Laser modulieren und demodulieren für Schießsimulator

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Autor
Laser modulieren und demodulieren für Schießsimulator
Suche nach: laser (1930)

    







BID = 1004798

Shape87

Gerade angekommen


Beiträge: 6
 

  


Hallo Elektronikerfreunde,

mein Ziel ist es ein Laser (Klasse2) zu triggern, der ein Ziel treffen bzw. auslösen soll. Dabei ist es von Nöten, dass nur genau dieser Laser das Ziel auslösen kann.
Die scheinbar vielen, aber mir nicht so bekannte Lösung scheint die Modulation zu sein.

Bisher weiß ich, dass ich den Laser (handelsüblicher? 5-10€?) mit einer bestimmten Frequenz Ein- und Ausschalte um ihn zu modulieren. Ist das überhaupt richtig?
Ferner stellt sich mir die Frage, wie ich der Fotodiode (oder Fototransistor?) am Ende "beibringe", dass er genau auf diese Frequenz reagiert und auf nichts anderes.
Es soll also nicht möglich sein, dass jemand mit einem anderen zb Laserpointer oder sonstigem das Ziel auslösen kann. Es ist im Prinzip auch egal welche Frequenz dort angewandt wird, Hauptsache einzigartig und im sicheren Bereich.


Am Ende ist es ein Bestandteil eines Schießsimulators, dessen weitere Anteile aber nicht für meine Fragestellung relevant sind. Gerne beantworte ich aber Fragen dazu.
Ich hoffe, dass mein Problem verständlich dargestellt ist und mir jemand zu diesen Sachverhalt Hilfe geben kann.

Beste Grüße

BID = 1004803

Ltof

Inventar



Beiträge: 9254
Wohnort: Hommingberg

 

  

Du kannst Dich daran orientieren:
http://www.produktinfo.conrad.com/d.....r.pdf

_________________
„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

BID = 1004808

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5210

Welche Farbe und Art von Laser soll zum Einsatz kommen?
Und warum nur ein Klasse-2-Laser? Bei Klasse 3 oder 4 wäre die Sache doch viel einfacher.

BID = 1004810

hajos118

Schreibmaschine



Beiträge: 2453
Wohnort: Untermaiselstein

Ich werf' mal den Begriff "IR-Fernbedienung, Sender & Empfänger" in den Raum...
Sollte für eine möglichst sichere Erkennung ausreichen.

_________________
Interpunktion und Orthographie dieses Beitrags sind frei erfunden.
Eine Übereinstimmung mit aktuellen oder ehemaligen Regeln wäre rein zufällig und ist nicht beabsichtigt.
Wer einen Fehler findet, darf ihn behalten!

BID = 1004814

Shape87

Gerade angekommen


Beiträge: 6

Danke schon mal für die Rückmeldung.

Das Dokument lese ich mir heute Abend in Ruhe durch.

Farbe ist beliebig wobei ich klassisch Rot bevorzuge, allerdings ist die Klasse 2 vorgegeben

Muss noch den technischen Hintergrund für die Demodulierung nachvollziehen können, aber wahrscheinlich steht das in dem Dokument bereits drin.

Dennoch bin ich für weitere Tipps dankbar

BID = 1004853

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5210


Zitat :
Farbe ist beliebig wobei ich klassisch Rot bevorzuge, [...]
Rot ist gut, diese roten Diodenlasermodule sind wahrscheinlich am besten geeignet, da diese keinen (komplizierten) Treiber, Rückkopplung o.ä. enthalten, die einem die Modulation über die Betriebsspannung versalzen. Die Stromaufnahme ist auch so gering, dass ein Treiber auch nicht das Problem wird.
(Ich gestehe, habe so ein Modul noch nicht zerlegt, perl weißt mich bestimmt gleich zurecht )


Da fällt mir ein, es gibt doch spezielle IR-En-/Decoder-ICs. Finde auf die Schnelle nur 'ED4GP ENCODER / DECODER', aber das sind nicht die ich meine. 'Meine' hatten nur eine(?) Datenleitung, dafür recht viele mögliche Adressen. Wie die Modulationsfrequenz ausgewählt wurde, k.A.

BID = 1004866

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
perl weißt mich bestimmt gleich zurecht )
Ich weiß, daß ich nichts weiß, und deshalb werde ich dir nicht den rechten Weg weisen.

Bei den billigen roten Laserpointern gibt es meist nur einen Vorwiderstand an der Laserdiode und dementsprechnd leuchten die schön hell und ihre Lebensdauer übertrifft kaum die des Batteriesatzes.

Bei besseren Lasermodulen, auch beim Pumplaser der grünen DPSS-Laser, wird mit einer simplen Schaltung die optische Ausgangsleistung stabilisiert, indem der rückwärts gerichtete Strahl des Lasers mit einer Photodiode gemessen wird, und dann der Strom durch die Laserdiode entprechend variiert wird.

Beide Laserarten sollten sich leicht mit 30..50kHz, also der Frequenz der Fernbedienungsempfänger modulieren lassen.
Allerdings enthalten diese Fernbedienungsempfänger gewöhnlich ein Tageslichtfilter, welches die Empfindlichkeit für sichtbares Licht, also rote und erst recht grüne Strahlung, stark vermindert.

Deshalb wird man wohl senderseitig am besten eine IR-LED verwenden, die man mit einer simplem Optik fokussiiert.
Nicht nur senkt das die Verletzungsgefahr, sondern, da man nicht so genau fokussieren kann wie mit einem Laser, senkt es auch die Gefahr, dass man das Ziel zwar trifft, der dort angebrachte Empfänger dies aber nicht bemerkt, weil der Lichtpunkt ihn um Zentimeter verpasst.


BID = 1004895

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5210


Offtopic :

Zitat : perl hat am  7 Nov 2016 21:18 geschrieben :

Bei den billigen roten Laserpointern gibt es meist nur einen Vorwiderstand an der Laserdiode [...]

Bei besseren Lasermodulen, auch beim Pumplaser der grünen DPSS-Laser, wird mit einer simplen Schaltung die optische Ausgangsleistung stabilisiert, [...]

Beide Laserarten sollten sich leicht mit 30..50kHz, also der Frequenz der Fernbedienungsempfänger modulieren lassen.
[.]
Ich habe immer noch meinen 'ominöses' DPSS-Lasermodul, welches nicht im CW-Betrieb läuft, sondern mit 32 kHz moduliert wird: https://forum.electronicwerkstatt.d.....um=14
Mit etwas Glück lässt sich aber evt. ein Triggereingang beim Treiber finden - die Elektronik steckt ja meistens hinten raus.

Von größeren DPSS-Lasern weiß ich auch, dass die Kristalle temperiert werden, der Pumpstrom relativ langsam hochgefahren wird und die Regelschleife nicht so schnell ist. Das reicht mir aus, um hier Zweifel einzuwerfen ob eine schnelle Modulation eines DPSS-Lasers so einfach funktionieren wird.

Wenn die Regelung ganz dumm ist und beim Einschalten erstmal voll Stoff gibt und dann zurück regelt, läuft später der Pumplaser mit 32 kHz 'dauerhaft' mit vollem Pumpstrom und ob dann das System länger hält als eine LD mit Vorwiderstand?
Aber auch hier gilt 'probieren geht über studieren'.


Edit zum Thema Lasersicherheit:
Ich gehe mal aus, dass das System für einen Schießstand ist. Da eine Kugel durch einen 5-mW-Laser zu ersetzen halte ich für akzeptabel. Eine .300 Winchester Magnum oder .500 S&W Magnum tut schon etwas mehr weh als ein paar Photonen.
Was die Versicherung oder der Laserbeauftragte sagt, steht wiederum auf einem anderen Blatt.
Ansonsten reduziert man die An-Zeit bei der "PWM" halt so weit, dass man effektiv auf eine 'sichere Laserklasse' kommt.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: BlackLight am  8 Nov 2016 10:01 ]

BID = 1004896

Ltof

Inventar



Beiträge: 9254
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
BlackLight hat am  8 Nov 2016 09:52 geschrieben :

... einen 5-mW-Laser zu ersetzen ...

Wozu? Selbst bei einem mW wird die Bestrahlungsstärke auf der Fotodiode viel zu groß sein. Man wird das noch abschwächen müssen.

Fernbedienungsempfänger halte ich wegen der AGC für ungeeignet. Die sehen das Signal zu leicht auch indirekt.

_________________
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(Hanlon’s Razor)

BID = 1004897

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5210


Zitat : Ltof hat am  8 Nov 2016 10:42 geschrieben :
Wozu?
Entschuldigung, hab die Laserklassen nicht richtig im Kopf gehabt. (Hab Klasse 2 und 3R verwechselt.)

Ansonsten frag den TE. Ich habe mich ja auch schon gefragt, warum auf Klasse 2 bestanden wird. Wenn ich nicht schon wieder Unsinn erzähle, geht bei roten Lasern die Klasse 1 bis ~0,5 mW und Klasse 2 bis 1 mW. Für ein Fotoelement reicht beides, wie du bereits angemerkt hast.

Ein Punkt der mir einfällt: Gibt es heute noch Kantenemittern? In Kombination mit einer Plastiklinse ist die Strahlqualität ja so bescheiden, dass der Strahlfleck nach ein paar Metern riesig wird, ähnlich wie bei einer Schrotladung.


Offtopic :
Meine Vermutung? Der "Chef" vom TE hat keine Ahnung, außer dass er mal was von der Klasse 2 gehört hat und wie gut die ist. Dem TE fehlt dazu noch die Erfahrung konstruktive Kritik zu geben.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: BlackLight am  8 Nov 2016 11:21 ]

BID = 1004899

Shape87

Gerade angekommen


Beiträge: 6


Zitat :
BlackLight hat am  8 Nov 2016 11:21 geschrieben :

Ich habe mich ja auch schon gefragt, warum auf Klasse 2 bestanden wird. Wenn ich nicht schon wieder Unsinn erzähle, geht bei roten Lasern die Klasse 1 bis ~0,5 mW und Klasse 2 bis 1 mW. Für ein Fotoelement reicht beides, wie du bereits angemerkt hast.


Es ist tatsächlich so, dass mein Projektbetreuer ein Klasse 2 Laser als Maximum für richtig hält. Das steht auch im Lastenheft und da gibt es keinen Weg dran vorbei.

Habe vergessen zu erwähnen, dass eine Reichweite von 10m ausreicht.

Ich habe mal mit MultiSim eine Schaltung aus dem Link von Ltof nachgebaut um zumindest den Ne555 zum Laufen zu bringen. Dieser gibt mir in meinem Falle nun recht konstante 10kHz raus. Ist das dann der Treiber von dem hier hin und wieder gesprochen wird? Dummerweise habe ich dort keine Laserdiode gefunden um es weiter sinnvoll zu testen und werde das erstmal mit einer IR Diode weitermachen.

@BlackLight
Diese IR En-/Decoder: Funktionieren diese auch für ein Lasermdoul bzw. eine Laserdiode?

BID = 1004901

Ltof

Inventar



Beiträge: 9254
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
Shape87 hat am  8 Nov 2016 11:54 geschrieben :

... ein Klasse 2 Laser als Maximum für richtig hält. ...

Finde ich vernünftig. Aber: wie wird das hinterher geprüft?

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BID = 1004912

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5210

Ich hab 'meine' ICs gerade gefunden:
MC145026/MC145027/MC145028 - Encoder and Decoder Pairs CMOS
Ein Beispiel für einen IR-Empfänger ist in "Figure 20. Infrared Receiver" gezeigt und Fig. 18 zeigt einen "Sender".
Ich fande die schön, weil die direkt 243(trinär) bzw. 32(binär) Adressen erlauben, mit MC145028 sind sogar bis 19'683 Adressen möglich.
Eingesetzt habe ich die aber noch nie, aber ich sehe gerade deren Status steht auf "No Longer Manufactured". :-/


Zitat :
Diese IR En-/Decoder: Funktionieren diese auch für ein Lasermdoul bzw. eine Laserdiode?
Keine Ahnung. Bei einem einfachen Modul würde ich sagen das kann gehen. Einen Treiber brauchst du so oder so, ob der nun eine LED, LD, Funkmodul oder sonst was befeuert ist dem egal.

Aber eine nackte Laserdiode würde ich niemandem empfehlen. Da fehlt einem einfach alles, von Elektronik, über eine Linse, geeignetes Gehäuse (Kühlkörper), ESD-Schutz, usw.

BID = 1004991

Shape87

Gerade angekommen


Beiträge: 6


Zitat :
Ltof hat am  8 Nov 2016 12:11 geschrieben :


Finde ich vernünftig. Aber: wie wird das hinterher geprüft?



Natürlich prüft das in erster Instanz keiner, aber ich würde mich schon daran halten wollen

Also dank BlackLight weiß ich ja schon mal, dass ich ein Modul nehmen werde.

Dieses werde ich mit einem Ne555 antreiben. Der Sensor, welchen ich mir noch aussuchen muss, wird dann über eine Testreihe an ein OP gehen. Um das Maximum von dieser Togglespannung am Wiederstand zu generieren.

Bin ich ja mal echt gespannt, wie das klappt

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Shape87 am  9 Nov 2016  8:40 ]

BID = 1004994

Ltof

Inventar



Beiträge: 9254
Wohnort: Hommingberg

Denk dran, dass das Ansprechverhalten der Schaltung eine Rolle spielt. Nicht, dass die Simulation unrealistisch wirkt, weil sie zu schnell oder zu langsam reagiert.

Viel länger als ein paar Millisekunden muss der Laser für die Simulation nicht an sein. Das kommt der Lasersicherheit entgegen.

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