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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Geschwindigkeitsmessung mit Lichtschranken


Autor: Daniel B. (inox5) Benutzerseite
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Hallo,
ich möchte mithilfe von zwei Lichtschranken und einem ATTiny2312 die 
Geschwindigkeit von Autos messen. (Zeit zwischen dem durchbrechen der 
ersten und zweiten Lichtschranke)

Die Lichtschranken bestehen aus je einer IR-LED und einem 
Fototransistor. Die Fototransistoren sind an je einem Portpin 
angeschlossen.

Die Zeit wollte ich mithilfe des _delay_us(); messen. Ist die genau 
genug?
Kann das so gehen?

Wenn ich die Bauteile habe (nächste Woche) veröffentliche ich das 
Programm unter GPL wahrscheinlich im wiki.
MfG
Inox

Autor: Sandro K. (maexchen)
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Ich würde das diese Aufgabe mit einem Timer lösen. so kannst du am 
genausten messen (auf die Periodendauer deines taktes genau). Wenn du 
also einen 8MHz Quarz verwendest, kannst du auf 125ns genau messen, und 
ausserdem ists dann auch noch ziemlich einfach, wenns um die 
Progerammierung geht.

Mein Vorschlag:

- Bei erster Schranke: Timer start
- Zeit mit Timer messen (wenn überlauf, dann register inkrementieren)
- Bei zweiter Schranke: Timer stop
- Zeit berechnen (Anzahl Takte*(1/f_quarz))
- Geschwindigkeit berechnen (Weg / Zeit)
- fertig

MfG Simon

Autor: Olli R. (xenusion)
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Daniel B. wrote:

> ich möchte mithilfe von zwei Lichtschranken und einem ATTiny2312 die
> Geschwindigkeit von Autos messen. (Zeit zwischen dem durchbrechen der
> ersten und zweiten Lichtschranke)
>
> Die Lichtschranken bestehen aus je einer IR-LED und einem
> Fototransistor. Die Fototransistoren sind an je einem Portpin
> angeschlossen.

So richtige Autos, draussen, im Freien? Mit ner IR-LED? Ohne Optik?

Autor: Sandro K. (maexchen)
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Olli R. wrote:
>
> So richtige Autos, draussen, im Freien? Mit ner IR-LED? Ohne Optik?

Das könnte man mit geplulstem Licht lösen, ist kein grosses Problem.

Autor: Olli R. (xenusion)
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Simon K. wrote:
> Olli R. wrote:
>>
>> So richtige Autos, draussen, im Freien? Mit ner IR-LED? Ohne Optik?
>
> Das könnte man mit geplulstem Licht lösen, ist kein grosses Problem.

Eigentlich wollte ich von Daniel B. hoeren, wie er sich das vorstellt. 
Dass es technisch machbar ist, weiss ich selber.

Autor: Daniel B. (inox5) Benutzerseite
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Wenn ich aber mit gepulsten Licht arbeite wird dadurch erstmal meine 
maximal messbare Geschwindigkeit reduziert und zweitesn stelle ich mir 
das doch einigermaßen kompliziert vor (Hauptgrund). Reicht mein IR-Licht 
keine 5m weit?
Ja draußen. Mein Fototransistor steckt in nem Rohr um ihn von Außenlicht 
abzuschirmen.

Das mit den Timern ist ne gute Sache! Werd ich so machen.

Autor: Sebastian (Gast)
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Bei Fremdlichteinfluß ist Modulation ausgesprochen sinnvoll.

Autor: Otto (Gast)
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> Reicht mein IR-Licht keine 5m weit?

tasgüber bzw. bei Fremdlicht und Wärmequellen (Sonne) wirst Du ohne 
Optik und Modulation keine 5cm weit kommen.....

Otto

Autor: Fabian H. (Gast)
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Außerdem wird die Diffusion Probleme machen, wenn der Abstand der beiden 
Lichtschranken nicht groß genug ist.
So kann es dann nämlich passieren, dass Diode 1 in Transistor 2 strahlt 
etc.

Laser (z.B. Laserpointer) wäre hier besser geeignet.

Autor: Olli R. (xenusion)
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Otto wrote:
>> Reicht mein IR-Licht keine 5m weit?
>
> tasgüber bzw. bei Fremdlicht und Wärmequellen (Sonne) wirst Du ohne
> Optik und Modulation keine 5cm weit kommen.....

Darauf wollte ich hinaus. Bei Sonneneinstrahlung kann man das mit 
Hausmittelchen im IR-Bereich getrost vergessen.

Autor: Sandro K. (maexchen)
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Daniel B. wrote:

> Wenn ich aber mit gepulsten Licht arbeite wird dadurch erstmal meine
> maximal messbare Geschwindigkeit reduziert

Wieso wird die reduziert? du kannst ja da Licht mit einigen 10kHz 
takten, dann kommst du immer noch auf eine Genauigkeit von ein paar 
mikrosekunden, das sollte ja reichen. Wenn die zwei Lichtschranken 
allerding zu nahe beieinander stehen (<0.5m) wird wahrscheinlich knapp 
mit der Genauigkeit.

> Reicht mein IR-Licht keine 5m weit?

Nein, die Sonne strahlt auch mit IR-Licht, und zwar seeehr viel mahr als 
deine Led! du musst also unterscheiden können, ob das Licht von deiner 
Led oder von der Sonne stammt, daher die Taktung. Ohne Optik wirds wohl 
nicht gehen, da die Leistung einfach zu schwach ist.
Man köönte natürlich auch einen Laser verwenden, aber dann wirds wieder 
teuer ...

MfG Simon

EDIT:
Wenn ich so überlege wirds wohl nur mit einem Laser gehen, die Leds 
sind einfach zu schwach.

Autor: Olli R. (xenusion)
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Und mit nem Laser wirds ein gefaehrlicher Eingriff in den 
Strassenverkehr.

Autor: Daniel B. (inox5) Benutzerseite
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Ich könnte natürlich Laser benutzen, aber das war mir eigentlich zu 
teuer. Vor allem kann/werde ich damit auch nicht unbemerkt den 
Straßenverkehr untersuchen. Aber wenn es ohne Laser nicht geht...(naja 
Privattest halt dann nur noch)
Immerhin wird das Programm dadurch wieder einfacher.

Autor: Sandro K. (maexchen)
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@Olli:

Nö wenn du einen unsichtbaren IR-Laser hast mit geringer Leistung (<1mW) 
und ihn in Bodennähe Platziers, wirds keinerlei probleme geben. Die 
Frage ist allerdings, ob sowas überhaupt legal ist auf ner öffentlichen 
Strasse.

@Daniel:

Ich denke du müsstest auch den Laserstrahl pulsen, also keine leichteres 
Programm.

Autor: Olli R. (xenusion)
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Simon K. wrote:
> @Olli:
>
> Nö wenn du einen unsichtbaren IR-Laser hast mit geringer Leistung (<1mW)
> und ihn in Bodennähe Platziers, wirds keinerlei probleme geben. Die
> Frage ist allerdings, ob sowas überhaupt legal ist auf ner öffentlichen
> Strasse.

Ich schmeiss mich weg. Schonmal drueber nachgedacht, wie IR-Laser 
funktionieren? Wenn du an ein Modul aus einem Laufwerk denkst, wie 
willst du den auf 3-6m fokussieren?

Illegal ist es immer noch. Mit nem IR laser in der Oeffentlichkeit 
rumlasern...

Olli

Autor: Daniel B. (inox5) Benutzerseite
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es gibt da so rote Laserdioden mit 5mW wenn ich damit genau den 
Transistor anvisiere ist das kein Problem. Der Transistor ist ja auch in 
einem Rohr gelagert. Und ist somit weitgehend von Tageslicht 
abgeschirmt.
Von einem öffentlichen Einsatz habe ich schon abgesehen.

Autor: Olli R. (xenusion)
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Daniel B. wrote:
> es gibt da so rote Laserdioden mit 5mW wenn ich damit genau den
> Transistor anvisiere ist das kein Problem.

Doch, du darfst damit nicht im oeffentlichen Verkehrsraum rumlasern.

Olli

Autor: Daniel B. (inox5) Benutzerseite
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Hatte schon in einem vorherigen Post klargemacht, dass ich eien 
öffentlichen Einsatz ausschließe.
Zitat (Daniel B. Datum: 23.09.2008 21:25): Vor allem kann/werde ich 
damit auch nicht (unbemerkt) den Straßenverkehr untersuchen.

Autor: Olli R. (xenusion)
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Daniel B. wrote:
> Hatte schon in einem vorherigen Post klargemacht, dass ich eien
> öffentlichen Einsatz ausschließe.
> Zitat (Daniel B. Datum: 23.09.2008 21:25): Vor allem kann/werde ich
> damit auch nicht (unbemerkt) den Straßenverkehr untersuchen.

Jaja, wer's glaubt. Willst du die Geschwindigkeiten in deiner 
Garagenauffahrt messen?

Autor: Daniel B. (inox5) Benutzerseite
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Es gibt viele Dinge die man messen kann. :D
Zum Beispiel ein Sprintlauf im Sportunterricht ;)

Ich möchte ja auch damit üben die Timer und das RS232 zu benutzen. (Muss 
ja auch meine Ergebnisse auslesen)

MfG
Inox

Autor: Otto (Gast)
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schriebst Du nicht im ersten Post:

> ich möchte mithilfe von zwei Lichtschranken und einem
> ATTiny2312 die Geschwindigkeit von Autos messen.

oder täusche ich mich jetzt ?

Otto

Autor: Magnus Müller (Gast)
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Du hast das Recht, die Aussage zu verweigern. Alles was du von jetzt an 
sagst (schreibst) kann (und wird) in diesem Thread gegen dich verwendet 
werden.

duckundweg

Autor: Daniel B. (inox5) Benutzerseite
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@Otto
Als mir dann klar wurde, dass ich das nicht mehr mit ungefährlichen LEDs 
realisieren kann, bin ich davon abgekommen. Ich würde niemals einen 
Autofahrer blenden wollen mit Lasern und LEDs; ist beides illegal. (hab 
inzwischen auch recherschiert)

Autor: Otto (Gast)
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Laser ist sicher erfolgsversprechend aber teuer und erfordert eine 
relativ exakte Ausrichtung von Sender und Empfänger, was nur mit 
Stativen, die über eine hinreichend exakter Einstellmechanik verfügen, 
zu realisieren sein wird.

Gruss Otto

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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>wird dadurch erstmal meine maximal messbare Geschwindigkeit reduziert

ca 40kHz Modulationsfrequenz werden die Auflösung auch wahnsinnig 
verringern...

Autor: Olli R. (xenusion)
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Daniel B. wrote:

> Autofahrer blenden wollen mit Lasern und LEDs; ist beides illegal. (hab
> inzwischen auch recherschiert)

Und erst der Flugverkehr...

Ich hab da aber noch eine Idee, wie es funktionieren KOENNTE. Die 
offiziellen Lichtschrankengeraete der Wegelagerer bestehen aus ziemlich 
langen Rohren, so 0.5m oder laenger, wenn ich mich recht entsinne.

Wenn man den Empfaenger so verpackt, koennte man evtl. genug 
Umgebungslicht ausblenden.

Allerdings wuerde ich nicht IR LEDs, sondern aus dem sichtbaren Spektrum 
nehmen. Erstens stoert da die unvermeidliche Waermestrahlung nicht so 
sehr, zweitens kann man IR nur sehr schlecht fokussieren (und ohne Optik 
gehts sicher nicht).

Also, rote LED mit Optik als Sender und einen auf die Wellenlaenge 
abgestimmten Empfaenger in einem langen dunklen Rohr als Empfaenger.

Autor: Daniel B. (inox5) Benutzerseite
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Mein Software-Algorithmus sieht so aus:
1.Initialisieren
2.Abfragen von Schaltern um festzustellen ob ausgelesen (RS232) oder 
gemessen werden soll.

---Auslesen---
3.Auslesen der Messergebnisse aus dem EEPROM
4.Zwischenspeichern im RAM
5.Senden an PC
6.While(1)

---Messen---
3.Pollen der ersten Lichtschranke
4.Bei Durchbruch starten des Timers
5.Takte zählen
6.Bei Durchbruch der zweiten Lichtschranke, Timer stoppen
7.Errechnen der Gesamttakte
8.Zeit berechnen: Takte*(1/f_quarz)
9.Geschwindigkeit berechnen: Weg/Zeit
10.Geschwindigkeit in EEPROM schreiben
11.Neuen Messvorgang starten

Inox

Autor: Stefan (Gast)
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Interessant, welche "dubiosen" Ideen und Theorien hier vorgestellt 
werden.
Blendung Unschuldiger durch IR-LEDs und Laser...?
Dann müssten auch alle IR-Fernbedienungen und Laserpointer verboten 
werden!
Aber egal...

Ich würde Dir raten IR-LEDs mit engen Abstrahlwinkel (z.B. 8°) zu nehmen 
und als Empfänger einen TSOPxxxx (IR-Empfänger, Vishay). Da gibt's 
verschiedene Typen, Du brauchst einen, der Dauer-Impulse verarbeiten 
kann. Auch auf die Modulationsfrequenz achten, mit der dann die LED 
gepulst werden muss (darum wirst Du nicht herumkommen!). Die TSOPs sind 
so empfindlich, dass man damit auch eine Reflex-LS damit bauen könnte.
Nachteil: Die IR-Empfänger haben eine gewisse Verzögerungszeit, die 
sollte sich aber bei zwei identischen Typen in etwa rauskürzen in Deiner 
Berechnung!

Autor: Olli R. (xenusion)
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Stefan wrote:

> Dann müssten auch alle IR-Fernbedienungen und Laserpointer verboten
> werden!

Das sind Laser auch im Strassenverkehr! Von IR-Dioden war nicht die 
Rede. Wohl aber von IR-Lasern.

Olli

Autor: Stefan (Gast)
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>Das sind Laser auch im Strassenverkehr!
Um eine LS zu bauen, braucht man keinen kW-Laser zum Blechschneiden!
Ein Laser der Klasse 1 tut's allemal und der sollte überall zugelassen 
sein!
Ausserdem benutzen heute schon namhafte Automobilhersteller kein Radar 
mehr für Fahrerassistenzsysteme sondern Lidar... und zwar auf 
Laserbasis!

Autor: Skua C:\> (skua)
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Nimm einfach viel IR und Probiers aus.
Am besten reflex.

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