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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Regelungstechnik für Dummies


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Autor: Bastler0815 (Gast)
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Hallo,
momentan bastle ich gerade an einer Lichtschranke, aufgebaut aus einer
ultrahellen LED und einer Photodiode mit nachgeschaltetem
Transimpedanzverstärker. Das Ganze funktioniert auch ganz gut, jedoch
will ich Tageslichtschwankungen und nachlassen der LED - Helligkeit
ausgleichen, indem ich die Helligkeit an der Photodiode durch Regelung
des LED-Stroms konstant halte. Kurzfristige "Störungen" (also die zu
messenden schnellen Objekte in der Lichtschranke) sollen an der
Helligkeit nichts ändern.
Mein Problem ist jetzt, dass ich keine Ahnung von Regelungstechnik
habe.
Kennt jemand von euche eine geeignete Schaltung oder zumindest gute
Literatur, wie ich diese Regelung aufbaue?
Danke schon mal im Vorraus.

Autor: Edi-edi (Gast)
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stichwort Frequenz

ich wuerde die led 1000 mal in der sekunde ein und ausschalten.
die frequenz wird durch helligkeitsschwankungen nicht beeinflusst....

Autor: Jens D. (jens) Benutzerseite
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Edi
???? haeh ????

Also..
es wird sehr schwer doetwas aufzubauen, da du differenzieren musst
zwichen fliegendes objekt und zwichen unterschide im tageslicht.

evtl ist es einfacher, wenn du um die led und die photodiode ein
kleines rohr baust, welches das tageslicht von dem sensor anhaellt.

oder du muesstest mit der photodiode und einem OPV zB. die LED
"dimmen" und immer den gleichen wert in etwa halten.

angenommen nun kommt ein "paket" durch dann wuerde die LED ja
unendlich viel strom bekommen darauf solltest dann achten, dass es
nicht zuviel wird.

und feststellen, ob nun eine "störung" ist also lichtschranke aktiv
tust du dann ja über die photodiode in einem eigenem kreis also in
kurtzform:

die LED Leuchtet mit 70% soll ist aber 75% das misst du ja mit der
photodiode. nun brauchst du einen opv, der diesen strom begrenzt
(refferenz ist fest und der 2te punkt die photodiode) nun laesst du die
led bis auf 75% regeln

ob nun das licht unterbrochen ist, oder nicht kannst du dann endweder
an der vollausgesteuerten LED feststellen oder an der photodiode, die
fast 0v liefert

Schau dir mal OPV Grundschaltungen an

Gruss Jens

Autor: Bastler0815 (Gast)
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@Edi-edi:
Allerdings habe ich dann Probleme, schnelle Objekte in meiner
Lichtschranke zu erkennen. Nein, eine Modulation ist für diesen
Anwendungszweck ungeeignet.

Autor: Wegstabenverbuchsler (Gast)
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@edi-edi

so ganz versteh ich deinen Hinweis nicht:

:: daß eine Pulsung der LED nützlich ist, mag sicher sein.

:: Die Aussage, daß "die Frequenz durch Helligkeitsschwankungen nicht
beeinflusst wird" ist sicherlich richtig, genauso wie "die Dicke der
Platine durch Helligkeitsschwankungen nicht beeinflusst wird". Und
nu?

:: Wie eine Pulsung was regelungstechnisches erreichen kann erschließt
sich mir nicht

Autor: Rahul (Gast)
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Nimm ne Konstantstrom-Quelle, und fertig.

Autor: Edi-edi (Gast)
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fuer schnelle Teile rate ich Dir zur Schlitzblende...

http://www.mikrocontroller.net/forum/forum.php?que...

mittels schlitzblende und zwei Linsen & IR erkenne ich 2-3mm grosse
Teile im 'freien Fall'

Autor: Peter Dannegger (Gast)
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"Allerdings habe ich dann Probleme, schnelle Objekte in meiner
Lichtschranke zu erkennen."


Werde doch mal konkret, was ist bei Dir schnell ?

Ein standard IR-Chip (TSOP17xx) kann mindestens 500µs auflösen, d.h.
ein 10cm großes Objekt muß schneller als 700km/h sein, damit es nicht
mehr erkannt wird.


Peter

Autor: Edi-edi (Gast)
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richtig,Peter,

die jungs hier haben schon am fruehen morgen ein hysterisches
verhalten.

schlecht geschlafen?

zurueck ins bett und danach -etwas konkreter werden-

Autor: Bastler0815 (Gast)
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Also gut, etwas konkreter:
Die Geschwindigkeit der Teile, die die Lichtschranke passieren, kann
zwischen 20 m/s und 200 m/s liegen. Ich hatte mir überlegt, nach dem
Transimpedanzverstärker einen Tiefpass mit z.b. 0,5 Hz zu schalten und
dessen Ausgangssignal als Eingang für meine Regelung zu verwenden. Mein
Messignal geht natürlich nicht über den Tiefpass.
Die Regelung muss nun relativ langsam die Helligkeit nachregeln.
Mein Problem ist jetzt das aufstellen der Regelstrecke und wie ich
anschließend von der Regelstrecke auf meine OP - Schaltung komme.

Autor: Bastler0815 (Gast)
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Thread wieder nach oben schieb

Autor: Steffen DB1ULM (Gast)
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Wenn du deine LED sagen wir mit 455 khz Brustpaketen pulst sollte auch
die schenllen Objekte noch zu erennen sein.
Es gibt von Vishay auch ganz nette Empfänger, entsprechend dem Standard
TSOP17xx dazu..

Autor: Bastler0815 (Gast)
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@Steffen DB1ULM:
Ich kapiere aber immer noch nicht, wie mir ein pulsen der LED die
Helligkeit konstant halten soll.

Autor: Unbekannter (Gast)
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@Bastler:

Ich denke, Dein Lösungsansatz ist nicht optimal. Es ist doch
unerheblich, wie hell oder dunkel es an der Photodiode vor und nach dem
Durchgang des Objektes ist.

Du willst doch nur wissen, dass ein Objekt durch ist, und das äussert
sich durch eine schnelle Veränderung der Helligkeit.

Also führst Du den Ausgang des Photoverstärkers einmal über einen
Tiefpass auf einen Komperator und einmal direkt.

Sobald sich nun die Helligkeit an der Lichtschranke schnell genug
ändert, kommt der Tiefpass nicht mehr mit und der Komperator schaltet.

In der Praxis musst Du natürlich auf Offsetspannungen am Komperator und
auf eine ausreichend unempfindliche Schaltschwelle achten.

Alternativ und noch einfacher, führst Du das Signal von Deinem
Photoversärker einfach über einen Hochpass oder Differenzierer (ein
simpler Kondensator) auf einen Schmitt-Trigger.

Autor: Bastler0815 (Gast)
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@Unbekannter:
Wenn ich nur eine digitale Aussage Objekt ja oder nein bräuchte,
hättest du recht.
Allerdings weite ich den Strahlengang über ein Linsensystem auf und
führe ihn anschließend wieder auf die Photodiode zusammen. So ist es
möglich, Rückschlüsse auf die Größe des Objektes in der Lichtschranke
zu ziehen. Und bei dieser Größenberechnung bekomme ich falsche Werte,
wenn die Helligkeit schwankt.

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