Smartmeter - MT681 - Fehler beim IR-Lesen

VS1838B ist keine IR-Diode, sondern ein IR-Empfänger, der die 
Trägerfreqznenz filtert und das aufmodulierte Signal demoduliert, 
gedacht für Empfang von z.B. Signalen einer TV-Fernbedienung.

Smartmeter schrieb:
> ich habe jetzt eine andere Diode angeschlossen und mit Osci gemessen...
> Kann man da "B1" hex erkennen?

IrDA würde bei 9600 Baud mit 3/16 Pulsen arbeiten. Nur beim "0" Bit auf 
dem UAART wird ein Puls generiert.

Da müsste man mal etwas rein zoomen und die Pulslänge messen, aber es 
könnte ungefähr hinhauen.

Mach mal einen kleinen Schaltplan , wie du die Diode angeschlossen hast. 
Mit einem IR-Phototransistor und nem 10k Widerstand habe ich die IR 
Fernbedienung von meinem Sohn für sein Auto überprüft. Damit hatte ich 
am Rigol ein sauberes Rechteck Signal.

Gruß JackFrost

Bei Photodioden benutzt mnan sehr gern Transimpedanzverstärker (TIA), 
denn die bewirken eine I-U-Umwandlung. Der Photostrom wird also in eine 
Spannung gewandelt. Und zwar so, daß die Photodiode immer im 
Kurzschlußbetrieb läuft, also keinen Spannungshub sieht (Du hast 
dagegegen oben die Spannung der PD gemessen, was immer langsam ist). Das 
führt zu deutlich höherer Arbeitsfrequenz, und wird Dir dann auch 
einigermaßen saubere Rechteckimpulse liefern (bei den 9600Baud einfach 
realisierbar). Brauchst also nur einen OPV mit ein bißchen 
Ausenbeschaltung drumherum.
Aber für erste Tests kannste auch einfach einen R von paar 10kOhm der PD 
parallel schalten, und das Oszi in einen kleineeren Spannungsbereich 
umschalten, dann sollten die Impulse auch schon besser aussehen (wenn es 
nicht gerade eine großflächige Diode mit viel Sperrschichtkapazität ist)

Wenn du NPN Transistoren zuhause hast, dann kannst du auch den 
Empfangsteil eines Openv Optolinks nachbauen.
 https://github.com/openv/openv/wiki/LAN-Ethernet-&-USB-Kombiadapter ( 
unten rechts )

Mit was willst du dann einlesen ? Wenn dein uC schon Schmidt-Trigger 
Eimgänhe hat, dann kannst du den davor weglassen.

Gruß JackFrost

Übliche Allerweltsoptokoppler haben mit knapp 40kHz schon massiv 
Probleme - ganz so einfach, wie du es hier darstellst ist es also nicht.

Es gibt eigentlich immer mehrere Lösungen, wahrscheinlich bekommt man es 
auch nur mit 1 oder 2 passenden Widerständen hin. Bleibt aber frickelig. 
Exemplar- und temperaturabhängig, Abstand, Winkel etc.

Die beste Lösung (Kurzschlussbetrieb mit OP) wurde schon genannt, und 
einen LM358 sollte doch jeder rumliegen haben.

@ Smartmeter (Gast)

>Könnte jemand erläutern, wie die beste Lösung aufgebaut werden sollte?
>Wie soll die Diode mit dem OP LM358 verbunden werden?

So.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor#Konstantstromquelle_mit_Transimpedanzverst.C3.A4rker

Achtung, da fehlt noch die Stromversorgung des OPVs! Und 100nF an 
GND/VCC könnten auch hier nicht schaden.

Aber dann braucht man eine echte IR-Photodiode, keinen intelligenten 
Empfänger! Es gehen nahezu alle gängigen Photodioden, allerdings sind 
die mit einem IR-Filter im Vorteil, daß man das Umgebungslicht nicht so 
sehr abschirmen muss.

Z.B. BPW41N, BPV 10NF, BPW82 etc.

Wobei bei 9600 Baud ein PhotoTransistor + Arbeitswiderstand ausreichend 
ist. Was ist an der Lösung nicht OK? Man kann praktisch JEDES beliebige 
Gatter als Puffer verwenden.

https://wiki.volkszaehler.org/hardware/controllers/ir-schreib-lesekopf-ttl-ausgang

Und selbst der Schaltplan läßt sich noch vereinfachen. C1, T3 und R4 
kann man einsparen und direkt auf Gatter gehen. Für C3 reichen 100nF. 
Man kann einen einfachen 74HC14 nehmen, da hat man auch gleich 6 Gatter 
im IC, auch wenn man nur 2 braucht.

SFH 309 FA + Arbeitswiderstand, fertig.

@ Smartmeter (Gast)

>https://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsens...

>Es sieht jetzt mit einem lm358, 1MOhm Transistor

Wie meinen? 1MOhm Transistor?

>und 30pF viel besser
>aus. Vor allem die Spannungbereich hat sich deutlich verbessert.

Hmm, der OPV geht wahrscheinlich in die Sättigung, weil der Widerstand 
zu groß ist bzw. die Photodiode zuviel Strom liefert.

> Ich
>würde jedoch noch die Flanken verbessern, da gerade statt 10110001=B1
>eine 10100011=A3 gelesen wird. Soll ich die Kapazizät weiter verringern?

Erstmal den Widerstand. Denn der LM358 ist bei +5V als 
Versorgungsspannung nur bis ca. 3,5V normal arbeitsfähig. Also den 
Widerstand soweit senken, daß der HIGH-Pegel bis auf 3-3,5V geht. Dann 
hast du abver ein Problem mit einem nachfolgenden 5V CMOS-Eingang, der 
will meist ein gutes Stück über 3,5V für HIGH sehen (incl. Störabstand). 
Zum Testen kann man ja mal die Versorgungsspannung des LM358 auf 9V 
erhöhen (9V Block) Später kann man den OPV gegen einen TS912 tauschen, 
der kann Rail to Rail und bringt saubere 5V am Ausgang bei 5V 
Versorgung.

Aber auch 30pF sind bei 1MOhm eher zuviel, dort kommen eher 1-10pF zum 
Zug. Mit etwas Glück geht es auch ohne den Kondensator, weil der LM358 
von Hause aus recht gutmütg ist. Probier's aus. Wenn schwingt siehst du 
das auf deinem Oszi.

Bei 9600 Baud mit ~100us/Bit sollte man auf ca. 10us oder weniger 
Anstiegszeit kommen. Gerade die steigende Flanke ist bei dir noch viel 
zu lahm.

@smartmeter (Gast)

>Wie groß soll der Widerstand sein?

Kleiner als die jetzigen 1M. Sagen wir 470k oder 220k.

> Geht es um den Widerstand Parallel zur 30pf

Wir reden von dieser Schaltung.

https://www.mikrocontroller.net/wikifiles/6/68/Photo_diode_tia.png

Dort heißt der R1

>Kondensator, die zwischen OP Output und OP + angeschlossen sind?

Der heißt C1

>Hmmm. Momentan kämpfe ich warum auch immer an verschiedenen Fronten. Auf
>einmal muss ich die Diode sehr genau positionieren, da sonst kein Signal
>erkannt wird... ich dachte nicht, dass das ganze so schweirig wird...

Weil du das Rad neu erfinden willst. Der Volkszähler ist doch komplett 
und sehr einfach aufgebaut. Nimm den und dessen Bauteile. UNd selbst das 
geht NOCH einfacher ohne Leistungseinbußen.

Beitrag "Re: Smartmeter - MT681 - Fehler beim IR-Lesen"

@ Smartmeter (Gast)

>ich habe mit etwas kleineren Widerstand probiert

Wie groß ist der? (Mensch Leute, denkt ihr mal 1 Miunte mit, daß die 
"Anderen" nicht neben euch sitzen und hellsehen können?)

> (erstes Bild) und dann
>habe ich Kondensator rausgenommen (2-tes Bild).

Warum sehe ich da 3 Spannungspegel? Was hast du da gemacht?

>Verfügung stehen basteln, es scheint aber mit lm358 nicht wie erwartet
>funktionieren.

Es gibt Dutzende Gründe, warum das so nicht funktioniert.

@Smartmeter (Gast)

>> Warum sehe ich da 3 Spannungspegel? Was hast du da gemacht?

>frage mich auch...

8-0

>ich habe eigentlich nur den Kondensator rausgnommen.

Sieht nach Wackelkontakt oder so aus. Mach mal ein Bild von deinem 
Aufbau.

>Es könnte aber auch sein, dass die ir-diode nicht ausreichend Spannung
>liefert...

Die liefert Strom, keine Spannung, denn sie wird im Kurzschluß 
betrieben.

>ich versuche die Spannung der Diode auf Kanal2 zu messen...

Da wirst du rein gar nichts messen.

Volkszähler 2.0, einfacher geht es nicht mehr.

@Smartmeter (Gast)

>ich würde es so interpretieren. Decoder von Rigol kommt durcheinander,
>da es einen invertierten Signal erwartet. Wenn ich alle Bits invertiere,
>dann bekomme ich

>Ruhezustand Startbit Bits     Stopbit
>0           1        10110001 0

Ist invertiert, der Ruhezustand ist immer das Stopbit = 1 und das 
Startbit ist immer 0. Denn an der 1/0 Flanke erkennt der Empfänger den 
Zeichenanfang.

>dann ist es ok. Kann man das Schaltung so verändern, dass es invertiert
>ist?

Sicher, einfach R1 und PT1 vertauschen, dabei aber die Polarität von PT1 
beachten! Der Kollektor muss an VCC. Ich hab die Polarität aber 1:1 vom 
Volkszähler übernommen. Komisch.

@ Sam (Gast)

>Ok, super, danke.

Also geht es jetzt?

>kannst Du mir noch TXD Schaltung erläutern. Warum wurde 74HC14D 2 mal
>kaskadiert?

Damit sich die Invertierung aufhebt. Kann man auch anders machen, das 
ist nur eine von vielen Möglichkeiten.

> Würde da ein Transistor nicht ausreichen?

Ja, aber der "Trick" meiner Version ist, daß man nur ein IC braucht und 
nicht noch andere Bauteile. Wahrscheinlich ist auch die Polarität des 
Senders falsch, weil die Seite vom Volkszähler das noch mal extern 
invertiert.

Ich hab mal gegoogelt. So wie ich es sehe, ist der optische Ruhepegel = 
Licht AUS!!! D.h. die Treiber MÜSSEN invertieren. Siehe Anhang.

Die ultimative Sparvariante findet man auch im Anhang, wenn man das 
direkt an einen Mikrocontroller anklemmen will. Dann sollte man aber 
nicht zu lange Kabel zwischen Sensorkopf und Mikrocontroller haben, denn 
das ist besonders für den Empfänger ungünstig (Kabelkapazität, 
Einkopplung von Störungen). Ich sag mal 1m sollte noch OK sein.

@Smartmeter (Gast)

>Die Schaltung, die Du gemacht hast (Volkszaehler_2.0.sch). Kann man es
>mit eagle ausdrucken?

Sicher.

> Es ist nur vorderseite, oder?

Nein, das Layout ist zweiseitig.

>GRD muss ich auf der
>anderen Seite mit draht überbrücken?

Naja, kann man machen. Dann musst du aber alle Kontakte verbinden, die 
auf GND gehen.

Du musst vorher auf RATSNEST drücken, damit die Masseflächen berechnet 
werden. Links in der Menuleiste.

Ich hab die Schaltung mal nachgebaut, nur den Empfangsteil und genau die 
angegebenen Bauteile. Ziel: Die IR-Diode von einem eHZ empfangen.
Aber: Der SFH reagiert zu träge.

Mein Testimpuls kommt mit 9600 Baud 8E1 "0x55" (also im Prinzip 
Rechteck) von einem UART mit 5V, Vorwiderstand und einer SFH 4346 IR Led 
(Blauer Kanal) und ist direkt auf den Phototransistor SFH 309 FA 
gerichtet.

Roter Kanal ist im Bild 1 am Eingang vom 74HC14D gemessen, Bild 2 am 
Ausgang.

Wenn ich R1 verkleinere wird es zwar minimal besser aber eine halbe 
Bitzeit Verzögerung ist einfach zuviel. Ist die Schaltung ungeeignet?

Mit R1 von 680 Ohm statt 10k wie in dem Beitrag
Beitrag "Re: DTZ541 mMe Datenlogger mit ESP (WEB-Sicht)"
beschrieben klappt es nun, siehe Bild..
Maximalstrom durch den Phototransistor ist etwa 5 mA.