IR-bake

[inka]

@Dirk, @RofD:

vorschlag 1 werde ich durchführen, vorschlag 2 erstmal anschauen, für meine "quick & dirty" lösung habe ich schon einen tag gebraucht...

zwei weitere problemchen:

1) die reichweite der bake liegt bei 30cm, das ist ein bischen wenig

2) der treiber-transistor wird trotzdem recht warm (finger kann man nicht draulfassen)

hier noch einmal der schaltplan;




zu 1)
- an den IR-dioden fließen 20mA, das kann man sicher erhöhen - die vorwiderstände haben 47 Ohm, auf wieviel sollte/könnte ich runter? Ich habe an der stelle schon recht viel rumgelötet
(Ich habe dort 5 dioden parallel an dem transistor mit jeweils einem R)

zu 2)
- den 2N2222 könnte ich durch BD135, auch NPN und leistungsstärker (hatte ich noch in der kiste) ersetzen
- wie ist es mit dem basiswiderstand - wie könnte der zur leistungssteigerung der IR-dioden beitragen?

@RofD.

beruhigend, wenn auch profis mal daneben greifen - nichts für ungut...

was meinst Du mit meiner ausgangslage?

[RolfD]

Also ich bin bestimmt kein Profi... und mache selbstverständlich auch Fehler. Aber du beschreibst deine Lage selbst.. dein Bot kann nun in Umkreis von 30cm feststellen ... per 0 oder 1 ... ob die Bake sendet. Das ist weit von einer vernünftigen Raumortung entfernt und entspricht etwa den IR-Abstandssensoren, die es so zu kaufen gibt... vielleicht reicht dir das ja als Bake.

Jetzt kann man (z.B. aus der Funktechnik, Licht ist elektrisch gesehen auch eine art elektromagnetische Schwinung) wissen, das man für die Verdoppelung von Reichweiten eine 4-fache Leistung braucht - oder anders gesagt, die Leistung steigt zur Reichweite im Quadrat. D.H. um auf 60 cm Reichweite zu kommen muss du entweder 20 LEDs nehmen... oder irgendwie 80mA Durchschnittsstrom durch deine 5 LEDs schicken was auf dauer keine normale IR-LED überlebt! Um auch diese Leistung zu verdoppeln brauchst du wiederum das 4 fache... also 80 Leds auf 1,20 m ... usw usw... oder dir einen empfindlicheren Empfänger selbst bauen.

Vielleicht wird nun klar das es kaum möglich ist ein, Raum mit herkömlichen IR-Dioden von einem Punkt aus komplett auszuleuchten. Selbst mit modernen LED-Leuchtmitteln braucht man 5 Watt im normalen Lichtwellenbereich um ein Raum so zu beleuchten das einfache LDR-Sensoren das anmessen. Du arbeitest da derzeit mit ca. 50 Milliwatt .. also 1%! Und trotz aller Überlegung hast du bisher (noch?) keine Info über die Stärke des Lichtsignals im RP6...
Gruß Rolf

[oberallgeier]

... irgendwie 80mA Durchschnittsstrom durch deine 5 LEDs schicken was keine normale IR-LED überlebt...

Wissen das auch Osram, Telefunken etc ?

...
Vergleiche....................................SFH 415.............CNY99.............SFH4600
Abstrahlwinkel °..............................± 17.................± 25................± 20
Strahlstärke mW/sr (I_F100mA)........25 (U: 40)..............14.................>=16
Vorwärtsstrom I_F mA........................ 100................. 150............... 100
Durchlassspng V_F (I_F100mA) V.........1.3 (<1.5).........1.4 (1.7)........1.5 (<1.8-)
An-/Abstiegszeit ns......................... 500................. 400.............. 10
...

Könnt man auch lesen als "Was ist normal?"

[radbruch]

Hallo

Ich vermute, die Trägerfrequenz des IR-Signals stimmt nicht. Mit einem 2-Kanal-Oszi könnte man zum Vergleich eine bekannte (mit dem RP6 erzeugte) Referenzfrequenz einspeisen. Als Vergleichswert für die Reichweite des IR-Signals könnte ich ein Zitat aus "meinem" Tiny13-RC5-Thread anführen:

"Ich habe nun einen 50 Ohm Vorwiderstand und kann aus ca. 1m Entfernung senden"

(Aus https://www.roboternetz.de/community...l=1#post308518)

Zuviel Reichweite des Signals dürfte auch kontraproduktiv sein. Durch Reflexionen im Raum wird die Ortung der IR-Bake unmöglich!

Gruß

mic

[inka]

hi,
also ich möchte jetzt hier keine theoretische disskusion vom zaun brechen von der ich nur ein drittel verstehe - bitte versucht mich zu verstehen...

auch was die einschätzung meiner ausgangslage betrifft, gibt es verschiedene blickwinkel, der meine ist sehr praktisch. Ich bin schon damit zufrieden, dass es mir mit vernünftigen aufwand gelang eine einfache IR-bake zu bauen, dass die funktioniert, vom rob erkannt wird und jetzt möchte ich, auch wieder ganz der praktiker - mit Euerer hilfe das ding verbessern:

- Also reichweite erhöhen: ich habe schon gelesen, dass manche fernbedienungen mit 3A pro 25 milisec arbeiten, also wie kann ich jetzt vorgehen um ein raum von 5x4m mit gepulstem IR-licht zu bestrahlen, vielleicht muss es ja nicht dauernd rennen, der roby hat ja zeit auch mal 2 minuten zu warten bis das nächste signal kommt...

- Leistung erhöhen: Transistor ersetzen? Vorwiderstände reduzieren?

aber noch einmal, ich betreibe es als hobby, ich "spiele" nur, freue mich aber auch über kleine erfolge wie mit der erkennung der bake durch den roby, auch wenn es nur auf eine distanz von 30cm war... und habe manchmal fast schlechtes gewissen Euere zeit zu sehr in anspruch zu nehmen...

Es macht aber mehr spass, als nur ein fachbuch zu lesen. Das mit dem oszi z.b. war einfach spitze, danke noch einmal Dirk...


@radbuch:

Ich vermute, die Trägerfrequenz des IR-Signals stimmt nicht. Mit einem 2-Kanal-Oszi könnte man zum Vergleich eine bekannte (mit dem RP6 erzeugte) Referenzfrequenz einspeisen.

welche frequenz ist es? Die 36kHz? Die hat doch der roby erkannt? An welchen punkten der base müsste ich die referenzfrequenz messen?

https://www.roboternetz.de/community...l=1#post308518)

sehr interessant, kannte ich noch nicht, allerdings - noch ein prozessor? Ich kämpfe ja schon mit dem atmega32...

Zuviel Reichweite des Signals dürfte auch kontraproduktiv sein. Durch Reflexionen im Raum wird die Ortung der IR-Bake unmöglich!

so habe ich es noch gar nicht gesehen...

[radbruch]

Hallo

Ja, ich meine die 36kHz-Trägerfrequenz. Der TSOP erkennt auch Signale die ein paar kHz neben der Nennfrequenz liegen. Mit zunehmender Frequenzungenauigkeit wird die Erkennung durch den TSOP aber rapide schlechter. Diesen Effekt hatten wir mal zur Verwendung beim ACS angedacht, der Oberallgeier hats auch mal umgesetzt (wenn ich mich nicht irre). Auch nicht moduliertes IR-Licht wird auf ein paar Zentimeter Abstand vom TSOP als gültig eingestuft.

Gruß

mic

[Edit]
Wie erzeuge ich einen 36kHz-Ausgang an der Base?

ISR (TIMER2_COMP_vect)
{
	static uint8_t ircomm_pulse;
	
	// ADC0 mit 72kHz toggeln
	PORTA ^= (1<<ADC0); // Toggle ADC0
	
	if(acs_state < 2) { // If ACS is not active, perform IRCOMM transmissions

(RP6RobotBaseLib.c ungetestet, ADC0 sollte zuvor als Ausgang definiert werden...)

Um die ISR einzuklinken muss man den Interrupt freigeben:

TIMSK |= (1 << OCIE2);

[inka]

also ich denke ich habe genügend versuche am oszi gehabt um es relativ genau einzustellen (weiter oben nachzulesen ), aber nochmal die frage - wo könnte ich die frequenz an der RP6- base denn messen? Ich nehme an es wäre die sendefrequenz des ACS?

[oberallgeier]

... Mit zunehmender Frequenzungenauigkeit wird die Erkennung durch den TSOP aber rapide schlechter ...

Vermutlich meint mic dieses Posting, Punkt 11). Ziel dort war aber die Menge des reflektierten Lichts quantitativ zu bestimmen mit nem SFH5110 - der ähnliche Arbeit macht wie der TSOP. Damals hatte ich die Frequenz verstellt, heute mache ich das bei der optimalen Frequenz und wobbel den duty cycle. Insgesamt ist meine Erfahrung, dass die von der Entwurfsfrequenz des Empfängers abweichende Modulation zu nicht wirklich quantifizierbaren Beeinträchtigungen des IR-Empfängers führt.

... Durch Reflexionen im Raum wird die Ortung der IR-Bake unmöglich ...

Stimmt, ausserdem sehe die Gleichmässigkeit des Strahls über einen größeren Winkelbereich als Illusion an. Nichts ohne "aber": aber es ist der Unterschied eines direkten Strahls zur Reflexion schon ziemlich deutlich. Ich würde mich trotzdem, egal aus welchen hier angeführten Gründen, nicht auf eine Bake ohne "Zutaten" verlassen. Mit Zutaten meine ich z.B. die Lösung in einer Art Transponder, gekoppelt mit einem rotierenden Signalstrahl, wo die Zeit zwischen Funksignal (=> Lichtsignal startet bei "Winkel 0") und Lichtdetektion eine Winkelinformation gäbe.

[inka]

ich experimentiere jetzt mit verschiedenen varianten von bauteilen...

Um zu vermeiden, dass die IR-LEDs zu warm werden, möchte ich die IR schaltung jeweils für 1 sec einschalten und für zwei sec ausschalten, also quasi eine blinkschaltung, mit der die versorgungsspannung der bake an- und ausgeschaltet werden soll. Dieses etwa...

nur wo bringe ich die anschlüsse des blinkers, an denen die LED angeschlossen ist, an die schaltung der bake an?


oder gibt es einfachere möglichkeiten?

[Dirk]

Hi inka,

wenn die 2. Blinkschaltung auch einen Ausgangstreiber (NPN in Emitterschaltung, so wie der Q1 deiner jetzigen Schaltung) hat, kann sein Collector an die Basis von Q1. Wenn er dann durchgeschaltet wird, zieht er die Basis von Q1 gegen GND und die LEDs leuchten nicht mehr. Sperrt er, dann blinken die LEDs wieder mit 36 kHz.

Wenn man die LEDs mal komplexer modulieren will, sollte man eher an einen kleinen µC (anstelle des NE555) denken, mit dem man dann (fast) jede Impulsform (auch RC5) hinkriegt.

Um Leistung (an Q1) zu sparen und die IR-Reichweite zu erhöhen, gäbe es noch das:
1. Nicht jede LED einzeln mit Vorwiderstand betreiben, sondern je 2 in Reihe. Das halbiert schon mal die Leistung.
2. Q1 durch einen MOSFet ersetzen.
3. LEDs in eine Innenreflektor-Fassung setzen ("Scheinwerfer").
4. LEDs mit engem Öffnungswinkel nehmen (10°).
5. LEDs nicht zu stark gefächert anbringen, sondern gebündelt parallel ausrichten (z.B. mithilfe einer IR Karte).
6. Als Lichtfarbe 940..950 nm nehmen (da hat der Empfänger auf dem RP6 die höchste Empfindlichkeit).
7. Hoch leistungsfähige IR-LEDs nehmen (teuer!).