Fotodiod-LED Servo (2 / 3 steg)

Steg 2: konstruktion

Denna krets är i allmänhet ständigt jämföra signalen från en fotodiod med en signal om att du bestämma och justera utspänning till LED att göra dessa två signaler lika. Denna krets kan bäst förstås av compartmentalizing dess olika funktioner.

Den översta grenen är associerad med en fotodiod, op-amp, R1 och R2 upprättar Vphoto, signalen från fotodiod. Notera, att denna spänning blir negativt eftersom strömmen flödar från + 15V till marken, och sedan måste släppa över R1. Med hjälp av ett större motstånd kommer att leda till en mer negativ V foto som är lättare att arbeta med.

Den nedre grenen förknippas med potentiometern R4 är där du ställa in och justera din originalplan spänning vinst. Potentiometern är helt enkelt en spänningsavdelare och op-amp är en efterföljare som stabiliserar vinst.

Nu, om du analysera hur Vphoto och vinst är anslutna i samband med R5 och kondensatorn, du känner igen avsnittet summering. Här, - Vphoto och V uppsättning kommer att producera nuvarande i proportion till deras spänning på grund av faktumet att R3 = R4, dessa strömmar kommer att lägga till på korsningen, och denna aktuella kommer sedan släppa över R5. Det är viktigt att komma ihåg att med sådan design, produktionen av dessa typer av somrar är –(A+B). Denna spänning är därför –(-Vphoto+Vset) eller Vphoto-vinst som visas på bilden. Kondensatorn fungerar här som ett lågpassfilter med en 3dB punkt av 1KHz att minska effekten av fladdrande ljus från laboratoriet som påverkar fotodiod.

Den sista delen av denna krets är där servoing äger rum. För att förstå servoing, måste man förstå negativ feedback. Detta används för mekaniska, biokemiska, och många andra program. Det betyder bara att produktionen av ett system motsätter sig de tidiga stadierna av samma system. Som nämnts ovan är syftet med denna krets är att hålla Vphoto lika med vinst, eller med andra ord Vphoto - vinst = 0. Nu, eftersom den tillverkade spänningen påverkar Vphoto – V vid inverterade indata av sista op-amp, detta är en form av negativ feedback. När op-förstärkaren negativt utfodring tillbaka, anpassas den tillverkade spänningen så att de två ingångarna är lika. Eftersom icke inverterade indata är marken, kretsen kommer att ändra utspänningen LED fram till Vphoto-vinst = 0 och systemet är stabilt.

Det är viktigt att notera att när du försöker testa din krets, bara för att lysdioden dämpas när det närmar sig fotodiod, det inte betyder att din krets är servoing ordentligt. Det bästa sättet att bekräfta att din krets fungerar är att använda ett oscilloskop mäta Vphoto-vinst och se till att det förblir noll som LED förändringar närheten till fotodiod. Det faktum att Vphoto och Vphoto-vinst är lättillgängliga och lätta att mäta är en av fördelarna med denna setup.