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Thema: Lichtschranke zur Gegenstandserkennung

  1. #1

    Lichtschranke zur Gegenstandserkennung

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    Ich habe ein RN-Control 1.4,
    nun möchte ich eine Gegenstandserkennung mit Hilfe einer Lichtschranke realisieren.

    Die Lichtschranke möchte ich mit Hilfe des IS471 und einer IR-LED (LD274) von Robotikhardware.de bauen. Die Schaltung möchte ich so aufbauen wie sie in der Artikelbeschreibung des IS471 auf Robotikhardware.de zu finden ist.

    Zu meinen Fragen:
    1. In welcher Entfernung dürfen die Ir-Led und der IR-Detektor maximal auseinander stehen um noch ein brauchbares Schaltsignal zu bekommen?

    Ich müsste eine Entfernung von ca. 20-30cm überwinden.

    2. Kann ich mehrere Lichtschranken recht nah nebeneinander aufbauen?? ohne das sie sich gegenseitig stören?

    Mit freundlichem Gruß
    Wookie

  2. #2
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    19
    Vom physikalischen Standpunkt aus, können sich die Lichtquellen zwar nicht stören, allerdings kann es zu unerwünschten Effekten (Interferenzen) an deinem Sensorelement kommen. Gerade bei Sendern, die im gleichen Wellenlängenbereich senden, kann das sehr "gefährlich" werden.

    Allerdings strahlt ein IR-Sender innerhalb eines gewissen Wellenlängenbandes (nicht wie beim LASER), so dass im zeitlichen Mittel betrachtet, Störungen durch Interferenzen eher unwahrscheinlich sind.


    Was willst du denn genau erfassen und warum willst sie nebeneinander aufbauen?

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Re: Lichtschranke zur Gegenstandserkennung

    Hi wookie,

    willkommen im Forum.

    Die Gegenstandserkennung mit einem IS471 läuft (meist bzw. eher) nach dem Prinzip der Reflexlichtschranke. Der Aufbau als Eingweg- bzw. Gabellichtschranke ...
    Zitat Zitat von wookie
    1. In welcher Entfernung dürfen die Ir-Led und der IR-Detektor maximal auseinander stehen ...
    . . . den ich aus Deiner Beschreibung herauslese ("... auseinander stehen ..."), ist eher selten zu finden. Siehe hier (klick) zur Definition der Lichtschrankenarten. Das Prinzip der Einweg- oder Gabellichtschranke ist ja, dass die beiden Sensoren deutlich getrennt sind - "auseinander stehen" - und alles detektiert wird, was den Lichtstrahl vom Sender zum Empfänger unterbricht.

    Das Prinzip der Reflexlichtschranke ist so, dass die Gegend VOR Deiner Sensorik beleuchtet wird und der IS471 das reflektierte Licht der Sende-LED (274) erkennt - oder nicht erkennt. Wenn keine Gegenstände im Weg stehen, kann wenig oder nichts reflektieren, dann erkennt der IS471 nix - und Du bzw. Dein Controller weiß, dass der Weg frei ist. Drastisches Beispiel dazu ist Schneefall nachts bei einer Autofahrt (Licht ist an) im Winter: siehst Du eine weiße Wand - dann schneit es kräftig, siehst Du die schwarze Nacht - mit ein bisschen was in der Ferne - dann schneit es nicht *ggg*.

    Deine Frage 2. deutet aber darauf hin, dass Du vielleicht doch eine Reflexlichtschranke aufbauen willst. Einen ähnlichen Aufbau, aber mit einem anderen Sensor habe ich (klick hier) ausführlich getestet (Bilder meiner Sensorik sind in diesem Thread verstreut). Dabei wird darauf geachtet, dass die Lichtkegel der LED weit genug auseinander stehen, sodass sich die Sensoren nicht stören. Schau dazu ins Datenblatt. Aus meinem Datenblatt zur LD274 von Osram lfinde ich unter Radiation Characteristics ein Diagramm mit Irel = f (φ) . Da lese ich einen sicheren Arbeitsbereich von ± 10°, bei größeren Entfernungen von ± 5° heraus. Anm.: φ ist der Raumwinkel von der LED-Strahlmitte. Sorge also dafür, dass die Sende-LEDs entsprechend aufgefächert sind. Dabei würde ich mich ohne Versuche nicht auf die enge Tolerierung des Datenblattes verlassen, sondern (erstmal) einen Winkel von etwa ± 15° als sicher ansehen. Ich habe Deine Sensorik zwar noch nicht getestet, aber 20 .. 30 cm sollten doch drin sein; meine Sensoren hatten z.T. über einen Meter bereits sicher diagnostiziert - wie gesagt, ein anderer Aufbau, der auch eine gewisse Entfernungsmessung bietet. Die Beschreibung im RNWissen schreibt allerdings zur Reichweite des IS471F "... In der Regel reicht sie jedoch einige cm ..." und empfiehlt diese Schaltung für langsame Roboter bzw. rät für höhere Entfernungen zu einer höheren Strahlleistung der Sende-LED. Die Ansprechschwelle hängt aber ziemlich stark von der "Farbe" des Hindernisses im infraroten Bereich ab - also von der Albedo. Und im infraroten Licht sind manche weissen Gegenstände leider schwarz - die reflektieren kaum - und manche schwarze Wand ist "weiß" - die reflektiert wie die S... Leider ist das ein Nachteil dieses Verfahrens.

    So - nun habe ich Dich hoffentlich nicht verwirrt. Wenn Du doch eine Gabellichtschranke aufbauen willst, sollten wir nochmal darüber reden *ggg*.

    Viel Erfolg bei Deinem Projekt.
    Ciao sagt der JoeamBerg

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