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Thema: PSD

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    PSD

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    ich hatte mir mal ein PSD 1L5_CP1 von pollin gekauft. Wollte ihn jetzt endlich mal an einen Atmel hängen und bissel rumexperimetieren. das problem ist ich weis nicht wie ich aus den geringen strömen (Im hellen 38µA oder 0,3V dunkelm 2,4µA oder 0,2V ) die aus dem psd kommen eine spannung von 5V machen kann so das ich mit adc etwas zu sehen bekommen.

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Beim PSD kommt man um externe Verstärker kaum herum. Die Ausgänge liefern ein Stromsignal, das man mit 2 Transimpedanzverstärkern in Spannungen wandeln muß.

    Als Transimpedanzverstärker nimmt man in der Regel ein Operationsverstärker mit einem Widerstand und parallelen Kondensator(hier ca. 100 K und ca. 1nF) als Rückkopplung von Ausgang zum invertierenden Eingang. Der invertierenden Eingang ist auch gleichzeitig der Eingang des Verstärkers. Der nicht invertierende Eingang kommt auf eine feste Vergleichsspannung, hier vermutlich Vref = 2,5 V.
    Der Bias-Anschluß des PSD kommt an +5 V, oder ggf. eine noch etwas höhere Spannung (z.B. 12 V). Als Operationsverstärker sollte so etwas wie TLC272 ausreichen, wenn es nicht zu dunkel ist, auch ein LM358.
    Den Widerstand und Kondensator muß man ggf. noch etwas an die Helligkeit und Bandbreite anpassen.

    Das gibt zwar kein 0...5 V signal, sondern eines von 2,5V ... 0 V, aber das sollte für den ADC ausreichen.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    sind ja schon viele hilfreiche infos eine frage noch da ich bei pollin so oder so noch eine bestellung machen werde gibt es einen passenden Opverstärker bei pollin der auch gehen sollte? 2,5V gehen auch hab ich halt nur noch die hälfte der auflösung

  4. #4
    Moderator Roboter Genie
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    Hi!
    Was du brauchst, nennt sich Transimepdanzverstärker.
    Der Wandelt kleine Ströme in eine Spannung um.
    Es gilt: Ua = Iin * R
    Bei dir hast du mit einem 131k Widerstand folgende Werte: Ua = 2,4µA * 131kOhm = 0,31V und Ua = 38µA * 131kOhm = 4,98V

    Um möglichst genaue Ergebnisse zu erzielen solltest du den Nicht-Invertierenden Eingang (+) nicht direkt auf GND legen, sondern mit einem Widerstand. Der sollte genau so groß sein wie der am Invertierenden Eingang (-), also 131kOhm.

    Als Operationsverstärker entweder einen Rail-to-Rail nehmen (und an 5V hängen), oder einen billigeren "normalen" (z.B. LM35 und mit 7V betreiben.

    Gruß
    Basti

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Als OP sollte so etwa wie die oben schon erwähnten TLC272 oder LM358 gehen. Die gehen auch wenn man nicht mehr als 5 V zur Verfügung hat. damit der Transimpedanzverstärker arbeiten kann, muß man den (+) Eingang ohnehin auf eine positive Spannung legen. Die maximale positive Spannung die man raus bekommt ist halt die Spannung am + Eingang. Mit etwa 2,5 V (= Vref für den AD Wandler) hat man da einen brauchbaren Kompromiss. Der OP kann dann von 0 bis etwa 2,5 V ausgeben. Die oben genannten OPs sind zwar nicht Rail-Rail, aber zwischen 0 und etwa 3 V gehen da auch.
    Wenn man die OPs mit 5 V versorgt braucht man sich auch nicht darum zu sorgen, dass am Ausgang mehr als 5 V rauskommen. Wenn man mehr als 5 V für den Bias Pin hat, kann man die Spannung für den + Einagng auch etwas höher (z.B. 4 V) wählen. Allerdings kann der AD wandler ja auch gut mit 2,5 V Referenz Spannung arbeiten.

    Den + Eingang an GND geht nicht, weil der Transimepanzverstärker Spannung negativer als der + Eingang Ausgeben wird. Also eher
    Ua = U(+) - Iin * R

    Der Extra Widerstand am + Eingang ist in der Praxis eher selten nötig. Der Eingangsstrom beim TLC272 ist verschwindent gering, und der LM358 hat auch reichlich Offsetspannung. Wichtiger ist da schon der Kondensator für die Stabilität und zur Begrenzung der Bandbreite.

  6. #6
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    Beim PSD soll das Verhältnis der Ströme ausgewertet werden.
    Hier ist eine einfache Schaltung dafür angegeben.

    http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=31052

    Damit ist dann p = y/ym, proportional zur Position des Lichtflecks, gemessen ab dem linkem Rand des PSD.
    mit p, der relativen Einschaltdauer oder dem PWM Wert des Ausgangs-Signals

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    ich wollt einen operationsverstärker von pollin nehmen, oder gibt es da keinen den man dafür nehmen kann?

  8. #8
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    ich habe die Schaltung mit einem TLC272 gebaut.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Pollin hat nicht gerade die große Auswahl an OPs. Aber immerhin ein LT1012 sollte mit abstrichen an der Versorgung gehen, ist aber sonst Overkill.

    Ein TS1872IDT sollte auch gehen (ist sogar Rail.-Rail), ist aber nur als SMD (SO. Sonst von den Daten recht genau das was man braucht.

    Der TL054 geht nur wenn man mehr Spannung zur Verfügung hat.
    Die Leistungs OPs sind halt nicht das wahre für so ein Schaltung.

    Sonst ein halbes Kilo gemischter Ics nehmen und hoffen das ein LM358 oder so dabei ist.

    An diesem Beispiel sieht man wie schlecht Pollin sortiert ist.

    Man könnte auch einen µC mit internem Verstärker nutzen und den Strom über schunts (ca. 1 K) messen, also doch ohne externen Verstärker. Ist vielleicht nicht idea, aber die Auswahl ist halt nicht groß.

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    gut welchen würdest du empfehlen
    smd kann ich nicht löten
    geld bis fast egal die 3 € kann mn verkraften.
    spannungs mäsig wäre alles im 5V breich super aber ich hatte auch bis 12V im angebot wäre auch nicht das problem

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