Здравствуйте. Надеюсь кто-то уделит немного времени и поможет решить следующую задачу:

Есть некий полупроводниковый лазерный диод, есть фотоприемник(фотодиод) и техасовец MSP430. Пытаюсь реализовать такую вещь: привести от фотодиода на микроконтролер логические "0" и "1". Тоесть, на фотоприемник не падает свет - это "0", свет падает - это "1" (3В). Реально ли это? Надо ведь таким образом подобрать мощность освещения у диода, а также теневой ток/напряжение и ток/напряжение при освещении, у фотодиода - чтоб по получившемуся напряжению, ноль был нулём, а еденица - еденицей. Пока просмотр документации на лазерные диоды и фотодиоды - не дал результатов(еще и половина встречающейся документации на немецком языке - вообще не разобрать их характеристики).

Заранее спасибо. Извиняюсь за не очень проффесиональное описание проблемы.

http://focus.ti.com/mcu/docs/mcuprodtechdo...entCategoryId=1
По ссылке "MSP430 Applications Notes", там есть на Вашу тему что-то.

Вам надо на фотоприемник поставить светофильтр, хорошо пропускающий свет Вашего лазера и не пропускающий постороннюю засветку, применять модуляцию, так Вы избавитесь от непрерывной засветки.
Больше сказать ничего не могу, т.к. Ваши цели не ясны, а телепатия - не моя сильная сторона..

Делал два датчика именно на MSP430, фотодиоде, и в одном из них использовался лазерный диод.
Так, как хотите Вы, реально, но плохо - не получится ни дальности, ни достаточной независимости от внешней засветки.
Фотодиод нужно подключать на вход АЦП, излучатель модулировать, переменное напряжение усиливать, программно обрабатывать и т.д.
Есть готовая плата с двумя каналами, правда со светодиодом, а не лазером, но это непринципиально.

Это некое подобие датчика влажности. Просто надо замерить температуру в момент конденсации влаги. Всё уже готово - и сенсор и процедура замера температуры. Внешней засветки никакой, там всё упаковано в корпус. В подробности лезть не буду - суть в том, что когда появляется плёнка конденсата - свет попадает на фотодиод, до этого он в "теневом режиме". Осталось вот подобрать элементы так, чтобы на микроконтроллер пришёл сигнал(появление плёнки конденсата) - и он начал мерить температуру. Вместо фотоприемника также можно поставить фоторезистор наверно...
Я вот думаю, может через реле как-то организовать. При освещении появится ток, реле сработает и полетят на микроконтроллер 3 В. Как-нибудь так...я просто в этой области вообще не разбираюсь

Нельзя через реле организовать, ток появится, но очень маленький.
Вы определитесь, Вы хотите научиться разбираться, или решить проблему. Если вариант 1, то потребуется время - Вы действительно не разбираетесь, если решить проблему - ищите того, кто Вам ее решит.

Есть третий путь - подключите микроамперметр в цепь фотодиода и убедитесь, что сам принцип работает, что ток однозначно появляется или пропадает, а уж после этого мы Вам поможем.

Что-то мне ваша затея напоминает конденсационный гигрометр точки росы, Panametrics. Делали кое-что подобное, термостатируя зеркальце, снимали кривую рассеивания(узконаправленный пучек светит в зеркальце, фотодиод сбоку) и небольшой каскадик преобразователя. Помнится схему включения светодиода срисовал из книжки Хоровица и Хила, напряжение меряли самодельным дельта-сигма, на проце 1121(изврат но оч дешево, но сложно!), проще поставить нормальный высокоразрядный ацп, типа ADS1240. Вообщем-то тот экспериментальный девайс в дело не пошел. Сейчас коллега делает другую модификацию сего чуда, на оптоволокне. Вот интересно, для каких целей вам эта штука нужна, дипломный проект, или устройство разрабатываете?


Еще добавлю, даже несмотря на то, что не было посторонней засветки делали модулятор(первоначальные эксперименты было проще проводить)

Да, всё правильно. Измерение влажности конденсационным методом. Если быть точнее - по точке росы. С применением фотодиодов есть много гигрометров - разных фирм. Тоесть как-то они фиксируют момент появления влаги с помощью фотодиодов. Отписала во многие конторы - пока никто не высказывает желания выдать мне информацию по значениям тока/напряжения на выходе от фотодиода при отсутствии/появлении влажности. Вообще можно организовать сенсор двумя способами - при появлении пленки конденсата интенсивность света на фотоприемнике - а) Возрастает, б) Падает. Это надо както зафиксировать и начать мерять температуру в этот момент. В случае с возрастанием - мне предложили вариант: усилитель-компаратор на 3 В-микроконтроллер(как только напряжение усилится до 3х вольт - на микрик уйдет логическая еденица, по ней и начнём мерять температуру). Не знаю сработает ли такое. А вот в случае с падением - я вообще без понятия как сделать...

Да, это дипломный проект. Все его так сказать features в ЭП(электронном преобразователе). Ацп используется высокоразрядный, сигма-дельта. Реализована коррекции основной погрешности АЦП и дополнительной погрешности датчика из-за изменения окружающей температуры(через полиномы) ...и.т.д. Это все я сделала, а вот с сенсорной частью вышеописанные проблемы. В электротехнике я не сильна

Это видно
Объясните другое. Вам нужно измерить ток фотодиода. У Вас есть встроенный АЦП микроконтроллера, и Ваш супер-пупер ЭП. Ну зачем Вам еще компаратор? Измеряете и используете это значение в программе!

прошу сильно не ругать если кого своей рекламой оскорбил но раз уж речь зашла о фотодиодах хочу предложить вам вот такую вещицу http://www.taosinc.com/images/product/docu.../TCS230-E24.pdf может с ее помощью какое решение найдется. Есть на том сайте и другие игрушки кроме этой не менее интересные. Если кто заинтересовался образцами пишите SEDOY_412@LIST.RU. Мы этого производителя официальные дистрибьютеры. На том сайте лежит еще вот такой документ http://www.taosinc.com/downloads/pdf/brochure.pdf в котором описаны всевозможные применения.

По пунктам:
Это именно конденсационный метод. В основе метода регистрация точки выпадения росы на охлажденной поверхности. Есть очень много способов регистрации появления влаги на термостатированной подложке, начиная от того же метода регистрации увеличения боковой засветки фотодиода и заканчивая регистрацией измерения резонансной частоты термостатированной пьезокерамической подложки.
Нормальная реализация подобного устройства с использованием светодиода выглядит так:
Термоэлектрический элемент пельте, с металлизированным верхним и нижним слоем. Нижней частью он припаян к массивному радиатору(относительно размеров собственно модуля), сверхну к нему припаяно зеркальце и платиновый терморезистор(их очень много в корпусах 1206). Во внешнем устройстве реализован ПИД регулятор, обратная связь управляемая микроконтроллером. На самом деле есть только один разумный вариант установки фотодиода и светодиода(можно и не лазерного, а просто в тонкой трубочке и дающего небольщую точку на подложке). Светодиод должен светить перпндикулярно зеркальцу, а фотодиод должен стоять сбоку. После того как все готово, нужно снять кривую: зависимость засветки фотодиода от температуры. Это так сказать сторона дела, касающаяся собственно прибора. Однако "померять" влажность так сразу не получится. Нужен какой-либо генератор влажного газа, т.е устройство, которое может на выходе давать газ с фиксированной влажностью. Есть достаточно простой вариант реализации такого устройства, основаный на принципе двух температур: две термостатированных камеры. В первой, насытитель, который насыщает газ влагой, до относительной влажности 100%, во второй камере температура выше, за счет этого влажность там падает. зная температуры в первой и второй камере можно с оч высокой точностью посчитать реальную влажность во второй камере. Разумеется такая система будет нормально работать только на сброс, и на небольшие расходы. В Вашем случае достаточно для калибровки использовать только первую часть такого генератора, т.е увлажнитель. Если вы введете в свою камеру газ, насыщенный при фиксированной температуре, то температура точки росы этого газа вам будет известно. Соответственно вы будете знать, какую точку на кривой брать в качестве точки определения точки росы. Далее по формулам пересчитать из температуры точки росы в относительную влажность. Вот собственно все дела. Если будут какие-то вопросы, пиши в асю(в профиле)

имхо можно наверно делать синхронным детектированием - меандром питать лазер а на стороне приемника аналоговыми ключами (переклчаюшими тем же меандром) развести выход фотодиода (или его усилителя) на два интегратора, затем мерить разность напряжения между интеграторами компаратором (порог или просчитать или подобрать).

Так и делали, использовлаи аналоговые ключи. С лазерным светодиодом не оч получается из за скорости его раскачки, а вот с обычным работает замечательно.

Привет, народ, всё здесь правильно описано, только одно на мой взгляд не очень.

А именно сам подход к оптческому методу, по моим наблюдениям конденсат воды на стекле предсталяет собой всётаки остравковую (отдельные капли, зародыши) плёнку и до равномерной плёнки ей далековато, и соответственно мерить нужно рассеяную компоненту света и делать это лучше по приличному углу(матрица или линейка ФД, ПЗС), или подумать о более гидрофильном покрытии и разместить датчики под угол полного внутреннего отражения (брюстера + поляроиды) и тд, но тут есть подводные камни надо подумать.

Я бы посоветовал подумать об использовании пьезорезонансного датчика массы (просто кварц в народе), См. Технология тонких плёнок, или Малов В.В. Пьезорезонансные датчики и др. могу дать сылки на другую лит-ру ().
По уходу частоты на 20-50Гц (Для примерно 8MHz кварца) быстро заметено увеличение массы, единственое нужно помнить, что для жидких пленок там есть ограничение ухода частоты (dF/dm) не линейна от массы, по этому наносят силикагели. Так как он охлаждаемый можно предварительно (в эксикаторе снять его собственную ТЧХ).

Сам я это не делал (измерение влажности) просто в своё время занимался пьезорезонансным микровзвешиванием в вакууме.

Если я в чём не прав поправьте.

Фотодиод прибор как правило не точечный, и сам сразу же делает среднение. А структура оледенения зависит от типа материалла зеркальца и его поверхтностной структуры. Если говорить о резонансе, то лучше использовать ПАВ резонатор.

О не точтечности ФД я какбы знаю, а секторный угол его зависит от растояния до точки падения луча, да и источник излучения не точечный да и площадка засветки тоже имеет конечные размеры и рассеиватели (капли росы) не одинаковы и хаотично расположены, вопрос то в том не в интегрировать или нет не стоит у нас всё итак имеет некоторое усреднение, а вопрос как правильно интерпретировать результат замера (интегрирующим преобразователем). (Средняя температура по больнице 36.6 C, включая тех кто в морге).

Или там чисто ловится рассеянная компонента света (под каким углом к нормали? полагая, что лучь источника падает нормально к поверхности зеркала), а уровень (освещенности) срабатывания калибруется,
то тут есть ещё момент, положим мы понижаем температуру зеркала, и оно достигает температуры точки росы, влага из воздуха начинает конденсироваться, но её не достаточно для срабатывания нашего порогового оптического датчика, при этом элемент Пельтье остаётся включен и температура продолжает снижаться, и когда наш датчик почуит конденсат, температура может уйти от точки росы, тут я вижу два варианта снижать мощность холодильника или как быше писали мерить аналоговый сигнал, и делать ПИД регулятор (благо дело элемент пельтье обратимый, наверняка он ещё и сильно нелинейный, в тепловом смысле).

Про ПАВ а в чём там принципиальное физическое отличие от обычного кварца (АТ-среза)? Только ПАВ используют на более высоких частотах где толщина кварцевой пластинки, технологически мала и не реализуема. Говоря про кварц я имел в виду принцип обнаружения влаги причем очень чувствительный, и его можно будет использовать даже в пороговом случае.

О самом методе, очень многое зависит от состава парогазовой смеси. Нет четких рассчетных методов определения состояния точки росы. Есть некие эмпирические, общепризнанные нормы. Отсюда и необходимость особого подхода к разработке такого девайса. Очень много людей, которые с радостью возьмутся сделать 1% емкостной гигрометр, например, в лучшем случае 5 процентов из них представляет себе сложность задачи с метрологической точки зрения; остальные так и будут думать, что-нить типа: "фигли там думать, померял емкость сенсора с точностью 1% и все дела...", то же самое касается температуры=) Парогазовая смесь с повышенным содержанием водорода или азота будет совсем иначе себя вести будет в конденсационном гигрометре. Рассуждать о таких различиях с разных сторон можно оч долго=) Практика нуна=)