Jak zasilić wzmacniacze operacyjne w projekcie czujnika IR bez napięcia symetrycznego?

wlasnie konstruje robota mobilnego i min. chce zaladowac na niego czujniki odleglosci dzialajace w podczerwini. moj pomysl puki co wyglada tak:
- generator 4047 wyzwalany programowo daje mi sygnal powiedzmy 10kHz (wazny jest tu sygnal o okreslonej czestotliwosci, zeby go odroznic od tla)
- wzmacniam to na BD136 i zasilam dwie diody IR L53F3BT
- odbity sygnal wylapuje fototranzystorem L53P3BT
//tu zaczynaja sie schody:-(
- wzmacniam ten sygnal na wzmacniaczu/ach operacyjnym/ych np. TL07x, ktore jednoczesnie pelnia role filtru pasmowego, filtrujac sygnal uzyteczny o f=10kHz (myslalem tez o ukladzie wielostopniowym np. konwerter prad-napiecie, dalej filtr/y, wszystko na tychze wzmacniaczach)
-podaje syganl na wejscie analogowe w ATMega 16, a daj juz z gorki

Problem: Calosc zasilam akumulatorem 12V + 5V ze stabilizatora dla ATMegi. wzmacniacze wymagaja napiecia symetrycznego, a wolalbym uniknac stosowania dodatkowej przetwornicy na -12V, wiec chcialem to zasilac 0-12V ze sztuczna masa np.6V. tyle, ze sygnal za wzmacniaczem tez bedzie odniasiony wtedy do 6v, a atmega mierzy w zakresie 0-5V. nie chce stosowac prostego rozwiazania-potencjometru(widzialem gdzies cos takiego:-), zeby nie zawezac zakresu pomiarowego pretwornika do np. 2-4V

cienki jestem z elektroniki, grzebie w ksiazkach, ale tam albo kosmos, albo podstawowka (wzmacniacz odwarajacy i nie-, i tyle)

jakby ktos mial pomysl na uklad wzmacniania sygnalu lub ewentualnie na prosty przetwornik 12/-12V o dosc duzej wydajnosci (czujnikow ma byc 8) (wiem, ze np. na max 775 mozna zrobic, ale nie moge dostac) lub moze inne wyjscie, ktorego ja nie dostrzegam, prosze o odpowiedz

obiecuje w razie czego podzielic sie wynikami + tym co juz zrobilem/zrobie w przyszlosci

Przecież są od tego gotowe scalone czujniki podczerwieni, jak TSOP itp.

Odległości nie określisz za pomocą takiego czujnika, to nie ultradźwięki gdzie wystarczy mierzyć czas, jedyne co określisz to ewentualną obecność przedmiotu, ale też nie wiadomo gdzie.

10Khz to za dużo dla przetwornika w atmedze który wyciągnie maksymalnie 15ksps

Poczytaj o gp2d12, kosztuje okolo 50zl, jest to gotowy miernik odleglości, posiada wyjście analogowe, napięcie proporcjonalne (nie wprost) do odleglości przedmiotu.

McRancor napisał:

Przecież są od tego gotowe scalone czujniki podczerwieni, jak TSOP itp.

OK. ale TSOP i inne tego typu scalone odbiorniki podczerwieni sa przeznaczone do transmisji danych i pod tym katem sa optymalizowane (maja dynamiczna regulacje wzmocnienia, ktore dopasowuje sie do poziomu sygnalu urzytecznego) ale do okreslenia wielkosci sygnalu odbitego od przeszkody sie nie nadaja. tez o tym kiedys myslalem:-)

McRancor napisał:

Odległości nie określisz za pomocą takiego czujnika, to nie ultradźwięki gdzie wystarczy mierzyć czas, jedyne co określisz to ewentualną obecność przedmiotu, ale też nie wiadomo gdzie.

wiec tak:
- fotodioda emituje sygnal;
- sygnal odbija sie od przeszkody i wraca do fototranzystora
- im wiecej go wroci, tym wiekszy fotoprad w detektorze (w przyblizeniu proporcjopnalny do odleglosci)
taki rozwiazania juz sa i dzialaja, ale nikt sie nie dzieli takimi informacjami i dlatego musze to robic od zera

McRancor napisał:

10Khz to za dużo dla przetwornika w atmedze który wyciągnie maksymalnie 15ksps

10kHz to czestotliwosc kodowania sygnalu urzytecznego. jest to konieczne, zeby odroznic ten sygnal od zaklocen (zaklocenia maja jakies wlasne czestotliwosci, ogolnie inne niz nasz sygnal, wiec filtrujac 10kHz mozemy miec nadzieje, ze zmierzymy to, co nas interesuje). na wejsciu atmegi jest juz zdekodowany sygnal ciagly(np. po przejsciu przez prostownik jednopolowkowy i kondensator wygladzajacy tetnienia)

a tak przy okazji, to pomiar przez atmege mam zamiar robic z jakas 100Hz. robot nie rozpedza sie do nie wiem jakich predkosci, a sto odczytow na sek to i tak nadmiar.

wiem, ze brzi to jak wymadrzanie, ale co nieco juz wiem i mam juz przemyslana koncepcje. chodzi mi w tym momencie glownie o sam wzmacniacz sygnalu.
ale dzieki za odpowiedz:-)

paw789 napisał:

Poczytaj o gp2d12, kosztuje okolo 50zl, jest to gotowy miernik odleglości, posiada wyjście analogowe, napięcie proporcjonalne (nie wprost) do odleglości przedmiotu.

w sumie jest to mysl, choc troche drogo (na robocie ma byc 8 czujnikow = 400pln, a juz kilka stowek w nim utopilem).
ale dzieki:-)

Dodano po 18 [minuty]:

w zasadzie to z tymi poziomami sygnalu dam sobie rade. jesli na wysciu ze wzamcniacza dam diode odcinajaca gorna polowke sygnalu, powinienem dostac sygnal z zakresu 0-6V (jesli zalozyc sztuczna mase w polowie miedzy 0 i 12V). potem wystarczy dac to na dzielnik napiecia i mamy 0-5V. wejscie analogowe w atmedze ma wystarczajaco duza impedancje, zeby nie wprowadzac znieksztalcen.
teoretycznie:-)
wiec gdyby ktos wiedzial o czyms o czym ja nie wiem, a mogloby to zmienic sytuacje, to prosze o info

a tak przy okazji, to zna ktos jakas platforme do symulacji ukladow analogowych? bylo by milo. probowalem w symulinku, ale chyba nie tedy droga

Cytat:

a tak przy okazji, to zna ktos jakas platforme do symulacji ukladow analogowych? bylo by milo. probowalem w symulinku, ale chyba nie tedy droga

Simulink raczej do tego nie sluzy;) sprobuj Multisim, calkiem dobry program do symulacji, choc ja w nim tylko przerzutniki testowalem.

Cytat:

taki rozwiazania juz sa i dzialaja, ale nikt sie nie dzieli takimi informacjami i dlatego musze to robic od zera

Jak zrobisz to się pochwal, dzisiaj mierzyłem różnicę sygnału z czujnika sharpa, w zależności od rodzaju powierzchni na którą pada światło, jeśli ten czujnik daje się zmylić przez różne powierzchnie, to zapomnij że fotoprąd będzie miał jakikolwiek większy związek z odległością, chyba że zastosujesz zawsze taki sam materiał w takich samych warunkach oświetleniowych - wtedy tak.

Samo modulowanie nie wyeliminuje do końca promieniowania tła, pojawi się problem nieliniowości. Zmodulowany sygnał będzie trzeba filtrować i uśredniać, bo jak podasz bezpośrednio sygnał 10Khz na przetwornik dostaniesz sieczkę a nie wiarygodny odczyt

Jeśli chcesz stosować taki czujnik w robotach sumo - nie sprawdzi się, jeśli w specyficznych warunkach jest szansa, ale każda powierzchnia da zupełnie inny odczyt i dokładnośc będzie niewielka

wcale mi nie potrzeba jakiejs super dokladnosci, a raczej informacji, czy przeszkoda jest blisko( wtedy robot ma odpowiednio zareagowac), czy daleko (wtedy ma nie zwracac na nia uwagi)
swiadom jestem tez koniecznosci filtrowania i demodulacji sygnalu (zreszta juz o tym wspominalem)

rzecz w tym, ze nie mam doswiadczenia ze wzmacniaczami operacyjnymi

widze to w ten sposob:
- przedwzmacniacz zaraz za fototranzystorem, o mozliwie duzej impedancji wejsciowej, wiec pewnie w ukladzie nieodwracajacym. nie wiem, czy zastosowac zwykly wtornik napieciowy, czy dodatkowo wzmocnic sygnal juz w tym stopniu
- filtr pasmowy duzej dobroci. drogiego rzedu powinien chyba wystarczyc
- demodulator (dioda germanowa + rownolegle modulator)
- wzmacniacz koncowy rozszerzajacy zakres napiec wyjsciowych. jak bedzie trzeba dodatkowo wygladzic sygnal, to mozna z niego zrobic wzmacniacz dolnoprzepustowy.

a co do roznych absorpcyjnosci powierzchni przeszkod, to zdaje sobie z tego sprawe. uciazliwe, ale do przejscia. poprostu bialych przeszkod robot bedzie bal sie bardziej niz czarnych. jak sie go dobrze zaprogramuje, nie powinien wpasc na zadna z nich. i o to chodzi

jakby ktos mial dostep do charakterystyk czujosci fototranzystora L53P3BT (zaleznosc miadzy moca oswietlenia a wielkoscia fotopradu) bylbym wdzieczny

McRancor napisał:

jeśli ten czujnik daje się zmylić przez różne powierzchnie, to zapomnij że fotoprąd będzie miał jakikolwiek większy związek z odległością, chyba że zastosujesz zawsze taki sam materiał w takich samych warunkach oświetleniowych - wtedy tak

Otuż to!
Przykladowo w przypadku Khepery, gdzie zastosowano stosunkowo tanie czujniki odbiciowe, jest zalecany
(do kupienia oczywiscie u producenta Khepery ;> )
specjalny papier/tworzywo na wykladanie scian "srodowiska" w jakim ma sie robot poruszac.
Charakterystyka czujnika na etapie projektowania robota byla zbierana na tym papierze.
Przy innym tworzywie na scianach jest juz nieprzewidywalnie, nawet w kategoriach blisko/daleko.