Reflex-Fotosensoren (Wellenlänge)

[kyburz1]

was für sensoren nehmt ihr zur linienvervolgung?
fotowiederstände,fototransistoren, fotodiode oder was anderes?
danke

(Titel präzisiert: Manfred, Moderator Sensoren)

[jens84]

Hallo
am besten du nimmst Fototransistoren und weiße Infarot-LEDs.
Die LEDs senden Licht von einer bestimmten Wellenlänge aus, dass die Fototransistoren erkennen können.

[Manf]

Ich kenne den Ausdruck weiße Infrarot LEDs nicht. Heißen die so?
Manfred

[recycle]

Ich kenne den Ausdruck weiße Infrarot LEDs nicht. Heißen die so

Ich könnte mir vorstellen, dass er damit nur ausdrücken will, dass er nicht die violetten, oder bläulichen, sondern die meint, sie aussehen wie weisse LEDs.
Wo da ausser in Aussehen und Preis der Unterschied ist, weiss ich nicht, deswegen habe ich einfach von allen ein paar gekauft ;-)

Dabei kommt mir gerade eine Frage die etwas Off-Topic ist.

Wie würde man die "Gehäuse"-Farbe von weissen LEDs eigentlich korrekt bezeichnen? Die sind ja eigentlich nicht weiss. Sie sind "durchsichtig", bzw. "transparent", aber das sind rote, grüne und gelbe LEDs auch.

Klarsichtig, klarsicht-farbig oder farblos-durchsichtig hört sich irgendwie auch ziemlich blöde an.

[Manf]

"klar" oder "farblos" würde ich es nennen und zur spezielleren Unterscheidung dann allenfalls noch "ungetönt".
Wie es sich dann anhört, das kommt vielleicht auch auf die Aussprache an.

Zum Topic: Die LEDs im Conrad Katalog sind schon recht gut bezeichnet, mit:
mW/sr
mW und Abstrahlwinkel in grad
und Wellenlänge in nm
Schade, daß sie nach dem Kauf kaum noch zu unterscheiden sind. Ist hier vielleicht die Tönung des Linsenkörpers eine Bezeichnung?

Manfred

[jens84]

Die weißen LEDs können von den Fototransitoren besser unter schieden werden als wenn du z.B. blaue LEDs nimmst.
Ja und Manf hat recht im Conrad Katalog sind sie gut bezeichnet. Ich heute in Katalog bekommen von Conrad da sind wieder welche bei gewessen.

"klar" oder "farblos" würde ich es nennen und zur spezielleren Unterscheidung dann allenfalls noch "ungetönt".

Stimmt. "klar" oder "farblos" beschreibt es genauso gut und hört sich wesentlich besser an als "klarsicht-farbig" oder "farblos-durchsichtig". Manchmal ist weniger wirklich mehr.



Schade, daß sie nach dem Kauf kaum noch zu unterscheiden sind.

Stimmt. Zum Glück ist mir das beim Auspacken noch so gerade rechtzeitig eingefallen und ich habe die Bauteilen die man nicht eindeutig am Aussehen zuordnen in den Tütchen mit dem Aufkleber gelassen.

Ist zwar auch wieder etwas Off topic, aber zu dem Thema fällt mir noch ein, dass sich meine alte Webcam bei Schaltungen mit Infrarot LEDs ganz gut bewährt.
Damit kann man ganz gut überprüfen, ob die Schaltung/LED überhaupt funktioniert und sogar die Auswirkung verschiedenen Vorwiderstände auf die Leuchtkraft halbwegs erkennen.

Details wie Wellenlänge usw. bekommt man so natürlich auch nicht raus ;-)

[Manf]

Ich habe noch ein Bild, auf dem ich eine LED und eine IR-LED nebeneinander in der Reflexion auf einer CD fotografiert habe.
Für mich ist es ein Triumpf der improvisierten Meßtechnik: Man kann am Bild direkt die unterschiedlichen Wellenlängen erkennen.
Das Foto entstand als Experiment mit einer frühen Digitalkamera in Jahre 1996, mit einer Kodak DC20.
Im Bild sind die Reflexionen der beiden LEDs im Bild unten zu erkennen. Die beiden darüber liegenden Punkte sind die ersten Nebenmaxima der Beugung am CD Spurgitter, das sehr kostant ist und sich damit auch zum Messen der Wellenlänge eignet.
Das Bild wurde später um Hilfslinien und Messskala erweitert.
Manfred
https://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=124

[recycle]

Die Messtechnik ist improvisiert, aber dafür müssen doch schon reichlich fundierte Kenntnisse vorhanden sein um auf die Idee zu kommen, dass man so die Wellenlänge bestimmen kann.

Ich hätte mich bei so einer Aufnahme über die bunten Punkte gefreut, wäre aber niemals auf die Idee gekommen, dass man so auch etwas messen kann.

[Manf]

Läßt man die weitere Theorie zunächst einmal beiseite, und geht nur davon aus, daß von einem regelmäßigen Gitter, wie einer CD, das Licht bei kleinen Winkeln proportional zu seiner Wellenlänge gebeugt wird, dann kann man beispielsweise eine Glühlampe 30cm vor einer CD senkrecht zur CD aufnehmen und das Spektrum wie im Bild ohne großen Fehler als linear annehmen.
Das Spektrum läßt sich dann nach Farbskala im Physikbuch angeben. Null beim Spielgelbild der Glühlampe, die entsprechende Wellenlänge bei den erkennbaren Beugungsfarben.
Genau neben der Glühlampe kann man eine IR LED anbringen und dann aus deren Ablenkung die Wellenlänge bestimmen. Ohne ausführliche Berechnung nur durch Vergleich. Die Messung ist ntürlich umso genauer, je näher bekannte spektrale Anteile des Referenzlichtes an der zu messenden Wellenlänge liegen.
Das Ganze läßt sich auch berechnen aber eigentlich ist die Messung damit schon fertig.
Manfred

https://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=125

[hrrh]

1. dass das so genau ist, haette ich nicht gedacht. ich kenn das nur zum ungefaeren abschaetztn (mit dem Auge). dann sieht man das umgefaehr (aber sehr ungenau)
2. vermutlich hat bei dem foto oben die kamera die farben geaendert. normalerweise sind die farbabstufungen WESENTLICH genauer
3. das funktionirt mit einer DVD noch besser (wenn es eine doppellagige ist, gibt es probleme)

[Manf]

Das Foto habe ich gerade vor ein paar Stunden gemacht, ich weiß nicht, wer die Farben geändert haben soll, aber mit Glühlampe und CD ist es leicht nachzuvollziehen.
Manfred

[hrrh]

1. ich habe gemeint, dass die kamera keine 100% farbtreue besitzt (das heist, dass die farben nicht so fotografiert werden, wie sie in wirklichkeit sind).
2. das ist gut nachzuvollzihen; es funktioniert nicht nit allen cds gleich gut
3. wie die auf dem foto zu sehende skala zu "erstellen" ist, ist mir noch unklar. entv. kann man die skala auf die cd kleben oder zeichnen (nur bei cds die nix kosten wie AOL-CDs)

[Manf]

1. Die Farben könnte man nötigenfalls sogar am Bildschirm nachstellen, das hängt auch vom Modell und der Einstellung des Bildschirms ab. Wenn die zu verwendende Kamera einmal keine Frabtreue haben sollte, dann ist es gut, das Bild von einem Spektrum auch gleich zu fotografieren und dann am Bild die Farbvergleiche durchzuführen.
2. Bei der CD handelt es sich um die Ausgabe des Katalogs des Elektronikladens von 2004. Ich nehme aber an es geht mehr um den Linienabstand, der ist genormt.
3. Die Skala kann man grundsätzlich auf eine CD kleben oder neben eine CD halten, im vorliegenden Fall ist sie ins Foto von der CD eingebracht worden.
Das schöne an dem Verfahren ist ja, daß es mit relativ einfachen und tatsächlich verfügbaren Mitteln durchzuführen ist. Ich freue mich wirklich über Kommentare zur Verbesserung eines solchen Verfahrens. Vielleicht in Richtung Eingrenzung der Linearitätsfehler und Detektierbarkeit von IR.
Manfred

[Manf]

Ich habe die Wellenlänge der Sharp Sensoren im Datenblatt nicht gefunden, und habe deshalb mal einen zusammen mit einer Glühbirne durch ein 1,9um Gitter aufgenommen.
Die Skala im Bild ist per Hand eingefügt und kann nötigenfalls korrigiert werden. Der Effekt der Meßbarkeit ist meiner Meinung nach erfreulich deutlich zu erkennen.
So hat das Thema wieder auch ganz unmittelbar mit Sensoren zu tun.
Kennt vielleicht jemand die Wellenlänge des GP2D12?
Manfred

Das Foto hat eine gewisse Unschärfe, die die Messung an sich aber nicht beeinträchtigt. Die Glühbirne wurde nur schwach angesteuert, um den Sensor, für den die Kamera nur wenig empfindlich ist, nicht zu stark zu überblenden. Deshalb sind kaum Blautöne im Bild.

[hrrh]

1. mit cd rohlingen gibt es manchmal probleme
2. eine skala zum selberausdrucken und auf die CD kleben waere nicht schlecht
3. billige webcams reagiren unf infrarot, gute digilzalcameras haben einen infrarotfilter und sind dementsprechen ungeeignet

[Manf]

1. Zugegeben, mit Rohlingen gibt es manchmal Probleme, damit muß man leben.
2. Man kann relativ leicht eine Skala in Powerpoint erstellen, das Problen ist die Anpassung, oft teilt man sich die Fläche des Gitters aktuell bei der Aufnahme ein und macht die Anpassung der Skala lieber nachher per Bildverarbeitung.
3. Das mit der Anpassung der Skala nach der Aufnahme ist auch ein Thema der Infrarotempfindlichkeit. Kameras ohne Filter sind empfindlicher als bessere mit Filter. Die mit Filter sind aber immer noch weitaus empfindlicher das Auge (normale menschliche Augen). Man sieht bei der Aufnahme das "Infrarot" meißt nur im elektronischen Sucher der Kamera, der keine gute Auflösung hat. Eine bessere Auswertung kann dann erst bei der Betrachtung des Fotos erfolgen (mit der höheren Auflösung am Monitor und mit der Möglichkeit die Helligkeit nachzusteuern).
Manfred

Ich wundere mich allerdings schon, daß ich von dem Licht des Sharp Sensors auch ein bischen direkt mit dem Auge sehen konnte, obwohl ich annehme, daß er eine Wellenlänge von 880nm hat, was ich immer als nahes Infrarot bezeichnet hätte. Es ist wohl eine Restempfindlichkeit des Auges im Grenzbereich zu Infrarot. Die Sharp Sensoren sind wohl so verbreitet, daß die Unschädlichkeit für Augen hoffentlich schon nachgewiesen ist.

[Nero]

Zur Linienverfolgung eignen sich sehr gut die CNY70 Reflexlichtschranken, siehe http://www.kreatives-chaos.com/index.php?seite=liniensensor

http://www.kreatives-chaos.com/bilder/cny70sensor.gif

Sind diese eigentlich auch schnell genug für einen Drehgeber?

[Manf]

Dem Datenblatt des CNY 70 habe ich keine Daten über Geschwindigkeit entnehmen können. Es ist einmal von foreward surge current 10us die Rede und von Kollektorströmen von 50 mA. (und Kollektor dark current 200nA). Es ist wohl ein Fototransistor drin, der bei definiertem Betrieb leicht 10-100kHz schaffen sollte (ohne Gewähr). In Upm ausgedrückt wären das bei 60 Linien noch 10k Upm.
Die Geschwindigkeit ist wohl nicht die Grenze. Man wird bei einem Reflexkoppler als Drehgeber relativ große schwarz weiß Felder brauchen auf der Drehachse, aber in den zuletzt bei Codescheiben diskutierten Anwendungen waren Beispiele mit 6 ode 8 Feldern dafür gezeigt.
Manfred