Hallo,
ich möchte eine 8x8 Fototransistor-Matrix bauen und habe einen
Prinzipschaltplan gezeichnet, den ich diesem Posting angehängt habe.
Ich hab hierfür die Schaltung verwendet, bei der am Emitter des
Fototransistors ein Widerstand hängt, an dem eine zum Lichteinfall
proportionale Spannung abfällt, d.h. ich muss die Helligkeit messen und
mir reicht kein digitales Schaltverhalten.
Weiß jemand, ob ich das so machen kann, oder ob ich Probleme kriegen
werde, wenn z.B. mehrere Transistoren beleuchtet werden und ich über
Zeilen- und Spaltenansteuerung aber nur einen selektiert hab. Ist es
möglich, dass die anderen dann das Messsignal beeinflussen oder soetwas?
Würde mich über Feedback freuen!
Grüße,
Gast
Ach, vlt noch etwas zur Schaltung außenrum und wieso ich
Fototransistoren verwende.
Registriert werden soll ein Signal mit 40kHz, das von LEDs ausgestrahlt
werden, die direkt neben den einzelnen Fototransistoren sitzen. Die LEDs
sind quasi in die Matrix mit eingearbeitet, d.h. sie hängen an den
gleichen Zeilen, haben aber zusätzliche Spaltenansteuerung. Es handelt
sich praktisch um eine interaktive 8*8-Matrix, bestehend aus LED und
Fototransistor.
Das Ganze ist auf einer Fläche von ca. 300*300mm angeordnet.
Ich dachte mir, dass die Variante mit den Fototransistoren
störunempfindlicher ist, weil die Signal bereits vom Transistor
verstärkt wurden und sich dann weniger in die Signalleitungen einkoppeln
kann, weil sie nicht so hochohmig sind, wie bei Photodioden.
>Ist es>möglich, dass die anderen dann das Messsignal beeinflussen oder soetwas?
Ja logo ist das möglich. Stell dir einfach alle beleuchteten
Transen als Kurzschluß vor. Da ist nichts mehr mit auswerten.
Warum die Spalten zweimal muxen, erstmal mit den Schaltern, dann mit dem
A/D-Multiplexer?
Wegen der Rückwirkung über beleuchtete Transistoren ist folgendes
Verfahren
wohl besser:
An den Spalten der Matrix, wo jetzt die Widerstände sind, die
Spaltenschalter setzen. Die 4 Spalten-Ausgänge führen dann zusammen auf
einen Widerstand, dessen Spannung an den A/D-Wandler geführt wird.
Eventuell müssen noch Dioden in Reihe mit den Kollektoren geschaltet
werden, damit Kurzschlüsse über beleuchtete Transistoren verhindert
sind.
(Inter-)Aktive Matritzen kann man auch mit LEDs alleine und ohne
Fototransistoren aufbauen. Dafür wird die sich ändernde
Sperrschichtkapazität bei (vornehmlich roten) LEDs bei wechselnder
Beleuchtung zur Messung herangezogen.
http://cs.nyu.edu/~jhan/ledtouch/ledtouch.mpg
@Travelrec:
> (Inter-)Aktive Matritzen kann man auch mit LEDs alleine und ohne> Fototransistoren aufbauen. Dafür wird die sich ändernde> Sperrschichtkapazität bei (vornehmlich roten) LEDs bei wechselnder> Beleuchtung zur Messung herangezogen.>> http://cs.nyu.edu/~jhan/ledtouch/ledtouch.mpg
Ja, das kannte ich schon. Die Sache mit den LEDs funktioniert bei mir
nicht wirklich gut. Wenn man mal LEDs gefunden hat, die tatsächlich die
eigene Wellenlänge auch wieder empfangen können, ist der Fotostrom aber
so gering, dass man Schwierigkeiten hat es auszuwerten. Ab ca. 1cm
überhalb der LED geht dann garnichts mehr, da hat man mit Fotodioden
weniger Probleme, da sie mehr als die 10fache Empfindlichkeit haben.
Das größte Problem bei der LED Variante ist aber, dass das zu empfangene
Licht von den Nachbar-LEDs zur Verfügung gestellt wird, also reflektiert
werden muss. Wenn die LEDs aber 37mm auseinander sind, wie es bei mir
der Fall ist, dann reflektiert da bei weitem nicht genug, d.h. ich würde
pro Feld sowiso eine LED als Sender und noch eine als Empfänger
brauchen. Dann kann ich aber auch gleich eine LED und eine
Fotodiode/transistor verbauen, weil's egal ist.
Die LED-Variante hab ich also bereits ausgeschlossen, weil ich das als
erstes probiert hatte.
Grüße,
Gast
Nur, um sicherzugehen:
Die Schalter für die Zeilen dürfen digital arbeiten, also zwischen VCC
und 0V umschalten.
Die mit "MUX" zusammengefassten Schalter müssen analoge Signale, nämlich
den Fotostrom bearbeiten.
Eigentlich sollten im Schaltplan die Zeilenschalter in einem (digitalen)
MUX zusammengefasst werden, während die Spaltenschalter als (analoge)
Schalter gezeichnet sein sollten.
> 40kHz
Vergiss es, nimm Photodioden.
Die werden zwar in Sperrichtung betrieben und Licht lässt dann Strom
fliessen, daher eigene sie sich nicht zur Matrixverschaltung wie LEDs,
aber 8 Analogmultiplexer CD4051 werden dich kostenmässig nicht
umbringen.
Ich hab eine SFH309 getestet, ob damit 40kHz noch erkennbar sind und ich
denke, dass es locker ausreichen sollte.
Ein BPW40 scheint sogar noch eine schnellere An- und Abstiegszeit (3µs)
zu haben und ist mit einer cut-off-Frequenz von 150kHz angegeben.
Wieso also nicht Fototransistoren verwenden?
Grüße,
Gast
Guten Morgen nochmal,
mittlerweile hab ich die Fototransistor-Matrix aufgebaut und prinzipiell
lässt sie sich auf diese Art und Weise multiplexen. Die Fototransistoren
sind für die Taktfrequenz auch schnell genug.
Was mir aber aufgefallen ist: Die Fototransistoren scheinen in der
Empfindlichkeit sehr stark zu streuen.
Ich hatte mir beim Reichelt "SFH 300 3/4" besorgt und könnte es sein,
dass man da Transistoren mit unterschiedlichen Empfindlichkeiten - eben
in Empfindlichkeit 3 oder 4 - bekommt?
Grüße,
Gast
Hallo,
wahrscheinlich ja. -> du kriegst alles was oberhalb einer bestimmten
Empfindlichkeit liegt ohne Grenze nach oben.
Auch innerhalb einer Gruppe schwankt die Empfindlichkeit um Faktor 2.
Weshalb wir früher die Fototransistoren für Messanwendungen nochmals
paarweise selektiert haben.
Weitere mögliche Fehlerquellen:
Ausrichtung des Transistors. (sowohl das Gehäuse als auch Chip innerhalb
Gehäuse).
Eventuell zu kurze Wartezeit nach Umschalten des Multiplexers. (Umladung
der Kapazitäten).
Hallo Anja,
danke für deine Hinweise.
Es scheint tatsächlich zu sein, dass die SFH300 sehr stark schwanken.
Ich hab die dann irgendwann gegen BPW40 ausgetauscht und festgestellt,
dass es mit denen wesentlich gleichmäßiger ist (obwohl sie nochmal
billiger sind).
Immer gut, wenn man verschiedene Typen bestellt, die man dann
vergleichen kann :)
Grüße,
Gast
matrix.png
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