ein Bekannter hat mich gebeten mal einen Blick auf seinen defekten Claas Laser Sensor zu werfen - er hat ihn schon mal zur Reparatur eingeschickt, wurde aber abgelehnt mit der Begründung der Schaden sei irreparabel. Nun, ich hab ihn mal geöffnet und dank der Korrosion innen kann ich das jetzt auch nachvollziehen :'-)
Hab gedacht ich stell die Bilder vom Innenleben aber trotzdem mal hier rein - einerseits, weil da doch viel interessante Technik drinsteckt, und andererseits weil vielleicht doch noch jemand eine Idee bekommt was man da mal testen könnte.
Hersteller der PCB ist laut Aufdruck Leuze electronic aus dem Stuttgarter Umfeld.
Sieht doch gut aus. Die elektronik it unauffällig, sieht vercoated aus, da ist nichts korrodiert. Die Fresnel-Linse sieht beschlagen aus, vielleicht mal reinigen...
Putzen könnte schon die Justierung beeinflussen. Wie sagte schon Erich Kästner: Das Meiste geht beim Putzen kaputt, nicht beim Gebrauch".
Von der Statistik her könnte natürlich auch der Laser sein Alter erreicht haben? Kann man zum z.B. mit dem Fotoapparat den Strahl sehen?
Mal Hersteller angerufen? https://www.leuze.com/de-de
Wenn der Laser durch Verschmutzung seine Strahlung nicht los wird, sondern diese durch Reflexion wieder zurückkommt, kann der Laser auch überhitzen und sich selbst zerstören.
Relativ zu den Schrauben schaut der PCB fantastisch aus, einzig im Bild 142313 ist eine Leiterbahn seltsam - kann aber auch die Perspektive sein.
Nachdem aber die gesamte Mechanik wild korrodiert ist, wäre mein heißer Tipp die Steckverbinder. Hast du diese schon angeschaut?
Mein Mp3-player, auf dem Kopfhörer spritzwassergeschützt getragen, hat letztens bei starker Umgebungsfeuchtigkeit gesponnen, ich habe dann die Flußmittelreste zwischen den Kontakten rausgekratzt. Da geht er wieder.
Mit Feuchtigkeit kann man auch bei totalverkapselten Gehäusen Probleme haben, weil bei Temperaturänderung das Vakuum Flüssigkeit einzieht.
ich vermute der Laser ist für die Scheidwerkhöhenerkennung und hat eine Licht-laufzeitmessung.
ich vermute der Laser ist für die Scheidwerkhöhenerkennung und hat eine
Licht-laufzeitmessung.
Das halte ich für (zu) sportlich. Da wäre man im ps Bereich. Ich habe in den 80ern mit dem Laserentfernungsmessgerät vom "Russen-Leo" zu tun gehabt, da wurde ebenfalls die Laufzeit eines Laserblitzes gemessen - kleineste Auflösung 10 Meter (zwischen 700 und 4000m), dort wurde mit Standard-TTL Zählern gezählt. Das sind hier eher nicht die Größenordnungen ;-)
Ich vermute eher, das nicht die Laufzeit, sondern Original- und reflektierter Strahl übereinandergelegt und durch ein Beugungsgitter geschickt werden. je nachdem, wie sich die Phasenlage beider Strahlen zueinander ändert, kanns du Entfernungen bis im nm Bereich messen. Du brauchst bei Änderungen dann nur noch mitzählen, wie oft sich die Phasenlage ändert.
Ich vermute eher, das nicht die Laufzeit, sondern Original- und
reflektierter Strahl übereinandergelegt und durch ein Beugungsgitter
geschickt werden.
Jetzt machste mich neugierig:
Ich habe einen 13€-Laserentfernungsmesser von Lidl.
Da drin ist ein rotes Standard-Lasermodul (so ein Messingröhrchen) und eine andere Optik.
Der Laser ist wichtig für die Messung, nicht nur ein Zeiger: wenn ich ihn mit einem Stück Pappe abdecke, wird nichts mehr gemessen.
Außerdem flackert er mit geschätzt einigen zig Hertz.
Es besteht keine optische Kopplung zwischen Laser und dem anderen Dings.
Wie funktioniert die Messung??? Das muss doch Laufzeit sein, gemessen vom Einschaltsignal bis zum "ich seh was". Die Startverzögerung (sofern so ein Diodenlaser eine hat) kann man vmtl. im Werk rauskalibrieren.
Wie funktioniert die Messung??? Das muss doch Laufzeit sein, gemessen
vom Einschaltsignal bis zum "ich seh was". Die Startverzögerung (sofern
so ein Diodenlaser eine hat) kann man vmtl. im Werk rauskalibrieren.
Ich hab zwar auch so meine Zweifel ob man das schon bei Lidl
erwarten kann, aber es gibt ja noch FMCW:
Der Chirp sweept dann die Blinkfrequenz?
Kann ich mir nicht vorstellen, wenn ich das flackern sehen kann können das nur wenige zig oder vielleicht hundert Hertz sein.
Oder wird die Farbe geändert? Bei Radar-FMCW wird ja die HF selbst gesweept, oder?
So wie ich das verstehe nutzt man dann den Effekt, das der Empfänger einen "alten Ton" hört und weiß wie lange es her ist das er den ausgesendet hat, was ja zur Entfernung proportional ist.
Geht das mit <1cm Auflösung auf max. 20m Reichweite, wenn der Sweep sagen wir mal um 100Hz blinkt?
In Laser/Licht/Elektronikzeiträumen würde ich sagen nee, das ist eine Folge aus An/Aus, und damit letztendlich wieder Flugzeitmessung.
Sollte der Träger (also die Lichtfarbe) moduliert werden: es gibt keine Rückkopplung zwischen Laser und Restelektronik oder -optik.
Wie geht das dann?
ein Bekannter hat mich gebeten mal einen Blick auf seinen defekten Claas
Laser Sensor zu werfen -
Hab gedacht ich stell die Bilder vom Innenleben aber trotzdem mal hier
rein - einerseits, weil da doch viel interessante Technik drinsteckt,
und andererseits weil vielleicht doch noch jemand eine Idee bekommt was
man da mal testen könnte.
Dazu bräuchte man eine informativere Fehlermeldung als "ist defekt".
Da ist ein älterer FPGA (Xilinx-FPGA) und in der Nähe unbestückte Pads auf den eventuell ein Programmier-Interface (JTAG) drauf passt.
Zum Messprinzip des CLAAS Laser Pilot (eingeführt 1998): In den Bildern kann man einen AD9057 erkennen, vermutlich mit 60 MSPS (das ist schwer zu erkennen, der 60 MHz Oszillator würde dafür sprechen), der ADC ist an einen Xilinx FPGA angebunden. Die ICs in 20240606_142313.jpg könnten eventuell AD8051/AD8052 OpAmps sein, aber das ist noch schwieriger zu erkennen.
Das würde wohl eher für eine Messung der Phasenlage sprechen als für eine Messung der Signallaufzeit.
Leider ist die Beschriftung des Mikrocontroller nicht zu erkennen.
Wahrscheinlich nicht nur der ADC.
Der FPGA scheint wohl ein Spartan "ohne Nummer" zu sein, die Beschriftung ist nicht gut erkennbar aber das Einführungsjahr 1998 spricht gegen Spartan 2 oder neueres. Damit wären es sehr wenig interne RAM-bits, je nach Tyb 3k2 bit bis 25kbit, man müsste sich mal das PCB genauer anschauen ob evtl. externe SRAM vorhanden ist. 60 MHz sind für diesen FPGA kein Problem, interne PLL o.ä. gibt es in dieser Familie nicht.
Ein Flash der Firma Silicon storage technology SST ist noch drauf.
Leider ist die Beschriftung des Mikrocontroller nicht zu erkennen.
Zu der Zeit könnte es auch ein DSP gewesen sein, TI TMS320x oder so.
Kann man zum z.B. mit dem Fotoapparat den Strahl sehen?
Laser an sich und als Gefährdungspotential ist hier noch gar nicht angesprochen wurden. Je nach leistung und Sichtbarkeit (Wellenlänge) sind Schutzmassnahmen zu treffen wie das Tragen von Laserschutzbrillen. Manche Laserstrahlen sieht man nicht weil sie im nichtsichtbaren Bereich liegen, dafür gibt es Indikatorkärtchen die das Laserlicht in was sichtbares wandeln: https://www.lasercomponents.com/de/produkt/wandlerkarten/
Also vielleicht den Lasergang bei Versuchen abdecken und dir vom Bekannten sagen lassen, was er diesbezüglich weiss. Vielleicht ist es ja völlig ungefährlich. Strahlengang abdecken könnte schon mal ne gute Idee sein.
Ansonsten kann man klassisch vorgehen, mit Scope/Multimeter schauen, ob alle Komponenten sauber aus einem Reset hochfahren, ob der Sender richtig angesteuert wird, ob Rx was ankommt, ob ab dort die Signalkette (ver5stärker, filter, wandler,..) läuft etc. pp.-
Danke für den Prospekt.
im geöffeten Gerät (20240606_141919.jpg) sehe ich, daß die Empfangslinse in einen Glasstab fokussiert. Es wird also nur ein kleiner Bildpunkt des bestrahlten Objektfeldes erfasst. Man kann Licht-echos vom Boden, von der Schnittebene und von der Pflanzengestalt zurückbekommen. Wenn sich die Signatur des Echos ändert wird reagiert, so meine Vermutung.
ehe ich, daß die Empfangslinse
in einen Glasstab fokussiert. Es wird also nur ein kleiner Bildpunkt des
Nein
Links ist der Laser, rechts die Fotodiode (?)
Man sieht in 20240606_141919.jpg auch deutlich das Schirmhaus für das LowNoise frontend und dahinter den Footprint für ein weiteres, unbestücktes Schirmhaus mit den Spannungsreglern für das Frontend.
der AD9057 deutet aber eher auf eine bildverarbeitung hin. ich würde so ein sensor eher nicht mit einem teuren lidar aufbauen sondern mit einer laserlinienprojektion und einem bildsensor. unterschiedlich hohe levels (geschnittenes/ungeschnittenes getreide würde durch einen "knick" in der linie angezeigt, was ausreichend genau ist und sich betreffend auswertlogik auch sehr im rahmen hält.
Rechts scheint der Weg kürzer zum AD Wandler, vielleicht steckt ja unter dem Blech der Lichtsensor, vielleicht ein Zeilensensor.
Mir scheinen hier die begriffe Schnittebene und Schnittkante unterschiedlich gebraucht. Die Schnittkante ist wohl beim Laserpilot nicht der Bereich bei dem der Halm getrennt/geschnitten wird, sondern die re. o. li. Begrenzung der Fahr-(Schnitt-)spur des Mähdreschers mit Schneidwerkzeug.
"Das System schickte für das menschliche Auge unsichtbare und unschädliche Laserstrahlen in einem 12°-Winkel von der linken Seite des Schneidwerks mehrere Meter leicht nach unten geneigt voraus. Diese Messimpulse wurden reflektiert und dann von der Software ausgewertet. Das ist möglich, weil sich die Laufzeiten der optischen Echos zwischen Stoppelfeld und Bestandsfläche minimal unterscheiden. Aus dieser Differenz errechnete das System ein Korrektursignal, das wiederum mit den Lenksignalen des Mähdreschers abgeglichen wurde. Letztlich generierte die Elektronik also aus den verschiedenen Daten die perfekte Spur und führte die Maschine präzise an der Bestandskante entlang." aus https://www.claas.de/unternehmen/historie/news_stories/auf-kante-geerntet/2292916
Interessant wäre vielleicht die Farbe/Wellenlänge des Lasers, da nimmt man ja gerne Komplementärfarben (bspw. grün/magenta).
Für die Erkennung der Schnittkante reicht es wenn ein Unterschied bei der Entfernungsmessung erkannt wird. Die Größenordnung beträgt etwa 20 Meter Abstand, der Unterschied im Abstand etwa einen Meter. Das ist kein allzu großes Problem, Leuze baut schon lange entsprechende Geräte.
Laut der Doku zu dem OMS 1 von Leuze (ähnliches Jahr, ca. 2002) liegt die Modulationsfrequenz im Bereich 1.5 MHz bis fast 50 MHz bei sehr kleinen Abständen. Das würde gut zur Bandbreite des ADC passen, zumindest dann wenn die Phasenlage direkt ohne Mischer ermittelt wird.
Klingt, als ob der Mähdrescher bei einem durch Starkwetter teilweise plattgewalzten oder wegen Schädlingen / mangelnden Nährstoffen kurz gebliebenem Korn die Spur verliert.
Klingt, als ob der Mähdrescher bei einem durch Starkwetter teilweise
plattgewalzten oder wegen Schädlingen / mangelnden Nährstoffen kurz
gebliebenem Korn die Spur verliert.
Aus den Erfahrungen in der Automobilindustrie muss ich sagen, wer hat das gebaut? ... dass Kondenswasser oder nur Wasser eine Baugruppe so zerfressen kann. Das Teil käme nicht durch keine einzige Umweltqualifikation. Wahnsinn!
Dann kommt also der Laserstrahl aus dem Glasstäbchen, dessen Ende zerstreuend in die Austrittslinsenfläche einstrahlt. Die Austrittslinse verhindert den direkten Laserstrahl, und fokussiert ihn ins Feld. Die Abbildung des Feldes wird dann mittels Sensor erfasst. Mich erinnert das an die Laserhöhenverstellung im CD-Laufwerk.
Der Boden und die Pflanze müßten recht verschiedene infrarotabsorptionsspektren haben, störend dabei gibt es starke Wärmestrahlung am Tage. Darüber hinaus verschiebt sich der Fokuspunkt im Getreide gegenüber dem Boden. immer noch etwas rätselhaft für mich.
Aus den Erfahrungen in der Automobilindustrie muss ich sagen, wer hat
das gebaut? ... dass Kondenswasser oder nur Wasser eine Baugruppe so
zerfressen kann. Das Teil käme nicht durch keine einzige
Umweltqualifikation. Wahnsinn!
Die Kiste ist wasserdicht.
so dicht, dass eingedrungenes Wasser nicht wieder raus kommt.
Ist doch der Sinn davon.
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