Ich wollte für meinen Sohn eine billige Lichtschranke bauen, die einen
Gong auslöst, wenn jemand seinen Türrahmen passiert.
Dazu habe ich einen alten TV Receiver ausgeschlachtet und folgende Teile
wieder verwendet:
- Gehäuse
- Netzteil
- IR-Empfänger, vermutlich irgendein TSOP Typ, leider ohne Beschriftung.
- IR-Sendediode von der Fernbedienung
Gesteuert wird das ganze durch einen ATtiny13. Er sendet 1ms lange
Pakete mit 37,5kHz Frequenz. Wenn von 50 Paketen weniger als die zurück
kommen, wird der Gong ausgelöst.
Ein Trimmpoti in Reihe zur Sende-LED stelle ich so ein, dass der
Empfänger das Signal gerade eben erkennt. Das Licht wird vom hellen
Türrahmen reflektiert (ich hab's auch mit einem Spiegel probiert).
Leider funktioniert die Schaltung eher schlecht als Recht. Denn
anscheinend reagiert der TSOP so empfindlich auf Reflexionen von
überall, dass man völlig unerkannt durch den Türrahmen gehen kann. Nur
wenn ich großes Schwarzes Tuch als "Hindernis" verwende, klappt es.
Es scheint, dass der TSOP einen gewissen Pegel braucht, um sich auf das
Signal einzupendeln. Wenn er das dann getan hat, kann das Licht ruhig
viel schwächer werden, er empfängt es trotzdem noch. Bei Fernbedienungen
ist das ja auch gut so, und ich kenne das Verhalten von Radios. Für
meine Lichtschranke ist das aber Käse.
Ich fürchte, diese TSOP Chips sind gar nicht geeignet. Oder sehe ich das
falsch?
Kann man die Schaltung noch retten, unter Beibehaltung des TSOP?
Falls nicht, müsste ich eine erheblich aufwändigere Schaltung einsetzen,
das wollte ich vermeiden, wenn es geht. Die Lichtschranke ist nämlich eh
nur ein kleiner Spass, der sicher nach wenigen Wochen wieder im Müll
landet.
IR-Empfänger haben oft einen weiten Empfindlichkeitsbereich durch
logarithmische Kennlinine oder durch Regelung, sie müssen ja aus ganz
verschiedenen Entfernungen und auch bei schräg gerichteter Fernsteuerung
noch funktionieren.
In Deinem Fall reicht also schon das Streulicht aus, um das Signal
weiterhin zu "übertragen" wenn irgendjemand durch die "Lichtschranke"
läuft.
Dagegen kann Streulichtbegrenzung helfen, also ein Röhrchen oder eine
Linse an der Sendediode, die den Sendestrahl einengt.
Auch ein andrer Empfänger, ohne Regelung bzw. logarithmische Kennlinie
wäre eine Lösung.
Stefan Us schrieb:> Ich fürchte, diese TSOP Chips sind gar nicht geeignet.
Natürlich sind sie sehr empfindlich, aber Bekleidung reflektiert IR
nicht so gut. Sorge also nur dafür, dass deine Sendediode den Empfänger
trifft und ansonsten nicht rumstrahlt. Linse oder Blende, vielleicht ein
Rohr um beide.
Hallo,
> Stefan Us schrieb:> Das Licht wird vom hellen> Türrahmen reflektiert
das Problem liegt an in der optischen Anordnung.
Wenn du die Sendediode gegenüber vom Empfänger plazierst, ist es viel
einfacher.
Bei einer Reflexlichtschranke muß bei Unterbrechung das reflektierte
Licht viel dunkler sein, als bei offnener Lichtschranke.
Das kannst du aber bei so einfacher Anordnung schlecht gewährleisten.
Bekleidung in deutlich näherem Abstand als der Türrahmen kann mehr Licht
reflektieren, als der Türrahmen.
Ob der Türrahmen in IR noch hell ist oder eher grau, weiß man auch nicht
so genau.
> (ich hab's auch mit einem Spiegel probiert).
Bei einem Spiegel muß der Winkel ganz genau stimmen. Das ist bei IR aber
kaum zu kontrollieren.
Nutze statt dessen einen Retroreflektor (Rückstrahler, Katzenauge -
weiß)
http://www.voelkner.de/products/80619/Reflektor-Eckig-Weiss.html
oder eine Reflektorfolie.
http://www.voelkner.de/products/780280/Reflektierendes-Klebeband-A4-Bogen-L-x-B-297-mm-x-210-mm-Weiss-Polyethylenfolie-RT-A4-WT-In.html
Alternativ müßte man ein differenzielles Verfahren anwenden, also
Änderungen des reflektierten Signals detektieren. Dazu braucht man
natülich ein analoges Signal.
Gruß Öletronika
Stefan Us schrieb:> Er sendet 1ms lange Pakete mit 37,5kHz Frequenz.
Und mit welcher Wiederholfrequenz sendest du die. Vielleicht regelt der
Empfänger zwischen deinen Paketen hoch?
Ok, ich hab ausprobiert, die Sendediode gegenüber dem Empfänger zu
positionieren und mit einer Röhrchen um die Sendediode verhindere ich,
dass die seitlich abstrahlt.
So geht es besser, aber nun muss der Sender ziemlich präzise
ausgerichtet werden und ich habe unerwünschte Kabel.
Ich glaube, ich kauf einfach einen Durchgangsmelder mit PIR Sensor. Die
gibt es sogar batteriebetrieben.
> Und mit welcher Wiederholfrequenz sendest du die.
50% Tastverhältnis, sowohl für die 37kHz als auch die 1ms. Also 1ms an,
und 1ms aus - immer abwechselnd.
> Vielleicht regelt der Empfänger zwischen deinen Paketen hoch?
Meinst du der TSOP wird die Person besser erkennen, wenn ich die Pausen
verkürze?
Stefan Us schrieb:> Meinst du der TSOP wird die Person besser erkennen, wenn ich die Pausen> verkürze?
Das könnte schon sein, weil dann der Empfänger die Empfindlichkeit
weiter runter regelt.
Meine Experimente mit TSOxyz und IR-Sender (auch Fernbedienung)
zeigten: die TSOxyz sind "sau"-empfindlich!
Man kann die Fernbedienung nach "sonstwohin" ausrichten!
Kein Vergleich zu dem, wie genau man mit der gleichen Fernbedienung
auf das übliche Gerät (TV, ...) zielen muss, damit sich was tut!
Tatsache ist: Es gibt kaum Fehlreaktionen von den üblichen
Geräten mit IR-Fernsteuerung. Aber oft mal KEINE Reaktion...
Die handelsüblichen TV-Geräte (etc.) haben Filterscheiben davor,
die nicht nur Störlicht anderer Wellenlängen (optisch) sehr stark
dämpfen, sondern auch noch das eigene Fernbedienungssignal
(optisch!) stark dämpfen.
Also:
- Mach deinen IR-Sender deutlich schwächer.
- Sorge dafür, (wie MaWin schon schrieb) durch Röhrchen (z.B.
schwarzer Schrumpfschlauch) dass nur direktes Licht vom
Sender zum TSOxyz kommt.
Stefan Us schrieb:> Ich glaube, ich kauf einfach einen Durchgangsmelder mit PIR Sensor. Die> gibt es sogar batteriebetrieben.
Wieso machst du das nicht mit einem Fototransistor, Spiegel(Reflektor)
und einem Laser. Die Dinger gibts bei ebay für 2 Euro und der
Fototransistor kost auch fast nix.
Ich habe meinen HDMI Umschalter mit einem Fototransistor ausgestattet
und kann den vom Sessel aus mit nem billigen Laserpointer umschalten.
Das Programm ist dann auch eher einfach.
Guck auch mal (so als kleiner Tipp), ob du nicht vielleicht einige
Sachen besser mit nem Tiny10 machen kannst. Dann kannst du einen Arduino
Nano zum testen nehmen und das Programm so auf den Tiny10 übertragen
(nur noch den Pin ändern). Die haben nämlich die gleiche "Ansprache" für
die IRQ und Timer. Beim Tiny13 ist das ja alles anders.
U. M. schrieb:> Bei einer Reflexlichtschranke muß bei Unterbrechung das reflektierte> Licht viel dunkler sein, als bei offnener Lichtschranke.> Das kannst du aber bei so einfacher Anordnung schlecht gewährleisten.> Bekleidung in deutlich näherem Abstand als der Türrahmen kann mehr Licht> reflektieren, als der Türrahmen.
Um Fehlauswertungen durch hochreflektierende Oberflächen zu vermeiden,
arbeiten professionelle Lichtschranken übrigens mit Polarisationsfiltern
im Sende- und Empfangsweg.
> Wieso machst du das nicht mit einem Fototransistor,> Spiegel(Reflektor) und einem Laser.
Laser kommen mir nicht in Kinderzimmer. Und wenn ich für eine anständige
Lichtschranke großartig Optiken bauen muss, wird's einfach zu aufwändig
und teuer.
Mein Sohn hat sich die Laser-Variante natürlich gewünscht. Und dazu eine
Nebelmaschine, damit man die Strahlen auch sehen kann. Ist ja klar.
> arbeiten professionelle Lichtschranken übrigens mit Polarisationsfiltern
Ja, hab ich auch herausgefunden. Inzwischen ist mir klar, warum fertige
Lichtschranken ab 50 Euro kosten.
Stefan Us schrieb:> Laser kommen mir nicht in Kinderzimmer.
Übertreib mal nicht.
So ein billiger kleiner Laserpointer, mit dem die Manager in ihren
Beamerprojektionen rumfuchteln ist kein Problem. Da sind zum Teil die
ganz normalen Geräte-Anzeige-LED heller.
> Und wenn ich für eine anständige> Lichtschranke großartig Optiken bauen muss, wird's einfach zu aufwändig> und teuer.
Mit so einem billigen, schwachen Laserpointer ist eine Lichtschranke
überhaupt kein Problem. Und Optik braucht es auch keine.
Früher hat man auch oft eine selbstschwingende Lichtschranke gebaut,
d.h. zwischen Fototransistor und LED ein Verstärker mit Bandpaß oder
Schwingkreis.
Konnten sich beide sehen, entstand eine Schwingung und bei Unterbrechung
reißt die Schwingung ab.
Die Verstärkung kann man dann so wählen, daß sie bei Streulicht nicht
mehr zum Schwingen ausreicht.
Das Problem mit dem TSOP entschärft sich massiv, wenn man das Ganze als
"echte" Lichtschranke, also nicht nach dem Reflexprinzip aufbaut.
Schließlich sind die TSOP's in ihrer originalen Funktion gerade auf die
zuverlässige Detektion von Streulicht ausgelegt.
Die TSOP haben eine AGC (automatic gain control), daher können sie die
Intensität des Signals nicht unterscheiden.
Man kann den Strom der Sende-LED soweit verringern, daß die AGC auf
Maximum regelt, aber dann ist das Ganze wieder sehr empfindlich gegen
Fremdlicht.
Karl Heinz schrieb:> Stefan Us schrieb:>>> Laser kommen mir nicht in Kinderzimmer.>> Übertreib mal nicht.> So ein billiger kleiner Laserpointer, mit dem die Manager in ihren> Beamerprojektionen rumfuchteln ist kein Problem. Da sind zum Teil die> ganz normalen Geräte-Anzeige-LED heller.>>> Und wenn ich für eine anständige>> Lichtschranke großartig Optiken bauen muss, wird's einfach zu aufwändig>> und teuer.>> Mit so einem billigen, schwachen Laserpointer ist eine Lichtschranke> überhaupt kein Problem. Und Optik braucht es auch keine.
Sag ich ja. Außerdem kann er die ja auch über einen Timer kurz pulsen,
womit die "Gefahr" gebannt ist.
