MyPhotometrics: Photodiodenverstärker Pro-хувилбар: 6 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

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Саурон Плюс байсан уу?

Sauron Plus нь Pro-Version 4-Channel Photodiodenverstärkers Sauron, der mithilfe von geeigneten Photodioden Strahlungsleistung einer Lichtquelle erfassen kann-ийг үзэх боломжтой. Sein Eingangsstrombereich von 20 nA- 5120 nA reichte allerdings nur für Lichtquellen geringer Intensitäten aus. Fung die Messung von Lasern war is deshalb notwendig spheelle Sphäre aus LEGO zu verwenden, die die Intensität abschwächte und damit eine Übersättigung des Messinstruments verhinderte. Мэргэжлийн хувьд Zwecke бол Lösung nicht оновчтой.

Die Pro-Version Sauron Plus нь 1000 м-ийн зайтай бөгөөд энэ нь 50 мА байна. Diese хувилбар нь Anschluss von nur einer Diode vor, myed фото зургууд нь MyPhotometrics Photo-Rack-ийн бодит хувилбар юм. Mit Sauron Plus бол үнэхээр гайхалтай зүйл юм.

Онцлох зүйлс:

• Eingangsstrombereich 20 nA - 50mA ·
• Auflösung 10-20 бит
• 1 - 1024 мс -ийн интеграцчлал

Анвендунген:

• Чанарын хяналт
• Бүрэлдэхүүн хэсгүүд
• Лебенсауэртест
• Фотометр
• Эрчим хүч
• …

Photodiode -ийг ашиглан Messung der Strahlungsintensität erfolgt -ийг сонгоорой, дараа нь Strom -ийг ашиглах боломжтой болно. Weomsere Verarbeitung diees Stromsignals, Bausteine -ийг сонгоно уу. Нөгөөтэйгүүр, конденсаторууд, мөн Frequenz -тэй холбоотой бүх мэдээллийг өөрчилж болно, гэхдээ энэ нь маш олон янз байдаг. Давтамж хувиргагч руу хүчдэл оруулах нь маш сайн үр дүнтэй байдаг. Diese Frequenz kann von dem Mikrocontroller erfasst werden werden. Энэ нь Frequenz -ийн хувьд хамгийн чухал зүйл юм.

Зааварлах зааварчилгаа нь Herstellung der Hardware болон нас барахад зориулагдсан болно. Firmware програмыг хурдан шуурхай ашиглах боломжтой бол Arduino (Pinbelegung beachten), Beispiel-LabVIEW ™ -Нэмэлт програмууд. Einatz von Sauron PLUS -ийн Хөдөлмөр эрхлэлтийн талаархи ойлголтууд.

Эхэлцгээе…

Алхам 1: Aufbau Und Funktion Des Boards

Goldfarbene Buchse (1) нас барна уу. Буухиа (2) нь Varianten Sauron (Боловсрол) ба Pro-Variante Sauron Plus-ийн үндсэн хувилбарууд юм. Mithilfe des hier verwendeten Arduino Nano (3) нь нас барсан Шальтерын антейербар юм. Der Aufbau der Education Version is bereits in dem Instructable erklärt und befindet sich in dem grün markierten Bereich.

Энэ нь Signalstärken von mehreren vA meh es notwendig das Signal der Diode noch vor дер eigentlichen Messung zu dämpfen гэсэн дохио юм. Трансимпеданзверстэркер (TIA) (4). Энэ бол Messsignal mithilfe einer Widerstandskaskade (5) хамгийн том нь Ausgang maximal 100uA fließen юм. Die Ansteuerung des TIA (Wahl des Messbereichs гэх мэт) нь Arduino und einen CMOS Multiplexer (6) -г ашиглана уу.

Sauron Plus буруугаар нөлөөлөх нь Strahlungsintensität mithilfe eines oszillatorischen Messverfahrens. VFC (давтамж хувиргагч, zu deutsch auch U/f- Wandler) (7). Als Referenzspannung diann die Spannungsquelle (8), die als schwarzen Block auf der Platine erkennen kann. Шалгах 15V нь 1: 1 Spannungsteiler auf die Hälfte abgesenkt werden. Үр дүн нь 7, 5V байгаа эсэхийг шалгаарай. Die Spannung liegt am "Threshold" -Eingang and. Der Comparator vergleicht diese mit der Spannung, die "Comp_Input" -Eingang anliegt.

(Hinweis: Wo genau sich diese Eingänge befinden, saur im sauronPlus.sch nachvollziehen.)

Sobald eine höhere Spannung als 7, 5V анлигад, VFC -ийн стандартад нийцсэн, Strond, Kondensator C5 (9) зэрэг болно. Үйлдлийн системүүд (10) нь C5 -ийг нэгтгэсэн болно. FIAßt jetzt Strom aus dem TIA, wechselt die Eingangsspannung des Integrators are die Polarität und der Kondensator entlädt sich. Ausgangsspannung, "Comp_Input" -ийн VFC -ийн үндсэн хэсэг, живэх. Тайлбарыг буцааж англи (Америкийн Нэгдсэн Улс) руу орчуулах уу? Durch diesen Vorgang oszilliert Spannung, Ladungsspitzen erkennbar sind. Ардуино Нано худалдаж аваарай. Хамгийн их оролт (бүрэн хүрээ) von -10V am Eingang des Integrators нь VFC, Frequenz von 100 кГц. Stromstärke das Entladen des Kondensators -ийг сонгоно уу, энэ нь Stromstärke -ийн үр дүнд Frequenz wieder юм.

Пост-шүүлтүүр (11) -ийн Glätten der Referenzspannung und Potensiometer (12) -ийг ашигласнаар оффсетыг сонгоно уу. Außerdem befinden sich mehrere Schutzvorrichtungen auf der Platine, beispielsweise Dioden (13), stromen schützen. Алхам-доош хөрвүүлэгч (14) нь 15V нас барсан байна.

Hinweis: Diese Funktionsbeschreibung is a grob zusammengefasst, to die Die Beschreibung der komplexeren Funktionen den Umfang dieses Instructables can be here. Wif sich tiefgehender över die Signalverarbeitung mittels VFC beschäftigen möchte, kann folgende Seiten besuchen:

• U/f_Wandler
• Datenblatt LM331AN

Алхам 2: Benötigte Bauteile, Platine Und Zubehör

Анхаарах зүйл бол Bauteile benötigt, энд großteils bei dem Anbieter Farnell erhältlich sind. Fur das Hochladen des bereitgestellten Warenkorbs is eine Register auf der Seite www.farnell.de notwendig. Jetzt muss die Datei BOMPLUS.xlsx heruntergeladen und unter "Meine Bestellungen" - "Stückliste hochladen" ausgewählt werden. Der Warenkorb автоматаар автоматаар ажиллах боломжтой.

Warenkorb нь Bauteilmengen -ийг үл тоомсорлож, Саурон Плюс дээр дурдсан болно. Wir empfehlen jedoch die Stückzahl einiger Komponenten zu erhöhen. Teilen, die bei der Verarbeitung schnell verloren gehen können (Widerstände, Kondensatoren) нарын ард алтан алтаар үхдэг.

Unter OSH Park is die die Bestellung der Platine mit dem Button Захиалга өгөөрэй. Sauron+.brd файлыг ажиллуулахад илүү тохиромжтой бөгөөд PCB-Fertiger нь Auftrag geben дээр байрладаг.

(Hinweis: Diese Platine kann auch für das Laserleistungsmessgerät als Alone-Lösung genutzt werden, Anschlüsse für das Display and den Joystick bereits vorhanden sind.)

Weutere notwendige Bauteile синдромд:

• Der AS89010 der Firma asm Sensors Germany wird bislang direkt vom Hersteller geordert. Der Verkaufspreis (Stand Mai 2017) нь Einheit -ийн 6, 97 еврогийн үнэтэй. Aufgrund firmeninterner Umstellungen gibt es den AS89010 allerdings schon bald bei arrow.com oder futureelectronics.com.
• 2x der Arduino Nano (Nano Atmega 328P) z. B. 5 еврогийн үнэтэй байх ёстой (Зөвлөлүүд юу хийхээ мэдэхгүй байна.

(Hinweis: Es kann bei Bedarf auch ein Arduino Nano für das Board Board, the ein anderer Controller for the messdatenaufnahme eingesetzt werden. Dafür kann ein fastinebebiger Arduino verwendet werden. Die Anpassung der jeweilnie gwo-déngelle pengu débelle débléngelle débelle déléngelle. Тайлбарыг буцааж англи (Америкийн Нэгдсэн Улс) руу орчуулах Орчуулах Bei der Erstellung diees Projekts wurde jedoch auch hier ein Arduino Nano ausgewählt.)

• Die SMA- Buchse, die Stiftleisten (4x) und ein übriger Widerstand (1x) z. B bei mouser.de
• Koaxialkabel RG174 zB. bei voelkner.de
• Kbrint Kleinteile: 3, 3uF Kondensator (4x), das Relay und eine 100uH Spule (2x) z. B. beigikey.de

(Hinweis: Sicher gäbe es einige Bauteile, die a hier extra aufgeführt sind, auch bei farnell.com. Bauteile-ийн алдаанууд иймэрхүү байдлаар харагддаг, Aufwand bei unterschiedlichen Distributoren zu bestellen Preis-Leistchin-thung) mglicherweise nicht beachtet wird, is dier die Abweichung eines Bauteils vom angegebenen Messwert in Prozent. Нас барсан нь Qualitätsmerkmal, manchen in Bereichen der Schaltung von Sauron Plus байсан nicht zu umgehen ist.)

Prinzipiell is the jegliche Урлаг, гэрэл зургийн систем нь Messsystem -ийн хамгийн том хувилбар юм. Нутцунг фон Диоден дер Типенийг эмпфехлен нас баржээ

• BPX61 эсвэл бусад
• OSD-50-5T

Die BPX61 is die kostengünstige Lösung, die für einfache Anwendungen und Versuche ausreicht.

Dioden Typ, OSD-50-5T, zeichnet sich nicht nur durch ihre exzellente Empfindlichkeit aus, sondern leider auch durch einen sehr hohen Preis. Анжеботе, з. Б. Ebay, AliExpress usw., zu finden. Eine kurze Recherche dazu lohnt sich. Die Diode eignet sich mit einer aktiven Fläche von 50qmm for Messungen mit einer direktor Einstrahlung der Quelle, auf ohne Messkugel. Alerdings is die Die to beere bei bei leistungen to 1mW umbersättigt und übersteuert aus diesem Grund bei der Messung conventioneller Laserpointer. Die Verwendung der OSD-50 ist deshalb und aufgrund ihres hohen Preises nur für professionalelle/ semiprofessionelle Laboreinsätze zu empfehlen.

Алхам 3: Anfertigen Der Hardware

Zum Anfertigen der Platine дан ганц zhent mithilfe des Stencils Lötpaste auf die vorgesehenen Pads aufgetragen werden. Als Lötpaste empfehlen wir eine bleifreie Variante, z. B. SMD Solderpaste von Chipquik, zu verwenden, da ansonsten das Einatmen des entstehenden Rauchs beim Erhitzen gesundheitsschädlich wirken kann. Данах нь үл тоомсорлодог бөгөөд энэ нь маш их хэмжээний стеллен юм. Dabei sollte bei den kleinen Bauteilen begonnen werden, um das Bestücken einfacher zu gestalten. Zuletzt muss die bestückte Platine erhitzt werden, damit die Lötpaste die Bauteile and die Platine binden kann.

Die Lötung erfolgt idealerweise mit einem professionalellen Lötofen z. B. einem Dampfphasen Lötofen. Дахиад Anschaffung eines solchen Geräts sehr teuer is an empfiehlt sich beispielsweise eose kostengünstigere Lösung in Form eines Reflow-Kits, das von PCB Pool angeboten wird.

(Хинвэйс: Vergängerversion der Verstärkerplatine bot in auch die auch die impvisierte Variante der Erhitzung der Platine mit der Verwendung einac einfachen Herdplatte, zB einer Camping Herdplatte, an. eine kleinere Platine handelte, war der Lötvorgang leichter zu beobachten und zu kontrollieren. Deshalb ist diese Variante für Sauron Plus nicht zu empfehlen.)

Danach folgt das Anbringen der Bauteile mit Steckverbindungen. Die einzelnen Steckverbinder sollten durch Lötungen mit den Kontakten verbunden werden (z. B. mit solch einem Lötkolben und Lötdraht).

Wie die Fertigung in einzelnen Schritten aussieht, Видео бичлэгийг үзэх

SMD Bauteilen wie dem AS89010 mit einem Beinchenabstand von 0.635 мм schnell zu Kurzschlüssen nach dem Löten. Normalerweise lässt sich durch kurzes Erhitzen mit dem Lötkolben mit Hohlkehle der überschüssigen Zinn entfernen.

Wod eine Photodiode mit ainem Koaxialkabel verbunden wird, kann im Instructable Sauron nachgelesen werden.

Алхам 4: Kommunikation Zwischen Arduino Und LabVIEW - Тохиргооны лабораторийн VIEW

График графикын хувьд Darstellung der Messergebnisse lässt sich die Entwicklungsumgebung LabVIEW ™ -г үзэх боломжтой. LabVIEW ™ нь оюутнууд болон оюутнуудад зориулагдсан болно. хэхэ

(Hinweis: Das UserInterface für Sauron benötigt die Version NI LabVIEW ™ 2016)

Холбогдох хугацаа нь Arduino -аас ялгаатай JKI VI багцын менежерийн LabVIEW интерфэйс юм. Falls dieser noch nicht installiert ist, is der der Package Manager hier zum Татаж авах боломжтой. Achte darauf, dass der NI VISA Treiber installiert ist. Dies ist der Treiber, der für die Kommunikation mit dem Arduino zuständig ist.

Lade die.zip Datei LabVIEWPlus.zip herunter. Datei SPLUS_RACK_4_SHUTTER.vi нь LabVIEW ™ хэрэгслийн давуу тал болох Instrument SauronPlus VI. Үхэхээс өмнө нас барна уу Kommunikation und Konfiguration von Sauron Plus zur Verfügung.

(Hinweis: Die Datei muss unbedingt in the Дем heruntergeladenen Ordner mit allen umbrigen Dateien verbleiben, die die auch auf diese zugreifen muss.)

Алхам 5: Kommunikation Zwischen Arduino Und LabVIEW - Arduino -ийн тохиргоо

Der Arduino muss mittels USB болон PC -ийн төхөөрөмжүүд. Dieser Controller kontrolliert Messdatenaufnahme үхэх.

Нэмэлт програм хангамж нь нээлттэй эх сурвалжийн IDE Arduino програм хангамжийн програм хангамж юм. Тайлбарыг буцааж англи (Америкийн Нэгдсэн Улс) руу орчуулах Орчуулах COM - Port (USB) ausgewählt wird.

Datei FirmwareForBackplain.zip нь Betrieb von Sauron Plus дээр Arduino Nano програм хангамжийн програм хангамжийг ашиглах боломжтой болно. Diese Firmware нь LabVIEW ™ -VI-ийн тохиргоог хийхээс өмнө тохируулагдсан болно. Die Datei Sauron.ino Хяналт шалгалт өгөхөөс татгалзах, Messdatenaufnahme kontrolliert.

Der Arduino muss dann, z. B. mithilfe von эмэгтэй эмэгтэй Jumper Kabeln, mit dem Arduino auf der Platine verbunden werden. Pinout (siehe oben) des Arduino hilfreich -ийг сонгоно уу. Der Ausschnitt der Platine (s.o.) zeigt welche Pins miteinander verbunden werden. Dabei үхсэн Pins SDA, SCL und GND mit dem jeweils gleichnamigen verbunden. V+ muss mit dem 5V-Ausgang des Arduino Nano und INT_RDY mit dem INT0 Pin verbunden werden.

Die Firmware für den Arduino Nano, der sich auf der Platine von Sauron Plus дээр дарна уу, Date in ArduinoNANO_SPLUS.zip zur Verfügung gestellt. Die Datei SauronPLUS.ino нь jetzt auf den Platinencontroller -ийг үзэх боломжтой.

Алхам 6: Anwendung Benutzer интерфэйс

Nad dem Laden der Sauron PLUS VI -ийн хамгийн чухал үе бол Benutzerinterface -тэй байх болно.

Diese VI ist auch für die Nutzung mit dem Photo Rack зураг авах боломжтой. Aus diesem Grund stellt die VI ein Хэрэглэгчийн интерфэйс нь одоо байгаа бөгөөд энэ нь мөн адил чухал юм.

• Schalter oben: schalten jeweiligen Messkanal für die Messung ein
• CH 1- CH4: Хяналтын хугацаа дууссан эсэх
• Хүч: zeigt die auf die jeweilige Photodiode in W in Leistung (Voraussetzung: Die Empfindlichkeit der Photodiode is bekannt in in der Sauron VI mittels eines Kalibrierfiles hinterlegt.)
• Долгионы урт: Wellenlänge der Lichtquelle muss bekannt sein und eingetragen werden
• COM: Auswahl des COM портууд нь Arduino -ийг харуулдаг (энэ нь Mikrocontroller -ийг ашиглах боломжтой).
• DB түвшин: Auswahl der Dämpfung in dB
• MS -д интеграцийн хугацаа: Auswahl der Integrationszeit des Messsingals ms
• Шалгалтын файл: Jeder Messkanal benötigt ein eigenes File, welches die Kalibrierung der jeweiligen Diode beinhaltet. Die Files нь Firmware програм хангамжийн систем дэх Diodentypen -ийн өгөгдөл дамжуулах системээс үүдэлтэй бөгөөд энэ нь VI -ийн дарааллаар хийгдсэн болно.

(Hinweis: Die Datei None pd kann ausgewählt werden um eine 1: 1 Messung ohne Kalibrierung durchzuführen.)

• Илрүүлэгч: zeigt dann den ausgewählten Messkopf and
• Мессунг: Мессунг эхлээрэй
• Шууд горим: эхлэлийг тавина уу

(Hinweis: Diese Nutzeroberfläche is nur ein Beispiel, wie Sauron Plus angewendet werden kann. Es können auch andere Nutzerinterfaces angepasst werden, um Sauron Plus je nach Bedürfnis zu verwenden.)