■フォトインタラプタを使ってみる
フォトインタラプタをマイコンに接続して、値をカウントしてみたいと思います

フォトトランジスタの出力を100Kでマイナスに吊ってNOTを通してマイコンに接続しました



フォトインタラプタの間を閉じたり開いたりするとOUTに出力されました

しかし、マイコンを接続してHとLをカウントアップしながら、
ゆっくり閉じたり開いたりすると、開閉の間の微妙な電圧の時
NOT回路がふらふらと発振して　HとLを繰り返していることが判明しました




NOT回路をシュミットトリガに変更すると、発振がなくなり、開閉の数だけ
マイコンでカウント出来るようになりました。



しかし、
速い速度でフォトインタラプタに信号を与えると反応しなくなることが判明
オシロスコープで確認してみると

上のラインがシュミットトリガの出力
下のラインがフォトインタラプタの出力

フォトインタラプタがON(光が通った)時の波形

シュミットトリガがONになるまでに44.5ms以上の時間がかかっています


フォトインタラプタがOFF(光が)時の波形遮られたときの波形

シュミットトリガがOFFになるまでに59.5ms以上の時間がかかっています


原因を考えていくと、
�@フォトトランジスタの出力先がCMOSのため電流がほとんど流れません
そのため配線の静電容量に蓄えられた電気が100KΩの抵抗により
ゆっくり放電されます
そのため立下りに長い時間がかかっていると考えられます

�A光を遮ぎる部分の形状により、瞬間的に光がON/OFFされない

■検証
模型用モーターの軸に光をON/OFFする円盤を付け、フォトインタラプタをセットしました
円盤は中心軸に対してまっすぐ切れ込みをいれて
すばやく光がON/OFFされるようにしました




モーターをゆっくり動かしてオシロで計測してみました



立ち上がりは速いですけど、立下りが遅いです
原因は配線の静電容量みたいです

電圧は一番上が4.4Vでしたので、

電圧が100%から36.8% 1.6192Vまで降下する時間を計測します
ちなみに36.8%は時定数の63.2%から100%を引いた値
（時定数はシステムが最終値の約63.2％に達するまでの時間です）
電圧の低下が63.2%に達する時間を計りました

計測結果の27ms は 0.027s
回路の抵抗値は100KΩは100000Ω

0.027 / 100000 = 0.00000027

大体 0.00000027F 付近の静電容量が回路にあると考えられます

そこで回路の抵抗値を100KΩから5KΩに変更しました



計測結果の2.3ms は 0.0023s
回路の抵抗値は5KΩは5000Ω

0.0023 / 5000 = 0.00000046

大体 0.00000046F 付近の静電容量が回路にあると考えられます
上の計算結果とちょっと違う気がするが・・・・・

シュミットトリガを付けて測定してみました



シュミットトリガの波形の間隔が8.6msですから
60*1000/8.6=6976
モーターは6976r/minで回っていることがわかります



■よくよく考えたら
フォトインタラプタを二つ使えば、もっと簡単に解決するはず

両方のフォトインタラプタが同時にONにならなければ、この回路で問題ないはず。


▼検証



▼先方の2倍の電圧の3Vでモーターを回してオシロで測定



波形の間隔が4.5msですから
60*1000/4.5=13333
モーターは13333r/minで回っていることがわかります


2006/07/25 更新