www.mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Bau einer Stoppuhr mit Lichtschranken


Autor: Karsten Roman (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Freunde der Elektronik,

ich möchte mir eine Stoppuhr mit zwei Lichtschranken bauen.
Das ganze soll mit einem µC gesteuert werden und die Zeit soll auf einem 
Display ausgegeben werden.
Ich bräuchte nun euren Rat zu der Schaltung die ich gefunden habe.

Zitat der Homepage auf der ich die Schaltung gefunden habe:
"Bewährte für den praktischen Gebrauch einfache, empfehlenswerte 
Lichtschranken-Schaltung !
Bei beleuchtetem Fototransistor T1 ist T2 leitend, T3, T4 gesperrt und 
durch RL fließt kein Strom, bei Unterbrechung des Lichtstrahls kippt die 
aus T2, T3 gebildete Kippstufe, T4 wird leitend und durch RL fließt 
Strom.
Der Arbeitswiderstand RL steht hier ersatzweise für ggf. andere dem 
gewünschten Zweck entsprechende Bauelemente, z.B. eine LED-Anzeige oder 
ein Relais.
Die Größe von R1 hängt von den Eigenschaften von T1 bzw. D1 ab und ist 
so zu wählen, daß T2 bei unbeleuchtetem T1 sicher sperrt und bei 
beleuchtetem T1 sicher durchschaltet." 
(http://www.ferromel.de/tronic_18.htm)

Diese Schaltung läuft mit 12V. Ich würde gerne aber alles genauso wie 
den µC mit 5V betreiben. Ich weiß das ich dazu die Widerstände und 
Transistoren ändern muss. Wie berechne ich aber was für 
Bauteile(Widerstände und Transistoren) ich bei 5V brauche?

Kann ich folgende Bauteile verwenden?
IR-LED:
http://www.conrad.de/ce/de/product/153845/IR-EMITT...

Fototransistor:
http://www.conrad.de/ce/de/product/153924/PHOTO-TR...

Da die Lichtschranken einen Interrupt erzeugen sollen müsste ich 
irgendwo das Signal abgreifen. Ich hätte es hinter "RL" abgegriffen. 
Bekomme ich an dieser Stelle saubere High und Low Werte um einen 
Interrupt auszulösen?

Beste Grüße
Karsten

Autor: Ulirch (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Schaltung könnte so auch mit 5 V gehen. Ggf die Wiederstände etwas 
kleiner machen. Am Ausgang (zwischen T4 und RL) gibt es ein sauberes 
Rechtecksignal.

Autor: Thomas Eckmann (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Karsten Roman schrieb:
> Da die Lichtschranken einen Interrupt erzeugen sollen müsste ich
>
> irgendwo das Signal abgreifen. Ich hätte es hinter "RL" abgegriffen.
>
> Bekomme ich an dieser Stelle saubere High und Low Werte um einen
>
> Interrupt auszulösen?

Spar' dir das ganze Transistorengebastel und schliess deinen 
Fototransistor an den AD-Wandler von deinem µC an. Dazu ist der 
schließlich da.

mfg.

Autor: Karsten Roman (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ulirch schrieb:
> Die Schaltung könnte so auch mit 5 V gehen. Ggf die Wiederstände etwas
> kleiner machen. Am Ausgang (zwischen T4 und RL) gibt es ein sauberes
> Rechtecksignal.

Können die Transistoren dann einfach so bleiben oder brauch ich auch 
andere/kleinere?

Thomas Eckmann schrieb:
> Spar' dir das ganze Transistorengebastel und schliess deinen
> Fototransistor an den AD-Wandler von deinem µC an. Dazu ist der
> schließlich da.

Es ist leider ein Projekt bei dem die Schaltung mithilfe von 
Schmitt-Triggern
realisiert werden soll. Ansonsten wäre dein Vorschlag natürlich die 
einfachste und zweckmäßigste Lösung.

Grüße
Karsten

Autor: Ulirch (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Transistoren kann man so lassen. Man könnte ggf. noch T4 Weglassen. 
Das Signal hinter T3 ist nicht so schön, sollte aber auch schon reichen.

Autor: Ralli (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schmitt-Trigger geht doch OK - wenn's ein ATmega- oder
ATtiny-µC ist, hat jeder normale Eingang auch Schmitt-
Trigger-Eigenschaften. ;-)

Mich würde eher ärgern, dass die vorgestellte Schaltung,
obwohl der Empfänger aus 11 Bauteilen besteht, also
einige cm² einnimmt, keinen Schutz vor wechselndem
Fremdlicht bietet. - Darauf weist "ferromel" aber auch hin!

Nur bei Betrieb unter konstanten Lichtverhältnissen,  z.B.
Kunstlicht, ist ein sicherer Betrieb garantiert, wenn man die
Schaltung mit R1 = Potentiometer 220k auf die Beleuchtung
abgeglichen hat.

Oder: Genau ausgerichtete Röhrchen über Lichtquelle und
Fototransistor:
                      |
 ------------------        -------------------------
  LED -|>|-         Objekt       |<  Fototransistor
 ------------------        -------------------------
                      |

Dabei ist der Weg, den das Messobjekt passieren darf, aber
SEHR eingeschränkt.

Kommt IMMER drauf an, WAS man erreichen will....

Autor: Karsten Roman (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielen Dank für die Antwort.

Ralli schrieb:
> Mich würde eher ärgern, dass die vorgestellte Schaltung,
> obwohl der Empfänger aus 11 Bauteilen besteht, also
> einige cm² einnimmt, keinen Schutz vor wechselndem
> Fremdlicht bietet. - Darauf weist "ferromel" aber auch hin!

>Nur bei Betrieb unter konstanten Lichtverhältnissen,  z.B.
>Kunstlicht, ist ein sicherer Betrieb garantiert, wenn man die
>Schaltung mit R1 = Potentiometer 220k auf die Beleuchtung
>abgeglichen hat.

Ich hatte gehofft durch die IR-Led und den IR-Fototransistor etwas 
unabhängiger gegen Fremdlicht zu werden.

Ralli schrieb:
> Oder: Genau ausgerichtete Röhrchen über Lichtquelle und
> Fototransistor:
>                       |
>  ------------------        -------------------------
>   LED -|>|-         Objekt       |<  Fototransistor
>  ------------------        -------------------------
>                       |
>
> Dabei ist der Weg, den das Messobjekt passieren darf, aber
> SEHR eingeschränkt.

Hier hatte ich mir leere Kugelschreiberhüllen überlegt. Diese evtl. 
innen noch mit mattem schwarzen Lack besprühen.

Ralli schrieb:
> Kommt IMMER drauf an, WAS man erreichen will....

Wie gesagt da es ein Projekt für die Schule ist ist nur wichtig das es 
funktioniert. Wenn die Röhrchen 5cm auseinander sind und die 
Lichtschranke auslöst wenn ich mit der Hand zwischendurch gehe bin ich 
vollkommen zufrieden. Ich möchte mit der Lichtschranke nichts über weite 
Distanzen messen, es geht mir hauptsächlich um darum das die gesamte 
Messapperatur funktioniert.

Ulirch schrieb:
> Die Transistoren kann man so lassen. Man könnte ggf. noch T4 Weglassen.
> Das Signal hinter T3 ist nicht so schön, sollte aber auch schon reichen.

An dem einen Transistor solls nicht liegen :)
Kann ich die Transistoren von Typ BC 558/BC 548 verwenden wenn ich das 
ganze mit 5V laufen hab?

Was ist eigentlich der Untschied zwischen einem BC 337 und einem BC558?

Grüße
Karsten

Autor: oldmax (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi
Wenn du es auch mit kleinen Abständen aufbauen kannst, bietet sich eine 
Gabellichtschranke an. Alles, was du für diese brauchst, ist ein 
Vorwiderstand für die eingebaute LED und das war's. Der 
Transistorausgang wird direkt auf einen Controllereingang geschaltet. 
Nur mal so nebenbei, die Dinger passen gut in eine Slotcarbahn....
Gruß oldmax

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Karsten Roman schrieb:
> Hallo Freunde der Elektronik,
>
> ich möchte mir eine Stoppuhr mit zwei Lichtschranken bauen.
> Das ganze soll mit einem µC gesteuert werden und die Zeit soll auf einem
> Display ausgegeben werden.
> Ich bräuchte nun euren Rat zu der Schaltung die ich gefunden habe.

Wenn du eine distanz von 5 bis 30 cm hast, mag das mit dieser schaltugn 
gehen. Geeignete Optik ist vorraussetzung.

Daher stellt sich die allererste Frager:

Welchen Abstand sollen DEINE Sender und Empfänger haben?

DAS entscheidet, ob man mit so einer einfachen Gleichlichtschranke 
auskommt oder man tiefer einsteigen muß.

Autor: Ulirch (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Für 5 cm Abstand sollte es mit dem Fremdlich noch gehen, wenn die IR LED 
einigermaßen stark und gebündelt ist.  Ich hab eine ähnliche 
Lichtschranke aufgebaut. Da sind es etwa 8 cm zwischen IR LED (LD274) 
und Empfänger. Normales Kunstlicht stört da noch nicht (auch ohne 
Abgleich), nur halt direktes (oder fast)  Sonnenlicht ist zu viel.

Bei schwarzer Farbe und IR Licht gibt es manchmal Überraschungen. Besser 
wäre ein Röhrchen aus Papier und Alufolie.

Bei den Transistoren ist die Wahl recht unkritisch. Da sollten alle 
kleinen Typen wie BC337 BC237 BC548 BC107 usw. gehen - bei den PNP Typen 
genauso. Der BC337 ist schon etwas Leistungsstärker hat aber immer noch 
genug Verstärkung. Die Schaltung ist ziehmlich unkritisch mit den 
Transistoren - solange man eine Verstärkung von mehr als etwa 50 hat 
sollte es gehen. 5 V Spannungsfestigkeit schaffen ohnehin alle normalen 
Typen.

Autor: Karsten Roman (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ulirch schrieb:
> Bei schwarzer Farbe und IR Licht gibt es manchmal Überraschungen. Besser
> wäre ein Röhrchen aus Papier und Alufolie.

Ist das Röhrchen dann innen aus Papier und außen aus Alufolie damit kein 
Licht von außen durch das Papier gelangt oder ist die Alufolie innen?

Ich habe immer gedacht bei den Transistoren gäbe es da riesige 
Unterschiede, aber so kann ich ja von BC 107 bis BC 548 nehmen was ich 
will.
Es sollten dann aber in der Schaltung schon alle die gleichen 
Transistoren sein oder? (Nicht T1 = BC 107, T2 = BC 337 und T3 = BC 548, 
alle kreuz und quer in der Schaltung)

Andrew Taylor schrieb:
> Welchen Abstand sollen DEINE Sender und Empfänger haben?
>
> DAS entscheidet, ob man mit so einer einfachen Gleichlichtschranke
> auskommt oder man tiefer einsteigen muß.

Da es mir hauptsächlich darum geht das die Stoppuhr mit den 
Lichtschranken funktioniert wäre ich mit einem max. Abstand von 10cm 
zufrieden, aber 5cm würden auch gehen. Ich will die Stoppuhr erstmal zum 
laufen bringen, die Optimierung wird dann mein nächstes Projekt, evtl. 
dann auch mit Frequenz-Modulation der Leds.

Mir geht es in diesem Projekt hauptsächlich darum das die Stoppuhr zu 
laufen beginnen wenn die erste Lichtschranke durchbrochen wird und 
stoppt wenn die zweite durchbrochen wird. Da ich sie anfangs mit dem 
Finger auslösen möchte würden mir 5cm als Abstand völlig reichen.

Grüße
Karsten

Autor: Ulirch (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das Röhrchen würde ich mit innen Papier und außen Alu Folie machen. Das 
Papier ggf. dunkel um Licht zu absorbieren und als mechanische Stütze, 
und die Alu Folie damit sicher nichts durch kommt.

Da gibt es schon größere Unterschiede zwischen den Transistoren. Die 
Reihe BCxxx sind aber schon alles kleine, nicht besonders schnelle 
Typen, also nicht so verschieden.
Viele Schaltungen entwirft man aber so, das es gerade nicht auf die 
genauen Daten ankommt. Bei der Schaltung hier kann man auch mischen in 
diesem Fall dürfte sogar ein Ge-Typ dabei sein, wenn man mag.  Es sind 
ja ohnehin 2 PNP und 1 NPN - das muss dann schon passen.  Die oben 
genannten Typen sind alles NPN.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.