеандр 38кГц излучался постоянно, без пауз. Излучатель и фотоприемник былирасположены параллельно, расстояние между ними порядка 1см, при этом зона реакциина приближающийся объект составила порядка 10-12 см.

2.      Развели тестовую плату, подключили фотоприемники излучатель к контроллеру. Излучающий диод запитали через резистор 330Ом наземлю. Подавали меандр, 40 периодов, 38кГц. После посылки пачки делалась паузапорядка секунды. После этого процесс излучения/паузы повторяется. Такаяпоследовательность нужна для экономии батареи. Перейти на непрерывное излучениенет возможности.

Собственно проблема.Наткнулись на неприятный эффект. В отличие от непрерывной запитки, когда объектфиксируется четко по диаграмме направленности, указанной производителем, нанормальном расстоянии, во втором случае наблюдали эффект «сверхвидимости».Фотоприемник ловил импульсы практически на разносе до 3 м от ближайшего объекта(включая стены и потолок), при этом излучение не экранируется ни алюминиевойфольгой (надевали в виде колпачка и на излучающий диод, и на фотоприемник), нидаже разъемом РС10 (военная дюралевая трубочка с золотыми штырьками), надетымна тот же фотоприемник. При этом если закоротить ножки излучающего диода, либооткусить выходную ножку фотоприемника, сигнал ожидаемо прерывается, т.е.посылка передается явно через ИК-излучение.

Конечный вариант проверок –две различные макетные платы для двух разных контроллеров (одна для tiny13, другая для mega128), запитанные от двухразличных блоков питания. На одной плате установлен передатчик, на другой -приемник. Эффект повторяется.

Последний результат. Сигнализлучается в течение секунды, после этого делается пауза в течение секунды.Процесс повторяется. При этом эффект сверхвидимости длится около 100мс (длякаждого периода включения) от начала излучения. Далее физика нашего миравступает в свои права, и зона видимости сокращается до 10-12 см, чтосоответствует энергетическим соотношениям, заявленным производителем вдаташите. Никаких всплесков при подаче сигнала на излучающий светодиод нет (контролировалиосциллографом).

Ссылка на youtube вот http://www.youtube.com/watch?v=ZmS8k6IdBO0

Хотелось бы слышать возможныеверсии поведения. Нам кажется, что в фотоприемнике в режиме ожидания завышеннаячувствительность, и на требуемый уровень чувствительности он выходит черезвышеуказанные 100мс (или около того, точно не меряли).

Наблюдал ли кто-нибудьподобный эффект и как с ним бороться?

Спасибо.

[rx3apf]

Хотелось бы слышать возможныеверсии поведения. Нам кажется, что в фотоприемнике в режиме ожидания завышеннаячувствительность, и на требуемый уровень чувствительности он выходит черезвышеуказанные 100мс (или около того, точно не меряли).

У этих приемников есть встроенная АРУ, полагаю, этим все "загадки" и объясняются.

как с ним бороться?

Снизить уровень излучения ? Снизить чувствительность оптическим фильтром ? Или, может быть, задавить АРУ, передавая что-то для паразитной засветки, импульсами...

[тау]

+1
там действительно неслабая АРУ
и отраженный от стен\потолка сигнал такая пара может принимать с расстояния нескольких метров (проверено). Правда для коротких посылок, напоминающих код пульта TV и при токе в диод 2-4 сотни mA. Вы наверное и сами замечали что с пультов ДУ можно направляя ИК луч в противоположную сторону, ловить отраженные команды управления на бытовых приборах (TV, DVВ и тп.)

Вобщем, имхо, раз надо эконмить батарейки - снижайте еще ток и укорачивайте посылки до оптимума.

[Watchert]

Я так понял что именно для коротких посылок эффект и наблюдается, если время посылки увеличить

При этом эффект сверхвидимости длится около 100мс (длякаждого периода включения) от начала излучения. Далее физика нашего миравступает в свои права, и зона видимости сокращается до 10-12 см

Все приходит в норму. Опять же ток отнюдь не 400ма, а всего около 15ма. (5_В/330_Ом). Наверное на вопрос сможет ответить тот кто делал систему управления на ИК лучах, там подобные пробросы наверняка тоже были не в тему.

[korobov_michael]

Будем пробовать поставить 10к резистор на излучающий диод. Посмотрим на эффект.

[ReAl]

Будем пробовать поставить 10к резистор на излучающий диод. Посмотрим на эффект.

АРУ будет вытягивать сколько сможет. Как "граничное" усиление будет отличаться от экземпляра к экземпляру - неизвестно.
Для той задачи, для которой эти приёмники сделаны - это правильное поведение. Не хотите такого - ставьте простой фотодиод и усилитель с нужным фиксированным коэффициентом усиления.

[dx40]

Будем пробовать поставить 10к резистор на излучающий диод. Посмотрим на эффект.

На основе своего опыта - попробуйте еще уменьшить количество импульсов в посылке до 10.

А теперь неприятное - чутьё TSOPa очень зависит от внешней засветки. В темноте оно очень велико, а при засветке люминесцентными лампами с электронным балластом падает на порядок.

Я пытался сделать ИК датчик препятствия, работал не очень хорошо, в зависимости от условий срабатывал на расстоянии 10 - 50 см, иногда срабатывал от помех...

В итоге остановился на
GP2Y0A02YK0F и аналогичных.