Mesure avec photodiode

Bonjour à toutes et à tous,

C'est mon premier post ici, pour résumer, j'ai un projet qui consiste à mesurer les petites oscillations d'une lamelle via un laser et une photodiode, le problème c'est que ma photodiode sature tout le temps et je n'arrive pas à avoir des données exploitables, à vrai dire je récupère rien du tout même.
Matériel:

  • Arduino Uno
    -Photodiode BPW21r
    -AOP LM741

Je réalise le montage ci-joint avec les datasheets. Dans un premier temps il y a un filtre, ensuite la photodiode est placée de cette façon de telle sorte que je mesure uniquement le photocourant, qui est après amplifier par l'aop, enfin ça c'est la théorie... ^^
J'ai commencé arduino il y a quelques semaines donc je suis pas encore ultra à l'aise en électronique, cependant mon prof à validé le montage. J'ai essayé plusieurs résistance etc... Rien n'y fait.

Merci d'avance !
Bonne journée :slight_smile:

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bpw21r.pdf (216 KB)

lm741.pdf (722 KB)

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mon prof à...

Quand il s'agit d'un exercice scolaire, il faut le dire clairement.

Cela ne peut pas fonctionner avec un 741. Dans la doc, il est dit qu'alimenté en +/-15V les entrées doivent se situer entre +/-12V, soit à 3V des alimentations. On ne peut donc pas l'alimenter en 5V. Il faut au minimum un AOP simple rail, qui accepte le V. Le LM358 est un exemple, mais je ne suis plus dans le circuit depuis 10 ans, il y a sans doute plus récent.

nb: quand je dis dans le circuit, il faut comprendre dans le milieu de l'électronique, pas dans un 741.

Tu devrais jeter un oeil là-dessus pour la mise en oeuvre d'une photodiode.

Concernant l'ampliOP c'est sûr que le 741 commence sérieusement à dater. Tu pourrais sans doute trouver mieux. Après, si tu n'as pas d'autre choix que celui-ci, il faudrait envisager de l'alimenter avec une tension plus élevée et faire ensuite une adaptation de niveau pour le connecter à l'Arduino. Le WEB et les sites des constructeurs regorgent de notes d'application sur la mise en oeuvre des AOP même pour des vieux amplis comme le 741.

Merci des éclaircissements, j'ai commencé à travailler dessus il y a quelque semaines et j'ai aucun matériel personnel, on m'a donné cet AOP et c'est tout. Normalement c'était un projet à réaliser au laboratoire de la FAC, mais à cause du COVID on a dut faire avec les moyens du bords, donc à la maison pour cette partie.

Désolé si ma question est stupide, mais si juste j'alimente mon circuit avec une plus forte source de tension et que après je récupère mon signal en sortie avec un port analogique de ma carte Arduino c'est pas possible?

Le 741 est une antiquité mais si c'est le prof de fac qui te l'a donné c'est probablement volontaire, je ne pense pas que ce serait un bon plan de chercher un autre modèle parce que ce serait plus simple. A mon avis il cherche à vous faire réagir.

  • Il faut que tu mesure la tension sur l'entrée + de l'AOP quand la diode est éclairée et quand elle ne l'est pas.
  • Il faut que tu télécharge la datasheet de l'AOP et que tu regardes les limites des niveaux d'entrée et de sortie.
    Généralement symboles Vil (input low) Vih (input hight) Vol et Voh (o comme output)

En fonction de ces niveaux il faut regarder si le schéma électrique peut être adapté.
C'est seulement si tu justifies que le schéma ne peut pas être adapté qu'il faudra changer d'ampli, je suppose que tu es bien conscient du délai administratif que cela prendra s'il faut les commander.

Note: un AOP peut s'alimenter en double alim +/- Vcc, en simple alim 0V/Vcc ou en alim négative 0V/ Vee.
A mon sens obtenir un 0V en sortie n'est utile que si la réponse doit être linéaire, par exemple mesurer l'amplitude des oscillations, mais si c'est uniquement leur nombre ou leur féquence qui comptent une réponse par tout ou rien me semble suffisante.

Il faudrait que tu sois plus précis dans la rédaction de ton cahier des charges.

D'accord je vais être plus clair, merci de ta réponse, on veut une réponse linéaire car on est pas sur de si la réponse de la photodiode est linéaire pour les grandes variations d'intensité. Par conséquent on se place dans une zone ou les vibrations de la lamelle sont faibles. Dans l'idée je mettais dit que en occultant à moitié la photodiode, on pourrait observer les petits déplacements car il n'y aurait que de petites variations de l'intensité lumineuse sur la photodiode. Et avec ces valeurs on peut remonter à toute les informations que l'on veut, que ça soit la fréquence d'oscillation ou alors la rigidité de la lamelle.

Pour en revenir à la partir électronique, au final je n'aurais que de très faibles variations d'intensité, je sais que le photocourant produit sera par conséquent très faible, mais je ne peux pas mettre de trop grosse résistance parce que sinon j'augmente fortement le temps de réponse de mon système, non? Et pour la partie Aop c'est la que c'est compliqué, mais avec vos explications c'est plus clair et je vais voir.

J'ai l'impression que tu mélanges amplitude du mouvement et amplitude du signal sur la photodiode.
Ce n'est pas nécessairement corrélé. Cela dépend pour beaucoup des conditions de mesure et surtout de ton besoin qui n'est toujours pas clair.
Si tu veux connaitre la fréquence de la vibration il faut mettre en place une manip qui permette de réaliser cette mesure au mieux et au final ce sera plus facile de travailler à partir d'un signal tout ou rien plutôt que d'un signal linéaire.
Si c'est l'amplitude que tu veux connaitre, il faut mettre une manip différente en place.
Tu peux prédire la réponse de ta photodiode en analysant sa datasheet. Tu sauras si elle répond rapidement ou pas aux variations d'intensité. Tu peux aussi maximiser tes résultats en choisissant au mieux les conditions de mesure. Par exemple tu auras peut-être un signal de meilleur qualité si tu travailles en réflexion sur la lame vibrante plutôt qu'en occultation.

julesherbuvaux:
D'accord je vais être plus clair, merci de ta réponse, on veut une réponse linéaire car on est pas sur de si la réponse de la photodiode est linéaire pour les grandes variations d'intensité. Par conséquent on se place dans une zone ou les vibrations de la lamelle sont faibles. Dans l'idée je mettais dit que en occultant à moitié la photodiode, on pourrait observer les petits déplacements car il n'y aurait que de petites variations de l'intensité lumineuse sur la photodiode. Et avec ces valeurs on peut remonter à toute les informations que l'on veut, que ça soit la fréquence d'oscillation ou alors la rigidité de la lamelle.

Pour en revenir à la partir électronique, au final je n'aurais que de très faibles variations d'intensité, je sais que le photocourant produit sera par conséquent très faible, mais je ne peux pas mettre de trop grosse résistance parce que sinon j'augmente fortement le temps de réponse de mon système, non? Et pour la partie Aop c'est la que c'est compliqué, mais avec vos explications c'est plus clair et je vais voir.

Bonjour
Si tu veux detecter des impulsions breves tu peux peut etre d'inspirer de l'etage d'entrée d'un detecteur de rayonnement basé sur une photodiode BPW4 comme capteur et çà fonctionne plutôt pas mal . :grin:

Si tu a l'occasion de lire les articles d'elektor de 11/2011 et 11-12/2019 sur le sujet çà peut être intéressant à ton cas.

Je ne sais pas si l'université est ouverte mais il faudrait regarder le signal à l'oscillo.
Si déjà à l'oscillo le signal n'est pas terrible il faut l'améliorer pour partir sur des bases saines.
Partir directement sur des solutions compliquées me parait hasardeux.