Cómo usar un fotodiodo para contar gotas de agua

Entonces, estoy haciendo un proyecto en el que un LED IR emite luz y, opuesto a ese LED IR, hay un fotodiodo (fotodiodo IR convencional, que se puede encontrar en una tienda normal).

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Entre ellos hay un tubo de vidrio largo con 2 agujeros a la izquierda y a la derecha (para tapar el fotodiodo y el led)

Cada vez que cae una gota de agua a través del tubo, la señal del fotodiodo cambia, por supuesto, y al detectar ese cambio podemos contar cuántas gotas de agua han pasado.

Lo que quiero preguntar es cómo usar un fotodiodo para realizar esta tarea. Quiero decir, ¿qué tipo de circuito debo usar para el fotodiodo? ¿Un amplificador de transimpedancia (TIA) es adecuado o no?

En situaciones como esta, siempre es recomendable conectar todo y jugar con la configuración. Use un osciloscopio para capturar lo que ve en el fotodiodo. Polariza el diodo de diferentes maneras.
Me pregunto si usar un circuito resonante podría funcionar mejor. Una gota de agua que pasa a través del espacio dieléctrico de un capacitor de placas paralelas debería cambiar la capacitancia dramáticamente. Sin embargo, nunca lo probé.

Respuestas (2)

Configure su tubo, su fuente de gotas de agua, el LED, el fotodiodo y un osciloscopio en este circuito

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Está buscando un nivel lógico en una propiedad analógica con muchas variables que podrían abarcar varias décadas sin un diseño cuidadoso.

Actual I F en el emisor, resistencia de ganancia de PD (0,5 mA/mW *R=V) o similar en un amplificador TIA con ganancia.

La mayor variable es la dispersión óptica alrededor de la gota de agua, a través del tubo ya través de la gota. Luego, la alineación de una pequeña apertura para restringir la dispersión a <<1 grado o lo suficiente para capturar la gota y el detector de DP.

Detalles de diseño

  • El emisor empotrado y el detector de DP son críticos para reducir la dispersión.

  • Usando un TIA, o un Rpullup lento de 1 ~ 10M a un búfer o comparador para revertir la PD polarizada a tierra. (asumiendo caídas lentas) -comience a tomar medidas para la distancia y luego la pérdida de ruta con el dispositivo a una distancia reducida

  • alinéelo para obtener la máxima variación de señal y use un comparador con xx% de histéresis o una puerta de activación Schmitt con 33% de histéresis si obtiene suficiente oscilación con ganancia y compensación ajustada con potenciómetros.

  • Con pruebas y prueba y error utilizando un tubo termocontraíble negro extendido sobre cada parte de 5 mm, puede hacer una abertura de 1 cm de largo y 5 mm de diámetro que puede reducirse a 2 mm (est.), que es aproximadamente el tamaño del chip en el interior.

  • El diseño es crítico para niveles lógicos estables y repetibles con buenos márgenes. es decir, del 10 al 90% de Vcc.

  • Es importante limpiar Vcc y pares trenzados con estrangulador CM para inmunidad al ruido.

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