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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Gabellichtschranke Reaktionszeit verbessern


Autor: OJ (Gast)
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Hi.
Folgendes Problem. Wollte mir nen Chronskop bauen. Dazu hab ich zwei 
Gabellichtschranken im Abstand von 5cm aufgebaut. Am Ausgang der 
Lichtschranken hab ich jeweils einen ext. Interrupt vom AtMega32 dran. 
INT0 und INT1. Der erste INT startet den 16bit Timer und der 2te stoppt 
ihn. Dann wird der Wert einfach übers USART ausgegeben.
Klappt auch alles soweit.
Ich möchte jedoch die Mündungsgeschwindigkeit meines Luftgewehres 
ermitteln. Das hat auch schon geklappt. 3 Messwerte um genau zu sein. 
Nach dem Einbau einer neuen CO2 Patrone klappts aber nicht mehr.
Meine Vermutung ist, dass die Vmax wegen der frischen Patrone jetzt 
etwas höher ist und der Messaufbau zu langsam.
Richtwert ist 175m/s.

Im Datenblatt der Lichtschranken steht (GP1L57)
"Rise Time = typ. 130, max. 400 µs
Bei dieser Geschwindigkeit jedoch fliegt die Kugel in 100µs schon ca. 
20cm

175m/s  * 130/1.000.000s

Ich will jetzt versuchen die Rise Time künstlich zu verbessern indem ich 
nen Komparator dazwischen setze. Ich "warte" dann also nicht mehr 
darauf, dass die Lichtschranke auf HIGH geht, sondern der Komparator das 
erledigt sobald die Kugel das Licht "berührt".

Hab mit nem OP741 mal nen Versuchsaufbau gemacht, jedoch krieg ich da 
kein vernünftiges Ausgangsverhalten.
Dachte ich könnte V+ mit 5V und V- mit 0V belegen. Dann den -Eingang auf 
0V und die Lichtschranke an den +Eingang.
Der OP bleibt aber einfach auf HIGH, egal was ich anstelle. Auch wenn 
ich 0V am +Eingang und die Lichtschr. am -Eingang lege
Jemand ne Lösung?

Vielen Dank

Autor: Andreas K. (a-k)
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OJ wrote:

> Dachte ich könnte V+ mit 5V und V- mit 0V belegen.

Nicht mit dem 741. LM393/339 oder notfalls LM358/324 können 5V single 
supply, der 741 nicht.

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

Die bessere Variante wäre, die Lichtschranken mit Fotodioden als 
Empfänger aufzubauen. Fototransistoren sind halt mal sehr träge.

MfG Spess

Autor: Andreas K. (a-k)
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OJ wrote:

> Dann den -Eingang auf 0V und die Lichtschranke an den +Eingang.

Das heisst, wenn die Lichschranke einen negativen Wert liefert, schaltet 
der Ausgang? Nur, warum sollte sie?

Autor: lkmiller (Gast)
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Slew-Rate vom OP741 nachlesen:   0.5 Volts/usec
Und das gilt im linearen Bereich, du willst den in die Sättigung rammen 
(Komparator), dann ist der ist ja fast noch langsamer als deine 
Lichtschranken.

Und mit 5V Versorgungsspannung tutet der gar nix.
Der wurde für +-15V designed!!!

>Rise Time = typ. 130, max. 400 µs
Aber das ist doch annähernd Zufall, was du da mis(s)t.
Bei deinem Aufbau ist doch der Sensor schon ein Ratespiel,
der reagiert gar nicht mehr auf die Abdunklung,
und was nicht da ist, das kann man nicht schönformen.

Autor: OJ (Gast)
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> Dann den -Eingang auf 0V und die Lichtschranke an den +Eingang.

Das heisst, wenn die Lichschranke einen negativen Wert liefert, schaltet
der Ausgang? Nur, warum sollte sie?

Die Lichtschranke kann ja nur zwischen 0V und 5V Ausgangsspannung 
liefern. Wäre sie trotzdem negativ, würde der Ausgang dennoch auf 0V 
bleiben, oder seh ich da was falsch?


Lichtschranke mit Fotodioden...
Sollen diese denn auch nen Transistor schalten, oder einfach ne Spannung 
mit Hilfe eines Widerstands erzeugen, die ich wiedrrum mit nem 
Komparator erfasse?


Danke schonmal

Autor: Thilo M. (Gast)
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Ich würde da auch lieber Fotodioden und Laserpointer nehmen. Zwei 
identische Lichtschranken, damit keine Laufzeitunterschiede entstehen.
Als OP würde ich einen TL082 nehmen, der ist schnell genug (13V/µs).

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Der Feind üblicher Lichtschranken/Optokoppler ist die Miller-Kapazität 
des Fototransistors.

Abhilfe ist ein sehr kleiner Kollektorwiderstand (max 100 Ohm mit 
Verstärker dahinter) oder ein Transistor in Basisschaltung als 
Impedanzwandler.

Viel besser sind natürlich Lichtschranken mit Fotodiode.


Peter

Autor: Arno H. (arno_h)
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http://electronicdesign.com/Articles/ArticleID/359...
Da läuft die Erfassung im linearen Bereich der Optoelemente.

Arno

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