Lichtschranke - welche Wellenlänge

Bin gerade dabei eine Lichtschranke aufzubauen. Leider sind die Ergebnisse mit LD274 und den Infrarotempfängern SF5110 auf 950nm sehr ernüchtend. Das IR-Licht wird praktisch überall reflektiert. Den Strom der Sendediode habe ich schon auf 5mA heruntergeholt, so dass der Enpfänger anfängt am Ausgang leicht zu flackern. Halte ich dann einen Gegenstand in den Strahl, wird das Flackern stärker. Selbst mit einem schwarzen ABS-Gehäuse kann man den IR-Strahl noch wunderbar reflektieren.

Für eine Fernbedienung ist das super, für eine Lichtschranke natürlich unbrauchbar. Wenn ich mir die Daten kaufbarer LS ansehe, dann senden die meist auf 660nm oder auf 880nm (935nm nur für kurze Gabel-LS). Sind bei diesen Wellenlängen signifikant bessere Ergebnisse zu erwarten? Ist der SFH5110 einfach zu enpfindlich? Für andere Wellenlängen als 950nm scheint es keine fertigen Empfänger zu geben, so dass man selbst eine Schaltung aufbauen müßte.

Für ein paar gute Hinweise wäre ich dankbar. Es geht um eine Reflektions-LS mit 2x 15cm. Es sollten möglichst preiswerte Bauelemente verbaut werden, also keine Linsen oder Polfilter. Laserdiode wird wohl zu teuer und benötigt sicher einen speziellen Reflektor/Spiegel.

Dirk

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Dirk Ruth
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Dirk Ruth schrieb:

Das ist schlecht, aber du könntest zumindest mit einer besser bündelnden LED einiges erreichen. Röhrchen aus grünem Papier wären auch noch einen Versuch wert.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Dieter Wiedmannschrieb: "

Die LD274 hatte schon nur +-10°. Noch enger wird schwierig evtl. SFH4511. Bin aber der Meinung, dass mir das nicht viel weiterhilft, wegen der Reflexionen, die ich auf 30cm nicht vermeiden kann.

Hatte schon grünen Schrumpfschlauch über die LED gezogen. Geht trotzdem noch Licht durch. Erst schwarzes Isolierband um die LED brachte eine Besserung.

Dirk

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Dirk Ruth

Dirk Ruth schrieb:

Deshalb Papier, und ruhig dickes. Und das Rörchen einige Zentimeter lang machen.

Und auch am Empfänger ein Röhrchen.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Linsen bzw. gut b=FCndelnde LED-Fassungen (f=FCr Sender _und_ Empf=E4nger) sind nicht sooo teuer, wenn die Abschirmung mit den Pappr=F6hrchen nicht funktionieren sollte.

Alternativ bietet sich an, das Licht zu modulieren. Im einfachsten Fall ganz ordin=E4r mit ein paar kHz f=FCr den Sender und einem entsprechenden Bandpass im Empf=E4nger (digitale Modulation mit pseudo- random-codes w=E4ren dann das andere Extrem). Nachteil dieser L=F6sung ist, da=DF sich die Reaktionszeit der Lichtschranke um die Einschwingzeit des Empf=E4ngers verl=E4ngert (d.h. f=FCr eine schnelle Reaktion mu=DF die Modulationsfrequenz hoch, mit all den Problemen, die dann so ab ein paar hundert kHz aufw=E4rts auf Dich warten).

Laser w=E4re auch nicht so teuer, wenn Du im sichtbaren Bereich bleiben willst (und ein paar Wochen auf die Lieferung warten kannst:

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, f=FCr Dauerbetrieb wirst Du den allerdings wahrscheinlich etwas drosseln m=FCssen). Hilft Dir allerdings auch nicht so sehr viel weiter, das Streulicht aus der Umgebung st=F6rt Dich nach wie vor, und sp=E4testens dann, wenn die Sonne (oder ein Reflex davon) auf den Empf=E4nger scheint, hast Du auch wieder verloren.

Gru=DF Markus

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Markus Imhof

Markus Imhof schrieb:

Das hat er doch schon.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Hallo Dirk,

Was für einen Reflektor hast du verwendet? Ein normaler Spiegel oder ein "Katzenauge"? Bei letzterem müssten Sender und Empfänger sehr dicht nebeneinander sein, damit überhaupt Licht am Empfänger ankommt. Das Katzenauge reflektiert das Licht zurück zum _Sender_. Ein längerer Weg würde die Sache entschärfen -- 10cm ist sehr kurz! Ich glaube nicht dass eine andere Wellenlänge das Problem löst.

Gruss Michael

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Michael Koch

Am Mon, 10 Aug 2009 18:10:39 +0200 schrieb Dirk Ruth:

Im Funkamateur waren früher mal (recht simple) Schaltungen die über die Lichtschranke rückkoppelten um mit einfacherer Optik grössere Reichweiten zu erzielen und bessere Unabhängigkeit vom Umgebungslicht zu erhalten.

Lutz

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Lutz Schulze

Am Tue, 11 Aug 2009 08:31:05 +0200 schrieb Lutz Schulze:

Hier noch ein Link zum Prinzip:

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Lutz

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Lutz Schulze

Die integrierten IR Empfänger für Fernsteurerungen haben alle eine AGC und sind ziemlich empfendlich. Solange die etwas Streulicht empfangen sehen die wie Du schon herausgefunden hast fast immer ein Signal. Für eine Lichtschranke ist dieses Verhalten nicht so der Renner. Du hast zwei Möglichkeiten: Eigenbau eines IR Empfängers, der auf eine moduliertes Signal anspricht, da gibt es Schaltungen. Die sehen meist so aus: IR Diode -> Verstärker mit Bandpass -> Demudolator -> Komparator -> Digital Ausgang. Oder man macht einen Software Trick: Die Empfänger sind recht selektiv für eine Modulationsfrequenz (z.B. 36kHz). Variiert man nun die Modulationsfrequenz des Senders, reitet man auf der Durchlaßkurve des Empfängers herum und kann damit die Empfindlichkeit des Empfängers künstlich verringern bzw. die Stärke des Empfangssignals abschätzen. Das hatte ich mal für einen Probeaufbau gemacht und es ging erstaunlich gut.

Gruß Hans

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Hans Müller

Tja, die interne AGC ist halt hier f=FCr LS nicht sinnig. F=FCr IR- Fernbedingung optimierte IC s f=FCr sowas zu "mi=DFbrauchen" macht nur Sinn wenn Du die Verst=E4rkung auf eine festen Wert ziehen kannst.

Viele Kunststoffe reflektieren IR sehr gut, auch wenn sie im sichtbaren Spektrum schwarz erscheinen. ABS ist da keine Ausnahme.

Nein.

Ja.

Kauf Dir f=FCr wenige Euro was Fertiges von Sick, Wenglor, Turck in ebay. Wer heute noch Lichtschranken f=FCr diese Distanzen selber entwickelt und baut, hat =FCbersehen das der Aufwand nicht lohnt.

hth, Andreas

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tekamn

Oh wie praktisch, ich wollte auch grad so ein Beitrag schreiben...

Bei mir konkret geht es um einen Drehzahlmesser. Zeitmessung / Anzeige mit einem atmel mega48. Der Teil klappt schon gut, aber ich hab auch Probleme mit der Lichtschranke. Aufgebaut mit CQY99 mit 36 khz PWM und ich glaube auch SFH5110 (was halt rumlag). Die AGC vom SFH ist so empfindlich, daß der sogar einrastet, wenn man anstatt der Sendediode einfach einen Widerstand einbaut, solange man nicht sehr gut abblockt (ein Widerling in der Spannungsversorgung + Kondensator hat geholfen, mit dem Oszi sau die Spannung aber vorher auch schon sauber aus....)

Klappt jetzt, wenn man das Licht zum Beispiel durch einen Lüfter scheinen läßt.

Ich hätte aber auch lieber ne Reflexionslichtschranke, Reichweite so 40 cm, Impulsrate so 10 bis 100 Hz.

Laserdiode kostet nix, siehe dealextreme.com. Ich hab hier noch sowas liegen, hilft ohne Optik aber nicht. Mit Optik ging es bei mir leidlich. Nicht stabil. Allerdings hab hier auch nicht so ne super Auswahl an Fototransistoren liegen.

Das Problem ist, daß ohne Signal die AGC die Verstärkung einfach zu hoch dreht. Ich denke, man kommt ohne Eingebau-Decoder mit fester Verstärkung nicht hin. Dann entweder so einen Tone-Decoder, oder wie wärs mit Komparator und XOR? Die CQY99, die ich genommen habe, strahlt super breit (55° oder so), die SFH 4503 hat nur +-4 Grad, oder halt Lasermodul. Dann noch ein SFH 3100 F oder SFH 309 Fototransistor? Die sehen +- 14 bzw +- 12 Grad.

Klar fertiges Modul auf ebay kaufen geht auch, aber machen die die Geschwindigkeit mit? Und brauchen die einen Reflektor? Ich hab nur diffuse Reflexion an weißem Rotorblatt ;) Außerdem wär das dann ja keine Herausforderung ;)

Viele Grüße, Jan

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Jan C. Bernauer

Scheint mir recht aufwendig und braucht Prozessorzeit.

Das ist keine Lösung für ein Projekt.

Dirk

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Dirk Ruth

Michael Kochschrieb: "

Ich habe bei meiner Versuchsstrecke erstmal einen Spiegel verwendet. Das ist natürlich viel zu teuer und zu aufwendig. Später sollte dann ein Stück einer d-c-fix Spiegelfolie herhalten.

Aber sicher bist du da nicht. Ich war nur etwas verwundert, dass z.B. Baumert für seine Lichtschranken nichts mit 950nm, außer bei kurzen Gabellichtschranken, verwendet.

Dirk

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Dirk Ruth

Lutz Schulzeschrieb: "

Umgebungslicht ist nicht das Problem, da die LS beinahe abgeschottet ist, bzw. nur indirektes Licht über matte Edelstahlflächen eingestreut wird. Extra Optiken sind aber viel zu teuer und aufwendig in der Montage. Die Optik der Sende- und Empfangsbauelemente müssen reichen.

Dirk

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Dirk Ruth

Lutz Schulzeschrieb: "

Wie schon beschrieben, habe ich kein Problem mit Umgebungslicht. Das Takten der LS kann ich noch einfacher lösen, indem ich einfach per SPI die Sendediode ansteuere und gleichzeitig über die SPI die Daten vom Empfänger einlese. Sender und Empfänger liegt bei dieser Reflexions-LS direkt nebeneinander und das Ganze kann komplett interruptgesteuert ablaufen. Das kostet mich nur Software, sind also Einmalkosten.

Das Problem ist eher, das mein eigenes Signal überall reflektiert wird., obwohl ich den Strom der Sendediode weit heruntergeregelt habe.

Dirk

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Dirk Ruth

Hans Müllerschrieb: "

Also kann ich diese Variant endgültig begraben. Schade, wäre schön einfach und billig gewesen.

Ausgang.

Darauf wird's dann hinauslaufen.

Durchlaßkurve

künstlich verringern

Probeaufbau gemacht

Also das was Markus schon empfohlen hatte. Nur aus Interesse. Weißt du noch, wie groß Frequenz und Hub der Modulation waren?

Dirk

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Dirk Ruth

OK verstanden.

Also doch besser 660nm verwenden, wie in vielen komerziellen LS.

Nun doch nicht?

Die günstigsten LS die ich kenne, sind von Kondenshi PIE310/PID310D und kosten bei Farnell

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richtig viel Geld. Ich habe zwar bei Kondenshi noch keine Stückzahlen angefragt, was mich aber etwas abstößt sind die teuren Molexstecker mit den 1,5mm Pinabstand die dazu angeboten werden.
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diese LS also somit nicht auf Platine bestückbar sind.

Mit einer Sendediode, einer Empfangsdiode und etwas Hünerfutter käme ich

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Dirk Ruth

Hallo Dirk,

Dann ist das beobachtete Verhalten erklärbar. Du hast einen divergenten Strahlengang. Das Signal nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab. Ein Objekt, dass sich in der Mitte der Strecke befindet, würde bei 25% Reflektion bereits genauso viel Licht reflektieren wie der Spiegel.

Wenn du Platz hast, dann mach die Strecke länger, indem du Sender+Empfänger weiter zurück setzt. Dann kann das Objekt nicht mehr so dicht am Sender+Empfänger sein.

Gruss Michael

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Michael Koch

Dirk Ruth schrieb:

[...]

aber ich bin mir sicher.

Der Nutzen von 950nm gegenüber _etwas_ kürzeren Wellenlängen (880nm) ist sehr beschränkt und in Deinem Fall nicht vorhanden. Sichtbares (rotes) Licht hat dagegen deutliche Nachteile (weniger Nutzsignal, mehr Fremdsignal) und ist nur in Ausnahmefällen sinnvoll.

Markus' Posting zur Modulation ist im Prinzip richtig, aber bis Du das gut hinbekommst, brauchst Du schon etwas Erfahrung.

NE567 und Fernbedienungsempfänger sind jedenfalls untauglich.

Aber mal eine Frage: Was genau willst Du mit den Lichtschranken anfangen, wenn Dir 14EUR zu teuer sind?

Falls Du viele in einem Array anordnen willst, sind die eh' ungeeignet. Da nimmt man Lichtgitter.

Servus

Oliver

--
Oliver Betz, Muenchen (oliverbetz.de)
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Oliver Betz

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