Автор Тема: Тестове с RPR 220  (Прочетена 17013 пъти)

spp

  • Global Moderator
  • *****
  • Публикации: 414
    • Профил
    • http://robotics.cnc-bg.net/
Тестове с RPR 220
« -: Септември 05, 2009, 07:19:36 pm »
Голяма част от четящите този форум ,нямат идея как работи един оптичен датчик.Постоянно питат могат ли един модел датчик да заменят с друг.За тях а и за всички на които им е интересно да експериментират са следващите няколко реда.
Датчика за който реших да пиша се намира лесно в България.Цената му е около 1.30-1.50 лв.,което го прави достъпен за хоби решения.
Техническите характеристики на сензора,можете да видите тук.
Ако сте решили да го ползвате или да повторите опитите с него ви съветвам да си качите и разпечатате файла.
http://www.rohm.com/products/databook/s/pdf/rpr-220.pdf
Първо икам да поясня работата на датчика(оптрона).Той е съставен от два елемента.Светодиод и фототранзистор.
Диодът излъчва светлина в инфрачервения спектър с дължина на вълната 940нм.Тази дължина на вълната е невидима за човешкото око.
Транзистора работи също в инфрачервеният спектър и има най-висока чувствителност към 800нм дължина на вълната.
Как работи датчика?Идеята е много семпла.Диода излъчва светлина ,ако срещу този светлинен лъч има предмет,който може да го отрази.Част от отразения лъч попада върху транзистора и в зависимост от интензитета,който има довежда до протичане на определен ток в прехода БЕ а от там и в СЕ преход на  транзистора.
Какво трябва да знаем още за датчика?
-Трябва да му подадем правилно захранващо напрежение.В случая според характеристиките му това е 5в.
-Трябва да определим правилно стойностите на товарното съпротивление в колекторната верига и да не позволим тока да превиши максималния -30мА.
-Същото трябва да направим и за диода .Там максималният допустим ток е 50мА.
За определяне на колекторният резистор можете да приемете ,че транзистора е отпушен .Тъй като съпротивлението на прехода СЕ (колектор емитер)при отпушен транзистор е много малко (няколко десетки ома) неговото съпротивление не е от значение и токът ,който ще протече в прехода СЕ ,ще зависи само от колекторният резистор .
Или,формулата е тази I=Uz/Rc.
Изчисляването на съпротивлението на диода вече ви го дадох в е дна друга статия и можете да го вземете от там.Производителя определя спада върху диода на 1,3-1,6 волта.Аз измерих на моя датчик спада и се оказа ,че е 1,2волта,но която и стойност да вземете ,няма да сбъркате.
Слави Петков
София 49г

spp

  • Global Moderator
  • *****
  • Публикации: 414
    • Профил
    • http://robotics.cnc-bg.net/
Тестове с RPR 220
« Отговор #1 -: Септември 05, 2009, 08:03:16 pm »
Какво още ви трябва за опитите?
Следващата снимка ще ви покаже необходимите неща.


Започвам описанието от ляво на дясно.
- съпротивление със стойност 10кОМ-1бр
-съпротивление със стойност  100 ОМ или 120 ОМ-1бр
-оптрон RPR 220-1бр
-интегрална схема 40106-1бр
-експериментална платка (бредборд)-1бр
-захранване -1бр
-линиика -1бр
-картон
-кабели за бредборда
-индикаторна платка или светодиод с ограничителен резистор-1комплект
-клечка за зъби или дървено шишче-1бр
-черен фулмастер
Относно захранването и индикаторната платка.И двете бяха публикувани тук във форума и всеки може да си ги направи.Ако все пак нямате тази възможност за захранване можете да ползвате една батерия от 4,5волта или комплект батерии ,с общо изходно напрежение не по-голямо от 5волта.
От картончето изрязвате един диск с диаметър 25мм и го разделяте на 4 равни части,като две от тях ги оцветявате с фулмастера плътно.Трябва да се получат като четири резана от торта от които дава бели и два черни,като са разположени един след друг бял,черен ,бял,черен.В центъра на окръжността трябва да пробиете малък отвор с клечката за зъби ида я фиксирате с една капка лепило.Това ще е остта на експерименталният диск.
Трябва и едно парченце с правоъгълно сечение с размери 50ммх40мм.
Слави Петков
София 49г

spp

  • Global Moderator
  • *****
  • Публикации: 414
    • Профил
    • http://robotics.cnc-bg.net/
Тестове с RPR 220
« Отговор #2 -: Септември 05, 2009, 08:38:17 pm »
Схемата на свързване е много лесна .От документацията на оптрона трябва да намерим кои са крачетата на диода и кое от тях е катода и анода.За целта трябва да разположите дтчика в положението ,което е начертан в дясната част на документацията.скосяването в пластмасовият му корпус ще ви помогне да се ориентирате.
Краче едно е анода.Към него свързваме единият край на резистора от 100 ОМ.Другия край на този резистор свързваме към +5в.
Катода на диода е краче 2.Него ще свържем към маса или -5в.
Това ще е първият ни опит.Когато проверим всичко още веднъж ще подадем захранването .За да видим дали диода е свързан правилно и работи ,ще ни трябва цифров фотоапарат или такъв монтиран на телефона ни.Насочваме фотоапарата към диода и трябва да видим във визьора му как диода свети в синьо.
Ако това не е така,трябва да проверим връзките и дали правилно сме идентифицирали крачетата му .
Когато това стане (виждаме как свети в синьо)трябва да свържем крачетата на транзистора.Транзистора има отново две крачета ,които са Колектор- С и Емитер-Е.
Те са означени на чертежа с 4-колектор и 3- емитер
Към колектора 4 свързваме единият край на резистора от 10кОМ,а другият край на резистора се свързва към +5в.
Краче 3-емитера се свързва на маса -5в.
Сега разполагаме на експерименталната платка интегралната схема 40106.При интегралните схеми карчетата могат да бъдат разпознати по репереа ,който е поставен на корпусът им.При тази в корписа има изрязана мъничка полуокръжност в единият край и много близо до нея една вдлъбната точка.Поставяме така интегралната схема,че полуокръжността и точката да са от дясно.Тогава първото краче на долният ред в ляво е краче 1 .последното краче на долният ред в дясно е краче 7.Най-дясното краче на горният ред е краче 8,а най-лявото краче на горният ред е краче 14.
Техническите характеристики на тази схема можете да видите тук.Както и първата е хубаво да я разпечатате и да я имате под ръка ,за да може лесно да се ориентирате за разположението и функциите на схемата.
http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/270/108596_DS.pdf
От документацията се разбира,че това е тригер на шмит.За момента няма да обеснявам как точно работи тази схема,но трябва да се знае ,че тя ще формира и преобразува аналоговият сигнал от датчика в цифров.
За да работи трябва да и подадем захранване.
Краче 7 свързваме на маса -5в.Краче 14 свързваме към +5в.
От точката на свързване на резистора 10кОм с колектора на транзистора трябва да изкараме едно кабелче и да го свържем с краче 1 на интегралната схема.Краче 2 на интегралната схема свързваме към индикаторната платка или ако нямаме такава към светодиода и ограничителният резистор.
Всичко свързано и готово изглежда така.
Слави Петков
София 49г

spp

  • Global Moderator
  • *****
  • Публикации: 414
    • Профил
    • http://robotics.cnc-bg.net/
Тестове с RPR 220
« Отговор #3 -: Септември 05, 2009, 09:16:20 pm »
Сега,ако всичко е свързано като трябва, трябва да очакваме да се получи следното.Когато датчика се задейства трябва да светне светодиода.
Проверяваме още веднъж дали всичко е свързано като трябв и подаваме захранващо напрежение.Бавно поднасяме към датчика бялото правоъгълно картонче .На разтояние приблизително 7-8мм диода трябва да светне.Повтаряме няколко пъти операцията за да сме сигурни ,че всеки път горе долу на едно и също разстояние датчика се задейства.
Сега можем да поставим линииката така,че началото и да бъде на равно с предният ръб на датчика.Премествайки бавно картончето по линииката можем да определим точно на какво разстояние се задейства датчика.
Ето и едно кратко видео на описания по-горе тест на датчика.
http://www.youtube.com/watch?v=KoN_UFc0kYQ
Следващият тест е този със оцветените сектори на диска.
Видеото ще ви покаже как да го направите.
http://www.youtube.com/watch?v=ajk3ibZwCW0

Можете да тествате различни токоограночаващи резистори на диода ,за да контролирате разстоянието на задействане на датчика,като спазвате изискванията на производителя за максимален ток през диода.
С този датчик можете да измервате оборотите на осите на колелата ви и изминатото разстояние от робота ви.
Разбира се можете да засичате различни предмети.Можете да експериментирате с различни повърхности и различни цветове.
Изобщо можете да опознаете един от използваните датчици за хоби роботи в България.
Ето и още една снимка на моя датчик и разстоянието на което засича бял лист хартия.При мен се получи приблизително 16мм.

На всички които ще пробват пожелавам успех и приятно забавление!
Слави Петков
София 49г

spp

  • Global Moderator
  • *****
  • Публикации: 414
    • Профил
    • http://robotics.cnc-bg.net/
Тестове с RPR 220
« Отговор #4 -: Октомври 31, 2009, 05:02:34 pm »
Не,не съм казвал,че трябва да се свърже транзистора ПРЕЗ интегралната схема.Това не е правилно.Обяснил съм,че транзистора и колекторният резистор образуват делител.От средната точка на делителя се взима сигнал и се подава на входа на интегралната схема.
Иначе тази схема има много високо входно съпротивление.Изградена е с CMOST технология .
Разгледай тази статия на моят сайт.В нея е описано накратко за делителите.Схемата на свързване трябва да е като в схемата за делителите,но вместо резистор 2 е свързан транзистора.Тогава входа ните сигнали ще бъдат така.При запушен транзистор -твърда 1
Отпушен транзистор -0
http://robotics.dir.bg/_wm/pbasic/?df=610428
Ако все още не ти е ясно ще направя и схема на свързване.
Слави Петков
София 49г

spp

  • Global Moderator
  • *****
  • Публикации: 414
    • Профил
    • http://robotics.cnc-bg.net/
Тестове с RPR 220
« Отговор #5 -: Октомври 31, 2009, 09:20:09 pm »
Обясни ми по-подробно.Не разбирам добре въпроса ти.
За да изчистиш съмненията относно работата на схемата(а и на други устройства)разбдели схемата на възможно най-малките работещи части и тествай всяка една от тях самостоятелно.
Аз бих започнал така:
1.Изчислявам необходимото ми токоограничаващо съпротивление за светодиода.(ползвай това описание)http://robotics.dir.bg/_wm/pbasic/?df=610428
2.Определям поляритета на диода и го свързвам към захранването през токоограничаващ резистор.Свети ли?
Да -значи продължавам нататък.
Не-отново прочитам статията.Проверявам захранването,поляритета на диода,спойките му със съпротивлението и захранването,съпротивлението и неговата стойност,сменям диода,сменям съпротивлението.Боря се,докато отговора не стане ДА.
3.Подавам захранване на интегралната схема.За целта използвам нейната спесификация.Преди да включа захранване проверявам поляритета му.
4 Избирам едно краче за вход и на съответния му изход свързвам ВЕЧЕ ТЕСТВАНИЯТ ДИОД И СЪПРОТИВЛЕНИЕ.
5.Подавам захранване на интегралната схема.
6.С кабелче на което запоявам едно съпротивление (изчислявам тока,който ще протече през него в зависимост от избраното захранващо напрежение и съобразен с максимално допустимия ток на входа на интегралната схема,който съм го прочел от характеристиките и)имитирам сигнала който ще бъде подаван към нея,като последователно пипам + и - на захранването.
7.Работи ли правилно схемата .Тъй като тя е инвертор трябва да очаквам следните резултати.
а.Когато подавам 1 на входа диода трябва да изгасне.
б.когато подавам 0  на входа диода трябва да свети.Така ли е?
Да -продължавам със следващия модул
Не- проверявам захранването.Проверявам номерацията на крачетата,проверявам спойките,проверявам спойките между схемата и светодиода.Чета документацията и ако е необходимо използвам интернет за да намеря схеми с подобни решения.Сменям схемата.Мъча се да ги анализирам и повторя.Работя докато отговора не стане ДА.
Сега вече имаш работеща логика.Остава да се направи датчика.
Мисля ,че начина на работа и търсене на проблемите за оживяването на една схема са ясни.За датчика можеш сам да си направиш стъпките за работа и настройка.
Успех
Слави Петков
София 49г