Новый мозг для освежителя. Вопрос по датчику освещенности

Делаю новые мозги для освежителя воздуха на базе attiny13a - надоело получать струю спрея в спину в самый неподходящий момент, сбивает с мыслей о вечном.
Новая логика примитивная: если свет горит более 45 сек., то после его выключения сделать два раза "пшик".
В связи с тем, что пока еще не очень ориентируюсь в комплектующих, лепил из того, что было под рукой и в ближайшем нигазине (Вольтмастер).
На текущий момент опытную эксплуатацию проходит мозг, сварганенный по следующей схеме

В качестве фототранзистора использован BPW85C.
При подключении его по "классической" схеме (a la делитель напряжения) и Uпит=3В мне не хватало его чувствительности, поэтому добавил в схему еще один транзистор (Т3) с токоотграничивающим резистором (R3).
И только после сборки замерил потребление тока: с таким датчиком устройство кушает под 40 мА на неярком свету и единицы мА в темноте.
Это при условии, что замер освещенности производится раз в 2 сек.
Похоже, что забыв его в комнате (на свету), можно попусту просадить батарейки за неделю-другую.

Поэтому засел за переделку, решив подавать напряжение на датчик освещенности только на время замера.
Тут уже накладывается второе ограничение: ток на выводе порта не может превышать более 40мА.
В связи с чем необходимо или снижать ток на датчике (вариант схемы 1) или добавлять еще один транзистор (вариант схемы 2).
В первом случае устройство перестает отличать легкие сумерки от темноты, что чревато ложными срабатываниями и недопустимо.
Во втором, имхо, слишком много транзисторов для одного датчика, и это слегка напрягает.

Есть два варианта:
- я намудрил, проще поменять датчик (на какой?), и использовать вариант №1;
- все Ок, я зря заморачиваюсь, можно лепить по варианту №2.

Прошу более опытных товарищей подсказать.
Благодарен за любую критику как по этому вопросу, так и в общем - касаемо схемы.

0

Возьмите обычный фотодиод (в обратном включении, как обычно) с резистором на 10...100 кОм. Будет Вам и экономично, и просто.

0

А я бы так делал:
-ножка контроллера на прерывание по смене состояния.
-свет включился -> прерывание -> пшык 1 раз (хоть и говорят, что своё гавно не пахнет) -> контроллер в sleep.
-идет процесс какули.
-свет выключился -> прерывание -> пшык 2 раза-> контроллер в sleep.

вот здесь почитай про подключение фотодиода.
если остановишся на подключении фотодиода к АЦП - то достаточно фотодиода и резистора 10-47К, фотик в +U катодом , резистор в 0V (как OtyxPM написал)

Сообщение от hosh А я бы так делал: -ножка контроллера на прерывание по смене состояния. -свет включился -> прерывание -> пшык 1 раз (хоть и говорят, что своё гавно не пахнет) -> контроллер в sleep. -идет процесс какули. -свет выключился -> прерывание -> пшык 2 раза-> контроллер в sleep.

Думал об этом, но потом понял, что пока что не готов сваять отдельный датчик с гарантированным уровнем чувствительности. Проще АЦП + установленный в программе "граничный уровень свет/тьма". Частоту спустил до 128 КГц + применил все рекомендации по снижению энергопотребления. Думаю на этом остановиться.

Сообщение от hosh вот здесь почитай про подключение фотодиода.

Боюсь, что ОУ для меня пока что - темный лес. Но за совет спасибо.

Сообщение от hosh если остановишся на подключении фотодиода к АЦП - то достаточно фотодиода и резистора 10-47К, фотик в +U катодом , резистор в 0V (как OtyxPM написал)

Сообщение от OtyxPM Возьмите обычный фотодиод (в обратном включении, как обычно) с резистором на 10...100 кОм. Будет Вам и экономично, и просто.

Господа, прошу подсказать подходящий для задачи "обычный фотодиод".
Смотрю вот здесь: Вольтмастер.
Из того, что вижу:
- или цена конская/нет в наличии;
- или по диапазону не подходят (мне нужен видимый свет, а не ИК);
- или SMD (из-за особенностей корпуса: расположение смотрового окошка - компонент д.б.выводным).
Это было основной причиной, почему в свое время взял фототранзистор.

0

Сообщение от SporF пока что не готов сваять отдельный датчик с гарантированным уровнем чувствительности. Проще АЦП + установленный в программе "граничный уровень свет/тьма".

У меня фотодиод+резистор (или ДВУХвыводный фототранзистор+резистор) прямо к логической ножке МК подключён. Ток потребления мизерный. Никакого внешнего датчика и даже АЦП не требуется для различения "свет-темнота".

Сообщение от SporF - или цена конская/нет в наличии;

Проверил на shyp-mm.ru - сколько угодно фотодиодов и ДВУХвыводных фототранзисторов, они не-SMD, и цены начинаются от 5 рублей.

Сообщение от SporF - или по диапазону не подходят (мне нужен видимый свет, а не ИК)

Они и видимый свет прекрасно "видят". Специально на видимый свет (т.е. с отрезанием ИК фильтром) фотодатчики обычно не делают. Все фотодиоды/транзисторы, которые я беру для видимого света, в прайслистах отмечены как "ИК", но на характеристике видно, что к видимому свету чувствительность тоже достаточно высокая. Ну бонус такой у кремния: реагирует он на ИК лучи! :-)

0

Сообщение от OtyxPM У меня фотодиод+резистор (или ДВУХвыводный фототранзистор+резистор) прямо к логической ножке МК подключён.

Аналогично, причем подключал и напрямую к ноге, и к АЦП. Прекрасно работало, в случае подключения к АЦП уверенно ловило, к примеру, колебания освещенности 50Гц от лампы накаливания (несмотря на инерционность нити). А уж включен свет или выключен - это вообще железобетонно. Особенно в туалете, где перепады освещенности большие.

Можно и запитывать только во время измерения, и тоже ничего не требуется, кроме подключения к ноге, настроенной на выход.

0

OtyxPM, okotimiv, подскажите, пожалуйста, какие именно из имеющихся в продаже (на том же shyp-mm.ru или любой другой нигазин) фотодиодов/фототранзисторов вы использовали в своих схемах? Какой параметр при выборе является основным?

0

надо было к компаратору подключить, а не к обычной ножке, тогда бы чувствительности хватало. даже обычные светодиоды вместо фотодиодов используют и всё работает

0

Сообщение от Johmmy0007 надо было к компаратору подключить, а не к обычной ножке

Или к ножке с триггером Шмитта, если компараторной ноги в МК нет. Тоже неплохо.

0

компаратор есть там - специально проверил. цифровые ножки все с триггером шмитта в авр. но у него проблема-то как раз подвести к уровню срабатывания ножки - он же фиксированный и приходится ток увеличивать из-за этого. а с компаратором уровень можно просто задать резисторами (легко и гистерезис нужный сделать подключая дополнительные резисторы ножками мк). к тому же всё это можно отключать, повесив всё на ножку мк - включили ножку, померяли - отключили - спим. потребление будет минимум.

0

Сообщение от SporF OtyxPM, okotimiv, подскажите, пожалуйста, какие именно из имеющихся в продаже (на том же shyp-mm.ru или любой другой нигазин) фотодиодов/фототранзисторов вы использовали в своих схемах? Какой параметр при выборе является основным?

Даже когда со старых плат разной бытовой техники выпаивал фотодиоды/фототранзисторы - х.з.какие они были, а всё равно работали.
А если покупать, то при прочих равных условиях (цена, габариты) предпочтение прозрачным, а не чёрным. Чёрные могут иметь ослабление в видимой области (но в туалете всё равно работать будут).

0

Сообщение от Johmmy0007 у него проблема-то как раз подвести к уровню срабатывания ножки

Для подгона к уровню срабатывания простой ножки можно ещё поменять местами фото и резистор (перенести датчик в нижнее плечо). В одном из вариантов (резистор около +Vcc или резистор около GND) выходной потенциал окажется ближе к уровню срабатывания GPIO микроконтроллера.

0

А с резисторами в датчик ТС явно перегнул - кто ж такие резисторы ставит? естественно никакого усиления не будет. к тому дополнительный транзистор будет врать как сивый мерин - чуть нагрелся и всё

0

Сообщение от OtyxPM Сообщение от Johmmy0007 у него проблема-то как раз подвести к уровню срабатывания ножки

Для подгона к уровню срабатывания простой ножки можно ещё поменять местами фото и резистор (перенести датчик в нижнее плечо). В одном из вариантов (резистор около +Vcc или резистор около GND) выходной потенциал окажется ближе к уровню срабатывания GPIO микроконтроллера.

можно ещё два резистора - в эмиттер и коллектор - снимать сигнал с коллектора.

но, всё равно, цифровая ножка - это куда менее точно, чем компаратор

0

Очень-очень давно, ещё когда на кружок радиоэлектроники ходил - фотоэлемент делали из транзисторов МП39-МП42 с вандальски откушенной кусачками шляпкой. Используется один из переходов. Ещё можно попробовать фотоэлемент от старой шариковой мышки.

А вот ещё такая статейка от уважаемого DY HOTTа есть.

Да не помню я, какие я использовал. Первые попавшиеся, вообще-то. Даже фоторезисторы пробовал, тоже в принципе работает, но у них большая инерция, что мне тогда было совсем не нужно, потому что это был фотогейт.

Подключал и к ножке, и к компаратору, и к АЦП - все работало. Вообще не понимаю, в чем проблема у автора...

В результате было хитро - АЦП измерял фоновый уровень освещения, и подстраивал компараторы через ЦАПы. А срабатывание на резкое изменение - уже по компараторам (выход за пределы установленного диапазона). Серединка этого диапазона определялась текущим освещением (сильно зафильтрованным сигналом АЦП), размер окна регулировался.

На XMiko все это было, насколько я помню.

Реагировало на капельки воды, пролетающие мимо датчика. Нормально реагировало, быстро, что и надо было. Компараторы запускали события, события запускали таймеры, те в свою очередь управляли исполнительными устройствами. Практически даже кода особенно не было, просто хитро скоммутированная периферия.

Задротство, конечно, можно было и проще :)

0

Сообщение от okotimiv Подключал и к ножке, и к компаратору, и к АЦП - все работало. Вообще не понимаю, в чем проблема у автора...

А посмотрите схему.
Я писал выше - не мог, видимо начальный уровень вывести - зафигачил резистор последовательный ... 56 ом (так подтянул уровень). а потом ещё транзистор - 18 ом в коллекторе. как это может работать?

тут надо не мозг для освежителя, а освежитель для мозгов - и за книжки. Не в обиду ТС...

0

Ух епт! Схемки я не смотрел ... жестко конечно !!! (хотя можно как обогреватель стульчака использовать)
Да и резисторы в 0V c базы тоже не вижу.

Удивительное рядом. Подключил только что фототранзистор по "канонической схеме", в свое время опубликованной DY HOTT и все заработало. Самое странное, что я это же в свое время проделывал на макетке и максимум, чего получилось добиться - изменения в доли вольта. Довольно сильно грешил на то, что купил не тот компонент, отсюда вопросы по конкретным наименованиям.
Или полярность я тогда перепутал, или светодиод на макетку присобачил вместо фототранзистора, уже не разобрать. Еще думал, что фототранзистор пожег во время этого действа, специально сейчас его выпаял - работает так же нормально как и его второй собрат (Вот зараза!).
Поэтому с тем, каким путем идти из двух ранее озвученных - вопрос снимается: транзисторы нахер, резистор меняем на 10К.
Теперь относительно остальных комментариев.

Сообщение от Johmmy0007 надо было к компаратору подключить, а не к обычной ножке, тогда бы чувствительности хватало. даже обычные светодиоды вместо фотодиодов используют и всё работает

На данный момент все реализовано через АЦП. У меня не было уверенности в том, насколько непрозрачность белого пластикового корпуса повлияет на уровень, выдаваемый датчиком. Для того, чтобы это проверить, нужно устройство уже в какой-то мере собрать (так, чтобы транзистор оказался напротив окошка) Поэтому перестраховался: посмотрел, что АЦП выдает по uart, и потом по этому значению выставил пороговый уровень. Это, имхо, проще, чем сидеть с вольтметром и отверткой подкручивать подстроечный резистор. Но тут уже разница - на любителя.
Сейчас, скорее всего, обойдусь вообще без АЦП. Разницы уровней должно, по идее, хватить.

Сообщение от Johmmy0007 А с резисторами в датчик ТС явно перегнул - кто ж такие резисторы ставит? естественно никакого усиления не будет. к тому дополнительный транзистор будет врать как сивый мерин - чуть нагрелся и всё

Резисторы подбирались так, чтобы удовлетворить требованию Ic max по даташитам при Uпит=3В
для BPW85C это 50мА => R = 60Ом
для 2N3904 это 200мА => R = 15Ом
Соответственно и выбраны резистры - максимально близкие по номиналу.
О потерях заряда батареек я тогда не думал, а на линейность характеристик и сейчас все равно - схема датчика задумывалась как "транзисторный ключ" + есть возможность подстроить по значению АЦП, опять же. Я не упираю сейчас на безошибочность данных рассуждений. Но на тот момент они казались мне вполне "научно-обоснованными".

Сообщение от hosh Очень-очень давно, ещё когда на кружок радиоэлектроники ходил - фотоэлемент делали из транзисторов МП39-МП42 с вандальски откушенной кусачками шляпкой. Используется один из переходов. Ещё можно попробовать фотоэлемент от старой шариковой мышки.

Ни один из топиков про фотодатчики не обходится без подобного комментария))))

Сообщение от hosh А вот ещё такая статейка от уважаемого DY HOTTа есть.

Была изучена в первую очередь, еще до, к сожалению, первой неудачной сборки на макетке. См.выше))

Сообщение от Johmmy0007 А посмотрите схему. Я писал выше - не мог, видимо начальный уровень вывести - зафигачил резистор последовательный ... 56 ом (так подтянул уровень). а потом ещё транзистор - 18 ом в коллекторе. как это может работать?

Как ни странно, все работает вполне успешно уже неделю. Возможно "не канонично", возможно, что с ошибками в проектировании и расчетах.
Сейчас я достаточно продолжительное время морщил лоб на тему "где в дашашите вытекает, что Ic фототранзистора д.б. не более 0.3-0.5 мА"?
Только потом нашел рис.7, из которого следует, что BPW85C выдает дельту по Ic до 6 мА при очень ярком свете. А при не очень ярком (0.2mW/cm2) - дельта будет в пределах 1 мА. А значит и ток у нас должен быть такого порядка, чтобы в темноте полностью перекрывался. Так и приходим к примерной величине R = 10К.
Т.е. это я предполагаю, что 1mW/cm2 - это очень яркий свет. Т.к. найти поиском аналогии из жизни у меня сейчас сходу не получилось. А расчитывать площадь сферы, на поверхность которой светит туалетная энергосберегающая лампочка + учитывать отраженный свет + на сколько обманули, проставляя маркировку на самой лампе + ее спектр + угол под которым стоит фототранзистор относительно источника света - в общем все это мне делать сейчас влом.hosh писал(а):

Да и резисторы в 0V c базы тоже не вижу.

Поясните, пожалуйста, зачем в транзисторном ключе, смещение по току на базе? Только прошу, без отсылки к RTFM, а аргументированно.Johmmy0007 писал(а):

тут надо не мозг для освежителя, а освежитель для мозгов - и за книжки. Не в обиду ТС...

hosh писал(а):

Ух епт! Схемки я не смотрел ... жестко конечно !!! (хотя можно как обогреватель стульчака использовать)

О Великие Боги радиоэлектронного Олимпа! Большое Спасибо, что вы спустились к нам, сирым и убогим, с ответами на вопросы, мучащие нас! Не жмут ли короны выши мудрые головы?
Господа, серьезно, я уважаю и принимаю под*бки по теме. Ну т.е. когда человек не просто кидает ссылки и выдает эмоции в стиле "как оно работает!", а предметно говорит, где именно ты ошибся и почему д.б. по-другому.
Хоровиц-Хилл - это книга, которая если уж не постоянно лежит на моем столе, то уж точно стоит на самой ближней полке. Правда прочитал я ее где-то страницы до 80-90. Т.к. то, что идет дальше мне применить пока негде, да и дифицит времени сказывается. А то, что уже прочитано - вполне покрывает изложенную в топике проблему.
И да, в графиках даташита на фототранзистор я действительно разобрался только сейчас. Поверьте, люди пишут на форум не только потому, что у них есть проверенные и отлаженные решения, которыми можно только и делать, что хвастаться. Надеюсь, что я не оскорбил ничьих религиозных чувств.

Большое всем Спасибо за то, что подтолкнули к аргументированному решению вопроса.

0

Попробуйте это: APDS-9002-021


./styles/iosyitistromyss/imageset/icon_topys_attach.gif" width="14" height="18
[212.82 Кб]

0