Od složitých teoretických článků se vracíme k denním jednoduchoučkým návodům....
Představte si, že stavíte klasického beam robota bez procesoru, který pojede za světlem a k tomu potřebujete vědět, jestli na něj svítí více zprava, nebo více zleva.
Takže by to chtělo něco jako "světelný komaprátor". Tudíž by se dal ten komparátor postavit "školně a naivně" tak, že postavíte dva transimpedanční zesilovače a jejich signál porovnáte komparátorem. Dokonce kdybych chtěl být ironický, tak bych napsal, že výstup obou fotodiod digitalizujeme AD převodníkem a porovnáme v MCU, ale co by to byl za beam robot s MCU?
Tudíž je zjevné, že mám v kapse nějaké "vidlácké řešení" a taky že ano - viz schémátko. Jedna fotodioda tvoří jeden kanál a druhá fotodioda tvoří druhý kanál. Vzhledem k tomu, že reverzně pólované fotodiody mají opravdu velice vysoký vstupní odpor. tak je komparátor velmi citilivý na rozdíl v osvětlení a prakticky necitlivý na absolutní hodnotu světelné intenzíty. Čím to je ? Představme si že na horní diodu dopadne 100 fotonů a na dolní 101 - tudíž dolní dioda bude mít nepatrně vyšší vodivost než horní, ale vzhledem k tomu jak vysoký vnitřní odpor fotodiody mají bude se rozdíl mezi 100 a 101 fotony jevit operačnímu zesilovači už jako "zkrat dolní diody". Ano přesně tak to funfguje - jako komparátor.
Vzniká otázka č. 1. Proč je tam operační zesilovač - zrovna JFETový TL072 - to je proto, že komparátor finguje i v takřka černočerné tmě kdy mají fotodiody pravdu velký vstupní odpor - tak velký, že by neutáhly ani pin procesoru.
A ještě otázka č. 2 - proč tam jsou ty dva odpory - ty jsou ochranné, kdybyste komparátor zamířili oběma diodami na opravdu jasný zdroj světla. Pokud je tato možnost vyloučena - a máte "na to žaludek" - můžete je bez újmy na funkci vynechat.
Poslední otázka č. 3 - může se takto zapojený komparátor někdy ustálit uprostřed ? Teoreticky ano - pravděpodobnost je asi stejná jako když se "vejce usadí na ostří nože" - takže v konstrukci robota s tím radějí nepočítejte - což znamená, že beam robot točící se za sluncem bude kolem "ideální polohy" poněkud kmitat.
K čemu to použít jinému ? Měl jsem pokušení použít takový obvod k detekci trávy (přes fitlry různých barev), ale je opravdu moc citlivý a rozdíly v intenzitě osvětlení u něho hrály větší roli než rozdíly v barvě.
Poslední poznámka - fotodiody jsou celkem drahé - zkuste stejný obvod s reverzně zapojenými IR LEDdkami - IR ledka funguje jako docela slušná fotodioda - za pár kaček - a ještě má často použitelnou optiku (světelný kužel v režimu LED je identický s kuželem citlivosti v režimu fotodiody).
Poslední poznámka před závěrem - vnitřní odpor fotodiod je opravdu veliký a proudy v obvodu jsou opravdu malé - není proto vyloučeno, že budete muset použít filtrované napájení a dokonce stínění. V případě, ve kterém jsem teto obvod používal já, byla kovová krabička - držící optiku - součástí celého řešení.
Dnes už nám zbývá jenom tradiční rada pro brunety. - Blondýnám bych to nikdy neradil, ale nechoďte lovit chlapa na diskotéku - pěkně oblečte mikinu nasaďte brejle a vyrazte ulovit "Geeka" na robotickou soutěž - my jsme sice povrchním pohledem "divní" ale většinou jsme inteligentní, dost vydělávající, nechlastající, nezákeřní až naivní a když si nás některá sbalí tak i věrní a milující ...
P.S. mně z této rady zatím vynechte - budu se ženit - měl bych průser - leda až po svatbě ;-))
Petr | 8. února 2013 v 7:37
Musíš?