Czujnik różnicowy naświetlenia - Solar Tracker

[TumkW]

Witam.

Mam problem z czujnikiem różnicowym. Muszę wykonać czujnik wykrywający położenie słońca na niebie. Wykorzystałem do tego 4 fotorezystory. Dwa odpowiedzialne za ruch wschód - zachód i dwa kolejne za góra - dół. Fotorezystory wpięte są w układzie mostka Wheatstone'a. Mostek zasilany jest napięciem 3,3 V i napięciem referencyjnym 1,7 V podawanym z wtórnika. Zastosowałem to po to, żeby na wyjściu czujnika napięcie zmieniało się w zakresie 0 V - 3,3 V. Po połączeniu układu na wyjściu wzmacniacza napięcie to wynosi przy równym oświetleniu 1,4 V, gdy zacieniony jest jeden fotorezystor 1,29 V, a gdy drugi to 2,8 V. Nie wiem dlaczego napięcie to nie spada w okolice 0 V przy oświetleniu jednego fotorezystora. Proszę o weryfikacje poprawnego połączenia na schemacie. 

[marek1707]

1. Nie bardzo rozumiem po co zasilasz od dołu mostek napięciem, skoro i tak interesuje Cię różnica. Mostek będzie tym czulszy im większym napięciem go zasilasz więc po co takie sztuczne ograniczenie zaraz na źródłe sygnału? Jeśli amplitudy zmian bedą za duże to przecież wystarczy dać mniejsze wzmocnienie w dalszej części układu.
2. Układ do śledzenia powinien mieć chyba trzy stany stabilne: "w lewo", "na środku" i "w prawo" a Twojemu chyba tego brakuje. Nie wiemy jakie decyzje będą podejmowane dalej i kto to będzie robił. Jeśli chcesz tam wstawić jakiś procesor z ADC, to po co w ogóle wzmacniacz różnicowy skoro możesz mierzyć dwa napięcia? A jeśli chcesz zrobić układ decyzyjny "analogowo", to bedziesz potrzebował dwóch komparatorów by jeden wykrywał LEWO, drugi PRAWO a gdy żaden się nie uaktywni to stoimy mniej więcej na środku. Zastanów się co z czym powinny one porównywać żebyś dostał sygnały odjechania mostka od równowagi w lewo lubw prawo o więcej niż ileśtam mV.
3. Nie wiemy jakich wzmacniaczy użyłeś. Wszystkie stare typu LMx58 czy LMx24 nie działaja praktycznie na 3V zasilania, bo co prawda umieją blisko masy, ale od zasilania górnego mają spore marginesy. Bliżej niż 2V lepiej nie planować. A jeśli użyłeś jakichś RRIO to napisz jakich. Bez takich danych schemat jest niekompletny i nie da się ocenić poprawności.
4. Sam wzmacniacz różnicowy jaki zbudowałeś kompletnie się tu nie nadaje. Zastanów się: masz źródło sygnału (mostek) o impedancji wyjściowej rzędu kiloomów i obciążasz go wejściem wzmacniacza o podobnej impedancji wejściowej. Przecież sygnał zdechnie. Czy mierzyłeś zwykłym woltomierzem jak wyglądają sygnały na fotoopornikach w jakimś stanie ustalonym (albo rzeczywista różnica między nimi) przed i po podpięciu wzmacniacza? To po pierwsze, bo po drugie przecież różnica wejść będzie bipolarna więc i sygnał wyjściowy wzmacniacza będzie chciał być zarówno dodatni jak i ujemny względem GND - bo taki poziom odniesienia przecież zapodałeś. Czy taki był plan?
5. To, że wejścia prawego wzmacniacza są zamienione miejscami to przy tym wszystkim drobny pikuś..

Także w zasadzie nic tu nie jest poprawne a reszta przekombinowana i/lub niemożliwa do weryfikacji 🙄

------------------------------------------------------------

EDIT: Nie chcę zostawiać Cię w poczuciu klęski a dobrym zwyczajem Forbota jest co prawda krytyka, ale konstruktywna. Chętnie pomogę zatem w narysowaniu układu mającego szansę działania. Jeśli wciąż nie zniechęciłeś się do rozwiązania Zero_Arduino © to przemyśl następujące rzeczy i napisz co o tym myślisz:

• Istnienie martwej strefy, gdzie układ stoi w miejscu i nie próbuje poprawić swojej pozycji. To zaoszczędzi mnóstwo cennej energii względem ciągle niezadowolonego układu dwustanowego. Pamiętaj, że naświetelnie powierzchni spada z cosinusem kąta padania więc przy małych kątach jest praktycznie niezauważalne i spokojnie można sobie pozwolić na pewne odchyłki w sygnałach z czujników.
• Wypracowanie sygnału mówiącego o wielkości różnicy oświetlenia, ale w układzie z jednym zasilaniem gdzie nie dysponujesz minusami.
• Detektory odsunięcia się ww sygnału na plus i na minus od wartości "spoczynkowej".

Jeśli masz z tym kłopoty to lepiej zadawać pytania niż brnąć w jakieś dziwne konstrukcje. Czasem trudne dla Ciebie rzeczy inni zjadają z bułką na śniadanie 🙂 

Edytowano Grudzień 10, 2019 przez marek1707