طراحی سنسور فاصله یاب نوری

[Aryan_M]

من می خوام یه سنسور نوری فاصله یاب لیزری بسازم که اصاص کارش اندازه گیری شدت نور باشه.
برای این کار باید نویز نور رو حذف کرد. و تا جای ممکن نباید نور دریافتی زیاد تقویت بشه برای این که برد دید کوتاه از بین می ره.
من این لیزر و این سنسور رو پیدا کردم که با هم مچن.
http://roboeq.com/modules.php?op=modload&name=Web_Links&file =index&req=viewlink&cid=44 لیزر 2 میلی وات 3900 تومنی
ولی نوشته 5 تا 10 میلی وات خروجی!!!
http://roboeq.com/PDF/0401005.pdf اینم گیرنده 1200 تومن
اونطور که تو کاتالوگش هست 68% نور این لیزرو دریافت می کنه ولی مزیتش فرکانس و حساسیت بالاشه.
می خوام 4-250 سانتی متر رو به صورت غیر خطی تشخیص بدم.
استفاده از لیرز باعث می شه که اثر تغییر زاویه سطح بازتابنده کاهش پیدا کرده و نور دریافتی قوی تر باشد.
البته این لیزره یکم ضعیفه ولی ارزونه.
برای حذف نور محیط باید پالسی یا سینوسی نور بفرستیم که فکر کنم سینوسی بهتره.
حالا من موندم چطور باید نورو فیلتر کنم که تاثیر نویز روی شدت نور دریافتی اصلی حداقل باشه.
من یه چند تا شبیه سازی تو پروتئوس انجام دادم فیلترای مختلفو امتحان کردم ولی نویز تقریبا شدت نور دریافتی رو کور می کنه. بزرگترین نویز مورد نظر من نویز سنسورای مادون قرمزه که دقیقا از نوع سنسورای کنترل تلوزیونن. اینا مزاحم سنسور من می شن و شکل موجشون پالسی با فرکانس 40khz هستن.
یک نویز دیگه هم نیوز خورشیده که نمی دونم چیکارش می شه کرد.
من می خوام نور دریافتی رک و پوسکنده بدون تاثر از نویز در خروجی قابل رویت باشه و از آخر پس از یه ذره تقویت به یک ولتاژ dc تبدیل بشه تا بفرستمش برای میکرو... شایدم بشه یا مدار لگاریتم گیر یا نمایی بزارم سر خروجی که دقت کار افزایش پیدا کنه.
حداقل ولتاژ خروجی باید 2 میلی ولت باشد و تغذیه هم 5 ولت. احتمال می دم
یک راهنمایی کنین من چه فیلتری چه سیستم تقویت کننده ای باید بزارم؟ چه قطعاتی باید استفاده کنم؟
در نظر دارم که فرستنده با فرکانس 500khz تا 1Mhz کار کنه.
یه ایده دیگه هم داشتم که تو همون شبیه سازیشم موندم. این که فرستنده پالسی کار کنه و وقتی فرستنده روشنه یک بار از ولتاژ ورودی نمونه گیری بشه و وقتی خاموشه یه جا دیگه نمونه گیری بشه و این دو نمونه ولتاژ تفاضل گیری بشن و خروجی یکم تقویت بشه. من نتونستم همچین چیزی طراحی و شبیه سازی کنم.
ممکنه به یک لیزر قوی تر احتیاج باشه؟ من با سنسورای مادون قرمزی که قبلا ساختم فکر کنم خوبه توانش.

[Aryan_M]

پاسخ : طراحی سنسور فاصله یاب نوری

با تشکر از همکاری صمیمانه اعضای انجمن... خودم مدارو طراحی کردم.
فقط یه نگاه بندازین ببینین می شه بهترش کرد یا نه.
اگه مشکل طراحی داره بهم بگین و من چند تا سوال هم دارم.
این مدار آشکارساز نور دریافتی از سنسور هست که یک سیگنال پالسی رو از نویز جدا کرده و 4 برابر تقویت می کنه و برای کار من ایده آل هستش.
من چند نمونه برداری باآنالیز پروتئوس انجام دادم و نتیجه گرفتم که این مدار تقریبا خطی عمل می کنه. فکر کنم 1% غیر خطی باشه و میزان غیر خطیش بخاطر قطعات مورد استفادس که من از روی تجربه ی کم همین قطعاتو می شناختم و گذاشتم تو مدار.
زمان پاسخ گویی مدار تقریبا 10 میلی ثانیه هستش و برای محکم کاری بهتره 20 میلی ثانیه صبر کرد.
تو این مدار خود سنسور و مدارات اسیلاتور و فرستنده و اتفاقاتی که رو نور میفته تا برسه به گیرنده بررسی نشده.
فرکانس کاری فرستنده 500khz در نظر گرفته شده که با فرکانسای معمول نوری مداخله نداشته باشه و پاسخگویی مدار سریع تر بشه البته یک دلیل غیر خطی بودن همین فرکانس نسبتا بالاست.
اساس کار این مدار این گونست که وقتی فرستنده روشنه یک بار از ولتاژ سنسور نمونه برداری می شه و وقتی فرستنده خاموشه هم یک بار نمونه برداری می شه و این دو ولتاژ اختلافشون گرفته می شه و 4 برابر تقویت می شه و به خروجی داده مِرِه که قراره بعدا در آینده توسط میکرو برای اهداف گوناگون اندازه گیری بشود.
من یک قطعه از مدارو نمی دونم چیکار کنم اونم 2 تا JFET که برای نمونه برداری ولتاژ استفاده شدن و باید خیلی فرکانس بالا باشن. MPF102 N-channel
http://www.fairchildsemi.com/ds/MP/MPF102.pdf
معادل این چیزی هست تو بازار؟ یا اصلا برای نبود معادل باید مکانیزمو عوض کنم؟
تصویر مدارو نمی تونم پلود کنم. به هیچ دیتابیسی دسترسی ندارم. اگه می خواستین همکاری کنین بگین که ایمیل کنم کل مدارو.