Forum

Hallo,
Auf Wunsch von geralds mache ich mal einen neuen Thread auf.

Ich beziehe mich auf einen älteren Thread:
http://www.elektronik-kompendium.de/forum/board_entry.php?id=109155&page=3&order=time&category=all

Ich habe mich daran gemacht die dort vorgestellte Lichtschranke nachzubauen.
Habe dafür den Bauplan aus Olit's Post auf Seite 3 verwendet:

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Zu aller erst: Hut ab was hier an Hilfsbereitschaft und vor allem Fachwissen herrscht!
Hab die Schaltung direkt zum laufen gebracht
Bei mir läuft das ganze über einen Reflektor - und der kann wirklich so seine 3 Meter entfernt sein... muss er bei mir aber nicht.
Ich muss nur eine Tür überspannen, der Abstand kann also durchaus geringer sein.
Das Problem das ich hab, ist vermutlich bau-art bedingt (Ist bei mir halt ne Reflex-Lichtschranke):

Die Lichtschranke regiert im Nahbereich (bis 10 cm) leider auch auf das zurückgeworfene IR Licht von dem Gegenstand/Person die den Strahl so nah am Sender/Empfänger unterbricht. Das durchtrennen des Lichtstrahls wird in dem Bereich also nicht bemerkt!



Die Dioden haben einen Öffnungswinkel von ca 10° und stecken in ca 2cm Langen schwarzen Schrumpfschläuchen "als Röhrchen". Sie liegen direkt nebeneinander und sind perfekt paralel...

Habe schon probiert die IR-Diode zu dimmen, aber leider ist die Reflexion im Nahbereich weit aus intensiver als das was vom Reflektor von der anderen Seite zurück kommt.
Ergo kann ich nur soweit mit der Leistung des Senders runtergehen das es grad noch für den Reflektor reicht.
Leider macht das dem Nahbereich garnix aus - die Objektreflexionen (Kleidung) sind einfach zu stark.

Meine Frage #1 lautet daher: Habt ihr eine Idee wie die Lichtschranke auf voller länge zum Laufen bekomme und nicht erst 10 cm entfernt vom Sender/Empfänger?


Nun zu Nummer #2:
Da ich mehr als eine Lichtschranke brauche stellt dachte ich mir das ein Sender eigentlich reichen müsste.
Damit meine ich die Schaltung, jede Lichtschranke würde natürlich ihre eigene Sende-Diode davon abbekommen...
Ich müsste also mit der Schaltung mehrere IR LEDs betreiben können.
Mein erster Gedanke: Parallel zuschalten - allerdings kann so ein BC547 ja nur 100 mA ab oder? Müsste ich dann für jede Sende-Diode einen eigenen Transistor vorschalten oder sollte ich andere Transistoren verwenden die mehr aushalten - oder ist das alles Quatsch und ich kann die bedenkenlos parallel schalten (jew. mit Vorwiderstand)?


Vielen Dank für Eure tolle Arbeit in dem Forum hier.
Und ich hoffe Ihr könnt mir so helfen wie schon hunderten zuvor.

Grüße derBastler

[Antwort von "geralds", von derBastler hier her kopiert]

Hi derBastler,

Eine Bitte:
-- stelle diese Frage in einen eigenen Thread, weil dieser schon sehr groß geworden ist.
Dann haben wir einen besseren Überblick, für den Fall, dass dein neuer Thread anwächst.

Bitte beschreibe auch das mit der Nähe genauer,
wie meinst das? sind der Sender - Empfänger nah beieinander,
oder eh doch die 3m weit entfernt, aber die Person, die durchgeht,
bewegt sich in der Nähe des Senders, sodass die Schranke nicht unterbrochen werden kann.
So in etwa würde ich deine Schilderung mit Nähe verstehen.....

Eine Zeichnung von deiner Anordnung und Schaltung wären zum besseren Mitdenken auch gut.
Vielen Dank.

--> Erster Tip mal:
Der Lichtstrahl muss mit Optik scharf gebündelt sein und du
brauchst eine Blende mit Filter, dass nur das richtige Spektrum durchgeht.
Weiters im Gedanken habe ich die Temperaturkompensation,
-- Umgebungstemp, Geräte-Betriebstemp wären zu berücksichtigen.

//bitte - nimm meinen Tip als Kopie in den neuen Thread mit, dann können
andere auch mit anknüpfen,,, weil vielleicht habe ich noch was dazu vergessen //


Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

Der Kollektor des BC547, der Stromquelle des Senders, benötigt eine Spannung von größer gleich 2V. Da kannst du, je nach der Betriebsspannung, Sende-LEDs in Reihe schalten.
Wegen der Reflektion kannst du die Schranken vielleicht mehr als 10cm hinter dem Türrahmen installieren. Oder auf die Reflexfunktion verzichten und die Empfangs-LED auf der gegenüberliegenden Seite installieren. Dann ist natürlich eine Leitungsverbindung erforderlich.

Hallo

Probiere als Sender mal einen Laserpointer.

Theo

Dass du mehrere Schranken brauchst: hat das etwas mit einer Richtungsauswertung zu tun?
Dann hast du sowieso das Problem des Streulichtes. Außer die Schranken sind sehr weit voneinander entfernt. Für eine einfache Richtungsschranke, reicht eine Sende-LED und zwei gegenüberliegende, dicht neben einander positionierte Empfangs-LEDs.

hier wären einige Vorschschläge:



Wir machten früher auch optische Zäune, also links und
rechts, höhenversetzt Sender/Empfänger
Dadurch ist ein ganzes Ausleuchten der Tür möglich,
die natur bedingte "Blindzone" wird auf mm minimiert.

Diese Blindzone kannst nur so gut als möglich minimieren,
-- die Fokuslänge, real zu imaginär hängt von der Optik ab,
beginnend von der Senderoptik -- /opt Medien/ -- zu Empfängeroptik.
Auch der Nebel, die Temperatur, Sonneneinstrahlung sind mit von der Partie.

Am Besten gehe empierisch, probierend vor.
zudem muss ja auch nicht S oben sein, E unten, kann auch axial gedreht sein
das Ganze in einen matt schwarzen körper einbauen gaht auch.... ist besser.

Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

Frohes Neues alle miteinander.

Leider hatte ich doch kein Internet im Hotel, entschuldigt bitte die späte Antwort.
Zudem kann ich mich irgendwie nicht mehr einloggen...

@Olit: Ja das hast Du ganz gut erkannt, es werden 2 Lichtschranken zur Richtungserkennung.

Das ganze Projekt wird Teil meiner Hausautomation:

Jede Tür erhält so einen Sensor.
Der Mikrocontroller enthält die Logik der Richtungserkennung und sendent via FS20 UART Die Signale
REIN/RAUS an den Server. (das ist jetzt vereinfacht)
Dieser zählt die Personen in den Räumen und leitet daraus ab ob eine Person einen leeren Raum betritt bzw ob die Person den Raum als letztes verlässt.

Mit diesen Informationen kann dann Licht, Heizung und Musik angesteuert werden.

Ich habe es mit zwei Lichtschranken getestet: Und dank des Reflektors der Das IR Licht ziemlich genau dahin zurückschickt, wo es her kam, stören sich die Beiden LS nicht!

@gerald:
Ich hab mich dank Deinen Ausführungen mal mehr auf die Optik konzentriert:
Das versenken der Sende/Empfangseinheit im Türrahmen ist mir nicht möglich, und durch die "Röhrchen" trägt sie schon sehr auf, dazu noch die ~10cm Blind Bereich... bitter.

Die Lösung die ich gefunden habe ist die folgende:



Wobei die "Gucklöcher" oberhalb der Spiegel (anders als bei der Skizze) wirklich nur so 2-3 mm große, runde Löcher sind. So funktioniert es erstaunlich gut, und die Lichtschranke(n) tragen nur ca 1,2 cm auf.

Wo finde ich eigentlich IR Filter Folie (oder was verwendest Du?)?
Hab hier nur was bei C gefunden: aus der Gehäuse Abteilung - ist aber eigentlich nur eine Rote Plexiglasscheibe die das IR Licht mehr reflektiert als durchlässt


Last But not least habe ich mir mal Gedanken über die Platinen gemacht:
Da ich mehrere Doppellichtschranken an einem Microcontroller betreiben möchte, habe ich mir folgenden Aufbau gedacht:

Der MC ist Zusammen mit der Stromversorgung (12v + 5v) und der Senderschaltung auf einer Hauptplatine.

Von dort aus gibt es einen 4 Poligen Versorgungs "Bus" bestehend aus 12V, 5V, GND und Senderoutput.
Es gibt mehrere 2 Pol Eingänge für die Signale der Doppellichtschranke.

Auf der Empfängerplatine ist ein 4Pol Konnektor für den Sender/Empfänger, bestehend aus 2 Sendedioden und 2 Empfangsdioden.

Anbei der Versuch einer Doppelten Schaltung + die des Senders um zu verdeutlichen wie ich mir die Anbindung (beliebig) vieler LS vorstelle.
Die Senderschaltung ist also nur ein Modell, die SendeDioden,Transistoren und Vorwiderstände (Schwarz) sind in Wirklichkeit auf der Empfängerplatine...
(Den Vorwiderstand habe ich noch nicht berechnet.)





Kann das so Funktionieren?
Habt Ihr noch Anmerkungen oder Vorschläge für mich?

Nochmals Vielen Dank!

Grüße vom Bastler

Sehe grade es fehlen noch die 12V für den zweiten Empfänger.

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So wird gar nichts funktionieren. Du greifst die Steuerspannung von der LED ab, die die Refferensspannung für den Konstantstrom Transistor bildete. Das sind 2V. Damit kannst du keine Kollektorschaltung treiben, die im Emitterzweig zwei LEDs und noch einen Widerstand haben.

Für die Richtungsauswertung musst du die Signale, in welcher Richtung die Schranke unterbrochen wurde und in welcher Richtung die Schranke verlassen wurde, zwischenspeichern und anschließend Vergleichen. Und nur wenn beide Richtungen identisch sind, wird eine Person gezählt. (Das Licht geht natürlich sofort an wenn der Strahl unterbrochen wird.) Denn Personen verhalten sich nicht wie Flaschen auf einem Fließband. Die drehen mitten in der Tür um, weil sie was vergessen haben. Oder im Bad bücken sie sich um die Waschmaschine zu bestücken und unterbrechen Dabei mit dem Hintern die Schranke. Dann stehen sie im Dunkeln, wenn diese Tatsachen nicht berücksichtigt werden.
Meine Badlichtschranke ist zwar nicht Computergestützt, aber berücksichtigt diese Dinge.
Der Sender hat nur eine Sende-LED und im Empfänger sind zwei Phototransistoren.
Auf irgendwelche Filter habe ich verzichtet, weil ich nichts Brauchbares hatte. Das Licht ist nicht einmal getaktet. Aber so installiert, dass die zur Wehnachtszeit tief stehende Sonne keinen Einfluss hat.

@olit:
Danke für die superschnelle Antwort (der Hammer)!
Deine Anmerkung zum Sender muss ich mir noch genauer anschauen, fand das eigentlich ganz logisch so aber ich versteh auch leider nit so viel davon.
Bei meiner Sender Schaltung (Aufbau nach Deiner s.O.) leuchtet die Grüne LED im überigen garnicht... Der Sender funktioniert aber...

Zur Richtungserkennungslogik:
Hab ja geschrieben "vereinfacht"
Die Logik funktioniert ziemlich genau so wie Du schon meintest, ist auch schon umgesetzt und funktioniert:

Wird eine LS durchschritten, merkt sich das der MC.
Der nächste Schritt auf den gewartet wird ist, das BEIDE LS gleichzeitig durchschritten werden. (um z.B. eine Hand auszuschließen)
Werden nun beide LS durchschritten, wartet das System darauf das beide LS wieder frei sind.
Die zuletzt freigebene LS wird dann mit der zuvor gespeicherten (ersten) verglichen.
Nur wenn es nicht die selbe LS war, wertet der MC das als REIN bzw. RAUS.
Sobald etwas anders läuft als in der Reihenfolge wie oben, wird die Logik zurück gesetzt. (wenn die LS wieder frei sind)

Zwischenzeitig werden im überigen noch andere Befehle Gesendet: "ATTENTION"

Das bedeutet beim durchtreten der ersten LS wird dem Server bereits ein temporärer Impuls gesendet, welcher die Lampen in beiden Räumen (falls noch unbetreten) bereits anschaltet, damit man nicht ins Dunkle läuft.
Wurde kein REIN/RAUS erkannt, sendet der MC ein RESET.
Woraufhin das vorausgelöste Licht wieder ausgeschaltet wird. Das geschieht zur Sicherheit aber auch Serverseitig nach 10 Sekunden ohne weiteres Signal.

Grüße vom Bastler

So geht es.

» @olit:
» Danke für die superschnelle Antwort (der Hammer)!
» Deine Anmerkung zum Sender muss ich mir noch genauer anschauen, fand das
» eigentlich ganz logisch so aber ich versteh auch leider nit so viel
» davon.
» Bei meiner Sender Schaltung (Aufbau nach Deiner s.O.) leuchtet die Grüne
» LED im überigen garnicht... Der Sender funktioniert aber...
»
Ein schwaches Glimmen der LED sollte schon zu erkennen sein. Denn sie wird mit rund 5mA getaktet.
Die Anordnung der sende LEDs nach deinem Letzten Bild kann aber nicht funktionieren.

(Selbstverständlich geht bei mir auch das Licht an sobald der erste Strahl unterbrochen wird, Nur wird eben hinterher das Licht wieder ausgeschaltet wenn sich null Personen im Bad befinden, weil solche hin- und her Hopser ja nicht gezählt werden.)

» So geht es.
»
»

MMhh.
Irgendwie seh ich da grad was nicht.
für mich sieht die Schaltung eigentlich genau so aus wie meine?
Beide Transistoren erhalten doch ihren Basisstrom parallel vom Emitter des linken roten Transistors...
Was ich anders gemacht habe, ist das ich die LEDs vom Kollektor zum Emitter verschoben habe -> das hab ich gemacht damit ich - genau wie bei den Empfängerdioden - mit GND arbeiten kann (spart ein kabel).
Und zumindest bei einer SendeDiode klappt das auch ohne Probleme.
Das ich da jetzt 8 IRLEDs eingezeichnet habe war im Überigen nur ein Beispiel.
Ich will halt mehrfach (=undefiniert oft) 2! IR Leds abgreifen. Daher die Darstellung mit den offenen Leitern rechts.

Wenn die grüne LED bei der Ursprungsschaltung nicht geglimmt hat, hattest du einen Widerstand zur infrarot Sende LED in Reihe Geschaltet, die den Strom mehr begrenzte, als die Konstantstromquelle liefern Wollte. Dann ist der Spannungsfall der Basis - Emitterstrecke und des 12 Ohm Widerstandes geringer als die Flussspannung der grünen LED.

» Wenn die grüne LED bei der Ursprungsschaltung nicht geglimmt hat, hattest
» du einen Widerstand zur infrarot Sende LED in Reihe Geschaltet, die den
» Strom mehr Begrenzte als die Konstantstromquelle liefern Wollte. Dann ist
» der Spannungsfall der Basis - Emitterstrecke und des 12 Ohm Widerstandes
» geringer als die Flussspannung der grünen LED.

Ja den gepunktet eigezeichneten 47 Ohm Widerstand hatte ich drin. Sonst nix :P

» » So geht es.
» »
» »
»
» MMhh.
» Irgendwie seh ich da grad was nicht.
» für mich sieht die Schaltung eigentlich genau so aus wie meine?
» Beide Transistoren erhalten doch ihren Basisstrom parallel vom Emitter des
» linken roten Transistors...
» Was ich anders gemacht habe, ist das ich die LEDs vom Kollektor zum
» Emitter verschoben habe -> das hab ich gemacht damit ich - genau wie bei
» den Empfängerdioden - mit GND arbeiten kann (spart ein kabel).
» Und zumindest bei einer SendeDiode klappt das auch ohne Probleme.
» Das ich da jetzt 8 IRLEDs eingezeichnet habe war im Überigen nur ein
» Beispiel.
» Ich will halt mehrfach (=undefiniert oft) 2! IR Leds abgreifen. Daher die
» Darstellung mit den offenen Leitern rechts.

Konstantstromquelle:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210253.htm


Kollektorschaltung:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204133.htm


Emitterschaltung:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm