Gabellichtschrankenschaltung

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Die Genauigkeit hängt nicht nur von der Mess-Elektronik ab, sondern in erster Linie von der Mechanik. Um die Messgenauigkeit zu berechnen, musst du einfach die maximal zu messende Wegstrecke durch die Anzahl der Impulse dividieren, die die Gabellichtschranke beim messen dieser Strecke liefern würde.

Ist dir die Genauigkeit zu gering, kannst du versuchen, durch einen anderen mechanischen Aufbau, die Genauigkeit zu erhöhen (Übersetzung mit Zahnrädchen oder ähnlichem) so dass eben mehr Impulse pro Wegstrecke geliefert werden. Der Zähler muss dann so dimensioniert werden, dass er im worst case nicht überläuft. Das geschieht einfach durch Kaskadierung mehrerer Zählstufen.

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Hallo "Gast" von gestern 12:35 Uhr:

Hier die Antwort wegen deiner Anfrage zu dem Encoder-Chip.
Er heißt LS7084 Datenblatt: http://www.lsicsi.com/pdfs/LS7083_84.pdf

An den Eingängen vom LS7084 (zweite Abb.von oben) Pin 4 und 5 schließst du die beiden Ausgänge von deiner Gabellichtschranke an. Die Ausgänge vom LS7084 kannst du entweder direkt mit deinem µC verbinden (wobei ich Pin8 an einen interruptfähigen Eingang anschließen würde) oder du gibst die beiden Ausgangssignale auf einen Zählerbausten (74190 oder 74191).
LS7084( mit 74190(14) verbinden
LS7084(7) mit 74190(5) verbinden
Die Zähler-IC's 74190 und 74191 sind kaskadierbar
Datenblatt: http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/cd74hct191.pdf

Es soll auch schon Leute gegeben haben, die versucht haben, die beiden Ausgänge der Gabellichtschranke A und B (Signalform s. Datenblatt LS7084) einfach direkt mit dem µP zu verbinden. Das geht natürlich auch. Die Richtungserkennung und das auf- und abzählen kannst du auch per Software realisieren. Gerade die Richtungserkennung ist ein bisschen knifflig. Da schleicht sich leicht der eine oder andere Bug ein. Bei hohen Fahrgeschwindigkeiten und womöglich einem langsamen Prozessor kommt man rasch an die Grenzen. Da ist eine Hardwarelösung mit Encoder- und Zähler-IC die bessere Lösung und der µP hat den Kopf frei für wichtigeres.

[RCO]

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Wie heißt den dieser Quadraturencoder-Chips???
Und dieser 74 94er zählt der Automatisch die gesamten Impulse???
Und wie geibt er sie dann aus? seriel?? parallel???

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also nochmal:
Der Encoder-Chip heißt: LS7084
Datenblatt: http://www.lsicsi.com/pdfs/LS7083_84.pdf

Wenn du an diesen Encoder-Chip einen 74190 oder 74191 anschließst kannst
du richtungsabhängig vor- und rückwärts zählen, je nach Bewegungsrichtung
durch die Gabellichtschranke.
Wenn die Bewegungsrichtung nicht von Interesse ist, kannst du dir den
Encoder-Chip sparen und brauchst nur eine der beiden Empfangsdioden von
der (Maus-)Gabellichtschranke an
den Eingang vom Zähler (74190 oder 74191) anzuschließen.
Der 74190 zählt von 0 bis 9 und der 74191 von 0 bis F (=15)
Beide Zähler haben parallele Ausgänge und sind kaskadierbar

[RCO]

danke

[robotxy]

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Danke nochmal!
Das System ist sehr einfach.
Doch ich kann mir vorstellen das die Position nach einigen Meter stark von der wahrhaftigen Position abweicht.
Was meint ihr?
MFG
Rasmus

[Manf]

Als Anmerkung noch zu Anzahl der Impulse und Richtung:
Die 2 Lichtschranken werden nicht um 180°, sondern um 90° versetzt sein.
Dann hat bei der Flanke der einen die andere immer den entsprechenden Zustand up oder down und ein 4516 kann mit den Signalen clock und up/down beschaltet werden. Das wäre die elementare Lösung.

4510 ist ähnlicher Zähler nur BCD
http://www.doctronics.co.uk/4510.htm

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Sorry, hast vollkommen Recht. Es sind natürlich 90° und nicht 180. Wenn ein Fensterchen von der Codierscheibe durch die Lichtschranke läuft, entstehen vier Schaltflanken und zwar zwei positive und zwei Negative. Wenn du den Decoder-Chip im "x4-Mode" betreibst, dann dann erzeugt er aus jeder der vier Schaltflanken einen Zählimpuls, also vier Zählimpulse pro Fenster im Mausrädchen. Da kann man die Position schon sehr genau erfassen.

Wenn trotzdem nach einigen Metern Abweichungen entstehen, dann wird es sicherlich nicht an der Elektronik liegen, eher an der Mechanik. Wenn du die Bewegung z.B. mit der Mauskugel erfassen willst, kann schon mal was rutschen oder so. Außerdem hat die Kugel relativ viel Spiel.
@RobotXY: Vielleicht solltest du mal überlegen, das Mausrädchen über einen Seilzug mit Umlenkrolle oder mit Zahnrädchen anzutreiben. Keine Ahnung wie das Maschinchen aussieht, das du dir da baust.

[robotxy]

Mein Bot fährt später mit zwei RB35 Motoren.
Die MC Elektronik und die Motosteuerung ist schon fertig.
In den nächsten Tagen werde ich das Gestell bauen.
Wenn die Reifen rutschen, wird Position aber langsam immer ungenauer.
MFG
Rasmus

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Ja genau. Ich nehme an, dass du die Codierscheibe (das Rädchen aus der Maus) auf der Achse befestigen willst oder? Eine weitere Fehlerquelle, die zu Messfehlern bei der Positionsbestimmung führen können, sind Spikes, die z.B. von den Motoren kommen können und von der Zählschaltung ebenfalls mitgezählt werden. Insbesondere wenn du hochohmige und damit empfindliche CMOS-IC's verwendest. Das hat mich bei meinem Projekt fast zur Verzweiflung gebracht.

Die Mäuse neuerer Bauart haben keine beweglichen Teile mehr sondern einen CCD-Chip mit dem sie den Untergrund optisch abtasten. Mit so einem Teil könntest Fehlmessungen wegen durchdrehender Räder vermeiden.