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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Gabellichtschranken und richtige Schaltungen


Autor: Oliver F. (rocky)
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Hi Leute,

ich messe mit zwei Gabellichtschranken und einer kleinen Scheibe eine 
höhere Drehzahl, ca. 250-2000Hz. Nun funktioniert dies anscheinend nicht 
100% ig, dass Problem ist ich besitze keinen Osca und kann daher auch 
nicht sagen ob meine Schaltung nun richtig funktioniert oder nicht. 
Deswegen bitte ich euch um ein Feedback.

Gabellichtschranke ist eine TCST 1103 von Reichelt.

Die IR Diode versorge ich mit einer Collectorschaltung (C546B). An dem 
Emitter befindet sich ein 42 Ohm Widerstand zur Masse, sowie 2,5 Volt 
(über einen 5V Spannungsteiler 2 x 710 Ohm) an U_BE. An der Anode der IR 
Diode befinden sich 5V.
Den Emitter des Fototransistors habe ich direkt auf Masse gezogen und 
den Collector auf einen Eingang des ATmega128 und habe intern dann einen 
Pullup Widerstand von 10kOhm eingeschaltet.

Ich Werte ausschließlich die positiven und negativen Flanken aus und 
würde nun gerne wissen, ob ich in der Schaltung einen Fehler habe oder 
es sein kann das ich meine Flanken nicht sauber genug habe, den 
anscheinend verliere ich ab ca 200-300 Hz beginnend immer mehr Flanken. 
Es ist kein Softwareproblem, das ist sicher. Es ist ein Hardwareproblem.

Danke für eure Hilfe, auch wenn es nur so einfache Dinge sind, aber auch 
die machen mir schon genug Probleme ;)

Autor: Martin (Gast)
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Hat die Scheibe 60 Löcher oder meinst du Umdrehungen/Min oder sind 
2000Hz / 120000 rpm richtig?

2000 Hz ist schon viel.

Autor: Klaus Falser (Gast)
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1) Wozu die Collectorschaltung? Nimm 200 Ohm in Serie mit der IR-Diode, 
das gibt bei 5V ca 20 mA, wie im Datenblatt empfohlen.
2) Der 100 KOhm Pullup ist zu groß.
Bei 20 mA Diodenstrom hast Du mindestens 10 % Stromverstärkung, also 2 
mA Collectorstrom.
Mit einem 2700 Ohm Widerstand hast Du somit mindestens 5V Hub am 
Ausgang.
Mit 4700 Ohm hast Du die Alterung und Toleranzen auch berücksichtigt.
Bei höheren Widerständen kann die Schaltung langsamer werden.

Autor: Klaus Falser (Gast)
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Entschuldigung, habe falsch gelesen.
Der Pullup ist ja 10K, nicht 100K. Wäre doch nicht so falsch.
Versuch's aber trotzdem mal mit einem externen Widerstand von 2K7, da 
die Schaltzeiten bei Collektorströmen unter 2 mA stark ansteigen.

Autor: Oliver F. (rocky)
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12000rpm ist richtig. Die Scheibe hat nur einen Schlitz, werde dies 
heute aber noch ändern auf 4 Schlitze, weil die Beschleunigung doch 
wesentlich höher ist als ich dachte ... also rechnen wir mal im 
Extremfall mit 10kHz.

200 Ohm in Reihe? Ich dachte das wäre nicht zuverlässig genug und habe 
daher die Stromquelle gewählt, wobei ich auch mit 60 mA gerechnet habe 
:) Ich werde wohl ein 180 Ohm spendieren, 200 ist gerade nicht verfügbar 
;)

Wenn ich danach gehe, dass der Fototransistor minimal 2mA durchlässt 
sollte ich ihm diesen Strom doch auch genehmigen, ich will ja das er 
schnellstmöglich schaltet. Also maximal einen Widerstand von 2,5k, noch 
besser ein kleinerer damit ich bei höherem Strom ein noch schnelleres 
Schalten des Transistors erziele. Oder habe ich da einen Denkfehler?

Aber der 10kOhm ist wohl definitiv zu groß.

Autor: Klaus Falser (kfalser)
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Dein Denkfehler ist wahrscheinlich, dass der Schlitz zu schmal ist.
Rechne einmal nach, wie lange der Lichtpuls überhaupt ist. Er muss 
mindestens 20-30 us lang sein, wenn Du die Ein- und Ausschaltzeiten des 
Koppler zusammenzählst.

Autor: Oliver F. (rocky)
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Der Schlitz ist derzeit 60 Grad :) Das sollte wohl ausreichend sein ;)

Ich brauche so einen breiten Schlitz weil ich dazwischen noch einige 
Rechnungen im µC machen muss.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Oliver F. (rocky)

>Der Schlitz ist derzeit 60 Grad :) Das sollte wohl ausreichend sein ;)

Passt.

>Ich brauche so einen breiten Schlitz weil ich dazwischen noch einige
>Rechnungen im µC machen muss.

???
Was hat sich Schlitzbreite mit der CPU-Last zu tun? Für die Drehzahl 
zählt man nur die Zeit von steigender zur nächsten steigenden Flanke. 
Das Tastverhältnis ist dem uC da vollkommen egal. Dem Optokoppler nicht, 
aber das ist ein anderes Thema. Ausserdem macht man die Messung mit nem 
Timer bzw. Input Capture Funktion.

MFG
Falk

Autor: Oliver F. (rocky)
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Das ist etwas komplezierter bei mir ;) Ich muss bei Beginn der 60 Grad 
eine Rechnung für die Timer Compare Register beendet haben, welcher beim 
Ende der 60 Grad wieder aktualisiert wird. Meine Funktionen sind sehr 
Zeitdiskret ... um genau zu sein ist der Atmel an seiner 
Leistungsgrenze, ein DSP wäre da wohl besser geeignet ... aber dann wäre 
es ja keine Herausforderung mehr. ;)

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