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Thema: Infrarot Schalter

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Infrarot Schalter

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    Hi,
    ich überlege gerade, ob man einen Bewegungsschalter über eine Infrarotdiode und einen Infrarotempfänger realisieren könnte.

    Konkret soll es ein Ein/Aus-Schalter sein, bei dem man seine Hand in kurzer Entfernung vor den Schalter hält und dadurch der Schalter betätigt wird.

    Die Infrarotdiode sendet dabei in einem gewissen Winkel, z.B. 45Grad von der Platine weg und der Empfänger ist ebenfalls um 45 Grad geneigt, so dass die beiden im 90Grad-Winkel zueinander stehen. Wenn man jetzt die Hand vor den Schalter hält, reicht die Reflexion der Infrarotstrathlen um vom Empfänger wahrgenommen zu werden. Daraufhin wird dann ein Schaltsignal erzeugt (Microcontroler z.B.).

    Ist das so realistisch oder wird das nicht funktionieren?

    edit:
    wie sähe es aus, wenn über dem Schalter eine transparente Scheibe eingesetzt würde? Also z.B. Polystyrol. Das würde dann nicht mehr funktionieren oder? Wie ist die Reflexion von Infrarotstrahlen bei Glas/Polystyrol/Plexiglas?

    Gruß,
    Crypi

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Im Prinzip geht das sicher, zumindest ohne die Scheibe.
    Die Sharp Infrarotsensoren funktionieren ja auch nach einem ähnlichen Prinzip.

    Mit der Scheibe wird es schwieriger, der reflektierte Anteil läßt sich ausrechnen, das Ganze ist aber schon etwas verwickelt.

    Falls Du es rechnen willst:

    http://de.wikipedia.org/wiki/Fresnelsche_Formeln

    http://de.wikipedia.org/wiki/Brewsterwinkel

    Insgesamt ist es wohl günstig, wenn der Lichtstrahl möglichst senkrecht auf das Abdeckglass fällt (dann wird am wenigsten Licht reflektiert).
    Bei flacheren Winkeln wird ein erheblicher Anteil der Strahlung in das Glas eingekoppelt. Ausgekoppelt wird die Strahlung an dem Staubkorn, das vor dem Empfänger sitzt, das gibt dann einen falschen Alarm. Zwei getrennte Abdeckscheiben für Sender und Empfänger wären dann günstiger.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Du meinst also, dass es sinnvoller wäre den Sender und den Empfänger senkrecht aufzustellen?
    Wird dann noch genug reflektiert?
    Obwohl, ja Du hast recht, die Abstandssensoren funktionieren ja auch so....

    hmm ich habe eine Quelle gefunden, wobei Polystyrol bei 3,43µm undurchlässig wird... Die Dioden, die ich bis jetzt so gesehen haben senden aber irgendwas um 900nm, dass sollte dann doch gehen, oder?

    Es sollte schon eine durchgehende Scheibe sein. Aber ich verstehe deine Argumentation.

    Na gut, ich muss das mal ausprobieren.

    Ich steh gerade aufm Schlauch, IR-Sensoren werden stromdurchlässig sobald sie von IR bestrahlt werden oder erzeugen sie einen Strom?

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Du meinst also, dass es sinnvoller wäre den Sender und den Empfänger senkrecht aufzustellen?
    Wird dann noch genug reflektiert?
    Eher parallel, oder in spitzen Winkel. Für eine minimale Reflektion sollte der Strahlengang etwa im 90° Winkel zur Abdeckscheibe sein. Wenn es aber nur 80° sind, dann wird es keinen großen Unterschied machen. Das wäre dann ein Winkel von 20° zwischen Sende- und Empfangsstrahl.

    hmm ich habe eine Quelle gefunden, wobei Polystyrol bei 3,43µm undurchlässig wird... Die Dioden, die ich bis jetzt so gesehen haben senden aber irgendwas um 900nm, dass sollte dann doch gehen, oder?
    Die meisten Stoffe, die bei sichtbarem Licht transparent sind, sind auch bei den typischen Wellenlängen einer IR-LED transparent. Im Zweifel kann man ja noch einen Versuch machen.

    Ich steh gerade aufm Schlauch, IR-Sensoren werden stromdurchlässig sobald sie von IR bestrahlt werden oder erzeugen sie einen Strom?
    Bei Fotodioden geht beides, siehe:

    http://de.wikipedia.org/wiki/Fotodiode

    (besonders der Abschnitt "Betriebsarten")

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Ok, ich werd das heute abend glaub ich mal ausprobieren.

    Bei Glas verhält es sich, was die Transparenz angeht, doch anders, oder?
    Glas lässt IR nicht durch.

    Danke für deine Hilfe!

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Bei Glas verhält es sich, was die Transparenz angeht, doch anders, oder?
    Glas lässt IR nicht durch.
    Eisenarmes Flachglas hat auch für NIR eine gute Transmission, siehe z.B. hier:

    http://www.pgo-online.com/de/katalog...efl_kurve.html

    Man sieht, daß die Transmission rund 90 bis 92% ist, die Reflektion ist ca. 4% pro Oberfläche, d.h. die Absorption ist im Bereich zwischen 400 und 2500 nm nahe Null.
    Bei eisenhaltigen Gläsern (sehen grünlich aus, speziell an der Schnittkante), ist die IR Transmission schlechter. Deshalb wird das auch als "wärmedämmendes Glas" im Auto verbaut. Wirklich undurchlässig ist es aber auch nicht.
    In der Architekturverglasung findet man aber häufig Glas, das speziell beschichtet ist, um z.B. infrarote Einstrahlung zu reflektieren. Damit vermeidet man im Sommer die starke Aufheizung von Gebäuden durch Sonneneinstrahlung. So ein Glas sollte wenig geeignet sein für den Zweck.

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Guten Morgen,

    man lernt nie aus

    Danke für die Infos!

    Bin gestern mangels zeit nicht wirklich weit gekommen.
    Vielleicht bringt das Wochenende mehr.

    Edit:
    Ich hab jetzt die beiden gewählt (nach Beratung duch Conrad-Personal):
    Art.Nr 154043
    Art.Nr 185540
    bei Conrad.de
    Passen die zusammen?

    Lässt sich das http://www.zum.de/dwu/depot/pet204f.gif
    auch mit dem IR-Sensor realisieren?
    Durch Austausch des LDR.


    Crypi

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Ich hab die obere der beiden Schaltungen aufgebaut aber es klappt nicht... die IR-Diode bestarhlt dabei den Sensor...

    Hat jemand nen Tip?

    Crypi

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Guten Morgen,

    ich komm da nicht weiter.

    Ich kriegs nicht hin, dass der IR-Sensor durchlässig wird und meine Schaltung schaltet...

    Kann mir da niemand unter die Arme greifen [-o<

    Crypi

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Ich hab jetzt die beiden gewählt (nach Beratung duch Conrad-Personal):
    Art.Nr 154043
    Art.Nr 185540
    bei Conrad.de
    Passen die zusammen?
    Ja das sollte passen.


    Lässt sich das http://www.zum.de/dwu/depot/pet204f.gif
    auch mit dem IR-Sensor realisieren?
    Durch Austausch des LDR.
    So ähnlich kann man auch die Fotodiode einsetzen. Sie muß dann in Sperrichtung gepolt sein. Allerdings reicht der Kollektorstrom des Transistors nur für ein kleines Anzeigelämpchen.
    Das Bild zeigt ja eher ein Prinzipschaltbild, das noch viel Spielraum für Fehler offen läßt. Welche Bauteile hast Du denn zur Verfügung (Transistor, Spannungsquellen usw.)?
    Wie hast Du die LED angeschlossen?

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