Фотодетектор сортирует объекты

NXP ICM7555

Журнал РАДИОЛОЦМАН, август 2019

Alan Erzinger

EDN

У большинства объектно-чувствительных систем возникают проблемы с обнаружением присутствия объектов. В системе на Рисунке 1 для облегчения проблем обнаружения объектов и их сортировки используется генератор. Генератор уменьшает мощность, рассеиваемую на фотодиоде, питая диод с коэффициентом заполнения 50%. Генератор также позволяет увеличить постоянную времени фильтра шумов на 50% и, кроме того, используется как шкала времени для сортировки объектов. Генератор прерывает питание фотодиода. Сигнал, принимаемый фотодетектором, представляет собой меандр; таким образом, фильтр может удалять оптический шум. Обычно фильтрация нужна тогда, когда свет проникает через крыльчатку на оптический детектор. При необходимости можно разместить полосовой фильтр последовательно с выходом транзистора Q3.

Схема генератора позволяет фотодетектору как подсчитывать объекты, так и сортировать их по размеру.
Рисунок 1. Схема генератора позволяет фотодетектору как подсчитывать объекты,
так и сортировать их по размеру.

Частота генератора ограничена двумя факторами: временем отклика фототранзистора и точностью системы обнаружения объекта. Для минимизации эффекта Миллера в транзисторе Q4 транзисторы Q4 и Q3 включены в каскодной конфигурации. Такое включение уменьшает время реакции оптической пары до наносекунд, позволяя сместить период генерации в субмикросекундный диапазон. Объекты на конвейерной ленте перемещаются с относительно низкой скоростью. Ожидаемое время нахождения t перед фотодетектором можно рассчитать по формуле

где

s – скорость конвейера в футах в секунду,
d  – размер объекта в футах.

Объект длиной 2 дюйма при скости движения ленты 3.5 фута в секунду перекрывает датчик на 47.6 мс. Если период импульсов генератора равен 250 мкс, объект перекрывает детектор в течение приблизительно 200 периодов, так что каждый период соответствует точности измерения длины 0.5%. Система распознает объекты двух типов: один длиной 2 дюйма, другой – намного длиннее, поэтому точности 0.5% более чем достаточно. Когда детектор разблокирован, доминирует инвертирующий вход компаратора IC1, и уровень напряжения на выходе IC1 низкий. Низкий уровень блокирует прохождение импульсов с выхода генератора на вход счетчика IC3. Блокировка детектора позволяет C3 зарядиться до 5 В через R6, и неинвертирующий вход IC1 становится доминирующим, давая разрешение началу отсчета. Когда детектор разблокирован, ждущий мультивибратор, образованный элементами R11, C5 и IC4A, формирует на входе IC2B импульс конца объекта. Передний фронт импульса этого мультивибратора запускает другой одновибратор, состоящий из элементов R12, C6 и IC4C, который формирует импульсы сброса счетчика IC3.

C4 и R6 образуют фильтр шумов, подавляющий короткие оптические помехи. Времена подобраны так, чтобы двухдюймовый объект выходил из области наблюдения детектора, пока оба сигнала на выходах счетчика Q6 и Q7 имеют высокий уровень. Когда импульс конца объекта совпадает с высоким уровнем на выходах Q6 и Q7 и низким уровнем на Q8, выход IC2B индицирует двухдюймовый объект. Это ситуация является единственным временным интервалом, которой может указывать на двухдюймовый объект. Если объект длиннее двух дюймов, уровень на выходе Q8 становится высоким, индицируя большой объект. Когда объект освобождает детектор, импульс конца объекта сбрасывает счетчик, подготавливая его к следующему циклу, а транзистор Q3 быстро разряжает конденсатор C4. При указанных на схеме номиналах компонентов система может распознавать объекты длиной от 2 дюймов с разрешением по длине 0.1 дюйма.

Материалы по теме

  1. Datasheet Intersil CA339
  2. Datasheet Texas Instruments CD4020B
  3. Datasheet Texas Instruments CD4082B
  4. Datasheet Texas Instruments CD4093B
  5. Datasheet NXP ICM7555
  6. Datasheet Honeywell SDP8406
  7. Datasheet Honeywell SEP8706

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Photodetector sorts objects

Цена ICM7555ICM7555 на РадиоЛоцман.Цены — от 8,56 до 60,62 руб.
21 предложений от 17 поставщиков
8-SOIC Микросхемы, упаковка Tape & Reel (TR) 2500шт. Минимум 2500шт.
ПоставщикПроизводительНаименованиеЦена
AliExpressICM7555 ICM7555IPAZ 7555 DIP-88,56 руб.
ДКО ЭлектронщикIntersilICM7555IBAZот 22,30 руб.
ЗУМ-СМДMaximICM7555ISA+Tпо запросу
ПолигонMaximICM7555ISA+ MAXIMпо запросу
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя