Jump to content

    

Водяной счетчик с оптическим датчиком (зеркальный диск)

Водяной счетчик с зеркальным диском для съема данных. Три фотодиода ловят отражение от осветителя. На польском форуме (картинки по ссылке в свободном доступе) нашел картинку промышленной накладки для счетчика.  Хочу попробовать сварганить свою читалку.

 

Пробую разобраться с подключением фотодиодов. Верхний вывод МК, резистор, диод, нижний вывод МК, и непонятная RC цепочка. Помогите, пжлст.

 

А ещё по транзисторам. Правый транзистор под блоком фотодиодов управляет светодиодом. А левый зачем?

Если кто знаком с применяемыми в таких вещах алгоритах считывания данных - буду рад услышать. Упор на экономию энергии, отсеивание засветки, автокалибровка под мутное стекло/севшую батарею.
 

v1.png

2_1697519.jpg

1_1749978.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

По моему пониманию, конденсатор интегрирующий, R2 токоограничительный при разрядке интегратора. Разряжаем через "mk_bottom" логическим уровнем, затем в режим ввода ADC, через какое-то время считываем, что там набежало.

А конкретные времянки лучше, наверное, вживую подсмотреть. Весьма вероятно что там адаптивная скорость семплирования, ради экономии.

 

Edited by rx3apf

Share this post


Link to post
Share on other sites

2 фотодиода - для определения направления вращения диска.

1 - "дежурный", возможно импульсы синхронизации с диска (надо знать какие отр. элементы есть на диске, сколько "дорожек") - дает прерывание на контроллер, по 

которому он "просыпается" и начинает опрашивать 2 "счетных" фотодиода в "неэконом" режиме.

RC - фильтрация от ВЧ наводки-помехи.

"Кролика" подключать на осцилограф или лог.анализатор, иначе - сплошные (и не особо полензные) догадки.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

надо знать какие отр. элементы есть на диске, сколько "дорожек"

Зеркальный диск с темным сектором 120 градусов.
Светодиод платы над центром диска становится.

Когда срисовывал схему вх. цепи, меня озадачил R2. За эти дни додумался, что он может выступать ограничителем тока разряда конденсатора.

Придумал вариант считывать значения без АЦП: запускаем счетчик, зажигаем светодиод, включаем заряд конденсаторов (всех сразу); начинают заряжаться конденсаторы, при выстреливании единички на нижнем входе (триггеры Шмитта на входах нам в помощь) запоминаем значение счетчика.
Дальше смотрим на соотношения значений и выясняем, где темный сектор. Нам нужны относительные значения яркости - вот их и получаем.
Надо проверить в железке.


 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Достаточно логичные предположения, может быть и в самом деле обошлись без использования ADC (но тут только гадать, у используемого контроллера ADC есть, на используемых для сенсоров ногах есть входы ADC).

Для определения направления в принципе достаточно двух датчиков, но встречаются варианты и с тремя, логика обработки проще и надежнее.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я бы извлек один из предполагаемых фотодиодов, напредмет выяснения что это именно фотодиод, а не фото-транзистор.

Конденсатор, возможно, запитывает фотодатчик между циклами имп.питания светодиода.

Схему запитки светодиода  тоже имеет смысл разрисовать, тк он один из основных потребителей электричества в таких девайсах

(наряду с кварцевым генератором 32768 часиков в процессоре)

Маловероятно в этом случае, на плата может быть многослойной.

ps

слева - чип радиотрансивера ?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Слева, по идее, радиотрасивер.

Он малоинтересен. меня эта плата заинтересовала в надежде отреверсить малопотребляемый алгоритм вращения диска (120градусов черноты и и 240 зеркальный)

Если вы можете нарисовать схему питания светодиода и найти, куда заюзать второй транзистор, ... это было бы здорово. Я не смог найти решения.

Share this post


Link to post
Share on other sites

"Левый" транзистор, похоже, управляет "правым" (его коллектор идет на базу правого, или сток на затвор, не понять, кто там). Может быть, если зарегистрироваться на польском форуме и выкачать картинку, будет лучше качество, хотя вряд ли. Достоверно отреверсить времянки (равно как и порядки номиналов) все равно не удастся без физического доступа к такому считывателю. А о логике все равно придется догадываться. У TI, помнится, была аппликуха водосчетчика, там опрашивалось три сенсора для определения направления вращения. Логику можно попробовать там посмотреть...

 

А, тут мишень уже с пересчетного механизма, крутится не особо быстро. Так что можно достаточно медленно и печально опрашивать. Дальше - что-то типа автомата состояний, с выходами 0,+1, -1.

Edited by rx3apf

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, rx3apf said:

. . .  У TI, помнится, была аппликуха водосчетчика, там опрашивалось три сенсора для определения направления вращения. Логику можно попробовать там посмотреть...

TIDM-FRAM-WATERMETER  и APPNOTE  - можете подсмотреть там в описании основы по энергосбережению, схемотехнике и софту (есть исходник на С) для подобных девайсов. Процессор малопотребляющий MSP430.

.  Вообще обратите внимание на Texas - у них по сравнению с STM качество и количество документации как небо и земля, в частности application notes.

Зайдите ТУТ и введите "Meter"

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, AndryG said:

. . . . меня эта плата заинтересовала в надежде отреверсить малопотребляемый алгоритм вращения диска (120градусов черноты и и 240 зеркальный)

Если вы можете нарисовать схему питания светодиода и найти, куда заюзать второй транзистор, ... это было бы здорово. Я не смог найти решения.

Для рисования схемы нет желания, если честно. Хотя неоднократно такое проделывал, но на экране и по качественным фото.

По Вашим фото это очень затруднительно, к томуже не видно обратной стороны платы. (надо сделать фото компонентов и обратной стороны в одном масштабе, затем отзеркалить Piant-ом обратную сторону, и дальше - все просто)

Предлагаю Вам самое простое и информативное, как для начала. Выводите из счетчика 2 проводка от светодиода и снимаете осцилограмму в режиме останова и в режиме вращения.

Интересны моменты начала вращения после останова  и  останова после вращения.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Йо-хо-хо! Пока только эмоции. Детали днем )

___

" Возникла проблема при загрузке файла. -200 " это чем картинки не нравятся?1.thumb.png.a68c0d0a1e6c3b32d5589a07ee53284d.png

262.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
В 23.01.2019 в 21:46, AndryG сказал:

Слева, по идее, радиотрасивер.

Он малоинтересен. меня эта плата заинтересовала в надежде отреверсить малопотребляемый алгоритм вращения диска (120градусов черноты и и 240 зеркальный)

Если вы можете нарисовать схему питания светодиода и найти, куда заюзать второй транзистор, ... это было бы здорово. Я не смог найти решения.

3 фотодиода, 1 светлячок, крутиться диск разбитый на 3 равных сектора по 120 градусов.

Диод над которым находиться тёмный сектор поймает меньше всего света. Скорее всего работает дискретно, без АЦП, возможно через компаратор.

Энкодер такой, давайте ждём, делитесь выводами :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Задачка обрела несколько направлений/вопросов:
 - радиус установки фотодиодов и их ровная установка. Сейчас они вписаны по контуру диска. Один канал даже ловит прохождение стрелочки (в темном секторе которая). Остальные вроде ровно выглдят, но "стрелочку не ловят" и для красивого графика платку нужно выгибать и "искать позу". В общем надо порешать, насколько близко сводить стоит фотодиоды и решить с ровной их установкой.

- очень дает знать о себе боковая засветка на фотодиоды. Если засветка получается в основном качественная до 50-100 (k170) (здесь и далее это в ед. АЦП. 0 - светло, 1023 - темно), то затемнение в среднем 400-500 (1к7). Серый канал получилось затемнить лишь одев на фотодиод шору в виде трубочки из консервной крышки :)
Пробовал одеть шоры на остальные фотодиоды. Затемнение улучшилось до 900ед (15k7), но засветка стала вообще печальная - криво диоды стоят.

- остановлюсь на алгоритме с подсчетом времени заряда конденсатора. Надо определиться с параметрами измерительной цепи: RC, время заряда чтобы уверенно и с запасом отловить фазу и это всё с микропотреблением

 

Столь красивый график получился лишь при "шоре" на сером канале и долгом подборе положения платки. Повторить и закрепить так и не получилось ( Но я не отчаиваюсь )

Один из вариантов для крепления диодов высверлить для них посадочные места в ИК-непрозрачном материале. Вот только ничего найти под рукой не могу. Лишь кусок оргстекла ) Попробую и с ним. Наверняка боковая засветка будет дикой.

 

___

P.S.

Контроллер будет avr. Я знаю, что это нифига не микропотребление ну и фиг с ним. Заот они у меня есть и я их немного знаю.

2.png

Фото-0266.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Интересно почему выбрали такую интересную схему энкодера для счётчика.

В чём собственно её выгода ? 

Share this post


Link to post
Share on other sites

1. Судя по осцилограмме, это фототранзисторы ("засветке" в 360-120 градусов соответствует ноль). Это "к сведению".

2. Уменьшите ток светодиода - засветка будет меньше. Не исключаю, что он у Вас светит раз в 10 сильнее необходимо-достаточногог.

3. Материал "против ИК" - дюраль :) 

4. Чтобы не было засветки, фотодатчики надо поместить в непрозрачный тубус, например из фольги. Чем длиннее эта трубка - тем меньше будет засветка.

Выточите из дюраля "бочку" по диаметру посадочного места и около 1 см. высотой. В ней - отверстия по кол-ву фотодатчиков.

В нужных местах просверилте "колодцы" для фотодатчиков. Светодиод должен быть рядом с диском. Хотя может и так будет работать, за счет засветки в пластике.

Эконом-вариант - выточить из оргстекла. Каналы фотодатчиков обернут изнутри фольгой.

Если нет задачи экономить батарейку - достаточно 2 фотодатчиков.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now