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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Fototransistor mit schmalem Empfindlichkeitsbereich gesucht


Autor: Peter Irmer (Gast)
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Hallo,

ich möchte gerne an einer rotierenden Welle die Drehzahl optisch messen. 
Maximalgeschwindigkeit sind 20 Umdrehungen pro Sekunde. Auf der Welle 
sitzt auf der einen Seite bereits eine schwarze und auf der 
gegenüberliegende Seite eine rote Markierung. Das ganze funktioniert 
bereits mit einer IR-Diode IRL80A und dem zugehörigen Fototransistor 
LPT80A sehr gut.

Ein Problem tritt jedoch auf, wenn viel Umgebungslicht (Sonnenlicht) auf 
die Messstelle trifft (der Aufbau ist normalerweise im Gehäuse einer 
Maschine, diese wird aber zu Wartungszwecken geöffnet oder offen laufen 
gelassen). Dann steuert der Fototransistor voll durch und mein 
Messeffekt verschwindet dementsprechend.

Kennt jemand einen Fototransistor mit einem sehr schmalen 
Empfindlichkeitsbereich? Am besten im IR-Bereich so ab 800nm der auch 
einigermaßen schnell reagiert? Oder gibt es Filter (Tageslichtfilter) 
die man vor den Transistor bauen kann?

Ein ähnliches Problem ergab sich bei der Verwendung einer Fotodiode, der 
angeschlossene Verstäker lag bei Einstrahlung von Umgebungslicht bereits 
am oberen Arbeitsbereich und das Signal war ebenfalls nicht mehr zu 
gebrauchen.

Mir ist klar, dass auch Sonnenlicht IR-Anteile aufweist, dafür muss ich 
mir dann natürlich eine Pulsung des Signals überlegen. Aber so steuert 
der Transistor eben ständig durch und ist für die Messung nicht mehr zu 
gebrauchen.

Halt also jemand eine (Bauteil-)Empfehlung für mich?

Gruß,

Peter

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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ODD45W wäre eine Fotodiode mit gutem eingebautem Filter. Dann gibt es 
noch teure Glasfilter von Schott oder die uralte Methode eines 
unbelichteten, aber entwickelten Dia-Films.
Bestimmt findet man nach stundenlangem Suchen auch einen passenden 
Fototransistor. Ich kenne aber keinen aus dem Kopf.

Bei deiner niedrigen notwendigen Frequenz käme auch noch ein 
stinknormaler IR-Empfänger für Fernbedienungen in Betracht. Also auf der 
Sendeseite dann eine konstante Frequenz aufmodulieren.

Von Sharp wäre dann noch ein offener Fotokoppler mit Synchrondemodulator 
verfügbar.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Bei den Fototransistoren/-dioden von Osram/Siemens haben diejenigen mit
der Endung F oder FA ein Tageslichtfilter. Ein solcher Fototransistor in
einer ähnlichen Bauform wie der LPT80A wäre der SFH3100F:

  http://catalog.osram-os.com/catalogue/catalogue.do...

Hier ist der Rest:

  http://catalog.osram-os.com/catalogue/catalogue.do...

Das Tageslichtfilter kann natürlich nur dann eine Wirkung haben, wenn
der IR-Anteil des Umgebungslichts deutlich geringer als das an der Welle
reflektierte IR-Licht ist. Aber Versuch mach kluch :)

Autor: MaWin (Gast)
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> Auf der Welle sitzt auf der einen Seite bereits eine schwarze
> und auf der gegenüberliegende Seite eine rote Markierung.

Wahrscheinlich sind beide aus IR-Sicht schwarz.

> dafür muss ich mir dann natürlich eine Pulsung des Signals überlegen.

Wenn die Welle nicht zu schnell dreht tut's:

Lichtschranken lassen sich durch Umgebungslicht stören, wenn man das 
Licht
nicht moduliert. Dafür eignet sich z.B. ein NE/LM567C oder der neuere 
LMC567
(Bauteilewertanpassung nach Datenblatt) als kombinierter 
Sender/Empfänger
(aus Elektor 7/8 98), der Empfänger reagiert dann nur auf Licht 
passender
Frequenz:

  +---+--+----------------+------+--+-- +5V
 E|  4k7 |           +----+---+ 1M 220R
  >|--+--(--4k7---+--|5   4  1|--+  |
  |BC307 |       10k |LM/NE567|  |  |A
  |      |        +--|6       |  | LED
 100R 10kPoti-22n-(--|3 2  7 8|--(--+--  kann bis 100mA nach Masse 
schalten
 A|     C|        |  +--+--+--+  |
 LED=PhotoTrans  22n   2u2 |    4u7
  +------+--------+-----+--+-----+----- GND

Alternativ erzeugt man mit 2 Oszillatoren aus einem NE556 mit 50Hz
getastete 36kHz für die LED und nimmt als Empfänger einen der üblichen
IR Demodulations Empfänger für Fernbedienungen wie den TSOP1736, der
dann aber 50Hz am Ausgang produziert und sich von Fernbedienungen
stören lässt).

Autor: csalkh (Gast)
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Optische Drehzahlerfassung an einer Maschine ist im Industrieumfeld 
nicht ueblich. Fuer solche Aufgaben werden licht- und 
schmutzunempfindliche induktive Sensoren verwendet. Wenn es genauer 
werden soll (Winkelmessung) dann werden dicht gekapselte optische 
Encoder verwendet.

Gast

Autor: Peter Irmer (Gast)
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Hallo,

danke MaWin für die Beispielschaltung! Das werde ich denke ich mal 
versuchen. Gibt es die Schaltung eventuell noch als Grafik irgendwo im 
Netz? Habe die passende Elektor leider gerade nicht zur Hand.

Was ich allerdings noch nicht so ganz verstehe ist, wie duruch 
Modulation das Problem umgangen wird, dass der Transistor in zu heller 
Umgebung voll durchsteuert?

Ist daher nicht eine Fotodiode die bessere Wahl da sie ja quasi bis zur 
maximalen Einstrahlenergie ein Signal liefert?

Gruß,

Peter

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