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Hallo Forum,

ich würde gerne eine 10x10 Matrix aus Fototransistoren(SFH 300, NPN-Fototransistor) auswerten.
Der Transistor der am stärksten Aussteuert soll Kodiert an einen µC "gemeldet" werden (8 bit CMOS-Eingang). Außerdem soll der "Analogwert" des Transistors ebenfalls im µC ausgewertet werden.
Irgend eine Idee wie das Problem zu lösen sein könnte?

Gruß

Mohrfeus

» ich würde gerne eine 10x10 Matrix aus Fototransistoren(SFH 300,
» NPN-Fototransistor) auswerten.
» Der Transistor der am stärksten Aussteuert soll Kodiert an einen µC
» "gemeldet" werden (8 bit CMOS-Eingang). Außerdem soll der "Analogwert" des
» Transistors ebenfalls im µC ausgewertet werden.

HI,
Wenn Du den Fotosensor aus der Matrix herausfiltern möchtest, der gerade am hellsten beleuchtet wird, dann ist das ein mindestens 2x10-faches Komparatorengrab mit 2-stufigen Zeilen-Spalten-Multiplexer.

Einfacher könnte es mit einem ATMEL-uC gehen.
Mit einem Baustein aus der 4066-CMOS-Serie (es gibt da einen 16fach-analog-Schalter - 10 verwendet) werden die Spannungen der Forotransistoren über Dioden entkoppelt jeweils einer Zeile (10) an den Analog-Eingang des uC geschalten.
Über einen Digital-Multiplexer (1 aus 10) werden die Eingänge (Emitter) der Fototransistoren auf High oder +Ub 5V gelegt. Der Kollektor geht über einen Widerstand (z.B. 10k) fest nach Masse. Am Kolletkor befindet sich eine Diode (K) - die Anoden (A) werden zu je einer Zeile zusammen geschalten.

Der uC wählt also eine Spalte an und legt auf diese die 5V. Danach wählt er eine Zeile an und mißt den Analog-Wert.
Der Maximal-Wert, die gefundene Zeilen und Spaltenadresse wird in einem Register gespeichert und dient dem Vergleich mit den nächsten Zeilen/Spalten-Messungen.
Vielleicht kann das der vorhandene uC schon als zusätzliche Aufgabe übernehmen. Ansonsten wird über einen 2. Port ein 8bit-Wort (BCD-gepackt) ausgegeben, das den gefundenen Zeilen-Spalten-Wert für den nachgeschaltenen uC darstellt.

CU
Stef

» HI,
» Wenn Du den Fotosensor aus der Matrix herausfiltern möchtest, der gerade
» am hellsten beleuchtet wird, dann ist das ein mindestens 2x10-faches
» Komparatorengrab mit 2-stufigen Zeilen-Spalten-Multiplexer.
-->ja das hab ich auch schon ausgeschlossen
»
» Einfacher könnte es mit einem ATMEL-uC gehen.
» Mit einem Baustein aus der 4066-CMOS-Serie (es gibt da einen
» 16fach-analog-Schalter - 10 verwendet) werden die Spannungen der
» Forotransistoren über Dioden entkoppelt jeweils einer Zeile (10) an den
» Analog-Eingang des uC geschalten.
-->yep. Den Tip hab ich gebraucht!

» Über einen Digital-Multiplexer (1 aus 10)
-->ich nehme an du meinst Demultiplexer, oder?

werden die Eingänge (Emitter)
» der Fototransistoren auf High oder +Ub 5V gelegt. Der Kollektor geht über
» einen Widerstand (z.B. 10k) fest nach Masse. Am Kolletkor befindet sich
» eine Diode (K) - die Anoden (A) werden zu je einer Zeile zusammen
» geschalten.
-->jetzt bringst mich durcheinander. Ich dachte der Kollektor ist der "Eingang" am FT? http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0207012.htm
»
» Der uC wählt also eine Spalte an und legt auf diese die 5V. Danach wählt
» er eine Zeile an und mißt den Analog-Wert.
» Der Maximal-Wert, die gefundene Zeilen und Spaltenadresse wird in einem
» Register gespeichert und dient dem Vergleich mit den nächsten
» Zeilen/Spalten-Messungen.
» Vielleicht kann das der vorhandene uC schon als zusätzliche Aufgabe
» übernehmen. Ansonsten wird über einen 2. Port ein 8bit-Wort (BCD-gepackt)
» ausgegeben, das den gefundenen Zeilen-Spalten-Wert für den
» nachgeschaltenen uC darstellt.
-->ne das passt schon. Das müsste mit dem µC gut gehen.
Also vom Prinzip her ist es klar. Lediglich die Beschaltung des FTs ist mir noch nicht 100% schlüssig. Ich hätte jetzt den Kollektor auf 5V, den Emitter über Widerstand auf Masse. Die Diode mit der Anode an den Emitter und die Kathoden zusammengeschalten auf den Analogschalter.
Evtl. kannst du mir deine Beschreibung als Schaltbild zukommen lassen.
Vielen Dank auf jeden Fall schon mal.
Gruß
Mohrfeus
»
» CU
» Stef

» » HI,
» » Wenn Du den Fotosensor aus der Matrix herausfiltern möchtest, der
» gerade
» » am hellsten beleuchtet wird, dann ist das ein mindestens 2x10-faches
» » Komparatorengrab mit 2-stufigen Zeilen-Spalten-Multiplexer.
» -->ja das hab ich auch schon ausgeschlossen
» »
» » Einfacher könnte es mit einem ATMEL-uC gehen.
» » Mit einem Baustein aus der 4066-CMOS-Serie (es gibt da einen
» » 16fach-analog-Schalter - 10 verwendet) werden die Spannungen der
» » Forotransistoren über Dioden entkoppelt jeweils einer Zeile (10) an den
» » Analog-Eingang des uC geschalten.
» -->yep. Den Tip hab ich gebraucht!
»
» » Über einen Digital-Multiplexer (1 aus 10)
» -->ich nehme an du meinst Demultiplexer, oder?
»
» werden die Eingänge (Emitter)
» » der Fototransistoren auf High oder +Ub 5V gelegt. Der Kollektor geht
» über
» » einen Widerstand (z.B. 10k) fest nach Masse. Am Kolletkor befindet sich
» » eine Diode (K) - die Anoden (A) werden zu je einer Zeile zusammen
» » geschalten.
» -->jetzt bringst mich durcheinander. Ich dachte der Kollektor ist der
» "Eingang" am FT?

Seit wann ist beim Transi der Kollektor der Steuereingang,
außer bei einer Vergewaltigung?

Auch beim Phototransi ist es die Basis.

» http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0207012.htm
» »
» » Der uC wählt also eine Spalte an und legt auf diese die 5V. Danach
» wählt
» » er eine Zeile an und mißt den Analog-Wert.
» » Der Maximal-Wert, die gefundene Zeilen und Spaltenadresse wird in einem
» » Register gespeichert und dient dem Vergleich mit den nächsten
» » Zeilen/Spalten-Messungen.
» » Vielleicht kann das der vorhandene uC schon als zusätzliche Aufgabe
» » übernehmen. Ansonsten wird über einen 2. Port ein 8bit-Wort
» (BCD-gepackt)
» » ausgegeben, das den gefundenen Zeilen-Spalten-Wert für den
» » nachgeschaltenen uC darstellt.
» -->ne das passt schon. Das müsste mit dem µC gut gehen.
» Also vom Prinzip her ist es klar. Lediglich die Beschaltung des FTs ist
» mir noch nicht 100% schlüssig. Ich hätte jetzt den Kollektor auf 5V, den
» Emitter über Widerstand auf Masse. Die Diode mit der Anode an den Emitter
» und die Kathoden zusammengeschalten auf den Analogschalter.
» Evtl. kannst du mir deine Beschreibung als Schaltbild zukommen lassen.
» Vielen Dank auf jeden Fall schon mal.
» Gruß
» Mohrfeus
» »
» » CU
» » Stef

---
Hi Mohrfeus

Ist ein tolles Projekt.

Hm,
100 ADCs der Reihe nach abfragen. ok,
100 V->F Konverter und dessen Frequ. abfragen.

Matrixschalter mit sehr nieder ohmigen Ron, dann mit einem
ADC abfragen - wäre eher im Rahmen.

Ein paar von diesen MUX zB zur Matrix schalten.
http://www.intersil.com/products/deviceinfo.asp?pn=ISL84781
http://www.intersil.com/data/fn/fn6095.pdf

ein paar von diesen ADC:
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ads7957.pdf

Hier sind alles mit Microchips ADC 32x12bit:
http://www.microchip.com/ParamChartSearch/params.aspx?branchID=8099&mid=14&lang=en&pageId=75
Damit du auf deine 100 kommst, musst halt noch einiges an Mux vorschalten.

Der Rest ist Software, und das nicht zu knapp!

So oder so, es wird etwas aufwändig in der Forderfront.

Viel Spass beim Projekt.
Grüße
Gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» Seit wann ist beim Transi der Kollektor der Steuereingang,
» außer bei einer Vergewaltigung?
»
» Auch beim Phototransi ist es die Basis.
-->ganz meine Rede. Aber da bei der Photodiode die ich verwende kein Basis-Eingang vorhanden ist sondern die Basis nur per Lichteinfall gesteuert wird erübrigt sich das mit dem Eingang.

-->also nur mal zum nachlesen - er schrieb: Eingang(Emitter)....und das verwirrt mich. Aber ich bin auch ein Anfänger

» Hi Mohrfeus
»
» Ist ein tolles Projekt.
»
» Hm,
» 100 ADCs der Reihe nach abfragen. ok,
» 100 V->F Konverter und dessen Frequ. abfragen.
»
» Matrixschalter mit sehr nieder ohmigen Ron, dann mit einem
» ADC abfragen - wäre eher im Rahmen.
»
» Ein paar von diesen MUX zB zur Matrix schalten.
» http://www.intersil.com/products/deviceinfo.asp?pn=ISL84781
» http://www.intersil.com/data/fn/fn6095.pdf
»
» ein paar von diesen ADC:
» http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ads7957.pdf
»
» Hier sind alles mit Microchips ADC 32x12bit:
» http://www.microchip.com/ParamChartSearch/params.aspx?branchID=8099&mid=14&lang=en&pageId=75
» Damit du auf deine 100 kommst, musst halt noch einiges an Mux
» vorschalten.
»
» Der Rest ist Software, und das nicht zu knapp!
»
» So oder so, es wird etwas aufwändig in der Forderfront.
»
» Viel Spass beim Projekt.

-->das muss ich mir heut abend mal in Ruhe anschauen....war ein bisschen zu arg Telegrammstil für mich als Laien.

Trotzdem Danke.

Hi,
hab nochmal nachgesehen. Hatte mir fälschlicherweise PNP-Transistor gemerkt.

Es ist ja ein NPN-Fototransistor, von dem eigendlich nur die Foto-Diode (ohne Basis-beschaltung) verwendet wird.
Also ist es auch so, wie Du vermutet hast: +Ub über Multiplexer an Kollektoren einer Spalte, Emitter über je 1 Festwiderstand nach Masse.
Emitoren einer Zeile über Dioden an einen Eingang des Analog-Schalters aus der CMOS-Reihe (vgl. 4066). 10 Zeilen und 10 Spalten bilden.

Das bedeutet für die Software:
Initialisiere maxAnalogwert und Zeilen-Spalten-Index mit 0
Initialisiere Spalten-Zähler,
. Ausgeben Spalten-Code an digitalen Demultiplexer (1 aus 10)
. initialisiere Zeilen-Zähler
.. Ausgeben Zeilenkode an Analog-Schalter (4-bit)
.. lesen Analogwert
.. vergleiche Analogwert mit maxAnalogwert
.. wenn größer, dann Zeilen-Zähler / Spalten-Zähler in Zeilen-Spalten-Index ablegen und Analogwert in maxAnalogwert speichern.
.. increment Zeilenzähler
. loop Zeile
. increment Spalten-Zähler
loop
Ausgeben Zeilen-Spalten-Index



CU
Stef

» » Seit wann ist beim Transi der Kollektor der Steuereingang,
» » außer bei einer Vergewaltigung?
» »
» » Auch beim Phototransi ist es die Basis.
» -->ganz meine Rede. Aber da bei der Photodiode die ich verwende kein
» Basis-Eingang vorhanden ist sondern die Basis nur per Lichteinfall
» gesteuert wird erübrigt sich das mit dem Eingang.
»
» -->also nur mal zum nachlesen - er schrieb: Eingang(Emitter)....und das
» verwirrt mich. Aber ich bin auch ein Anfänger
»
---
Da hast ein Missverständis in deiner Überlegung.

Wennst dir die Erklärung in Ruhe durchliest, kommst drauf,
wie das zu verstehen ist.

Der Photostrom fließt auf die Basis-Kollektor Sperrschicht.
(die Sperrschichten im Transistor und wie sie funktionieren kennst ja, oder?)

Dabei wird der Laststromkreis verstärkend zwischen Kollektor-Emitter durchgeschaltet.
Wie ein ganz normaler Transistor.
Und der ist hier auch ganz normal zu beschalten.
Meist wird so ein Typ wie der BC547, sage ich mal auf die Schnelle, mit V irgendwas verwendet.
--> Datenblatt

Da gibt es auch die Kombi mit Photodiode und Transi in einem Gehäuse.
Da ist's so, dass der Strom durch die PH-D die Basis des Transi öffnet.
Mit dieser Kombi kannst dafür schneller schalten.
Diese PH-D wäre mit einem variablen Vorwiderstand vergleichbar.

Deine vorhin angedachte Schaltung wäre ein nicht verstärkender, schlichter einfacher Emitterfolger.
(K auf Plus, E_R gegen GND und Abgriff am E)

Im Endeffekt kommt es auch auf deine Anwendung an,
wie du deine Anschaltung machen willst.

Hm ---- optischer Sensor mit Richtungskennung - Bewegungsmelder, mit der Registrierung
in welche Richtung der Strizi geht?

Grüße
Gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» Hi,
» hab nochmal nachgesehen. Hatte mir fälschlicherweise PNP-Transistor
» gemerkt.
»
» Es ist ja ein NPN-Fototransistor, von dem eigendlich nur die Foto-Diode
» (ohne Basis-beschaltung) verwendet wird.
» Also ist es auch so, wie Du vermutet hast: +Ub über Multiplexer an
» Kollektoren einer Spalte, Emitter über je 1 Festwiderstand nach Masse.
» Emitoren einer Zeile über Dioden an einen Eingang des Analog-Schalters aus
» der CMOS-Reihe (vgl. 4066). 10 Zeilen und 10 Spalten bilden.
»
» Das bedeutet für die Software:
» Initialisiere maxAnalogwert und Zeilen-Spalten-Index mit 0
» Initialisiere Spalten-Zähler,
» . Ausgeben Spalten-Code an digitalen Demultiplexer (1 aus 10)
» . initialisiere Zeilen-Zähler
» .. Ausgeben Zeilenkode an Analog-Schalter (4-bit)
» .. lesen Analogwert
» .. vergleiche Analogwert mit maxAnalogwert
» .. wenn größer, dann Zeilen-Zähler / Spalten-Zähler in
» Zeilen-Spalten-Index ablegen und Analogwert in maxAnalogwert speichern.
» .. increment Zeilenzähler
» . loop Zeile
» . increment Spalten-Zähler
» loop
» Ausgeben Zeilen-Spalten-Index
»
»
»
» CU
» Stef

--
High, die 4066 Schalter, bzw. Typen ähnliche, würde ich nicht nehmen.
(ist nur mal eine schnelle grobe Schätzung; Einschätzung)
--

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

-->ehrlich gesagt verstehe ich nicht was du mir jetzt anders erklärst als was ich nicht schon weis. Was genau stört dich an meiner Aussage. Evtl. dass ich Eingang geschrieben habe? Eingang war zugegebenermaßen das falsche Wort, aber deshalb hab ichs ja auch zwischen zwei " gesetzt.
Wie ein Transistor funktioniert, ist mir denke ich klar.

Wenn ich mich recht informiert hab, ist die Schaltgeschwindigkeit der Fotodiode zwar schneller, aber dafür ist sie nicht so empfindlich wie der Transistor. Und bei meiner Anwendung kommt es eher auf Empfindlichkeit als auf Geschwindigkeit an. Klar sollte die Auswertung keine 5 sek dauern, aber mit <100-200ms gebe ich mich zufrieden.
Vielleicht könntest du mir noch begründen warum du Analogschalter nicht verwenden würdest. Das würde mir weiterhelfen.
Und was den Anwendungsfall angeht liegst du nicht ganz falsch, aber es nicht um Personen sondern um Tiere.

Gruß und Danke

» -->ehrlich gesagt verstehe ich nicht was du mir jetzt anders erklärst als
» was ich nicht schon weis. Was genau stört dich an meiner Aussage. Evtl.
» dass ich Eingang geschrieben habe? Eingang war zugegebenermaßen das
» falsche Wort, aber deshalb hab ichs ja auch zwischen zwei " gesetzt.
» Wie ein Transistor funktioniert, ist mir denke ich klar.

Ne, gestört hats mich nicht
- Leider kann ich halt nur dass annehmen, was du schreibst,
auch wenn du's zwischen zwei " " setzt.

Aber ich habe durch deiner richtigen Bedenken herausgelesen, dass du die Funktion kennst.
Es war eh auch meine Annahme, dass da "Wortspiele" waren.
passiert mir auch öfter.......

»
» Wenn ich mich recht informiert hab, ist die Schaltgeschwindigkeit der
» Fotodiode zwar schneller, aber dafür ist sie nicht so empfindlich wie der
» Transistor. Und bei meiner Anwendung kommt es eher auf Empfindlichkeit als
» auf Geschwindigkeit an. Klar sollte die Auswertung keine 5 sek dauern, aber
» mit <100-200ms gebe ich mich zufrieden.

Die Ph-Diode ist zwar nicht so empfindlich, im ersten Moment gedacht.
Weil sie benötigt einen nachfolgenden Transistor zur Verstärkung.
Das ist mit dem Ph-Transi bereits vorhanden - eben durch
dessen Aufbau schon - also 2 Bauteile in einem.
Das im Link wo du dein Fragezeichen hattest ist weiter unten das Ersatzbild.

Ähnlich ist auch mit einem Schottkytransi - Schottkydiode
über B-C, dann hast quasi einen Schottkytransistor.
Zumindest mit dieser Geschwindigkeit.
Im Genauen ist doch noch ein kleiner Unterschied vorhanden.- ok, anderes Thema.


» Vielleicht könntest du mir noch begründen warum du Analogschalter nicht
» verwenden würdest. Das würde mir weiterhelfen.

Meine Gedanken lagen eh so in dieser Richtung - schnell - messen, viele Stück....
Mit meiner ersten Einschätzung ist eine Matrix, so wie
el-haber vorschlug nicht gut.

Und zwar der R-on vom 4066 ist im Messkreis des Transistors.
so ein R-on ist rel hochohmig und wird aber mitgemessen.
Der hat bei 5V Versorgung so um die 200 Ohm und variert stark.
Du willst ja den Photostrom messen, ok, grob, aber immmerhin.
Der Arbeitspunkt ist anders, als wenn der Kollektor direkt auf plus ist.

Was aber machbar wäre ist, nach dem Abgriff vom Emitter einen Schalter reinsetzen.
Der PIC Controller braucht einen Serien-R kleiner 10k für das
Aufladen seines Messkondensators im ADC.
Mehr als 10k soll es nicht sein.
Der R stellt auch die Ladegeschwindigkeit ein.
Der ADC im PIC braucht normal bis zu 13 Zyklen + Setupzeiten, die auch mit dem R beeinflußt werden.
Das Konvertieren brauchst so ca. 17uS/ bei 20MHzTakt, --im Handbuch die genaue Formel.
Schau mal in das Mid-range-Handbuch Nr. 33023a von Microhip.
Beim Atmel ists ähnlich.




Also, der Transi hier wäre dein Phototransi.
Geht am Emitter runter auf GND.
Quer geht 3k3 (der notwendige Rv-ADC) über den Siliconschalter (hier von Analog mit Ron so 40 Ohm) zum
ADC vom PIC oder Atmel.
Quer runter geht noch ein pull down (R7).
Das andere rundherum ist nur für die Simu.

Ungefähr so oder so ähnlich stelle ich mir das vor.
Nun - 3 Stk 32er (plus 1x 16er) MUX - kommst auf deine über 100 Eingänge gehend zu einen ADC im Controller.
Da kannst nun parallel gesteuerte oder seriell gesteuerte Mux verwenden. - zB zwecks Pin sparen.

---> Das ist nur mal eine Simu, jedoch sollte sie so funktionieren.
Die 3k3 für den Rv-ADC ist beim PIC der kleinste, den du nehmen kannst, falls dieser Pin ein Programmierpin ist.
Sonst geht ICSP mit dem ICD nicht.
Die beiden 100k (R2 und R7) sind hier mal in der Simu.
Wirst wahrscheinlich anpassen müssen, und ich würde gleiche Werte nehmen, dann brauchst nur /2 (fast, weil 3k3+40 quer sind) bei eingeschalteten Schalter rechnen.
Diese hochohmigen sind dafür nur eine kleine Last für den Ph-Tr und ADC, dazu allfälligen Programmer.
Manual lesen!

Damit ist der R (R-on,mux + Rv <10k) quer auf der Spannungseite.
--->
Außerdem würde es mit dem 4066er ein IC Grab werden.

Hier eine Mux-Möglichkeit:
mit ser. Interface
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADG725_731.pdf
oder mit par. Int.
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADG726_732.pdf

3Stk von denen und du bist bei 96.
Das spart Pins vom Controller, die brauchst lediglich
für die Dekodierung bzw. für den Interface-Bus.

Das ratterst runter, rein in eine Speicherzelle (100Stk. Speicheradressen als Tabelle) zur Weiterverarbeitung.
Dann die Rechnereien. 17uS+.+.+.+.+.+

» Und was den Anwendungsfall angeht liegst du nicht ganz falsch, aber es

Tja, net schlecht geraten

» nicht um Personen sondern um Tiere.

Wo ist der Unterschied?

»
» Gruß und Danke

detto Grüße
Gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"