Die Objekte müssten in 90% der Fälle zwischen etwa 32m/s und 71m/s schnell sein. Das bedeutet im Abstand von 10cm hätte ich ja schon ein für den PC messbares Ergebnis von knapp über einer Millisekunde. Mit 1m Abstand und mehrmaliger Wiederholung der Messung könnte dann auch ein verwertbarer Durchschnitt herauskommen. Mit einer Stoppuhr hätte ich das Problem, dass diese die Zeit nur bis 10 Millisekunden auflöst, dann müsste der Abstand wesentlich größer sein, aber dann wird die Justierung der Sensoren sehr schwierig.

Da das ganze quasie "unter Laborbedingungen" stattfinden soll, können man die Lichtschranken auch abdichten, die ganze Messanordnung senkrecht drehen und in einem kleinen Wasserbecken(-eimer ) versenken, dort dürfte die Messung auf kleinstem Raum möglich sein (Nach ca. 10-20cm im Wasser ist die Geschwindigkeit der Objekte 0). Den Wasserwiderstand würde dann der PC mit einberechnen.

Aber nochmal eine Frage zu den Abstandsensoren, welche ich verwenden möchte. (http://www.conrad.de/ce/de/product/140267/IR-SENSOR-APDS-9101-L21)
Auf dem Bild haben sie auf jeder Seite zwei Anschlüsse. Ich hätte jetzt gedacht, dass die einen die IR-LED mit Strom versorgen und die anderen einfach nur am Fotosensor hängen und den durch ihn erzeugten Strom weiterleiten, welchen man als Signal verwendet. Wenn in dem kleinen Bauteil aber noch ein Transistor drin steckt, wie wird es denn dann verkabelt?

Vielen Dank schonmal für die Hilfe.

was ist da unverständlich am Datenblatt ?

Edit: auf der Sendeseite befindet sich eine LED und auf der Empfängerseite ein Fototransistor
Der Fototransistor Steuert bei Lichteinfall auf und bei Dunkelheit sperrt er

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am  6 Jan 2011 14:29 ]

Bei der Art von Geschwindigkeiten benutzt man besser 2 Lichtschranken und einen Zähler .
Die erste Lichtschranke startet den Zähler , die Zweite stoppt diesen.

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Willkommen im Forum, Kabelknäul

IC und Sensor passen schon zusammen. Das MCU-IC links, mit dem Du nichts anfangen kannst, ist ein Microcontroller, kannst stattdessen dort auch die serielle Schnittstelle eines PCs anschließen.
Sinn des Signal Conditioning-ICS ist es, das Lichtschrankensignal zuverlässiger auswerten zu können. Dazu wird zum einen die Sendediode gepulst (beispielsweise mit ~36kHz) betrieben, zum anderen wird ein Signal vom Empfänger nur dann weitergeleitet, wenn dieses mit der Frequenz der Sendediode schwankt. So lassen sich permanente Lichtquellen (wie die Sonne) oder andere hochfrequente Störlichtquellen (Energiesparlampen) zuverlässig herausfiltern, so dass es nicht zu Fehlauslösungen kommt.

Dennoch würde ich allein wegen der Größe des ICs (gerade mal 2*2mm²) von diesem abraten (außerdem ist die ~36kHz-Pulserzeugung noch nicht mit an Bord, das möchte man auch nicht unbedingt mit der seriellen Schnittstelle machen).
Glücklicherweise gibt es fertige Empfänger-ICs, die nur auf mit einer speziellen Frequenz gepulstes IR-Licht reagieren, für wenig Geld zu kaufen. Und ein gepulster Sender ist auch schnell mit hHobbylötfreundlichen Teilen aufgebaut.

Hier mal ein Empfänger-Schaltplan für die serielle Schnittstelle:
http://lirc.linux-mirror.org/receivers.html
http://lirc.linux-mirror.org/images/schematics.gif

DCD (Data Carrier Detect) liegt genau so lange auf high, wie kein Signal Empfangen wird. Bekommt der Empfänger-IC ein Signal herein, wird DCD auf low gezogen. Dein Programm muss also bloß DCD überwachen.
Eine zweite Lichtschranke ließe sich separat an Pin6/DSR/Data Set Ready anschließen.

Zur Selbstbau-Reflexlichtschranke mit Empfänger-IC: Zwei schwarze Pappröhren nebeneinander anordnen, in die eine kommt die Sendediode, in die andere der Empfänger. Sobald sich ein Objekt genügend nah vor der Öffnung der Röhren befindet, wird das modulierte Signal reflektiert und detektiert.

Ein möglicher 36kHz-Empfänger ist der SFH5110-36 von Osram (die TSOPs vn Philips sind leider abgekündigt und quasi nicht mehr erhältlich, macht aber nichts): http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GR.....37920
Eine passende Sendediode ist die LD274 von Osram:
http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GR.....65174

Bei Bedarf lade ich einen Schaltplan für die Sendediode hoch. Wollte ich eh heute aufbauen (zufälle gibt's).


Gruß, Bartho

Ja, ich will auch zwei Lichtschranken verwenden, habe ich im Eröffnungspost erwähnt.
Ok, also wie ich das mit einer Stoppuhr kopple ist mir jetzt klar. Ergibt sich nur noch das Problem, dass eine günstige Stoppuhr keine einzelnen Millisekunden zählt. Gibt es eine alternative zu einer billigen Stoppuhr, die genauer zählt?

Danke für die ganze Hilfe und vor allem für das Datenblatt. Ich habe es auf conrad komplett übersehen gehabt. Habe es mir jetzt komplett heruntergeladen.

@ Bartholomew, dein Beitrag wurde mir erst nach meinem Letzten angezeigt, deshalb antworte ich jetzt noch einmal.

Danke erstmal für diese lange Erläuterung, aber ich merke wieder meine Ahnunglosigkeit.

1. Ich habe mir ein paar allgemeine Tuts zum seriellen Eingang herausgesucht, die ich die Tage mal lesen muss. Aber wenn ich zwei Lichtschranken anschließe, wo lese ich die zweite Lichtschranke aus?

2. Ein paar Fragen zum Schaltplan. Ich habe noch nie viel mit Schaltplänen zu tun gehabt und versteh deshalb nicht alles auf dem Schaltplan. Woher weiß ich, welche ICs ich bei IC1 und IC2 einsetzen muss? Soll das u beim Kondensator für mikro und die 7 beim Widerstand für Ohm stehen? Und das Objekt zwischen Pin 7 und IC2 stellt nach einem Buch, welches ich hier liegen habe entweder eine Leuchtdiode oder eine Fotodiode dar. Ist das der Empfänger? Ich hätte jetzt eher vermutet, dass das data +- links für den Empfänger steht.

3. Wie müsste ich den eine zweite Lichtschranke in diesen Schaltplan integrieren?

4. Ein Schaltplan für die Sendediode wäre net, ich weiß leider auch nicht, wie ich einen auf 36 kHz gepulsten Sender bauen sollte.

Tut mir echt leid, dass ich hier so viele Fragen stelle , aber die ganze Materie ist neu für mich und ich versuch gerade, so viel wie möglich selber zu verstehen, aber es fehlen mir halt noch zu viele Grundlagen usw. Danke für die Mühe, die ihr euch mit mir gebt.

Bitte bitte

Die serielle Schnittstelle (siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/EIA-232 )bietet einige Ausgänge (Pin4/DTR, Pin7/RTS), die sich beliebig zwischen high und low (+-10V) umschalten lassen, sowie einige Eingänge (Pin1/DCD, Pin6/DSR, Pin8/CTS, Pin9/RI), die eigentlich immer auch mit TTL-Pegel funktionieren (U<0,8V: low, U>2V:high). An die +10V eines Ausgangspins kann man prima einen kleinen Linear-Spannungsregler wie den 78L05 (IC2) anschließen, der stabile 5V Ausgangsspannung für IC1 abgibt: http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;L.....23470
Als Ersatz für den nur noch schwer erhältlichen IC1/TSOP1738 eignet sich der oben verlinkte SFH5110-36.
Die Pinbelegungen sind dem jeweiligen Datenblatt zu entnehmen (welcher Pin kommt an GND, welcher an +5V etc.). Kann später auch noch mal einen Schaltplan zeichnen.

An die verschiedenen Eingangspins der seriellen Schnittstelle kannst Du verschiedene Lichtschranken anschließen. Ein Pullup-Widerstand (Beispielsweise 4,7 kilo-Ohm, dafür steht das Kürzel 4k7) zieht die Eingänge meistens auf +10V, es sei denn, der Empfänger-IC empfängt ein Signal. Dann zieht dieser den Eingang mittels Transistor auf etwa 0,2V runter, was vom PC als "low" ausgelesen werden kann.

Zitat :

2. Ein paar Fragen zum Schaltplan. Ich habe noch nie viel mit Schaltplänen zu tun gehabt und versteh deshalb nicht alles auf dem Schaltplan. Woher weiß ich, welche ICs ich bei IC1 und IC2 einsetzen muss? Soll das u beim Kondensator für mikro und die 7 beim Widerstand für Ohm stehen? Und das Objekt zwischen Pin 7 und IC2 stellt nach einem Buch, welches ich hier liegen habe entweder eine Leuchtdiode oder eine Fotodiode dar. Ist das der Empfänger? Ich hätte jetzt eher vermutet, dass das data +- links für den Empfänger steht.

Bei den ICs einfach mal die Bezeichnung+"Datasheet" in Google eingeben, dann bekommst Du ein passendes Datenblatt angezeigt, in dem steht, was das Bauteil so tut, und wie es gerne verschaltet werden möchte. Oder einfach hier nachfragen
u=micro, richtig. D1 "1N4148" ist eine Standard-Kleinleistungsdiode, LEDs und Fotodioden haben zusätzlich zwei Pfeile (einmal von der Diode weg, einmal hin): http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;L.....=1730
Diese Diode schützt den Linearregler IC2 vor Falschspannung, falls Pin7 dummerweise auf low/-1ßV steht (das mag IC2 nämlich gar nicht). Der Empfänger-IC ist IC1.

Zitat :

3. Wie müsste ich den eine zweite Lichtschranke in diesen Schaltplan integrieren?

Einfach einen zweiten Empfänger-IC parallel zum ersten anschließen (also an GND und +5V). Der Ausgang (data) bekommt einen separaten Pullup-Widerstand und wird an einen der anderen Eingänge der seriellen Schnittstelle angeschlossen (z.B. DCD).

Zitat :

4. Ein Schaltplan für die Sendediode wäre net, ich weiß leider auch nicht, wie ich einen auf 36 kHz gepulsten Sender bauen sollte.

Kommt nachher.


Gruß, Bartho

Zitat :

Das bedeutet im Abstand von 10cm hätte ich ja schon ein für den PC messbares Ergebnis von knapp über einer Millisekunde.

Du solltest dir als erstes Gedanken bezüglich der erforderlichen Auflösung der Zeitmessung machen.
Die in Lichtschranken gebräuchlichen Fototransistoren sind, besonders wenn es sich um Darlingtons handelt, nicht sonderlich schnell und könnten dir zu große Meßfehler bescheren.

Der SFH5110 braucht laut Datenblatt 0,17ms (sechs Wellenberge), um ein Trägersignal sicher zu detektieren. Lässt sich an der Seite des zu messenden Objektes ein weißes Pappkärtchen montieren, mindestens 12mm, besser 20mm lang?

Die Zeitverzögerung beim Detektieren sollte recht stetig und bei beiden Sensoren identisch sein (und selbst wenn nicht, kann man den Zeitoffset ja leicht messen und rausrechen). Bei zwei identischen Verzögerungen ist ein rausrechnen ja sogar unnötig, wenn das zu messende Objekt in guter Näherung seine Geschwindigkeit während des Meßvorganges beibehält, da sich der Fehler ja ausgleicht.


Gruß, Bartho


Nachtrag: Die Genauigkeit der 36kHz-Lösung ist natürlich auf allerhöchstens 1/36000 s beschränkt. Reicht das?

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Bartholomew am  6 Jan 2011 16:15 ]

Also die beiden Lichtschranken muss ich dann so anschließen, wie es der umgemalte Schaltplan im Anhang zeigt? Dann hätte ich schonmal einen Teil verstanden.

@ perl, wie finde ich denn die Reaktionszeiten der Empfänger, beispielsweise des von Bartholomew vorgeschlagenen SFH5110-36 von Osram heraus? Bzw. wenn ich zwei Lichtschranken gleichen Bautyps habe, müssten diese dann nicht auch die gleiche Verzögerung haben, so, dass diese sich im Endresultat wieder ausgleicht?

Schaltplan sieht gut aus
Zum anderen siehe mein Post direkt vor Deinem.


Gruß, Bartho

Die Objekte sind 6mm lang, aber weiß. Es ist unmöglich etwas daran zu ändern.

Ja, ich habe gerade mal nachgerechnet, hast Recht, sie legen ca. 1,2 cm in 0,17 ms zurück.

Kann man vielleicht die Lichtschranken diagonal zur Bewegung stellen, so, dass die Objekte einen längeren Weg schräg durch den Strahl zurücklegen?

Zitat :

Bzw. wenn ich zwei Lichtschranken gleichen Bautyps habe, müssten diese dann nicht auch die gleiche Verzögerung haben, so, dass diese sich im Endresultat wieder ausgleicht?

Das dürfte ein frommer Wunsch sein, und wenn du Bauteile mit eingebauten digitalen Filtern, wie den TSOP, verwendest, hast du es jedenfalls noch mit dem Quantisierungsfehler durch dessen (unbekannte) interne Taktrate zu tun.