Conexión de fototransistores o fotodiodos en serie

Estoy diseñando un dispositivo de medición de velocidad y quiero usar 2 cadenas de 30 fototransistores en serie.

Las cuerdas están separadas por 15 mm y están iluminadas por fuentes de luz colimadas separadas. La salida de cada cadena es un pulso negativo cuando uno o más de los fototransistores de la cadena están bloqueados. Esta salida va a un comparador y luego a un procesador.

Tengo problemas con la velocidad de transición lenta y variada cuando se bloquean diferentes PD. Esto está afectando la medición de velocidad. El tiempo de subida puede variar desde unos pocos cientos de microsegundos hasta más de un milisegundo. Estoy considerando poner un amplificador de impedancia trans en la salida de cada cadena, de modo que pueda crear una salida para el comparador y el procesador tan pronto como se bloquee el primer PD, y para que el tiempo de reacción para las dos cadenas sea igual. O casi igual.

Elegí un dispositivo TI, OPA2380 para los 2 canales. Me gustaría pedir algún comentario sobre el diseño, con la esperanza de evitar que caiga en un agujero.

Estoy de acuerdo con Oli, pero a falta de otra información, aquí hay algunas sugerencias.

"Cadena de fototransistores" sugiere que están conectados en serie. Si todos están normalmente iluminados y, por lo tanto, "encendidos", cuando se interrumpe uno, la cadena pasa al estado de alta resistencia. Es probable que tenga una resistencia o fuente de corriente en serie con esto, y todo esto está conectado a través de un suministro de voltaje para crear un divisor de voltaje que su comparador está monitoreando.

Si ese es el caso, aquí hay algunos problemas posibles:

• el bloqueo de los fototrans no ocurre tan inmediatamente como quizás creas
• La transición de baja resolución a alta resolución frente a la posición de la obstrucción no es la misma de un fototrans a otro
• Los campos de visión de los fototrans pueden diferir.
• Diferentes fototrans pueden estar viendo diferentes cantidades de luz ambiental, lo que significa que la cantidad de corriente que aún fluye cuando aparentemente "apagada" puede diferir.

Otro problema es que la transición que está viendo es aquella en la que la resistencia en serie (o fuente de corriente) está cargando la capacitancia del cableado, los fototransistores y la entrada del comparador. Normalmente es una capacitancia bastante pequeña (por lo que se cargaría rápidamente). Pero para que la cadena de fototrans saturación (conducta máxima, produzca una caída mínima) cuando no esté obstruida, es posible que haya elegido una resistencia en serie relativamente alta. Esa alta resistencia que ralentizará esa transición y también la hará sensible a los diferentes grados de desprendimiento de los fototrans bloqueados.

El mayor problema es tratar de lidiar con un montón de fototrans en serie. Es mejor que trates con cada fototrans por separado. Puede conectar un divisor individual de fototrans + resistencia directamente a una puerta digital (barato, y puede incluir histéresis para evitar transiciones ruidosas) como un 74HC14 o 4093 (unir pares de entrada). Puede AND y OR estos juntos para obtener resultados agregados. Es posible que pueda colocar estos componentes de "acondicionamiento de señal" cerca de los fototransistores para evitar pasar tantos cables a su electrónica principal.

Esta estrategia le permite tratar solo las características de fototransistores individuales y aislar anomalías, sin tener que lidiar con el efecto del resto de la cadena en los detectores individuales.

Esperemos que esta respuesta no esté demasiado lejos de la base, teniendo en cuenta que realmente no conocemos su configuración. :-)

Los fotodiodos / fototransistores son fuentes de corriente y no puede colocarlos en serie, al igual que no puede colocar fuentes de voltaje en paralelo. Cada fotodiodo intentará empujar su corriente a través del cable y las diferentes corrientes lucharán entre sí. El resultado es que la corriente neta no está definida y posiblemente varía enormemente.

Normalmente colocaría los fotodiodos en paralelo y los conectaría a una resistencia común. El voltaje a través de esa resistencia depende de la suma de las corrientes individuales.