Barriera laser

[carsco]

Ciao a tutti.
Mi sono appena iscritto a questo forum che ogni tanto visito lurkando.

Vi spiego in breve il mio problema.
Devo realizzare una barriera luminosa (visibile o meno) che quando viene interrotta faccia commutare un livello logico.

Il tutto pero' deve essere MOLTO veloce, capace di intercettare oggetti velocissimi fino a 6-700 metri al secondo (2500kmh!).
Gli oggetti in questione vanno dalle palline del softair ai proiettili veri e propri.

Attualmente ho realizzato un circuito capace di commutare con un segnale audio captato da una capsula a condensatore ma ora vorrei passare alla barriera luminosa.
Ho scartato l'idea della barriera a infrarossi perche' troppo lenta e mi hanno consigliato quella al laser.

L'idea e' di prendere un puntatore laser rosso (quello dei portachiavi) e puntarlo verso un normalissimo diodo led.
Leggendo la tensione ai suoi capi dovrei avere quello che cerco quando la tensione scende a causa del passaggio del proiettile.
Non mi consigliano il fotodiodo o la fotocellula perche' poi dovrei filtrare tutto cio' che non serve mentre il led e' gia' meno sensibile di suo e comunque la luce di un laser e' molto discriminabile dalla luce ambiente.

La domanda e': quanto sara' veloce la cosa?
A 300 metri al secondo un calibro 9 di 15mm di lunghezza creera' una interruzione di luce di appena 1/20000", ossia 50 usecondi.

Ce la farebbe un comparatore a leggere una variazione lunga 50 usecondi?

[TardoFreak]

Da quello che hai scritto sembra che tu voglia fare un cronografo per armi. Argomento interessante visto che sono un tiratore di P10.
Ma non capisco cosa vuoi fare veramente, quale e' il problema che vuoi risolvere, cosa vuoi misurare e cosa vuoi ottenere dalle misure.
Spiega, spiega ...

[carsco]

No, se volessi fare un cronografo per armi userei direttamente uno Shooting Chrony
Io sono un fotografo che vuole far scattare il lampo quando passa il proiettile.

Quindi mi serve solo intercettare il suo passaggio e avere un livello logico che cambia di stato.
Chiaramente restando nella semplicita' piu' assoluta.

[TardoFreak]

Ok, gli infrarossi vanno piu' che bene. Sono piu' veloci di qaunto potrebbe essere il tuo otturatore.
Se poi il problema e' la focalizzazione si puo' usare un laser. La differenza fra un diodo laser ed un diodo ad infrarossi e' solo nell' angolo di emissione, non nella velocita'.

[DonJ]

...che vuole far scattare il lampo...

Cioè vuoi far partire il flash?

[carsco]

Ok, gli infrarossi vanno piu' che bene. Sono piu' veloci di qaunto potrebbe essere il tuo otturatore.

ALT!
Io mico scatto con l'otturatore...

Io uso una serie di flash il cui lampo minimo e' di 1/25000" ossia 40 usecondi.
L'otturatore della macchina fotografica sta aperto tutto il tempo che vogliamo, anche decine di secondi.
Quello che conta e' la durata del lampo e non la durata dell'esposizione.

Ecco perche' non ho espressamente parlato di fotografia... restiamo nell'elettronica (campo a me poco conosciuto) altrimenti sorgono un sacco di problemi a me noti ma meno noti ai meno esperti del settore.

A me serve SOLO che venga intercettato il passaggio del proiettile che dura un minimo di 50 usecondi e che al suo passaggio venga cambiato lo stato di una logica, da 1 a 0 o viceversa (poi me la sbrigo io).

Il laser credo sia meglio dell'infrarosso anche per una questione di puntamento.

Quindi tu ritieni che un diodo vale l'altro come velocita' di risposta?
A me hanno sempre detto il contrario e che bisognerebbe invece usare diodi molto veloci.

Che frequenza ha un segnale di 50 microsecondi? 20kHz?
Credo anche io che non sia poi cosi' cosi' alta, anche spingendosi fino a 50kHz.

[carsco]

Ho fatto alcune prove coi vari LED che mi ritrovo in casa, tutti con almeno 20 anni di eta'
Ho provato LED verdi, gialli, rossi, IR e bianchi (questi ultimi relativamente recenti ~5 anni).

Li ho collegati ad un multimetro e li ho illuminati con 2 laser, uno rosso (portachiavi cinese) e uno verde da xx mW sovralimentato del 33%.

Con nessuno ho visto variazioni degne di nota tranne che col led verde.
Il led verde e' straordinariamente sensibile alla luce fredda.

Con la sola lampada a fluorescenza della stanza segnava 3.6mV (pulsanti) e scendeva a zero se coperto dalla mano.
Se andavo vicino alla finestra segnava oltre 200mV.
Se andavo direttamente fuori (non c'e' sole, giornata alquanto uggiosa e pioviggina) segnava 1.7!

Illuminato da una torcia a led bianchi segnava quasi il massimo.

Col laser rosso non gliene frega completamente niente.
Col laser verde schizzava a fondo scala che e' una bellezza.

Posso quindi usare il led verde e il laser verde?
Io dico di si, tanto usero' l'apparecchio per forza di cose al buio o per lo meno a luce bassissima.

[davidde]

Ciao,

con un comparatore non dovresti avere problemi di velocità. Se non ricordo male l' LM393 ha un tempo di risposta ad un impulso TTL inferiore al µs.

Non mi è chiara soltanto una cosa, io come TardoFreak penso proprio che un comune diodo infrarosso abbia tempi di commutazione più che sufficienti per il tuo scopo, in fondo 50µs sono parecchi. Considera che un comunissimo BPW34 (diodo infrarosso da 10 centesimi) ha tempi di fall e rise time intorno ai 20ns. Piuttosto avrei dei dubbi sui tempi di commutazione di un diodo led usato al contrario. Probabilmente funziona ugualmente ma aumentano le incognite e sopratutto i ritardi.

Io starei su un fotodiodo "appoggiato" ad un comparatore, ammesso poi che un' impulso così veloce possa essere visto dal circuito del flash, altrimenti bisognerà temporizzarlo...

Inoltre secondo me il laser non è strettamente necessario.

[carsco]

Inoltre secondo me il laser non è strettamente necessario.

Vengo subito al dunque.
Il problema e' riuscire a trovare nei negozi di elettronica una determinata coppia di diodi.

Qui al massimo hanno i led IR dei telecomandi...
Oppure: hai il nome di due elementi abbastanza comuni da poter essere trovati in un negozio di componenti elettronici di oggi?

Il laser lo volevo usare anche per avere una certa direzionalita'.
Sto facendo prove in casa e schermando il led con un po' di nastro isolante nero a mo' di "tubo" riesco e renderlo assolutamente insensibile alla luce ambiente, quasi come un esposimetro.
E poi il fascio del laser e' minuscolo, perfetto per un proiettile rispetto al fascio di un led IR che e' di svariati gradi.
Il proiettile piu' piccolo parte da 6mm!

Non solo: questo diodo led verde e' maledettamente sensibile alla luce visibile e MOLTO di piu' al laser verde.
Correggo i dati di poco fa: fuori dalla finestra leggo 400mV (piove) mentre col laser puntato anche a 5 metri leggo 1.4V.
Insomma, e' facilmente discriminabile, specie se lavoro a luce artificiale (il LED legge appena 3mV con un lampadario acceso a 1 metro di distanza).

Non credo sarebbe la stessa cosa con i led IR.

E comunque rimane l'indubbio vantaggio di puntare il laser in maniera visibile e sopratutto distante dal LED, cosa che non potei fare con una coppia di led IR. In questo caso dovrebbero stare molto vicini per avere una buona discrimazione e la cosa mi creerebbe qualche problema.
Non solo: il raggio laser verde e' visibile quasi al buio, senza fumo e senza niente. Perfetto per puntarci contro.

Ad ogni modo, come posso provare la cosa?
Sono un po' digiuno di polarizzazione e compagnia bella.
Avrei bisogno di un'anima buona che mi metta giu' lo schema di 2 componenti da applicare al diodo LED verde.

In particolare mi serve un livello BASSO quando il LED e' illuminato e ALTO quando non e' illuminato.
Alimento tutto con una pila 9V.

La soglia di commutazione del transistor dovrebbe essere intorno ai 7-800mV.
A luce normale meno di 3mV, in piena luce laser ho 1.4V.

Se la tensione proveniente dal LED e' inferiore a 800mV (circa) allora il livello in uscita sara' basso, se e' superiore sara' alto.
Misurando il LED ho visto che possiamo tirare fuori 4uA di corrente alla massima intensita' luminosa che lo colpisce (se e' un valore che puo' servire, non so.

ammesso poi che un' impulso così veloce possa essere visto dal circuito del flash, altrimenti bisognerà temporizzarlo...

Ho gia' pronto un altro circuito che triggera con un livello audio.
E' gia' predisposto per ritardare l'impulso e per non essere retriggerabile (c'e' un tasto di reset).

Insomma, il livello logico alto che mi serve andrebbe in una logica gia' presente e funzionante, e non importa quanto sia lungo l'impulso... e' tutto gia' previsto.

[davidde]

Proviamo, ma io con un led un transistor non l' ho mai pilotato.

Dovresti aggiungere solamente un dato, qual è la corrente di collettore che ti serve ? Cioè cos' è che leggerà l' impulso generato dalla commutazione del transistor ? Un' operazionale?