Добрый день.

Требуется оценить освещённость лестничного пролёта с помощью фототранзистора (фототранзистор -> (ОУ?) -> ADC): темно, светло, ярко.

Прошу более опытных форумчан прикинуть работоспособность указанных схем или подсказать что-то более подходящее.
В симуляторе Multisim эту бодягу завести не удалось.

Даташит на датчик TEPT5700.
Даташит на MCP6001/6002

Схема 1:


Попутные вопросы:
1) На выходе U4.2 напряжение будет отрицательным. Если вместо U4.1 (на схеме - не инвертирующий усилитель) включить инвертирующий усилитель, то напряжение снова сменит полярность и станет положительным? Я не уверен, какие диапазоны может обрабатывать ADC в МК, поэтому положительное напряжение предпочтительнее.

Схема 2:


Спасибо, если кто просветит по данным вопросам.

А зачем Вам что-то еще усиливать операционным усилителем - ведь у Вас уже есть фототранзистор, выдающий (регулирующий светом) довольно большой ток?

Получите ТЗ или сами его составьте, иначе схема окажется на выброс.
Для начала - какие границы должны быть в люксах.

Подсказка: глаз имеет логарифмическую чувствительность, поэтому усилитель с фиксированным коэффициентом скорее всего не покроет диапазон сигнала.

Я бы почитал AppNote на сайте производителя, например это

Поэтому и поставил вопрос напротив усилителя. Пока нет деталек, чтобы собрать хотя бы макетку и замерить на месте.


Мне не надо производить точные замеры. Да и текущую освещённость замерить нечем. Надо просто фиксировать изменение освещённости, не качественно.
П.С. Датчик выбран из-за наименьшего сроки поставки в городе.


Спасибо, гляну, как приду с работы.
У меня всегда, кхм, некоторые проблемы с поиском нужного.

1. На мой взгляд, дополнительный усилитель совершенно не нужен, достаточно выбрать нужный номинал "нижнего" резистора в делителе напряжения (верхнее плечо - сам фототранзистор).

2. Да, у глаза логарифмическая характеристика. Поэтому, если нужно увеличить динамический диапазон, можно сделать нижнее плечо коммутируемым (например два резистора, один постоянной включенный, другой через порт, коммутировать вход/выход).

3. Но стоит помнить, что типичные входы ADC хоть и высокоимпедансные по DC, однако хотят не больше 10 kOhm источника в момент выборки. Так что очень пригодится конденсатор (этак 0.1 uF для такой задачи, где все медленно и печально) параллельно нижнему плечу. Заодно и помехозащищенность улучшится.

4. Кстати, благодаря такому конденсатору даже и не нужен отдельно масштабирующий выход п.2, можно совместить с входом ADC (если он не выделенный, а совмещенный с цифровым портом).

Т.е. (на пальцах, поскольку рисовать лениво) делитель из фототранзистора (верхнее плечо) и резистора 100k (нижнее плечо), параллельно нижнему плечу конденсатор 0.1 uF, оттуда же через 10k на вход ADC. Правильно выбрав временную диаграмму коммутации, можно измерить ток в двух разных диапазонах. Номиналы резисторов - условно, может быть, надо меньше (или больше).

А, и для экспериментов с освещенностью хорошо бы иметь хотя бы десятибаксовый китайский люксиметр, чтобы не темно-светло, а хоть какие-то цифры хоть с какого-то показометра...

Еще проще - без резистора - только конденсатор. Разряжаем, потом превращаем ножку в АЦП или в компаратор. Если он есть. Или две ножки. если контроллер больше ничем не занят.

Если вам на самом деле требуется оценить освещённость, то это делается при помощи копеечного фоторезистора, поскольку фоторезистор имеет спектральные характеристики, подобные человеческому глазу, а работать с ним просто и удобно.

Если же вам требуется сделать-неважно-что с помощью фототранзистора, то это явно учебная задача, отвечать на которую считаю вредным. Идите книжки читайте, чужим умом не проживешь.

Можно и так, но это уже требует жесткого соблюдения времянок (и ширпотребная керамика тут уже совсем не годится, пленку надо). Оправдано, если ADC нет, но есть компаратор.



С фоторезистором - да, если нужно дешево, то обычно именно фоторезистор. Однако может оказаться, что они слишком чувствительны - вот, к примеру, популярные GL55xx шкала 1...100 lux. Хотя для лестничного пролета и 100 lux это ярко, а прикрыть фоторезистор хоть молочным стеклом это и эстетично, и заодно шкалу сдвинет. Что же до спектральной чувствительности - топикстартер выбрал как раз подходящий, как и у фоторезистора, характеристика под человеческий глаз. Ну, еще могу припомнить ADPS9002.

Не факт. Ток фототранзистора изначально зависит от температуры. Если найти керамику, компенсирующую... Зато динамический диапазон без резистора очень большой.


В данном случае даже в два раза ошибиться можно.

Да. И фототранзистора, и фоторезистора. Но коэффициенты предсказуемые.

То она будет золотой. Нет уж, X7R и точка. Или батарея из NP0. Уж лучше трухольную пленку. А температурную характеристику (если это лестничный пролет на улице) я бы лучше компенсировал термодатчиком.

Меня всегда радуют такие комментарии от разработчиков. А здравый смысл для чего? Как бы все знают, что освещенность лестничного пролета может быть в определенных пределах, там не будет темно как в погребе и светло как на операционном столе.

Это примерно как говорю человеку, сделай чтобы лампочка мигала. А как тебе надо чтобы она мигала, 100 раз в секунду, или один раз в час?

Но не все знают, сколько это в люксах...

Вот как раз то самое и получается...

У автора как минимум два порога, между темно-светло, и светло-ярко.
Во сколько раз один порог отличается от другого? Вы знаете?

У Хоровица и Хилла хорошо описаны гарантированно рабочие преобразователи тока в напряжение для фотодиодов:
http://lord-n.narod.ru/walla.html

Благодарю за ваши ответы и пинки.

Но ещё не получил ответ на вот такой вопрос:


Темку позже прикрою, пока не придут детальки. Да и перечитать надо, что было написано.

Если устройство единичное, может, лучше использовать цифровой датчик освещенности? Получать значение освещенности в люксах по I2C.
Между датчиком и АЦП нужен логарифмический преобразователь в аналоговой схеме?

А если надо всего 3 градации, то, может быть, поставить 2 фототранзистора с разной чувствительностью и никакой обработки?

Еще забыли про гистерезис. А то тучки будут по небу плыть свет то потухнет, то погаснет...не хорошо это, особенно для сберегаек.
И постоянную времени я бы сделал минута или больше, а то ребетня придумает игру как с помощью фонарика в телефоне освещением управлять.