[galjoen 0]

Эта тема возникла при обсуждении измерителей уровня воды в разделе "для начинающих".

Суть идеи:

1) У светодиода, как и любого p-n перехода, изменяется падение напряжения в зависимости от температуры. Причём эта зависимость практически линейна. Т.е. светодиод без проблем можно использовать как датчик температуры.

2) При свечении светодиод нагревается. А светодиод, установленный на корпусе работающего блока, нагревается ещё и за счёт тепла "изнутри". Если светодиод нагрет до т-ры хотя бы 40 градусов, то при касании его пальцем он будет охлаждаться (как правило т-ра пальца 25..30 градусов).

3) Поняв, что происходит охлаждение светодиода, можно сделать вывод о касании его пальцем.

Т.о. светодиод, помимо своей основной функции, будет выполнять ещё и функцию кнопки. К сожалению только светящийся светодиод (например с надписью "Power"). И к сожалению, наверное, не будет работать при отрицательных т-рах.

 

Что-то подобное я уже делал. Там определялось кол-во тепла ушедшее в пациента до тех пор, пока его ощущения не станут неприятными. Это был такой диагностический параметр. Там в качестве нагревателя использовался ИК светодиод. А график изменения его т-ры задавался. Приходилось сначала измерять т-ру окружающей среды, постоянно измерять энергию подведённую к светодиоду, из этой энергии вычитать кол-во ушедшее на нагрев самого измерителя (был описан мат. моделью), а разница считалась ушедшей в пациента. В итоге всё замечательно работало. Даже написали статью об этом в журнале. Сейчас поищу pdf-ку, и если найду - выложу.

 

В данном случае задача гораздо проще, но и ресурсов для решения хочется затратить по минимуму. Во первых хотелось бы определится с типом светодиода. Д.б.: 1. небольшой (мала тепловая инерция), 2. не слишком яркий чтоб можно было без напряга смотреть при нагреве большим током, 3. выдерживал бы достаточно большой ток т.к. нужно греть - без этого работать не будет, 4. побольше падение напряжения чтобы уменьшить ток нагрева, 5. имел бы хорошую зависимость т-ра/падение_напряжения, 6. был бы распостранённым.

Ну а вообще - сначала хотелось бы определится с работоспособностью этого метода.

Поэтому предлагаю занятся опытами. Да, забыл сказать, что падение напряжения и соотв-нно т-ру мерять нужно на небольшом стабильном токе (1..2 мА) и желательно через фиксированный промежуток времени после окончания нагрева большим (20 ма?) током. Т.е. собрать что-то вроде такого: 7 милисек нагрев (20 мА), 3 милисек пауза (1 мА) для измерения. Потом по 2м замерам среднее - для подавления сетевой наводки. Осциллографом, кстати, отлично видно. Только в начале замерить падение при 20 и при 100 градусах для градуировки.

[Rst7 5]

А кто мешает измерять при токе 20мА? Ведь изменение падения от температуры - оно примерно одинаково при любых токах - ну, например, для кремниевых диодов примерно 2 мВ на градус.

 

Кстати, тут есть более знатная идея. Обратный ток от температуры зависит куда круче - в 2 раза на каждые 10 градусов.

 

Обратный ток неплохо будет измерять банальным способом - разряжая конденсатор и считая время.

 

Вот пока мои мысли. Прямое напряжение тоже нет проблем измерять. Видимо, неплохо это делать при помощи сигмадельта-АЦП, потому что разрядов много, помех мало. И для таких целей будет достаточно одного операционника в качестве интегратора (остальное софтом).

 

Стоп. Обратный ток отменяется. Это будет переплюнуто банальным фототоком от внешней засветки.

[galjoen 0]

А кто мешает измерять при токе 20мА? Ведь изменение падения от температуры - оно примерно одинаково при любых токах - ну, например, для кремниевых диодов примерно 2 мВ на градус.

При 20 мА полезный сигнал в % будет меньше. Т.е. переход будет нагрет измерительным током и его т-ра будет гораздо меньше зависеть от т-ры корпуса, а нас именно т-ра корпуса интересует. Поэтому и 3 милисек перед измерением для устаканивания я предложил.

Стоп. Обратный ток отменяется. Это будет переплюнуто банальным фототоком от внешней засветки.

Палец перекрывает внешнюю засветку... На этом принципе тоже можно сделать наверное...

 

Ещё жел-но балластный резистор вынести к самому светодиоду, чтобы подогревал его. В принципе можно и специальный нагревательный резистор там разместить (или тот-же балластный греть без включения светодиода). Тогда можно будет и на не включенный светодиод нажимать.

 

ИК диод я грел от генератора тока 400 мА (номинальный по паспорту 100), но ни одного выхода из строя по этой причине не было. Видимо из-за того, что я т-ру контролировал и больше 80 градусов не нагревал. Перед запуском нагрева сбрасывал интегратор напряжения (на операционнике) на ИК диоде. Нагрев прекращался по достижению этим интегратором уставки. Т.о. порция энергии - ток(стабильный)*напряжение*время - всегда была одинаковой. И можно было считать мощность.Хорошо бы и здесь так сделать. Для начала. Т.е. идти от сложного (точно работоспособного) к простому.

Вот ссылка на статью:

http://ryodoraku.reflexotherapy.ru/content/1449

 

Какой-нибудь МК в кач-ве базового нужно выбрать. Чтобы от его ресурсов плясать. ATmega48?

[Rst7 5]

При 20 мА полезный сигнал в % будет меньше. Т.е. переход будет нагрет измерительным током и его т-ра будет гораздо меньше зависеть от т-ры корпуса, а нас именно т-ра корпуса интересует. Поэтому и 3 милисек перед измерением для устаканивания я предложил.

 

Ах, ну да, ну да... Мы ж тепло перестаем генерировать... Согласен.

 

ATmega48?

 

Я думаю, не больше.

 

И можно было считать мощность.Хорошо бы и здесь так сделать. Для начала.

 

Тогда предлагаю банально. Генератор тока с выбором режимов 0ма,1ма,20ма. Падение напряжения на светодиоде - на вход сигмадельта-АЦП (точнее, его интегратора). Компаратор и счетчик - это внутри проца. К вечеру нарисую схему.

[galjoen 0]

Тогда предлагаю банально. Генератор тока с выбором режимов 0ма,1ма,20ма. Падение напряжения на светодиоде - на вход сигмадельта-АЦП (точнее, его интегратора). Компаратор и счетчик - это внутри проца. К вечеру нарисую схему.

Придётся ещё какой-то ключ ещё вводить, чтобы интегратор интегрировал только тогда, когда 1 мА (подавать на 1 милисек в конце периода в 10 милисек). И всё управляется от ШИМ. И на ШИМ-же сделать ЦАП для генерации опорного напряжения соответствующего 100 градусам. И относительно этого напряжение на светодиоде мерить. Я правильно понял? Или вы хотите напряжение на светодиоде относительно земли мерить? Поэтому сигмадельта, а не двойного интегрирования? Чтобы мощность поданную на светодиод считать?

 

Есть ещё вариант использовать внутренний АЦП с усилителем на ОУ (для т-ры). И его-же без усилителя для мощности. И вычитать из напряжения на светодиоде ту-же постоянную составляющую, соответствующую 100 градусам (условно), сформированную ШИМ.

 

А я завтра срочно в Москву в командировку до середины след. недели уезжаю. Сегодня в спешке готовлюсь. Поэтому пока не смогу участвовать. Начиная с завтрашнего обеда - точно не смогу.

[Tanya 4]

Предложение.

Ставится два одинаковых СМД светодиода симметрично с двух сторон печатной платы - или на одну сторону один над другим.

Еще два резистора - мост - (усилитель) компаратор.

Еще вопрос интересный - если долго-долго трогать грязными руками светодиод, через какое время он сотрется?

[MaslovVG 0]

А вы учли тепловую инерцию светодиода. По моему время реакции такой кнопки будет несколько десятков секунд.

[Гость @Ark]

Наверное, нужно не светодиода касаться, а контактной площадки, непосредственно к которой припаян его вывод. Так будет лучше. Площадку можно сделать в виде кнопки, даже покрыть тонкой пленкой... Из-за значительной площади, при прикосновении/отпускании будет резко меняться режим теплоотвода... Тогда может что-то и получиться из этой затеи...

[Rst7 5]

Придётся ещё какой-то ключ ещё вводить, чтобы интегратор интегрировал только тогда, когда 1 мА (подавать на 1 милисек в конце периода в 10 милисек). И всё управляется от ШИМ. И на ШИМ-же сделать ЦАП для генерации опорного напряжения соответствующего 100 градусам. И относительно этого напряжение на светодиоде мерить. Я правильно понял?

 

Пусть все время измеряет. И при токе 20ма, и при токе 1ма. Конечно, результаты мы попользуем по отдельности. Кстати, надо бы с битностью АЦП определиться. 12 бит на 2.5 вольта входного размаха, я думаю, самый раз (примерно вверху диапазона будем, под 2 вольта на диоде падает). Кстати, о сетевой помехе.. Плохой это план некруглое число периодов замерять. Предлагаю греть 10мс, измерять 20мс. Это 33Гц, вроде сильно мерцать не будет.

 

Из АЦ-ресурсов контроллера задействуем компаратор на сигмадельта-АЦП и обычный канал АЦП, по которому будем удерживать требуемый ток на светодиоде (там для простоты пропустим результат сравнения значения АЦП с порогом через RC-фильтр и дадим на затвор полевичка, а в истоке у него будет токоизмерительный резистор).

 

В общем, схему на бумажке я набросал, завтра наверное для простоты душевной возьму и спаяю. Не, нарисую, выложу, потом спаяю. Потом сделаю софт, который нам согласно предложенного алгоритма померяет все, выдаст большому брату и будем смотреть и крутить.

[E1962 0]

Наверное, нужно не светодиода касаться, а контактной площадки, непосредственно к которой припаян его вывод. Так будет лучше. Площадку можно сделать в виде кнопки, даже покрыть тонкой пленкой... Из-за значительной площади, при прикосновении/отпускании будет резко меняться режим теплоотвода... Тогда может что-то и получиться из этой затеи...

Ещё лучше и проще (следуя вашей логике) убрать светодиод.При наличии площадки он явно не нужен.

Светодиод в пластмассе-как от него тепло забирать?У пластика плохая теплопроводность.

Если греть обычный светодиод током больше допустимого-то через некоторое время он станет тусклее светить,а потом просто сгорит или ,если ему будет лень сгрорать,то кристал оторвет от вывода.

[Гость @Ark]

Ещё лучше и проще (следуя вашей логике) убрать светодиод.При наличии площадки он явно не нужен.

Светодиод в пластмассе-как от него тепло забирать?У пластика плохая теплопроводность...

Это Вы какой-то своей логике следуете, мне не понятной...

Я, как раз, и предлагаю забирать тепло от кристалла не через пластмассу, а через металлический вывод - что значительно эффективнее.

[muravei 3]

2) При свечении светодиод нагревается.

При дуновении ветерка- охлаждается. :)

Я бы подумал , как использовать тот факт , что в живом пальце пульсирует кровь, и, значит, можно попробовать уловить ИФКр. Или может на отражение. Короче , чтобы от разных зомби не срабатывало. :)

[DEM_ALEX 0]

Если "нажимать" на всетодиод типа "индикатор POWER", то ничего не выдет. Наружу выдедена пластмассовая часть диода, которая чтобы остыла от соприкосновения с пальцем нужно достаточно много времени. Пластик плохо проводит тепло. Если тольлко взять старый светодиод в металическом корпусе. И то от кристала диода до корпуса тепло будет долго передаваться.

Ткань человека нагревается не от тепла корпуса светодиода, а от поглощенного света ИК диода.

[sensor_ua 0]

На светодиодах делают "кнопки" на фотоэффекте - во 2-м посту вроде об этом речь. Одно но - при использовании светодиода в качестве фотодиода наилучшая чувствительность смещена по спектру относительно спектра излучения

http://laser.physics.sunysb.edu/~tanya/report2/

http://www.robotroom.com/ReversedLED.html

http://itp.nyu.edu/physcomp/sensors/Reoprts/LEDAsPhotodiode

LED Multi Touch Panel

[galjoen 0]

Из опыта обращения с тем прибором, на статью о котором я давал ссылку:

1) Закрывали ИК диод непрозрачной для инфракрасного света плёнкой (смотрели через прибор ночного видения) грел точно так-же. Закрывали и металлической фольгой - без разницы - по ощущениям незаметно. В ИК там от силы 5% мощности преобразуется.

2) Если коснуться диода плотно, то насколько бы мало время этого касания не было (меньше 1/10 секунды рука не позволяет) всё равно на графике отлично видно. Хотя с запаздыванием. Но срабатывание-то будет.

 

Не известно отчего светодиод перегорает. Толи от тока, толи от общего перегрева (перегрев перехода?). Если от перегрева, то его не будет т.к. будем т-ру кристала контролировать. И мой опыт работы с ИК диодом это подтверждает. Да и у обычных диодов кратность тока в импульсном режиме не менее 10.

 

Насчёт 2-х одинаковых светодиодов и резистивного моста сам хотел предложить. Но опередили. Молодец, Tanya. Но ставить второй светодиод просто на плату и включать посл-но с кнопочным. Вместо мат. модели его использовать. А разница т-р в этом случае не важна. Нас всё равно динамика интересует. Тогда и подведённую энергию считать не нужно. Ток можно нестабильный исп-ть и т.д.

 

А мерить я предлагал 1 раз в 10 милисек. Т.е. 2 раза за 20 (50 Гц). И усреднять по 2-м замерам. Т.е. результат почти тот-же, что и в течении 20 милисек непрерывно мерить.