Gut und günstig Lichtschranke für Distanz von 2m

[HannoHupmann]

So Leute, heute hab ich mir das Signal, dass mein Empfänger liefert mal genauer angeschaut. Sprich ich hab mein Oszi bemüht und dabei folgende Messungen machen können. Wenn der Laserstrahl sauber auf die LED ausgerichtet ist liegen 4,5V an (High wird der Eingang ab 3V) und wenn ich ihn kurz unterbreche, dann geht das Signal sauber runter auf etwa 1,2V. Meine Schaltung ist ja so aufgebaut, dass sie bei Unterbrechung auf LOW fällt. Auch wegen der Geschwindigkeit sollte es passen, am Oszi seh ich saubere Flanken. Danach hab ich genau diesen Aufbau mal mit Schwert getestet und ich konnte nicht schnell genug zuschlagen um den µC nicht zu schalten. Der Teil funktioniert also!!!


Problematisch wird es allerdings sobald der Laser nicht mehr sauber auf die LED trifft, dann kann es nämlich leicht passieren, dass die Spannung nur auf 3,5V bzw. 4V fällt und damit kein LOW impuls ausgelöst wird. Ich bekomm also keinen sauberen LOW-HIGH Unterschied. Sauber ausrichten ist leider sehr problematisch. Der Aufbau ist im Moment folgender:
Ich hab mir zwei Fotostative besorgt und statt der Kamera einen Querbalken darauf befestigt. An den Enden sitzt jeweils der Sensor bzw. auf der anderen Seite der Laser. Nun müssen beide Laser auf die Sensoren ausgerichtet werden was schon sehr knifflig ist. Hinzu kommt, dass die Konstruktion aufgrund der langen Hebelarme gerne schwingt und wackelt. D.h. die LEDs werden nicht konstant getroffen (Der Aufbau oben war mit dem Sensor auf dem Schreibtisch festgetaped). Damit ist es fast unmöglich ein sauberes Signal zu bekommen. Dadurch kann ich nicht sauber messen . Ich werd als nächsten Schritt erst mal versuchen das Gestell solider zu bekommen und ein paar Querstreben einziehen, damit es nicht mehr so wackelt, vielleicht lässt es sich damit schon lösen, wäre ja schon, falls das aber nicht klappt: irgendwelche Ideen wie ich den Laser besser/einfacher auf den Sensor ausrichten könnte?

[radbruch]

Eine Linse könnte den Eintrittsdurchmesser vergrößern und den Laserstrahl in den Brennpunkt (Diode) lenken:
http://www.youtube.com/watch?v=dmXwCAlR7OA

[Besserwessi]

Auf der Elektronischen Seite könnte es ggf. gehen, die Schwelle weniger kritisch zu machen. Der normale Arbeitswiderstand kann ggf. etwas größer werden, denn der bestimmt die mindestens nötige Intensität. Bei der LED könnte man ggf. mit einer anderen Farbe oder ggf. einen Diode in Reihe dafür sorgen, dass die Durchlassspannung höher (über 3 V) liegt. Der Widerstand kann dann auch noch etwas kleiner werden.

Bis zum erreichen der Spannung der LED reicht dann relativ wenig Intensität aus um wenigstens bis zur Spannung der LED zu kommen. Der Strom durch die LED dient nicht nur zur Anzeige, sondern verhindert auch das der Fototransistor bei mehr Intensität in die Sättigung geht und damit langsamer wird.

[HannoHupmann]

@Besserwessi bin mir nicht ganz sicher ob ich dich jetzt richtig verstanden hab bzw. wir vom gleichen Problem sprechen. Solange der Laser auf den Transistor sauber ausgerichtet ist leuchtet die LED hell-rot. Sobald der Strahl nicht mehr sauber ausgerichtet ist wird sie immer dunkler. Mein Problem ist, wenn der LASER nicht sauber ausgerichtet ist der Sensor meldet, dass er unterbrochen ist und der µC entsprechend reagiert. Die Geschwindigkeit ist offensichtlich kein Problem. Ich muss nur irgendwie eine Lösung finden wie ich eine saubere Unterscheidung zwischen High und Low auch bei schlecht justiertem Laser und Sensor hin bekomme.

Mechanisch wird das Gestell jetzt erst mal stabiler in dem ich für jede Seite zwei Stative verwende. Damit sollte das System nicht mehr so stark wackeln und stabiler auf dem Boden stehen. Vielleicht reicht das schon um Laser und Sensor sauber auszurichten. Wegen der Linse muss ich mal kucken wo ich sowas bekommen könnte.

[Besserwessi]

Das Problem mit der Ausrichtung hab ich schon verstanden. Das Problem liegt ein wenig da drin, das die Spannung der LED niedriger ist als die Schwelle. So muss nicht nur der Strom für den Widerstand geliefert werden, sonder auch etwas für die LED mit dem kleineren Widerstand. Ein LED mit mehr Schwellspannung (z.B. balu) oder einen Diode in dazu könnte schon reichen. Dazu dann ggf. den 820 Ohm Widerstand etwas größer. Ganz ohne die LED könnte es zu langsam werden.

[HannoHupmann]

OK ich versteh was du meinst. Ich hab gerade nochmal nach geschaut die Widerstände sind doch anders: 82Ohm für die LED und 8,7k vor dem Transistor. Ich kann die LEDs ohne Probleme durch kleine blaue ersetzen, mal sehen was das bringt. Nach deinem Beitrag Besserwessi müsste es dann schon empfindlicher werden.

Edit: hab die roten LEDs jetzt durch eine Blaue oder wie es im Volksmund heißt: balu und eine rosane (ich hab da mal für 1€ 10 Stück gekauft weil ich nicht dachte, dass es rosa LEDs gibt. Die leuchten aber tatsächlich in Pink und ich hab bisher noch in keinem Projekt eine verbauen können. Die Schwellspannung dieser LEDs liegt auch um die 3,3V) ersetzt

[HannoHupmann]

So jetzt funktioniert es so halbwegs gut. Mit der doppelten Stativ-Ausführung ist es halbwegs stabil aber immernoch nicht genug um verlässlich zu messen. Gestern hatte ich es trotzdem in der Trainingshalle mit dabei um mal ein paar richtige Test zu machen. Fazit: 1) Das Sensorphalanx wird an der Wand festgeschraubt, dann wird die auf keinen Fall mehr Wackeln. Die Steuereinheit und die Taster werden entsprechend auch dort fest gemacht. Nur die beiden Laserpointer bleiben auf dem Stativ, kommen aber auf den Boden und nicht auf die Matten.
Zudem wird eine weitere Batterie eingebaut um den Leistungsteil mit 9V vom 5V Logik-Teil zu entkoppeln.
Außerdem muss ich das Programm nochmal überarbeiten 1/100 sec ist zu langsam :-D. Ich werde hier nochmal weiter runter gehen auf 1/1000 sec dann sollte es aber keiner mehr schaffen unter die Messgenauigkeit zu kommen.
Irgendwoher würde ich gerne noch Linsen bekommen mit denen ich den Strahl auf die Transistoren fokussieren kann (jemand ne Idee woher ich sowas bekomme?).