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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lichtschrankengitter


Autor: Tobias Conte (Firma: css) (tobi84)
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Hallo,

ich bin gerade am überlegen, wie man am besten ein 
"Lichtschrankengitter" aufbauen könnte.

Das Lichtschrankengitter soll später in ein Gerät eingesetzt werden, das 
konventionelle "Papierzielscheiben"  auf einem Luftgewehrschützenstand 
ersetzen soll.Es soll gemessen werden, wo der Schuß ins Gitter eintraf.
Über ein freigrafische Display soll später die Plazierung des Schusses 
ausgegeben werden

Überlegung:
             Das Raster sollte möglichst klein sein (ca.1mm)
             Geschwingigkeit des Projektils: ca 200m/s
             -> d.h. abfragegeschwindugkeit min 200kHz
             Größe des "Rasters" 150 x 150 mm

Problem:     Welche Bauteile?
             muß man die Lichtschranken "pulsen/codieren"?
             gibt es fertige Module (wie in touchdisplays)?
             reicht die Abfragefrequenz für so viele Eingänge?

Es währe sehr nett, wenn mir jemand ein bisschen auf die Sprünge hekfen 
könnte!

Ich bedanke mich schon mal im voraus

Tobias

Autor: Peter S* (sandmannnn)
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hallo Tabias,

kannst ja mal zb. bei DISAG nachfragen, wie die das Machen ;-)

laut Beschreibung messen die 8 mal beim Geschoss Durchflug.

Es gibt m.W. noch ein oder zwei Hersteller die Optisch messen.
Die Restlichen wie z.b. Häring usw. machen das Akustisch.
( taugt aber m.M. nach nix. )
( Ich kenne einen Stand, da hängen über 60 Anlagen von Sirus. denen 
traue
  ich nicht weiter, als ich sie werfen kann ;-)  )

lg
Peter

.....

Edit,

ne Idee hab ich auch schon.
wie währe es, wenn man die Leseeinheit aus einem Flachbettscanner 
verwenden
würde ???

Autor: Tobias Conte (Firma: css) (tobi84)
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könnte man so eine Leseeinheit denn mit einem µC auslesen?
Ich hab leider keine Ahnung, wie eine Leseeinheit aus einem 
Flachbettscaner funktioniert.
meinst Du das es mit Lichtschranken nicht klappt?

Tobias

Autor: Tobias Conte (Firma: css) (tobi84)
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Die von DISAG messen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera (4000 
Bilder/sek.)

Autor: Philipp Burch (philipp_burch)
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Könnte man das ganze nicht etwas "mechanischer" machen? Ich stelle mir 
das so vor: Man hat eine motorisierte Papierrolle (Bzw. zwei Rollen und 
dazwischen ein Stück gespanntes Papier) als Zielscheibe und schiesst da 
drauf. Prinzipbedingt ist die nach einem mehr oder weniger erfolgreichen 
Schuss dann ja wohl gelocht. Das sollte sich doch mit einer billigen 
Kamera auswerten lassen. Danach soweit weiterdrehen lassen, bis das Loch 
wieder weg ist. Ist dann halt etwas viel Papierverschleiss...
Nur so als Idee.

Autor: Tobias Conte (Firma: css) (tobi84)
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Ist auch ein guter Ansatz, aber ohne Papier währe am schönsten. Außerdem 
habe ich keine Ahnung vom Erfassen mit kameras.
Gibts da irgendwelche Informationsquellen, Interressieren würde mich das 
ganze schon?

Autor: Philipp Burch (philipp_burch)
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Tobias Conte wrote:
> Ist auch ein guter Ansatz, aber ohne Papier währe am schönsten. Außerdem
> habe ich keine Ahnung vom Erfassen mit kameras.
> Gibts da irgendwelche Informationsquellen, Interressieren würde mich das
> ganze schon?

Es gab da doch schon einige Projekte mit der MCA25 oder wie das Ding 
heisst (Handy-Kamera), da würdest du bestimmt was finden.
Soll das ganze eigentlich ein Bastelprojekt oder was "Grosses" werden? 
Zumindest für ein Bastelprojekt halte ich die optische Lösung (Ohne 
"Zwischenspeicher" in Form von Papier o.Ä.) für fast nicht realisierbar. 
Ausser du verzichtest darauf, die Kugeln zu schiessen und wirfst sie auf 
die Zielscheibe ;)

Autor: Tobias Conte (Firma: css) (tobi84)
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Eigentlich ist das ganze ein Grundgedanke zu einem Bastelprojekt.
Wenn das mit der optischen Lösung funktionieren würde, könnte ich mir 
viel mechanischen Aufwand sparen.
Mir ist da gerade was durch den Kopf geschossen:
      Als Papier eine Rolle "Kassenzettelpapier",
      Mit einer Maske eine Zielscheibe auf das Papier projetzieren
      Mit einem Schrittmotor einen genauen Vorschub realisieren
      später das einschussloch mit einer Kamera auswerten

Autor: Sebastian (Gast)
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Ich behaupte mal, das ist nur mit Laserlichtschranken halbwegs präzise 
zu lösen. Selbst dann jedoch kommt man kaum auf die gewünschte Auflösung 
von 1 mm. 3 mm wären schon eine gute Leistung. An zwei Seiten müßten 
Laserdioden mit Optik montiert werden, versetzt bzw. gestaffelt, so daß 
sie überhaupt hinpassen, da eine Lasereinheit wohl breiter als ihr 
Strahldurchmesser ist, an den anderen beiden Seiten hinter einer 
Lochblende ebenfalls aus mechanischen Gründen versetzt montierte 
Miniatur-Fototransistoren (Honeywell hat einen Typ mit 1 mm 
Linsendurchmesser, soweit ich weiß). Bei der hohen Lichtintesität der 
Laser kann man auf eine Umlichtunterdrückung durch Modulation verzichten 
- ein größer Vorteil, wenn es um schnelle Erfassung des Signals geht. 
Die Logik dahinter ist eine andere Sache, wenn ein Mikrocontroller per 
Interrupt nicht schnell genug reagiert, muß es halt konventionelle 
TTL-Logik (Flip-Flops und Schieberegister zum Auslesen) sein - oder ein 
CPLD, wenn man mit so was zurechtkommt.

Autor: Sebastian (Gast)
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Ach übrigens: Die Leseeinheit aus einem Flachbettscanner (CIS) kann man 
auslesen, wie man das macht, ist auf der Seite von Burkhard Kainka in 
seiner Bastelecke zu lesen. Ich weiß nur nicht, ob die schnell genug 
ist.

http://www.b-kainka.de/bastel110.htm

Autor: Tobias Conte (Gast)
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Danke für eure hilfreichen Tipps!

mit der Laserdruckerleseeinheit kann ich mich nicht so richtig 
anfreunden, aber das mit den Laserdioden finde ich eine klasse Idee.
Leider weiß ich nicht, wo man die Dioden günstig beziehen kann.
(bei 200 bis 300 Teilen wirds unbezahlbar!!)

Kann mir vielleicht jemand einen Tipp geben, wo man die Teile zu einem 
günstigen Preis einkaufen kann?
oder kann man die irgendwo aus defekten Geräten ausbauen?

Autor: tom (Gast)
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du brauchst nur eine laserdiode oder ne infrarot diode müsste es auch 
tun, den rest macht man mit strahlteilern, so schwer ist das nicht, oder 
nen linienlaser nehmen, der hat schon nen strahlteiler verbaut

Autor: Tobias Conte (Gast)
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Wieviele "Strahlen" kann man denn aus einer Laserdiode gewinnen?
gehen die dann von einem Punkt aus oder kann man die z.B. mit 
Lichtwellenleitern hinlegen wo man will?

Autor: tom (Gast)
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http://de.wikipedia.org/wiki/Strahlenteiler

du kannst durch hintereinander schalten von beliebig vielen 
Strahlteilern, beliebig viele Strahlen generieren

Nur die Diode -> 1 Strahl
1 Strahlteiler -> 2 Strahlen
2 Strahlteiler -> 3 Strahlen
3 Strahlteiler -> 4 Strahlen

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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Das wäre auch akustisch zu lösen: drei oder mehr Elektretmikrofone um 
die Zielscheibe herum anordnen, die den Knall des vorbeifliegenden 
Geschosses aufnehmen. Die Signalauswertung würde etwas an GPS erinnern: 
aus den zeitlichen Unterschieden, wie der Schall bei den Mikros 
eintrifft, lässt sich die Lage des Geschossweges innerhalb der Mikrofone 
errechnen, wenn man nicht gerade eines getroffen hat. Welcher Zeit 1mm 
Weg entspricht, lässt sich aus der Schallgeschwindigkeit ja abschätzen. 
Ob die Mikrofone auf die Dauer den Geschossknall aushalten und wie die 
Echos der Umgebung sich auswirken, erfordert viele Probeschüsse, und ein 
gutes (Speicher)-Oszilloskop.

Mit zwei Mikrofonen, zur Messung der Geschossgeschwindigkeit, klappte 
das Verfahren recht gut.

Autor: Tobias Conte (Gast)
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Wo gibsts denn solche Strahlteiler?
Ich hab nirgends welche gefunden und würde mir die Teile gern mal 
ansehen.

Autor: Peter S* (sandmannnn)
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hallo Tobias,

mir Spukt genau so eine Anwendung auch schon eine ganze Zeit im Kopf 
herum.
Nur bin ich bis jetzt noch nicht viel weiter gekommen.

aber....

angeregt durch den Link von Sebastion habe ich mal ein bisschen 
geGgoogld.

Anstelle der CCD Zeilen von einem Scanner könnte man vermutlich auch
Fotodiodenzeilen einsetzen. Die sind Kostengünstiger, leichter 
erhältlich
und einfacher auszuwerten.
Weiter gibt es da auch anreihbare Varianten.
Die Dinger werden unter anderem auch in Barcode-Scannern verbaut.

Ich habe auch einen Händler gefunden, der so etwas Liefert.
( auf die schnelle, auch zu akzeptablen Preisen )
die Datenblätter findet man im Netz.


http://www.sander-electronic.de/be00010.html#Preise

Da würde sich mal ein Versuch lohnen um das auszuprobieren.

Mal sehen, was daraus wird. ( der Winter hat ja erst angefangen )
schön währe es, wenn aus dem Thread ein Projekt werden würde.
Ich bleib am Ball.

lg
Peter

Autor: Peter S* (sandmannnn)
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Tobias Conte wrote:
> Wo gibsts denn solche Strahlteiler?
> Ich hab nirgends welche gefunden und würde mir die Teile gern mal
> ansehen.

:-)

haha g

zb. in CD oder DVD Laufwerken ;-)

lg
Peter

Autor: tom (Gast)
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Strahlteiler findet man über google oder im Laserhandel.

Eine wesentlich billigere Alternative wären zwei Linienlaser die du 
90Grad zu einander anordnest und auf der gegenüberliegenden Seite dann 
deine Fotoelemente, dann hast du ein Gitter.

Linienlaser gibt es im Laserhandel, diese haben ein Optik die aus dem 
punktförmigen Strahl einen Laserstrich generiert.

Wenn Du gut bist und dein Laser einen >=90Grad Bereich abdeckt, dann 
reicht sogar nur 1 Linienlaser um deine Aufgabe zu lösen.

Autor: Tobias Conte (Gast)
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Ja, aber mir reicht ein Linearlaser nicht, wenn ich ein "quadratisches" 
Gitter aufbauen will!!
Dann kann ich ja gleich eine IFR-Diode nehmen!??

Autor: tom (Gast)
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Wieso sollte ein Linienlaser nicht ausreichen, wenn der 
Bestrahltebereich 90 Grad überstreicht? IFR-Diode <- was soll die 
Abkürzung bedeuten?

Mach erst mal ne Skizze von dem was Du realisieren musst.

Autor: Stefan (Gast)
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Das mit der Laserdiode ist zum einen richtig, zum anderen falsch.
Richtig ist, dass man bei der optischen Leistung, die beim Empfänger 
einschlägt, auf Modulation verzichten kann, evtl. eine Lochblende mit 
optischer Falle gegen Fremdlicht und gut.
Falsch ist, dass man lediglich so und so viele Laserdioden braucht. Man 
braucht schon kollimierte Laser-Kollimatoren um einen einigermaßen 
parallelen Strahlverlauf und einen vernünftigen Aufsetzpunkt zu 
bekommen; die Ansteuerelektronik mit Monitordiodenüberwachung mal dazu 
genommen und sich dann noch Gedanken über Cross-Talking machen und ich 
sage Dir, vergiss es oder mach' es mechanisch.

Gruß, Stefan


---

Autor: Peter S* (sandmannnn)
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mal wieder aus der Versenkung ziehen!

gibt es schon was neues ???

lg
Peter

abo

Autor: Sebastian (Gast)
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Das mit den Kollimatoren, was Stefan bemerkte, stimmt schon. Deswegen 
schrieb ich auch "mit Optik". Was die Ansteuerelektronik angeht, kann 
man es sich ja einfach machen und entweder fertige Laserpointer-Module 
kaufen (Pollin Nr. 860 422) oder aber die Laser-Wasserwaage 
ausschlachten (Pollin Nr. 500 644). Beides ist natürlich Verschwendung; 
die Laser-Wasserwage wegen der Zerlegung eines an sich funktionsfähigen 
Gerätes, die Module (immerhin mit Elektronik und Optik), weil die 
Leistung von 5 mW für den gewünschten Zweck zu groß ist. Dennoch denke 
ich, daß irgendetwas in dieser Richtung schon passen würde. Hängt 
natürlich von der Anzahl Linien ab, die man als Auflösung erreichen muß.

Autor: Denis G: (denis)
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hm, es geht um luftpistolen/gewehre.
Nun man könnte auch sowas wie einen druckempfindlichen touch screen 
nehmen und darauf einfach ne dicke gummiplatte packen ...

Autor: Peter S* (sandmannnn)
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hmm.....

also die Auflösung sollte schon im bereich von 1/10mm sein.
also müsste man auf 1-2/100mm genau messen können.

Die Geschoßgeschwindikeit liegt bei Luftdruck bei 175 m/s
Bei Feuerwaffen teilweise über 330 m/s als überschallbereich.


lg
Peter

Autor: tom (Gast)
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@peter s: du willst auf 0,01mm genau messen??? lol
oder wie wäre es mit einer auflösung von einem halben atom, damit kannst 
du dann genau sagen wo die spitze des projektiles war. übrigens musst du 
dann noch die wechselwirkung von materie-licht (projektil-laser) 
beachten. ach dann kommt da noch die wechselwirkung materie-materie 
(projektil-lauf) und die wechselwirkung materie-luft dazu. lol

ein gitter mit 0,5 mm ist das höchste der gefühle das ich für sinnvoll 
erachte.

Autor: Peter S* (sandmannnn)
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hallo Tom,

auch wenn du darüber lachst,

solche Geräte gibt es bereits auf dem Markt.
Nur sind die halt unverschämt teuer.

Das hat aber wenig was mit der verbauten Technik zu tun.
auch nichts mit dem betriebenen Entwicklungsaufwand.
auch nichts mit der geringen Stückzahl.

Sondern damit, das generell alles schweine teuer ist, was mit diesem
Sport zu tun hat. Wird dann meist unter dem Deckmäntelchen Präzision
verkauft.

In vielen Fällen, ist das absolute Primitiv-Technik, die sinnvoll
angewendet wird. ( will heißen, da hat einer eine geniale Idee )

Bestes Beispiel dafür sind die Chronographen ( Cronny ) die zur
Geschoss-Geschwindigkeits-Messung verwendet werden.

Wenn du mal in so einen Kasten reinschaust, wird's dir Schlecht.
Materialaufwand keine 50€!
wird aber dann für 700€ den Sportschützen angedreht.
http://www.kurzzeit.com/d_bmc17.htm

und da behauptet der Hersteller auch noch frech, das das Günstig sei.


lg
Peter

PS
eine Auflösung von 0,5mm kannst du vergessen. da kannst du gleich mit
nem Zollstock messen.

Autor: Stefan (Gast)
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Das ist doch nicht teuer.
Schau' Dir mal an, was da alles dabei ist und wie lange jemand gebraucht 
hat, damit es so ist, wie es angeboten wird. Jetzt betrachtet man den 
eingeschränkten Käuferkreis und dass derjenige der dass anbietet, das 
nicht aus Jux und Dollerei macht... und schon ist das sehr angemessen.

Die Lichtschranken-Sender sind wahrscheinlich normale SMD-LEDs mit 
geringem Öffnungswinkel, die auf eine Batterie von parallel geschalteten 
Photodioden strahlen. Aus denen bildet man das Summensignal, gibt es auf 
einen D-Regler und fertig.
Machen wir bei unseren Produkten nur unwesentlich anders.
Wen's interessiert: www.xecro.com


Gruß, Stefan


---

Autor: Peter S* (sandmannnn)
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hallo Stefan,

Stefan wrote:
> Das ist doch nicht teuer.

NICHT ??? ( fürt mich schon ! )

> Schau' Dir mal an, was da alles dabei ist und wie lange jemand gebraucht
> hat, damit es so ist, wie es angeboten wird.

Stimmt, Infarot FB ist sehr nützliches Zubehör, das kein Mensch braucht.
beim Vorgänger war das ein Stück Kabel mit einer Taste um eine Neue
Messung zu starten und noch einer Taste um die Messwerte auf der Anzeige
umzuschalten.
Die Datenbank braucht im Prinzip auch kein Mensch oder nur sehr wenige.


> Jetzt betrachtet man den
> eingeschränkten Käuferkreis und dass derjenige der dass anbietet, das
> nicht aus Jux und Dollerei macht... und schon ist das sehr angemessen.

Falsch

die Bauart der Geräte wird zu 100.000 alleine in Deutschland eingesetzt.
Jeder Stadtscheriff und möchtegern Cowboy hat so etwas im Einsatz, um 
dir
bei einer Geschwindigkeitsübertretung das Geld aus der Tasche zu ziehen.
Nur bei denen ist der Messkopf etwas anders aufgebaut.


> Die Lichtschranken-Sender sind wahrscheinlich normale SMD-LEDs mit
> geringem Öffnungswinkel, die auf eine Batterie von parallel geschalteten
> Photodioden strahlen. Aus denen bildet man das Summensignal, gibt es auf
> einen D-Regler und fertig.

Falsch
viel zu kompliziert!
( auf dem Trip war ich aber auch mal )

sind 4 oder 8 Standard Infrarot LED's wie sie in jeder PillePalle FB
verbaut sind. auf der Gegenseite sind Standard Infrarot Potodioden
verbaut, die in reihe geschaltet sind. vor denen sitzt eine 
Schlitzblende.
Diese Blende ist das ganze Knopf-Hopf an der Kiste.

Es gibt auch noch andere Hersteller von solchen Messgeräten.
die sind auch günstiger, haben aber nicht so ein schönes großes
Messfenster.

Das die Firma so was aus JUX u. Dollerei baut habe ich auch nicht 
gesagt.
guck dir mal an, mit was die hauptsächlich ihr Geld verdienen.

Was die Kiste so teuer macht, ist m.M. nach der Name der Firma und das
es DSB zugelassen ist und vom DSB empfohlen wird.

DSB Zulassung oder Empfehlung = Liezens zum Gelddrucken!

lg
Peter

Autor: U. harms (Gast)
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Die optische erkennung ist wirklich kompliziert. Bei 30x30 cm größe und 
1 mm Auflösung sind das schon 600 Photodioden !
Wesenlich einfacher ist die Akustische Methode. Allerdings sollte man 
dazu nicht den Schall in Luft nehmen, sondern den (Ultra-) Schall der 
sind in einer Stahlplatte, auf die die Kugel trift, ausbreitet. Als 
Mikrofone dienen dann 3 oder 4 kleine Piezoelemente. Mit Schall im 
Festkörker kann man mit sehr großer Amplitude und guter Unterdrückung 
von Umgebungsgeräuschen rechnen. Da man Zeiten sehr genau messen kann 
sind sicher auch Auflösungen im 1/10 mm Bereich drin.

Autor: cheffe (Gast)
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Zum Thema Lichtschranken und Schuss messen sage ich bloß --> MEYTON, die 
messen mit Licht ;-)
Und das ist nicht gerade die einfachste Technik, die da drinnen steckt!
Schau dir doch mal so eine Anlage und lass sie dir von einem 
freundlichen Meyton-Vertreter erklären.
Bei DISAG steckt ebenfalls ein bisschen Hirnschmalz drinnen. Nur, dass 
die das Infrarotlicht auf einem Kamerachip auswerten, jedoch nicht 
direkt als Bild, sondern als Pegeländerung. So können die auch 
problemlos Fremdkörper ausblenden. Außerdem haben die einen 
durchgängigen Lichtbalken und keine einzelnen Lichtstrahlen. Liegt als 
Schutz auf dem Lichtbalken, scheint es von nebenan trotzdem noch hell 
genug in die Linse...

Autor: Kuckuck (Gast)
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Lieber Cheffe,

das ist noch garnichts gegen das Gehirnschmalz das in einem KALENDER 
steckt.

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