Hallo Zusammen, im Moment versuche ich mich gerade an der Datenübertragung mittels Licht. Mit einem SFH300 erreiche ich ca. 10kHz: Beitrag "massive led debugging" Es gibt die Möglichkeit, normale LEDs als Lichtsensor zu verwenden: http://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor Bisweilen lassen sich Transistoren als Fotodioden Verstärker einsetzen: http://www.rn-wissen.de/index.php/Fotodiode Da ich ein Freund minimalistischer Schaltungen bin, stellt sich bei mir die Frage, welche Geschwindigkeit wohl mit einer LED und einem Transistor als Verstärker erreicht werden könnten. Kann jemand von euch abschätzen, wie schnell man damit werden könnte?
chris_ schrieb: > Mit einem SFH300 erreiche ich ca. 10kHz: > Beitrag "massive led debugging" Kein Wunder, tr und th = 10us Da gibt es schnelle Fotodioden, die solltest Du verwenden. LEDs gehen auch, aber warum so kompliziert wenn's ne vernünftige Fotogiode auch und deutlich besser tut. rgds
chris_ schrieb: > Da ich ein Freund minimalistischer Schaltungen bin, stellt sich bei mir > die Frage, welche Geschwindigkeit wohl mit einer LED und einem 2us th und tl machen wir. rgds
Was genau ist das Ziel? Eine LED umschaltbar als Sender/Empfängerund ein Transistor als Verstärker dahinter? Hmm, was du vor hast nennt sich im Amateurfunk "BK-Verkehr": Hören zwischen den Morsezeichen. Da du jedesmal auch parasitäre Kapazitäten mit umschalten und (ent)laden musst glaube ich nicht daß du über eine Umschaltfrequenz von einigen zig kHz hinaus kommst. Wieviel Daten du so übertragen kannst? Kommt drauf an wie deine Kommunikation funktioniert. Wenn du Duplex brauchst, also gleichzeitg beide Richtungen dann ist das schon ein Flaschhals. Wenn aber über längere Zeit (Sekunden) immer nur einer hört und der andere sendet dann sollte das überhaupt keine Bremse sein. Der Transistor könnte die Reichweite erhöhen. Ansonsten: PCs, Handys & Co verwenden TFDS4500 IR-Module. Baudrate: bis 115200 Baud. Gemäß IR-Spec Reichweite max 1 Meter. Wer unbedingt blind werden möchte verwendet höhere Sendeleistungen. Google mal nach Dschen Reinecke und Infrarot. Seine Seite hat Infos zu den Dingern.
>2us th und tl machen wir. Das klingt interessant. Mich würde interessieren, was Ihr für eine Anwendung dafür habt. Ist die Schaltung für die LED aufwendig? >Eine LED umschaltbar als Sender/Empfängerund ein Transistor als >Verstärker dahinter? Der ursprüngliche Gedanke, der mich zu diesem Miniprojekt getrieben hat, ist, dass die meisten Embedded-Schaltungen eine Debug LED haben. Diese ist meistens fest verdrahtet, so vorgegeben und die Schaltung damit nicht veränderbar. Was man optimieren kann ist die Empfängerseite und die Belastung der Rechenzeit für die Abarbeitung des Protokolls. Eine Open Source Software, die das Protokoll implementiert hätte bestimmt vielfältige Anwendungsmöglichkeiten.
Das Problem bei den Transistoren ist, dass die zu langsm schalten und er irgendwann gesättigt wird(googlets mal). Das selbe Problem wird man auch haben, wenn man eine Fotodiode mit nem Transistor verstärken will. Ich würde bei hohen Frequenzen auf eine Fotodiode mit dahinter geschaltetem Transimpedanzverstärker(OPA) ausweichen (klar Aufwand is hoch, aber sollte laut dem Artikel "Lichtsensor" hier im Wiki funktionieren. Ich probiers auch grad).
Angehängte Dateien:
>Das Problem bei den Transistoren ist, dass die zu langsm schalten und er >irgendwann gesättigt wird Schade, schade, ich habe wenig OPs hier. Deshalb wäre es mit Transistor nicht schlecht. > Ich probiers auch grad). Hört sich gut an. Im Anhang habe ich mal ein Bild von meinem Versuchsaufbau. Der Attiny13 oben auf der Erdnussdose ist der Sender. Der Arduino Uno unten der Empfänger. 4800 Baud klappt schon mal sehr gut. Hier die Software: http://www.hobby-roboter.de/forum/viewtopic.php?f=4&t=146
chris_ schrieb: > im Moment versuche ich mich gerade an der Datenübertragung mittels > Licht. vorschlag. http://www.discovercircuits.com/DJ-Circuits/20mrvr2.htm
chris_ schrieb: >>2us th und tl machen wir. > > Das klingt interessant. Mich würde interessieren, was Ihr für eine > Anwendung dafür habt. Ist die Schaltung für die LED aufwendig? 6A66 schrieb: > Da gibt es schnelle Fotodioden, die solltest Du verwenden. LEDs gehen > auch, aber warum so kompliziert wenn's ne vernünftige Fotogiode auch und > deutlich besser tut. Sorry dass ich mich da im Zusammenhang nicht richtig ausgedrückt habe. Mit einer Fotodiode (und entsprechnder Vestärkung/Transistoren) und einer LED als Sender schaffen wir die 2us th und 2us tl. Mit einern LED als Empfänger und Transistorverstärker halte ich das für nicht machbar. rgds
12V DC schrieb: > Das Problem bei den Transistoren ist, dass die zu langsm schalten und er > irgendwann gesättigt wird(googlets mal). Das selbe Problem wird man auch > haben, wenn man eine Fotodiode mit nem Transistor verstärken will. Geht wunderbar. rgds
LEDs sind zwar prinzipiell geeignet, aber nicht sehr lichtempfindlich, gegenüber Photodioden. D.h. man hat immer einen Geschwindigkeitsnachteil.
>>Das selbe Problem wird man auch >> haben, wenn man eine Fotodiode mit nem Transistor verstärken will. >Geht wunderbar. Das hängt wahrscheinlich von der Transistorschaltung ab. > http://www.discovercircuits.com/DJ-Circuits/20mrvr2.htm Wenn ich die Schaltung richtig verstehe, wird eine Konstantstromquelle und eine Konstantspannungsquelle verwendet. Kleinste Änderungen des Fotostroms werden über die Spule gefiltert an den FET-Verstärker ausgekoppelt. Wären BC238 und ein BF245 dafür auch geeignet?
chris_ schrieb: > Das hängt wahrscheinlich von der Transistorschaltung ab. Korrekt. Mach Dir einen mehrstufigen Verstärker und hänge die Fotodiode AC- gekoppelt an die erste Stufe. Einfache Transistoren reichen. Mehr muss nicht sein. Damit solltest Du leicht die LED-Blitze empfangen können. Reichweite sollte auch nicht zu groß werden (10..20cm geschätzt) sonst brauchst Du Optiken. rgds
chris_ schrieb: > Wären BC238 und ein BF245 dafür auch geeignet? da würd bis 10mhz was rauscharmes wie den 2sc2240 nehmen. der bf245b sollte funzen.
Die Schaltung hier http://www.discovercircuits.com/DJ-Circuits/20mrvr2.htm ist zwar schnell, aber bei kleinen Strömen (<0.1 mA) nicht rauscharm - auch wenn man noch so gute Transistoren nimmt.
Ulrich schrieb: > Die Schaltung hier > http://www.discovercircuits.com/DJ-Circuits/20mrvr2.htm > ist zwar schnell, aber bei kleinen Strömen (<0.1 mA) nicht rauscharm - > auch wenn man noch so gute Transistoren nimmt. Würdest du die Behauptung auch mal begründen?
Meinst du den Schrotrauschanteil der 5mA im Verhältnis zum Detektorstrom oder siehst du da noch was anderes?
dolf schrieb: > da würd bis 10mhz was rauscharmes wie den 2sc2240 nehmen. Das ist ein Schaltvorgang aller 100s, da braucht man nichts rauscharmes :-) P.S.: Ich weiß schon, daß du "Megahertz" gemeint hast, aber geschrieben hast du "Millihertz". Unterschied: Faktor 1 Milliarde! Gruß ;-)
Das Schrotrauschen vom 5 mA Strom durch den Knoten am Detektor ist das prinzipielle Problem. Ein anderer Punkt ist das da noch ein Widerstand oder eine Drossel an der Vorspannung für die Photodiode fehlt - so werden Störungen von der Versorgung direkt über die Detektorkapazität eingekoppelt. Da ist zwar ein Kondensator, aber ohne Trennung von der Versorgung bringt das noch nicht viel. Ein Ähnliches Problem ist dann noch mal am Ausgang der 1. Verstärkungstufe - auch da ist das Signal auf die 5 V bezogen - die FET Stufe verstärkt danach aber auf GND bezogen. Die Vorspannung ist mit 2,5 V auch noch relativ klein für einen schnellen Empfänger. Für die meisten Dioden wäre mehr Vorspannung besser.
Ulrich schrieb: > Das Schrotrauschen vom 5 mA Strom durch den Knoten am Detektor ist das > prinzipielle Problem. Ja, das sehe ich auch so. Aber den Ic kann man ja kleiner einstellen, wenn man nicht so extrem viel Fremdlicht hat. > Ein anderer Punkt ist das da noch ein Widerstand oder eine Drossel an > der Vorspannung für die Photodiode fehlt - so werden Störungen von der > Versorgung direkt über die Detektorkapazität eingekoppelt. Da ist zwar > ein Kondensator, aber ohne Trennung von der Versorgung bringt das noch > nicht viel. Ja, nur ist das kein Rauschproblem der Schaltung, sondern ein Problem der Betriebsspannungsunterdrückung. > Ein Ähnliches Problem ist dann noch mal am Ausgang der 1. > Verstärkungstufe - auch da ist das Signal auf die 5 V bezogen - die FET > Stufe verstärkt danach aber auf GND bezogen. Auch das nur ein Problem der Betriebsspannungsunterdrückung. Das könnte man leicht durch einen P-Kanal-Fet oder einen pnp-Transistor beseitigen. Wie man sieht, meist nur halbgares Zeug im Inet.
Welche Geschwindigkeit könnte man mit einfachen Darlington-Schaltungen erreichen? 1.http://home.arcor.de/tom.20/Lichtsensor.htm 2.http://de.f-alpha.net/elektronik/grundschaltungen/darlington-schaltung/weiter-gehts/experiment-14-led-als-lichtsensor.html Ich nehme an, Nr1. ist etwas schneller.
chris_ schrieb: > Welche Geschwindigkeit könnte man mit einfachen Darlington-Schaltungen > erreichen? > > 1.http://home.arcor.de/tom.20/Lichtsensor.htm > 2.http://de.f-alpha.net/elektronik/grundschaltungen/darlington-schaltung/weiter-gehts/experiment-14-led-als-lichtsensor.html > > Ich nehme an, Nr1. ist etwas schneller. Nr1 entspricht einer Kollektorschaltung, Nr2 entspricht einer Emitterschaltung. Die Grenzfrequenz dürfte bei Nr1 höher sein.
Da hier wohl keine wirklich hohen Frequenzen gefragt sind, sollte ein klassischer Transimpedanzverstärker ausreichen. Entweder mit einem OP, oder auch diskret mit Transistoren/FETs aufgebaut. Für hohe Geschwindigkeit muss halt ggf. der Widerstand in der Rückkopplung kleiner gewählt werden und dann noch einmal danach verstärkt werden. Auch hilft es wenn die Fotodiode genügend Vorspannung bekommt.
Was ist denn von diesem Verstärker zu halten: http://www.google.com/patents/EP0664604B1?cl=de ( Patente laufen nach 20 Jahren ab )
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