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Topic: Ayuda con comprensión de Data Sheet (Read 2078 times) previous topic - next topic

Vallekano

Hola,

Lo primero decir que es mi primer post y acabo de empezar a meterme en este mundo.
Para poneros en antecedentes soy programador .NET desde hace muchos años y me gusta mucho el bricolage así que me he decidido a comprarme un Netduino e intentar hacer algo.

De momento quiero empezar por aprender algo de electrónica que es la parte donde estoy pez. Ayer hice alguna prueba con el LED de la placa y un LED externo y bien.

Mis problemas empiezan cuando quiero empezar a probar con un sensor fotoeléctrico (el QRD1114.pdf)
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/fairchild/QRD1114.pdf

He buscado por internet el esquema para conectarlo al Netduino (o Arduino) y más o menos siempre llego al mismo esquema (que os adjunto). El problema es que no solo quiero poner lo que pone en el esquema y punto sino que quiero entender porque se pone cada cosa entonces...

1. El cátodo va a tierra -> OK

2. El ánodo va a 5V con una resistencia de 220 Ohms -> Entiendo que en el ánodo va la tensión. La resistencia deduzco que sale de:
Me pongo la ley de Ohm: I= V/R
I = 0.020 mA -> Los 20mA los saco de "EMITTER Forward voltage"
V = 3.3 (5V - 1.7V) -> Los 1.7 los saco de "EMITTER Forward voltage"
Con lo que me da una resistencia de 165 Ohms y supongo que "tiran" a la siguiente "estandar" que es de 220 Ohms.

¿Esto es correcto? ¿Y porque se toman los valores de voltaje e intensidad del Emisor si estamos hablando del pin del ánodo?


3. El emisor va a tierra
- ¿De donde se sabe que el emisor tiene que ir a tierra?


4. El Colector es el que saca la señal que nos interesa y va al Arduino
- ¿De donde se sabe que el colector es el que saca la señal que nos interesa?
- ¿Por qué se conecta ese pin a la linea de 5V? ¿Y de donde sale el valor de la resistencia de 10K ohms?

Y por último... ¿por qué aparece pintado un condensador entre la señal y tierra del que además no se indica su capacidad?


Bueno, como veis estoy muy perdido pero me gustaría ir comprendiendo todo esto para poder coger un componente "X" y hacerme con el yo solo sin tener que copiar el esquema de otro. O por lo menos entender porque está echo así.

Ya adelanto que llevo toda la mañana leyendo "internet" y no termino de entenderlo.

Y nada más, siento la "chapa" que he soltado y os agradecería que me echaseis algo de luz sobre estas preguntas.

Gracias,
Oscar.

nayma

#1
Mar 03, 2011, 07:19 pm Last Edit: Mar 04, 2011, 11:46 am by nayma Reason: 1
Conecta a una entrada digital entre el pull up y el colector. Cuando rebote la luz te dará un 0, sino te dara 1. Si no me equivoco.

SrDonGato

"4. El Colector es el que saca la señal que nos interesa y va al Arduino
- ¿De donde se sabe que el colector es el que saca la señal que nos interesa?
- ¿Por qué se conecta ese pin a la linea de 5V? ¿Y de donde sale el valor de la resistencia de 10K ohms?"

El foto transistor no has dibujado la flechita, seguramente es una flechita hacia fuera. el transistor es de tipo NPN ( la regla a recordar fácilmente es para los NPN es que la flechita No PeNetra, y para los PNP la flechita PeNetra), la flecha indica el sentido de las corrientes del transistor polarizado que es I de emisor = I de base + I de colector. 

en el caso del NPN para que circule la corriente del colector al emisor tienes que poner positivo al colector y negativo al emisor y para que conduzca el transistor una corriente de base a emisor por lo que tienes que poner una tension tambien positiva mayor de 0,7 voltios para que empiece a conducir

El caso que nos ocupa la base se polariza con luz, de manera que solo tienes que meter positivo al colector y el emisor a negativo.

la resistencia de 10k es para que tengas un minimmo de corriente de polarizacion del transistor, si coges la señal del colector quiere decir que si el fototransistor conduce tendrás un "0" lógico ( alrededor de 0,4 voltios reales)  y si no conduce tendras 5 voltios pues no habrá caida de tension en la resistencia de 10k al no circular corriente.

Si se quiere coger la señal invertida pones 5 voltios al colector, y del emisor a la resistencia y de la resistencia a 0 voltios y la señal que metes a la entrada digital la coges del emisor, de esta manera si conduce el fototransistor tendras un 1 lógico ( 4,7 volt aprox) y si no conduce tendras un "0" lógico ( 0 voltios esta vez)

lo de los 10k es para que haya un consumo mínimo, si pones 1k tambien funciona pero consumes 10 veces mas de corriente.

Espero se entienda, no me suelo explicar muy bien.

Vallekano

Gracias por tu respuesta. Es un poco lo que buscaba, que alguien me explicase las cosas así, pero aún no lo tengo claro...

Efectivamente no había pintado la flecha (el dibujo no es mio) pero en el DataSheet si que viene pintado y es de tipo NPN.

Entonces según dices en todos los NPN el positivo va al colector y el negativo al emisor. Esto lo entiendo y lo de la base también.

Lo de la resistencia de 10K (Pull-up) creo que también lo entiendo.

Quote
si coges la señal del colector quiere decir que si el fototransistor conduce tendrás un "0" lógico ( alrededor de 0,4 voltios reales)  y si no conduce tendras 5 voltios pues no habrá caida de tension en la resistencia de 10k al no circular corriente.

Esta frase no la entiendo. Si el fototransistor conduce (entiendo que es cuando recibe luz) entonces el transistor recibe corriente por la base y el circuito se cierra (circuito 5V-R10K-NPN-GND) con lo que en "Signal" tendré corriente (no se cuantos voltios).

Si no hay luz la base del transistor no recibe corriente y el circuito está cerrado por lo que en "Signal" tendré 0 voltios.

¿No es así?


Y me descuadra mucho el condensador que hay en el dibujo. ¿Para que vale?


SrDonGato

#4
Mar 05, 2011, 01:28 pm Last Edit: Mar 05, 2011, 08:21 pm by SrDonGato Reason: 1
"Si el fototransistor conduce (entiendo que es cuando recibe luz) entonces el transistor recibe corriente por la base y el circuito se cierra (circuito 5V-R10K-NPN-GND) con lo que en "Signal" tendré corriente (no se cuantos voltios).

Si no hay luz la base del transistor no recibe corriente y el circuito está cerrado por lo que en "Signal" tendré 0 voltios."

No, veamos el caso del esquema que has puesto. Si el fototransistor recibe luz conduce de manera que habrá una corriente  5v - 10k- NPN - 0v  de unos miliamperios, tu estas cogiendo la señal (tensión, no corriente) desde  el colector que en este caso es la caida de tension que existe entre colector y emisor ( alrededor de 0,3 a 0,7 voltios, depende del tipo de  transistor) por lo tanto un "cero" lógico.

Si no hay luz el transistor no conduce, por lo tanto no hay corriente ( y hacia el microcontrolador tampoco o inapreciable), de manera que por la resistencia no hay corriente, por lo tanto no hay caida de tensión, y tendremos 5 V en el colector, "uno" lógico.

En resumen

conduce? "0" lógico (unos 0,3 voltios)
no conduce? "1" lógico ( 5 voltios)

la otra configuración que te expliqué es justo al revés ( 5V - NPN - 10K - 0 V  y cogiendo la señal del emisor)

conduce? "1" lógico (unos 4,7 voltios)
no conduce? "0" lógico (0 voltios)

Un saludo


2ª edicion

Se me olvidaba, el condensador no es estrictamente necesario, tan solo es un filtro que elimina ruido de alta frecuencia.

#5
Mar 06, 2011, 05:54 pm Last Edit: Mar 06, 2011, 06:00 pm by alfonso.nishikawa Reason: 1

Quote
si coges la señal del colector quiere decir que si el fototransistor conduce tendrás un "0" lógico ( alrededor de 0,4 voltios reales)  y si no conduce tendras 5 voltios pues no habrá caida de tension en la resistencia de 10k al no circular corriente.

Esta frase no la entiendo. Si el fototransistor conduce (entiendo que es cuando recibe luz) entonces el transistor recibe corriente por la base y el circuito se cierra (circuito 5V-R10K-NPN-GND) con lo que en "Signal" tendré corriente (no se cuantos voltios).
Si no hay luz la base del transistor no recibe corriente y el circuito está cerrado por lo que en "Signal" tendré 0 voltios.
¿No es así?

No, no es así.
Te ocurre lo mismo que me pasaba a mí, no te preocupes ;) Lo que aquí funciona es el potencial (o voltaje). Has de olvidarte de analizar los circuitos con corriente, y abrazar lo siguiente:

"En un conductor sin corriente, todos los puntos están al mismo potencial"

Así, imagina lo siguiente: +5v ------ 10000TOhms -----[1]     <circuito abierto> -----------tierra

¿Qué corriente pasa por el circuito? Efectivamente, 0.
¿Qué voltaje hay en [1]? 5v.

Con esta idea, en tu circuito, al estar abierto, ¿el voltaje en Signal? 5V
Al cerrar el circuito... sí, pasa corriente, pero eso nos da igual. ¿cuál es el circuito al cerrarse?:
5v --- 10Kohm ---Signal---Tierra

¿Voltaje en Signal? Puedes usar la ley de ohm si quieres, pero la respuesta rápida es 0v.
Vale, no es exácto, pero como explicación es suficiente ;)
Espero :P


Y me descuadra mucho el condensador que hay en el dibujo. ¿Para que vale?

El condensador lo que hace es funcionar como filtro: por ejemplo, destellos muy cortos (imagina un destello de 10ns) no serán suficientemente largos para que el condensador se descargue y el pin considere que se pasa de 1 a 0. Con un pulsador de botón sería más descriptivo para entenderlo. Mirándolo desde el punto de vista que puse antes, el condensador funciona como "un almacén de voltaje" (más de uno me mataría por esto), de manera que cuando se cierra el circuito, el condensador "tira un rato" intentando mantener los 5v a los que está, intentando evitar que Signal se ponga a 0 (pero sólo lo hace un momento de nada). Lo mismo hace para pasar de 0 a 5: tira un poco para que se quede en 0.

Vallekano

Muchas gracias Alfonso, me has aclarado todo mucho.

Creo que me obsesionaba con ver los circuitos abiertos y cerrados y ver por donde "corría" la corriente.

Muchas gracias, de verdad, a los dos.

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