Добрый день!
Есть задача отремонтировать датчик положения распредвала от старенького Ниссана. Японцы перемудрили и поставили не датчик холла, а оптопару с некой схемкой, видимо формирователем прямоугольных импульсов, а между светодиодом и фотоприемником диск с прорезями.

Все выполнено так, что ремонту не подлежит. Решил сделать все заново. Оптопару взял от принтера, формирователь прямоугольных импульсов собрал на основе триггера Шмитта HCF4093B (аналог 561ТЛ1).

Получилось не совсем то, что хотелось. С выхода фотодатчика импульсы с очень пологим задним фронтом, а с ростом частоты ситуация усугубляется до неприличия. Осциллограммы в точке "А" для низкой и средней частоты:


На выходе при низкой частоте еще похоже на правду, кроме коротенького импульса, а при средней - ерунда соответственно. Осциллограммы для точки "В" для низкой и средней частоты:


Подскажите, пожалуйста, как изменить схему, чтобы на выходе получились прямоугольные импульсы, повторяющие прорези в диске.

Уменьшить R2 до 2К...10К. Максимальный ток через фотодиод в насыщеном состоянии не должен превышать мах.доп (см. datasheet)

Спасибо! Попробую.

Мало уменьшить R2, нужно поменять полярность фотодиода. И, тем не менее, максимальная частота не будет больше 1 кГц.

Спасибо за ответ! А можно уточнить, что значит поменять полярность? Посадить катод на землю, а R2 со стороны плюса подключить? Если бы прорези было только четыре, то хватило бы и 400 Гц (без запаса), а так еще пятая маленькая прорезь, боюсь 1 кГц может не хватить. А почему такое ограничение?

Катод фотодиода подключить к +12 В, анод - ко входу триггера Шмитта. Фотодиод может работать в двух режимах: фотодиодном и фотовольтаическом. В фотодиодном режиме фотодиод включается с обратным смещением, результатом попадания на него света является увеличение обратного тока. Это наиболее употребительный режим. В фотовольтаическом режиме фотодиод работает как солнечная батарея, при попадании света вырабатывает фотоЭДС.

Еще очень неудачно с транзистором поступает ТС.
Я в автомобилях не разбираюсь (не знаю, куда потом идет сигнал и какими проводами, почему питание разное..), но осуждаю
- переход транзистора (их там два, конечно) смещен очень сильно в обратную сторону
- зачем такой транзистор серьезный (высокочастотный с большим током)?
- нет резистора между базой и эмиттером (10к - многовато) - лучше цифровой транзистор или сделать его самостоятельно.
- вместо триггера можно было бы поставить два транзистора...
- положительную обратную связь лучше организовать повышая (понижая) ток светодиода.

Я бы поменял напряжение фотоприемника и микрухи на 5 V и вместо транзистора p-n-p использовал n-p-n и 100k для R2 это много , как уже сказано выше

У автора мотоцикл, а в нем 12 В. Поищите схемы фотореле, в которых в качестве чувствительного элемента фотодиод.

Транзистор запитан 5V

Спасибо за ответ!
Сигнал идет в блок управления двигателя. Ему нужен прямоугольный сигнал 0 и 5 Вольт. Поэтому я поставил стабилизатор на 5В и от него запитал транзистор.
- Что значит сильно смещен? То что на базу подается 12Вольт, а на эмиттере 5? Чем это плохо для транзистора, если базовый ток ограничен резистором?
- Транзистор взял из того, что есть в наличии. А какие у него недостатки, чтобы работать в ключевом режиме в данной схеме? Какой посоветуете?
- А какую роль будет выполнять резистор между эмиттером и базой?
- Я тоже хотел на транзисторах сделать, но знакомый "электронщик" убедил, что такие вещи лучше делать на микросхемах
- Не понял с обратной связью, как это сделать?
И я так понял, что-то нужно добавить в обвязку в цепи транзистора для термостабилизации?


Сейчас попробовал разобраться, где у него катод, где анод, но мультиметром не получилось. Обычные диоды получается, а этот нет. И напряжение вроде не вырабатывает, миливольты какие-то что есть свет, что нет. Может это не фотодиод? Но работает.
Попробовал вместо 100к поставить 10к, все стало гораздо лучше, кроме одного - в открытом состоянии на фотоприемнике (точка "А") всего 7.2 Вольта. При просадке питающих 12 В, это приводит к тому, что триггер шмитта не переключается - напряжение получается ниже порога срабатывания. Думаю попробовать перевести все питание на стабилизированные 5В.


Автомобиль Ниссан Альмера середины 90-х. Попробую поискать. Но у меня сложнее, чем фотореле, т.к. может быть частота весьма существенная.

После внимательного прочтения первого сообщения появилось предположение, что имеем не фотодиод, а фототранзистор. Естественно, что мультиметром не прозванивается. Но работать с ним проще.

Михаил, а почему выше вы предположили, что максимальная частота будет не выше 1 кГц? Ведь потенциально оптические способы передачи данных очень скоростные. Или ограничения накладывает именно моя схема? Какие у нее в этом плане слабые места?

Да посмотрите на характеристики любой транзисторной оптопары. Хотя, может быть, я и погорячился. Если фототранзистор не составной, то можно получить предельную частоту около 10 кГц. А потенциально высокая скорость передачи оптических сигналов реализуется вовсе не на таких простецких штуках.

Да, время включения/выключения около 10 мкс, а у составных аж до 250 мкс! Какие они медленные! Но надеюсь мне этого хватит.

А на этой оптопаре маркировка какая нить есть. Чего гадать ? Или из какого принтера дёрнули - позиц. номер

поставьте npn транзистор, то есть эмиттер - на корпус, в коллектор - pull-up к 5V, и с коллектора снимайте импульсы

Увеличте освещенность. Поставте более яркий светодиод, Увеличте его ток. Для увеличения быстродействия минимизируйте паразитную ёмкость точки А. Располагайте тригер в непосредственной близости от фотодиода/транзистора.
Экпериментально проверте правильность полярности подключения фототранзистора. (в обратном включении ёго чуствительность значительно ниже.

Кроме того, что Вы подаете нарочно кто-то (как всегда вредят враги-иностранцы - Мэрфи, Паркинсон и пр.) еще добавит и все испортит... А транзистор, который Вы выбрали - относительно мощный - недоумевала, зачем Вы такой (с током в несколько ампер) взяли. А ток ему ограничили.
Резистор между базой и эмиттером вместе с входным резистором превратит все это в "цифровой транзистор" при правильном выборе номинала - лучше будет.
Вот пусть Ваш знакомый и отвечает за себя...
С обратной связью - поставить еще транзистор, изменяющий ток фотодиода - вариант: добавить еще один резистор в цепь, задающую ток фотодиода, который шунтировать транзистором, который будет открываться при увеличении тока фототранзистора.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

R2 подобрать по максимому амплитуды в точе А.

Зачем там вообще R6 нужен ?

а зачем вообще нужен транзистор? Вам что, нужно получить большой ток?

По мне, так это очень подлая схема. Попытаюсь привести свои доводы. Самодельные механические оптопары "хороши" тем, что можно настроить на столе, получить красивые прямоугольники, а потом собрать в корпус, включить и.... заново разобрать и настроить уже в собраном виде, потому что не учли засветку .
Ну вот, собрали, завелась. Прогрелась, заглохла. Да, теперь учитывааем что при прогреве тепловой ток фотодиода вдруг оказывается имеет такой же уровень как и от подсветки.
Заново подкручиваем. Счастливо ездим, скажем, месяц. А ведь на этом валу шкив с ремнем, да ещё прижимной ролик, да ещё герметичность его кожуха на втором десятке жизни автомобиля уже не та. Покрывается оптика непонятно чем. Опять сбоит. Вспоминаем "хорошим словом" всех добрых электронщиков, автослесарей и то, как здорово сэкономили на самодельном блоке управления. В общем, разбираем, протираем заводим и т.д. Да, зато теперь чувствуем, что все взрослые грабли уже наступлены и проблемы в общем-то известны.
Но самые злые, детские грабли - это когда выгорает многократно переделанный и потому благодатно забытый (что же там за элементы и какие их номиналы???), электронный блок. И ведь что паршиво - не купить его в магазине и не поставить за пол-часа. Там же уже всё самодельное. Надо как следует будет вспомнить что же было при настройке. Скажем, под другой триггер потребуется подгонка его уровня срабатывания, под другой фото/свето диод то-же. Ну и много что ещё, что заранее не предугадаешь/придумаешь.
В общем, хорошо подумайте прежде чем сделать самостоятельно. Для более менее надежного функционирования этого блока потребуется под рукой держать запас из десятка триггеров, транзисторов, диодов, резисторов да ещё и бумажку с многократно исправленной схемой и маркировкой элементов.
Ну и по схеме. Если уж делать, то делать детектирование по переменной составляющей идущей с фотодиода. С задачей успешно справится один компаратор типа TL311. Для устойчивости в статике добавить смещение, которое должно по идее давать тот же сигнал что и при зарытом световом потоке (как доминирующее логическое состояние выходного сигнала). Для затравки, схема из даташита

Сейчас переделываю под питание всей схемы 5В и буду подбирать резистор R2. А почему вы решили транзистор включить по схеме эмиттерного повторителя? Ведь тогда на выходе в открытом состоянии до 5В будет сильно недотягивать. Ведь считается, что схема с общим эмиттером лучшая - происходит усиление и по напряжению и по току, а в эмиттрном повторителе только по току, а напряжение на выходе повторяет напряжение на базе, но чуть уменьшая его (на переходе болше вольта падает).




Сперва для того чтобы получить 5В на выходе, а теперь после перевода всего на 5В только для того чтобы не спалить триггер в случае каких-нибудь замыканий выходного провода, автомобильная электроника все таки. Все выхода только с транзисторов, напрямую с микросхем не принято. Тем более я не знаю какой вход у блока управления двигателя, лучше перестраховаться.


Спасибо за ответ!
Вы конечно же правы! Я бы не занялся самодельщиной, если бы новый трамблер не стоил так дорого (около 20 тыс. руб.). Или если можно было бы приспособить что-то готовое промышленное. Но попробовать стоит все-таки. 15 лет эта японская оптопара работала. Может и самодельная несколько лет проработает... Слабое место - сама оптопара (температура, грязь), остальная схема будет отдельно, не на двигателе и должна работать надежно.
Насчет компаратора - идея хорошая. Жаль опыта с микросхемами очень мало. Попробую все-таки довести до ума с триггером, а с компаратором можно сделать потом неспеша. А то придется на радиорынок ехать, опять все заново, затягивается все сильно...



Принтер OKY, модель не помню. Там вроде все оптопары были одинаковые. По маркировке похоже, что это RPI-574. Если так, то там действительно фототранзистор. Но самое грустное - рабочий диапазон температур -25..+85. Если учесть, что рабочая температура двигателя около +100 градусов, то и трамблер может нагреться до близкой температуры. Чем это может грозить? Попытался посмотреть даташиты других оптопар, те же 85 градусов. А один вариант исполнения до +100, но его еще надо где-то найти. И там фототранзистор составной.

Тогда он закипит и ёк , всё таки скорее 80-90 С

Система охлаждения обычно закрытая и давление в ней при нагреве выше атмосферного, соответственно температура кипения выше 100 градусов. Согласен, рабочая температура может примерно 90 и будет, но 100 это тоже нормально, и в некоторых режимах двигатель может нагреться и больше. В даташите не нарисовано, что будет при дальнейшем нагреве. Но где-то читал, что исполнение automotive отличается от общепромышленного только более жестким выходным контролем. Надо попробовать погреть эту оптопару...

Сейчас схема получилась такая:

Осциллографа нормального под рукой нет, только звуковая плата компа. Постоянку конечно не отображает корректно, но оценить можно. Ситуация здорово улучшилась!!!

Можно еще поменять выходной транзистор на npn, как советовал ILYAUL, но это уже детали. Главное работает при оборотах 2500 об/мин (крутил электродрелью), это прогресс. Надо попробовать испытать на машине.