mit Photodiode nen Servo ansteuern ???

Hi Leute,
ich bin leider nicht so ein klasse Elektrospezi wie viele sonst hier. Vielleicht hat aber trotzdem jemand ne nette Idee mir bei einer Lösung zu helfen.

Ich möchte mittels einer Photodiode einen Billigservo anstuern. Da ich aber erst mal nicht den Überblick habe wollte ich mir Hilfe holen. Leider konnte ich noch keine dieser LEDs in der Hand halten und habe daher auch keine Ahnung zu Arten und deren Beschaffenheit.

Ziel ist eine lichtabhängiger Stellwinkel eines einfachen Servos. So ein Teil wie man es aus dem Modellbau kennt. Ich würde die Bewegung mechanisch in einen Hub umwandeln wollen, der wiederum eine Membran. Ein Linearer Aktor würde mir also lieber sein, ist aber zu teuer und mit Lautsprecherspulen geht zuviel Energie in wärme verloren. Der Servo würde zusätzlich bei Abschalten des Systems auch seine Position halten. Immerhin bekommt man bei Ebay so einen Servo für minimal 4euro. Das ist fair, dachte ich.

Also geht es hier doch um eine eventuellel Signalverstärkung der Photodiode. diese sollte aber zunächst einstellbar sein. Wenn ich einen lieblingswert feststellen kann, möchte ich ihn auch gerne festlegen. Bis dahin ist aber experimentieren wichtig.

Was schlagt Ihr mir da vor. Wie kann ich sowas mit einfachen Mitteln realisieren?
Geht das überhaupt?

Schönen Gruß aus dem Ruhrjebieet :-)

Gehen tut es =)
Im Grunde genommen ist es auch nicht so sehr schwer. Die wahrscheinlich einfachste Methode ist, du nimmst die einen Mikrocontroller (z.B. einen ATmega8), und machst das damit.
Wie genau? Eine Photo-Diode ist im Grunde ein Widerstand, der mit zunehmender Bestrahlung durch Licht kleiner wird. Du musst also diesen Widerstand messen, um zu wissen, wieviel Licht gerade drauffält. Das kanst du machen, indem du einen Ohmschen widerstand in Reihe schaltest, und die Spannun misst, die über der Diode abfällt. Mit recht einfachen Rechnerischen Mitteln(Spannungsteiler) kannst du dann herausfinden, welchen Widerstand deine Diode gerade hat (wenn das überhaupt nötig ist, normalerweise kannst du auch mit den Spannungswerten schon gut genug rechnen).
Dann fangen die Berechnungen an: bei welcher Helligkeit brauchst du welchen Winkel vom Servo usw.
Dann stellst du den Servo auf diesen Winkel ein.

Im Grunde genommen ist das simpel, wenn man sich mit microcontrollern etwas auskennt. Da ich aber davon ausgehe, dass du das nicht tust, müsstest du etwas deutlichere Angaben machen, was du schon kannst, und was du bereit bist zu lernen.

Es gibt sonst bestimmt auch eine Möglichkeit, das Analog zu machen, aber ich kenne mich damit leider nicht aus.

Ich hoffe ich habe dir wenigstens einen groben Eindruck vermitteln können.

Gruß, Yaro

Hallo looy,

es gibt auch die Möglichkeit, so etwas ohne Mikrokontroller mit einer einfachen elektronischen Schaltung auf zu bauen. Das ist einfacher für einen Elektronik Anfänger.

Mit einem sogenannten Servo Tester kannst du ein Servo bewegen. Servotester kann man selbst bauen, oder auch als Bausatz kaufen. In der Servotester Schaltung ist ein einstellbarer Widerstand, der die Impulslänge steuert. Die Impulslänge steuert die Stellung vom Servo. Diesen einstellbaren Widerstand kann man durch einen LDR, einen lichtabhängigen Widerstand ersetzen. Man kann auch einen Transistor mit Photodiode nehmen, aber mit ldr gehts einfacher.

grüsse,
Hannes

Früher gab es bei manchen (Film-) Fotoapparaten eine einfache automatische Blende. Lichtempfänger und gleichzeitig Energielieferant war eine kleine Fotozelle, das Stellglied ein empfindliches Drehspulinstrument, außer einem Zeiger (im Sucher sichtbar) waren zwei verstellbare Blendensegmente installiert, die sich bei starker Beleuchtung in den Strahlengang der Optik geschoben haben. Eine Batterie war nicht notwendig, es gab nur noch verschiedene Widerstände, die mit der Verschlußzeiteinstellung gekoppelt waren um die Lichtempfindlichkeit des Systems bei Bedarf abzuschwächen. (Manchmal wurde auch die Fotozelle je nach Einstellung der Belichtungszeit durch eine Maske teilweise abgeschattet, dann brauchte man keine Widerstände). Das wäre vermutlich das einfachste System, falls Dir die Leistung der einer Fotozelle genügt.

Uiuiuiui ....das ist aber schon mehr Aufwand als ich es dachte.

Zunächst mal herzlichen Dank für Eure Hilfe. Total geil.

Was die Deteils zu der Konstruktion betrifft mag ich noch mehr wiedergeben.
Zu aller erst ist zu sagen, das es so billig wie nur möglich sein muß. Unter Umständen soll eine ganze Armada von vielleicht 200 oder mehr Servos diesen ein und den selben Job erfüllen. Daher als Beispiel die Frage nach dem Kleinsten gemeinsamen, der Kombi aus Lichtsensor und Aktor.

Ich würde die Lösung allerdings gerne Analog zurechtfummeln, da ich da sicher mehr Ahnung von habe als von der Programmierung oder Ansteuerung eines Controllers.
Genauer dachte ich da an diesen Servo (also analog, nicht einen der modernen digital gesteuerten).

http://cgi.ebay.de/4x-SG90-SG-90-9g-...3%3A1|294%3A50

Dann habe ich mich gefragt ob ich etwas mit den Fotodioden nicht verstanden habe. Ihr sagt es sei wie ein wiederstand der sich mit Lichteinfall verändert? Ich dachte es sei eher wie eine kleine Solarzelle die bei Lichteinfall ein wenig Strom erzeugt? Oder verwechsel ich da was?

Also ich ging jedenfalls bisher von einem kleinen Strom aus. Da ich jedoch damit keinen Servo betreiben kann, würde ich diesen doch verstärken müssen um ihn auf den Servo zu geben.

Geh ich denn da richtig in der Annahme, das ein Servo + und - bekommt plus einem Steuersignal? Dachte das Steuersignal ist einfach durch dessen Stärke gegeben. Je höher um so stärker die Ausrichtung.
Oh man da fängt das Dilemma schon an... :-(
Bitte helft mir.

Wegen der Ausrichtung des Servos mache ich mir übrigens zunächst keien Sorgen. Wichtig ist nur, das man am ende den Bewegungsspielraum (xy °) welcher ja ein "Fenster" bei der einfallen Lichtstärke bilden würde, auf die selbige einstellen kann. Soll bedeuten, das bei Helligkeitsunterschieden in einem sehr hellen Niveau nicht dauerhaft der maximale Ausschlag des Servos gegeben ist, sondern nachgeregelt werden kann um bei Helligkeit xy eine Grundstellung zB in der Mittelposition eingestellt werden kann.

Habt Ihr ne Idee???

Schönen Gruß

Die Servos bekommen + und -. Dazu noch das Steuersignal, soweit stimmts, aber das Steuersignal ist ein PWM-Signal, bei dem das HIGH-LOW-Verhältnis die Stellung des Servos bestimmt.

Dürfte mit Analoger Technik nix werden, behaupte ich mal, allerdings lasse ich mich gerne eines besseren belehren.

Eine Photodiode ist Tatsächlich ein vom Licht abhängiger Widerstand. Das, was du meinst, ist eine Solarzelle.
Ein Servo hat als Anschlusskontakte + und - und ein Steuersignal. Beim Steuersignal liegt allerdings das Problem. Denn es ist anders, als du es dir vorstellst: https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Servo
Für die Ansteuerung brauchst du ein sogenanntes Pulsweiten-moduliertes Signal, mit dem du den Servo ansteuerst. So einfach, wie du es dir vorgestellt hast, wirds also leider nicht werden...
Das mit der Nachregelung, die du zusätzlich drin haben willst, ist auch nicht ganz einfach. Digital allerdings sehr wohl lösbar (analog bestimmt irgendwie auch).

Mal ne andere Frage: wozu brauchst du 200 Servos??? Das mach ein ganz schönes Sümmchen.....
Musst du alle Servos unabhängig von einander bewegen? Wenn nicht, dann würde ich dringends zum Umdenken aufrufen! Höchstwahrscheinlich kannst du sehr viele (oder vielleicht sogar fast alle?) Servos durch Mechanik ersetzen, die die Kraft von einem Servo auf viele zu Stellende Glieder überträgt.

Was genau möchtest du denn überhaupt bauen?

Gruß, yaro

Edit: Zu BurningBen: Mit analoger Technik kann man auch ein PWM-Signal erzeugen (mit geschickten schaltungen von Kondensatoren, spulen und transistoren. Ich habe mal solche Schaltungen gesehen.)
Allerdings ist es für einen, der sich bischer fast nur mit Digital-Technik beschäftigt hat nicht ganz leicht zu durchblicken.

nabend zusammen!

ich muss meinem vorredner yaro leider widersprechen eine photodiode ist KEIN fotowiderstand! siehe folgende erklärungen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Fotodiode
http://de.wikipedia.org/wiki/Fotowiderstand
für eine möglichst einfach "analoge" umsetzung der steuerung würde ich statt der diode zu einem fotowiderstand greifen (gibt es auch günstig auf ebay) und dann eine schaltung ähnlich der im conrad servotester verwenden. wenn du bei conrad.de nach "Servotester" suchst und den für 4.95 Euro anklickst, kannst du die bedienungsanleitung herunterladen, da ist ein plan der platine mit dabei und ein bisserl erklärung. aber aufpassen, die verwendeten bauteile beim conrad-bausatz sind für einen poti 0-50KOhm ausgelegt, die meisten fotowiderstände haben als dunkelwiderstand eher was in der richtung 500kOhm! also musst du die beschaltung entsprechend anpassen, aber das solltest du sowieso, da der bausatz die servos eh nur in einem bereich von ca. 90 grad ansteuern kann. steht aber alles in der anleitung. und für die auslegung der bauelemente kannst du am besten einen blick in das datenblatt des verwendeten ic werfen.

viele grüße und gute nacht,
cydodon

Hallo looy,

wie ich ganz oben geschrieben habe, ist es für einen Elektronikanfänger am einfachsten, das Vorhaben mit Servotester und Fotowiderstand zu realisieren. Der Servotester ist eine ganz einfache Schaltung, für die man alles mögliche brauchen kann, aber sinnvollerweise KEINE Spulen. Die Verwendung eines Fotowiderstandes hat den Vorteil, dass keine Verstärkung nötig ist. Vor einiger Zeit hab ich einen Servotester mit Transistoren gebaut, der funktioniert gut:

Bild hier  

die Basiswiderstände vom linken Transistor sind für die Impulsdauer zuständig und somit für die Servostellung. Dort gehört der Fotowiderstand (LDR) hin. Es wurde auch schon richtig gesagt, dass man da noch eine Beschaltung braucht, um die Stellung bei Dunkelheit und die bei grösster Helligkeit zu definieren. Auch das ist recht leicht, das sind ein Widerstand und 2 Trimmpotis. Wie das genau geht, erkläre ich - wenn du möchtest - dann, wenn ich sehe, dass du:
1. Die Schaltung lesen kannst. Das ist ein astabiler Multivibrator, Erklärungen gibts im Internet.
2. Weisst, welche Impulse ein Servo braucht. Auch das gibts im Internet.
3. Du weisst, was ein Fotowiderstand ist, und welche Eigenschaften er hat. Da wurde schon eine Informationsquelle dazu genannt.
4. Ich sehe, dass du meinen Text verstehst oder ich sehe, dass du konkrete Fragen stellst, wenn du etwas nicht verstehst.

Für das Testen der Schaltung und das Ausprobieren der geeigneten Bauteilwerte empfehle ich ein kleines Steckbrett:

Bild hier  

grüsse,
Hannes

Oh ja... Das ist natürlich sehr peinlich... Da habe ich doch tatsächlich eine Photodiode mit einem Phototransistor (den meinte ich eigentlich) verwechselt. Sorry.

Gruß, Yaro

als sensor empfiehlt sich ein CNY70 und für die verstärkung der ganzen anlage gleich ein LM358 einsetzen

OK ich verstehe nun etwas mehr und freue mich über eure Hilfe.

Vielen Dank auch "vohopri" und ähnliche, denn ich werde gerne weiter auf diesen Lösungsansatz eingehen wollen, da der mir am einfachsten erscheint.

Ich verstehe die von dir vorgegebene Schaltung und sehe das sie dem des Servotesters ähnelt und mit zwei Postis und einem zusätzlichen Transistorschaltkreis am Ausgang des Multivibrators verbunden ist (warum das am Ende?).
Duch die Googlerei verstehe ich auch warum sich diese Schaltung so asychron verhält und wie dieses ständige Wechseln des Signals zu Stande kommt.
Auch die Pulsweitenmodulation des Servosignals ist mir jetzt ein Begriff und verstehe dessen gewünschte Signalform von meist 20ms als Periode. Die kleine aber feine Veränderung der Ontime sind also das gesuchte Signal.

OK, ich verstehe leider noch nicht den Sinn der beiden Potis. Hier kann ich wohl von 0 bis 200kOhm regeln, warum das zwei sein sollen verstehe ich nicht?
Auch ist mir unklar wo ich genau den Fotowiderstand einsetzen muß und welcher Typ da passt. Ist doch bestimmt wichtig welche Materialien verwendet wurden um so die Trägheit usw zu optimieren?
Welche Hell und Dunkelwiderstände benötig e ich denn da?
Und was macht den der Transistor mit den widerständen am Ausgang des Multivibrators ?
Spontan fällt mir noch ein eventuelles Rauschen des Sensors ein. Was mache ich damit wenn dieses Signal zueinem Flippern des Servos führt?

Super Grüße aus dem Ruhrgebiet

Hallo looy,

ich sehe, dass du dich schon etwas eingearbeitet hast und durch dein Posting sehe ich jetzt auch besser, wo Erklärungsbedarf besteht, nachdem ich die Schaltung vorerst nur so hingestellt habe.

@ 2 Potis: Das ist bequem beim Testen. Man kann mit derm Trimmpoti (hat ein T am Schleiferende in der Zeichnung) den Bereich verschieben, sodass das andere Poti bei 1.5 ms (Neutrallage) in der Mitte steht. Man kann beim Testen auch den Festwiderstand austauschen. Beim endgültigen Gerät nimmt man dann ohnehin einen Festwiderstand und hat nur mehr ein Poti.

@ Der dritte Tranistor: Das ist eine Pufferstufe mit 2 Aufgaben. Sie formt das Signal, weil die Kondensatoren schräge Flanken machen. Und sie verhindert, dass unterschiedliche Belastungen die Schaltzeiten des Multivibrators verändern.

@ Funktion des Fotowiderstandes: Der LDR übernimmt die Aufgabe des Potis. Sein Widerstand bestimmt die Umladezeit des Kondensators und damit di Pulslänge.

@ Beschaltung: Bei Dunkelheit geht der Ldr über 1 M Ohm rauf. Damit dieser zu grosse Widerstand nicht zu überlangen Pulsen führt und das Servo überfordert, bekommt der Ldr einen Widerstand parallel (in der Experimentier- und Testphase ist das ein Poti).
Bei maximaler Helligkeit geht der Widerstand des LDR stark runter. Damit die Pulse dann nicht zu kurz werden und auf diese Weise das Servo überfordern, bekommt er auch noch einen Widerstand is Serie (Wieder zum Testen und Dimensionieren vorerst ein Poti).
Du hast sicher schon gelesen, dass die Servos nur Pulse zwischen 1 und 2 ms verstehen.

@ Rauschen: Das Eigenrauschen des LDR fürcht ich nicht. Das werden wir schon sehen.

@ LDR Type: Bei meinem lokalen Händler gibt es zum Beispiel einen mit 500 Ohm / 5 M. Der kostet das Vermögen von 20 Cent. Da hol ich mir welche in den nächsten Tagen. So etwas ähnliches findest du auch bei deiner Quelle.

@ Action:

Wies schon gesagt, ist jetzt ein kleines Steckbrett sinnvoll, wenn du sowas noch nicht hast. Und du wirst ein Softwareoszi brauchen.

Bild hier  

Das ist ein Computerprogramm, dass die Impulse über die Soundkarte aufnimmt und auf dem Bildschirm anzeigt In diesem Beispiel oben ist die gelbe Linie ein Servoimpuls. Das gibts als Freeware im Internet. Wenn du Impulse siehst, weisst du genau, was die Schaltung macht, und du siehst, wie sich die Dimensionierung der Bauteile auswirkt. Aber Vorsicht: Nicht direkt an die Schaltung hängen, sonst wird die Soundkarte gebraten.

Eigentlich könnt es schon losgehen mit dem fliegenden Aufbau eines Multivibrators. Servo kommt später dran, wenn das Impuls Timing am Bildschirm gut aussieht.



Ich hoffe, es hat ein paar Fragen beantwortet, vielleicht hab ich was vergessen, sicher gibts auch neue Fragen

grüsse,
Hannes