emettitore / ricevitore IR

[piero70]

No penso proprio che non ci siamo capiti. Provo a studiare una soluzione e poi provo un post.
Ciao

[piero70]

Queste secondo me debbono essere le fasi di elaborazione del segnale:
1- trasduttore (cioè fototransistor che genera se colpito dal fascio infrarosso il segnale)
2- filtro passa banda (amplifica la frequenza di 10KHz mentre attenua tutte le altre)
3- trasformazione del segnale (da alternato a continuo)
4- comparatore di soglia (attraverso un transistor piloterà il relé finale)

1- questo punto mi sembra risolto in quanto il fototransistor non genera un segnale, ma entrando in saturazione (se colpito dall'infrarosso del led IR) funge da interruttore
2- credo che il filtro non amplifichi la frequenza ma amplifichi il valore del segnale con G=10 e nel contempo elimini le frequenze non desiderate ossia quelle non comprese nella banda passante.
"su questo punto forse è meglio lavorare un po' di più in quanto in un filtro attivo a reazione multipla è un po complesso da calcolare la banda passante" bisognerebbe valutarlo con Bode dopo averci ricavato la funzione di trasferimento; che ne diresti di uno passivo come da file allegato? Non credi sarebbe molto più semplice ottenere una banda passante molto più semplicemente? in seguito se necessario si può amplificare il segnale con un operazionale.
3- credo che la soluzione migliore sia un diodo ed in serie un condensatore elettrolitico
4- un LM741 se utilizzato come comparatore può svolgere egregiamente il compito di pilotare direttamente un relè anche se alimentato in singola. Ciò non toglie che un transistor portato in saturazione si più affidabile.

[davidde]

tenbears ha scritto:
1- questo punto mi sembra risolto in quanto il fototransistor non genera un segnale, ma entrando in saturazione (se colpito dall'infrarosso del led IR) funge da interruttore

Vorrei fare chiarezza su questo punto poiché dalla tua affermazione non capisco cosa intendi dire:
Il fototransistor viene colpito dal fascio ir che lampeggia ad una frequenza di 10KHz, di conseguenza al nodo tra collettore e resistenza da 100KΩ ti ritroverai un segnale di uguale frequenza ma di fase invertita ovvero 90% ON e 10% OFF. In uscita non hai quindi un segnale continuo ma alternato.
In oltre devi tener presente che più aumenta la distanza tra trasmettitore e ricevitore più l'intensità del fascio infrarosso si riduce, superata una certa copertura il fototransistor non riuscirà nemmeno più ad entrare in saturazione. Questo da origine al fenomeno da te descritto in un precedente post (quello relativo alla riduzione di luminosità da parte del led collegatogli).

tenbears ha scritto:
2- credo che il filtro non amplifichi la frequenza ma amplifichi il valore del segnale con G=10 e nel contempo elimini le frequenze non desiderate ossia quelle non comprese nella banda passante.
"su questo punto forse è meglio lavorare un po' di più in quanto in un filtro attivo a reazione multipla è un po complesso da calcolare la banda passante" bisognerebbe valutarlo con Bode dopo averci ricavato la funzione di trasferimento; che ne diresti di uno passivo come da file allegato? Non credi sarebbe molto più semplice ottenere una banda passante molto più semplicemente? in seguito se necessario si può amplificare il segnale con un operazionale.

Esatto, trattandosi di un filtro passa banda davo per scontato che l' amplificazione fosse intesa sul valore di tensione non come moltiplicatore di frequenza. Se guardi il programma Profilter noterai che è piuttosto semplice da usare, basta impostare i valori che ti interessano ed in automatico ti calcola il valore dei componenti e traccia il relativo grafico. In alternativa puoi realizzare il passa basso seguito dal passa alto sicuramente più semplice ma anche meno efficiente.

[piero70]

Ciao David,
ho messo su breadboard il trasmettitore ed il ricevitore. L'interfaccia tra TX ed RX è funzionante; ho potuto verificare che se il raggio viene interrotto regolarmente e la RX passa dall'interdizione alla saturazione e sul nodo del collettore ho verificato che la caduta di tensione passa da 11V a circa 0,1V (e non come nello schema erroneamente segnato 8,6/0,1). Ho controllato con il tester ciò che succedeva nei vari nodi del filtro ed ho allegato il file. Ovviamente bisogna tenere conto delle tensioni parassite e di tutte le altre deficienze di una piastra sperimentale. Verificando con l'oscilloscopio all'uscita del filtro ho notato una forma d'onda vagamente sinusoidale e non rettangolare come teoricamente dovrebbe essere. Credo che questa forma d'onda possa essere imputabile a frequenze spurie presenti sulla piastra sperimentale.
Diciamo che a parte il filtro sembrerebbe andare tutto bene. Ho manualmente invertito il morsetto invertente e non invertente verificando in uscita l'inversione del segnale. Il segnale in uscita dal filtro resta basso perché l'ingresso invertente (0,6V) non supera la tensione di soglia di circa 5,5V imposta dal partitore (ingresso non invertente).
Il problema potrebbe essere gestibile (ad esempio modificando il partitore con un trimmer)se il segnale proveniente dal filtro avesse una soglia di commutazione mentre ho verificato che all'ingresso del morsetto invertente del LM358 mi ritrovo sempre 0,6V nonostante RX sia in zona intercettazione oppure no (si vede comunque una commutazione nel tester che sale velocemente a 2V e poi si riporta a 0,6V). La cosa mi risulta molto strana e la imputo alla breadboard.
A cosa pensi sia dovuto? Grazie dell'aiuto.
P.S. come si tolgono (con Eagle 5.1) le crocette poste vicino ai valori dei componenti?

[davidde]

Ciao tenbears,

ti rispondo velocemente perché ho poco tempo.
Ho visto che sullo schema del filtro hai utilizzato due condensatori da 4,7µF invece devono necessariamente essere da 4,7nF, prova a sostituirli e ricontrolla il segnale sul collettore del fototransistor ed in uscita dal filtro (dopo l' elettrolitico da 10µF) sia a ricevitore illuminato che a ricevitore oscurato.

Non preoccuparti se la forma d' onda diviene sinusoidale, questo è normale e non è indice di malfunzionamento del filtro.

I componenti con Eagle devono essere scritti in grigio utilizzando l'apposito layer NAMES e per i valori VALUES, puoi cambiarli senza doverli riscrivere con la funzione CHANGE --> LAYER. Al momento della creazione dell' immagine le crocette verranno rimosse automaticamente.

Per il simbolo del fototransistor puoi utilizzare il componente BPX81.

Questa sera con più calma proverò ad essere più esplicativo in merito al circuito.

Ciao

David

[piero70]

Il valore dei condensatori sono errati nello schema ma giusti nel circuito. Mi sono accorto che nel LM358 utilizzando solo una operazionale mi da in uscita circa 1,2 dai morsetti invertente e non invertente del secondo operazionale. Ho provato a cambiare operazionale ma il problema è rimasto.

[davidde]

Bene, allora con l' oscilloscopio misura l' ampiezza (cioè il tensione) del segnale in ingresso al filtro (cioè sul morsetto invertente dell' operazionale) e sull' uscita del filtro (cioè dopo il condensatore elettrolitico da 10µF).
Che valori di picco riscontri ?

Prima di fare queste misure accertati che il segnale inviato dalla trasmittente sia effettivamente a 10KHz, se così non dovesse essere regola il trimmer fino a portarlo a tale frequenza.

[davidde]

Ciao,

ho finalmente trovato un po’ di tempo per costruire sia il trasmettitore che il ricevitore. I circuiti seguono fedelmente gli schemi elettrici postati ed i risultati mi sembrano soddisfacenti. Ti allego qualche fotografia del montaggio e degli oscillogrammi che potrebbero farti comodo per controllare i segnali nei punti cruciali.


Questa è la foto generale del circuito :

circuito.jpg (64.05 KiB) Osservato 5879 volte

Qui il fascio infrarosso non è interrotto:

fascio non interrotto .jpg (62.38 KiB) Osservato 5874 volte

Qui il fascio infrarosso è interrotto:

fascio interrotto .jpg (60.19 KiB) Osservato 5874 volte

Qui trovi lo schema con indicati i punti in cui ho effettuato le misurazioni, tieni presente che per controllare il punto in uscita dal filtro (il punto C) devi collegare a massa attraverso una resistenza (io ho utilizzato un valore di 2,2KΩ) il terminale negativo dell' elettrolitico da 10 µF:

punti di misura.jpg (31.73 KiB) Osservato 5877 volte

PUNTO A:
La misura è stata effettuata con le seguenti impostazioni: DC, 50µS/cm, 200mV, sonda x 10

punto A.jpg (37.94 KiB) Osservato 5861 volte

PUNTO B:
La misura è stata effettuata con le seguenti impostazioni: AC, 50µS/cm, 20mV, sonda x 10

Punto B.jpg (39.14 KiB) Osservato 5847 volte

PUNTO C:
La misura è stata effettuata con le seguenti impostazioni: DC, 50µS/cm, 200mV, sonda x 10

Punto C.jpg (40.44 KiB) Osservato 5844 volte

Infine aggiungo che misurando con il tester in DC (sui tre piedini che fanno capo all' operazionale) devi riscontrare una tensione pari alla metà di quella di alimentazione.

Se ti serve sapere altro chiedi pure.

Ciao

David

[piero70]

Ciao David,
grazie per aver postato in modo così completo le immagini. Ho messo su breadboard il circuito, come prevedevo ho avuto proiblemi sul filtro. Ti posto le misurazioni:
Punto A 7V a raggio interrotto e 0,15V a raggio continuo. E fin qui tutto bene TX ed RX comunicano.
Punto B 0,06V a raggio interrotto e 0,06V a raggio continuo. E qui qualcosa no va...
Uscita dal LM358 0V a raggio interrotto e 0V a raggio continuo. Non commutando nel punto B c'era da aspettarselo.
Nell'immagine mostro l'alimentazione a 12V con un assorbimento di 30mA; la frequenza dell'emettitore a 11830 Hz; il segnale all'uscita del punto B (prima del condensatore) con TX/RX in comunicazione, quando non comunicano il segnale è approssimativamente a 0,06V ma senza forma d'onda (linea continua).

DSCN0025.jpg (185.46 KiB) Osservato 5776 volte

[davidde]

Dovresti essere più esplicativo per quel che riguarda il circuito, provo a farti qualche domanda per capire il motivo del non funzionamento della barriera:

1- la tensione di alimentazione di 12V e prelevata dalla stessa fonte sia per il trasmettitore che per il ricevitore? Altrimenti a quale alimentazione si riferisce la foto che hai postato.
2- Hai livellato con i due diodi ed i condensatori elettrolitici la tensione di alimentazione del trasmettitore?
3- Con il tester in DC che valore misuri tra massa ed il piedino non invertente dell' operazionale? Dovresti trovarti 6V, se così non dovesse essere ricerca le cause sul partitore che probabilmente non è connesso correttamente.
4- Dovresti cercare per quanto ti è possibile di far lampeggiare il trasmettitore a 10KHz, per ridurre la frequenza (che ora è a 11380Hz) devi aumentare la capacità del condensatore in poliestere collegato tra il pin 2 e massa dell’ NE555.
5-Monta tra i pin di alimentazione dell' NE555 e del LM358 (il più vicino possibile ai piedini) un condensatore da 100nF in poliestere, tale componente serve per impedire che gli integrati possano autooscillare.

Per il momento mi fermo, fatte queste modifiche vedremo come sistemare il filtro.

Ciao

David