Hallo Zusammen
Ich habe mal eine frage.
Ich bin mir ein Roboter am bauen und soweit lauft es ganz gut nun aber
ist es ein Lichtsucher der in einen raum den hellsten punkt ansteuert.
Ich möchte ihn auch in einen hellen sowie dunklem raum anlocken können.
(z.B Taschenlampe) Dazu benutzt Er Fotodioden also rechts/ links/ vorne/
hinten. Ich hatte die Schaltung mal mit den Fotodioden im
Spannungsbetrieb betrieben konnte aber nicht zufriedenstellende
Resultate erzielen.
Danach betrieb ich die Schaltung bzw. Fotodioden mit einem
Transimpedanzverstärker dies klappte eigentlich ganz gut. Brauche nur
einen anderen OP wahrscheinlich.
Gerne möchte ich es dann auch Helligkeit unabhängig machen also ich
meine Tages-licht Kunst-licht und Dunkelheit.
Nun zu meinem Problem wenn ich mit der Taschenlampe so ca. 15 cm
entfernt bin kann ich alle Fotodioden einzeln anleuchten und es zeigt
mir die hellste von allen an mittels LED(provisorisch)an nun aber wenn
ich z.B mit so ca. 1 m Entfernung die jeweilige Seite -> Fotodiode
anleuchte reagiert die Schaltung nicht. Sowohl im hellen sowie dunklem
raum funktioniert es nicht. Denkt ihr es liegt an der Fotodiode oder
etwas anderem.
Ich habe den Foto strom bei denn versuchen nicht gemessen aber ich nehme
an da hat sich was getan.
Muss ich vielleicht den Gleichanteil wegregeln damit es erkannt wird bei
einer Anpeilung mit der Taschenlampe. Ist es dann aber nicht so dass
wenn der Gleichanteil weg ist in einem raum der hellste Ort nicht
erkennt wird also weil ja immer alles gleich weg ist. Oder liege ich da
falsch.?
Ich dachte mir ich könnte mehrere Fotodioden Parallel schalten um somit
auf grössere Entfernung die Schaltung empfindlicher zu machen. Was meint
Ihr?
Ich verstehe das mit der Bandbreite bei einem TIA nichts so richtig und
demnach weis ich nicht ob dies für mich relevant ist.
Liegt das Problem vielleicht an der Schaltung bzw. OP dass der zu
ungenau ist.
Fotodiode -> BPW 34
OPAmp -> LM385N oder LT1013 ging mit beiden nicht
Bei Unklarheiten jederzeit nachfragen ^^
Danke euch schon mal
MfG Fabio
Gibt denn irgendwelche Meßwerte, oder willst Du nur aus Vermutungen
schlußfolgern???
Wie schauen die Spannungen der Fotodioden oder die Ausgänge der OPs aus?
Schaltplan, Meßwerte eintragen, bei verschiedenen Entfernungen zwischen
diesen 15cm und 1 oder 2 Metern.
Dann sprechen wir uns wieder.
Hilfreicher Helfer
>> Denkt ihr es liegt an der Fotodiode oder>> etwas anderem.>> Mit Sicherheit!
Sollte Ich vielleicht eine andere Fotodiode verwenden?? Wenn ja hast du
eine Empfehlung??
Danke
Mfg Fabio
spontan schrieb:> Gibt denn irgendwelche Meßwerte, oder willst Du nur aus Vermutungen> schlußfolgern???
Ich will eigentlich das ganze Helligkeit unabhängig machen... ist mir
schon klar das ich bei tag am mittag mit einer kleine Taschenlampe
nichts erreichen werde... ^^
>> Wie schauen die Spannungen der Fotodioden oder die Ausgänge der OPs aus?
Ich kann einfach den Rückkopplungswiderstand an den maximale Foto strom
anpassen..
>> Schaltplan, Meßwerte eintragen, bei verschiedenen Entfernungen zwischen> diesen 15cm und 1 oder 2 Metern.> Dann sprechen wir uns wieder.
Ja gut ich werde das mal machen und das sehen wir was daraus wird. Habe
aber nicht so gute Bedingungen dafür..
wäre cool wen ihr welche Anregungen habt
Danke
MfG Fabio
asdf schrieb
> Hör auf "spontan"... aus der Entfernung raten hilft nicht.
Ja ist ja gut.. Ich kann mir nicht vorstellen woran es liegt..
werde dem aber nachgehen.
MfG
Fabio
Hallo Leute
Hier ist mal ein Schaltplan von der Helligkeitsauswertung. Ich denk der
stimmt so mal nur das mann die Spule sich mal weg denken kann.. ^^
vielleicht bringt das was..
MfG Fabio
Es gibt auch Fototransistoren,
die sind Lichtempfinlicher als
Fotodioden. Dann soll es auch noch
Fototransistoren geben wo der Basisanschluß
zugänglich ist. Damit könnte man eine
Arbeitspunktstabilisierung aufbauen. Aber ich
habe die noch nicht gehabt, und weis auch nicht wo
man sie herbekommt.
Günter Lenz schrieb
> Es gibt auch Fototransistoren,> die sind Lichtempfinlicher als> Fotodioden. Dann soll es auch noch> Fototransistoren geben wo der Basisanschluß> zugänglich ist. Damit könnte man eine> Arbeitspunktstabilisierung aufbauen. Aber ich> habe die noch nicht gehabt, und weis auch nicht wo> man sie herbekommt.
Ja danke für den tipp. Ich dachte Fototranstistoren
erzeugen keinen Foto strom. Nun habe ich aber in Erfahrung
gebracht dass sie wie du gesagt hast lichtempfindlicher sind
und dazu den Foto strom sogar verstärken.
MfG fabio
Oops schrieb
> Entferntes Licht hat ueblicherweise eine Rotverschiebung. Entsprechend> der Hubble Konstante.
Ja von dieser hab ich auch schon gehört.. Aber nur wenn es eine Frequenz
hat oder schwingt.
> Duck und weg
Ciao
MfG Fabio
Hallo Fabio,
> Ja von dieser hab ich auch schon gehört.. Aber nur wenn es eine Frequenz> hat oder schwingt.
Jedes Licht hat eine Frequenz!
Aber davon abgesehen wird Dein Vorhaben nicht ohne Kamera (also
Ortsaufloesung) funktionieren!
Dein Roboter soll ja den Sichtbereich "abscannen" und dort irgendwo
einebn hellen Punkt (Taschenlampe) erkennen!..... das geht nur nachts!
Tagsueber hast Du da bei einem Meter Abstand schon schlechte Karten denn
Du willst ja das Licht der Taschenlampe nicht modulieren.
Der Lichtsensor muss also ueber einen grossen Wichtel "sehen" koennen
und der Lichtanteil den Du mit der Taschenlampe punktuell dazufuegst,
ist minimal!
Eine Kamera wuerde nicht die Gesamthelligkeit sehen, sondern koennte
gezielt hellere oder dunklere Zonen ausmachen.
Gruss
Michael
Hallo,
Fabio schrieb:> Hallo Zusammen>> Nun zu meinem Problem wenn ich mit der Taschenlampe so ca. 15 cm> entfernt bin kann ich alle Fotodioden einzeln anleuchten und es zeigt> mir die hellste von allen an mittels LED(provisorisch)an nun aber wenn> ich z.B mit so ca. 1 m Entfernung die jeweilige Seite -> Fotodiode> anleuchte reagiert die Schaltung nicht. Sowohl im hellen sowie dunklem> raum funktioniert es nicht. Denkt ihr es liegt an der Fotodiode oder> etwas anderem.>
Bei einer Entfernung von 1 m im Vergleich zu 15 cm ist an der Fotodiode
nur noch 1/44 stel des Lichts wie bei 15 cm. Bei 2 m im Vergleich zu 15
cm sind es sogar nur 1/178 stel (quadratische Abnahme).
Bye
Matthias
Die Optik eines Bewegungsmelders könnte dir was bringen. Also diese
Fresnelinse die in Sektoren unterteilt ist. Mußt du eventuell aufbiegen
um die Brennpunkte auf die Dioden auszurichten.
Fabio schrieb:> Denkt ihr es liegt an der Fotodiode oder> etwas anderem.
Es liegt an deinem Verständnis für das Thema und der eingestellten
Verstärkung des Transimpedanzwandlers.
Wie schon gesagt wurde nimmt die Leuchtstärke mit dem Abstand ab, und
zwar nicht linear sondern quadratisch (oder wars nicht gar kubisch?).
Das muss deine Konstruktion berücksichtigen, du musst also die
Verstärkung anpassen.
Deine Logik könnte z.B. erstmal eine Lichtquelle bis 0.5 m suchen und
wenn sie da keine gefunden hat die Verstärkung des Impedanzwandlers
ändern und dann eine Lichtquelle von 0.5 m bis 1.0 m Entfernung suchen
usw. bis sie eine Lichtquelle gefunden hat und diese dann ansteuern.
Michael Roek schrieb
> Hallo Fabio,>>> Ja von dieser hab ich auch schon gehört.. Aber nur wenn es eine Frequenz>> hat oder schwingt.>> Jedes Licht hat eine Frequenz!
Also ja besitzt eine Wellenlänge. Demzufolge auch eine Frequenz nur
meine frage bei einer
Gleichstromlampe hat ja die Spannung keine Frequenz demzufolge hat auch
das Licht keine Frequenz also nur eine Wellenlänge..
Oder hab ich da was völlig falsches im Kopf?
> Aber davon abgesehen wird Dein Vorhaben nicht ohne Kamera (also> Ortsaufloesung) funktionieren!
Wiso Ortsauflösung ich will nur 4 verschieden helle Fotodioden bzw.
Fototransistoren
auswerten und somit eine steuerung betreiben.
Also der Roboter soll ohne jegliche Programmierung auskommen, also geht
das mit der kamera nicht wirklich.. Dies mit der kammera ist eine gute
idee.. Ich werde mir aber gedanken machen ob ich 2 Roboter baue einen
mit microcontroller und einer ohne. ^^ dan kann man schön die vor und
nachteile ansehen.
>> Dein Roboter soll ja den Sichtbereich "abscannen" und dort irgendwo> einebn hellen Punkt (Taschenlampe) erkennen!.....
Wiso abscannen er soll an den seiten die helligkeit messen und sich dann
danach ausrichten und draufzubewegen
> das geht nur nachts!
Das dachte ich mir. Nur habe ich mal gelesen das man einen
Fototransistor so beschalten mit externen bauteilen (Diode, Widerstände)
und so eine arbeitspunkteinstellung erreichen kann also ich meine das
man so den Fototransistor auf verschiedene helligkeiten einstellen kann
bzw. Das bei gewisser Lichtstärke die empfintlichkeit des
Fototransistors erhöt also ich meine dar er dan trotz grosser
Lichtstärke immernoch gute messergebnisse liefert...
Hat da jemand eine ahnung wi man das aufbauen könnte??
> Tagsueber hast Du da bei einem Meter Abstand schon schlechte Karten denn> Du willst ja das Licht der Taschenlampe nicht modulieren.
Wie meinst du modulieren? Verstehe das nicht so ganz.
> Der Lichtsensor muss also ueber einen grossen Wichtel "sehen" koennen> und der Lichtanteil den Du mit der Taschenlampe punktuell dazufuegst,> ist minimal!
Könnte aber ausreichen mit der entschperechender
Fototransistorschaltung.
> Eine Kamera wuerde nicht die Gesamthelligkeit sehen, sondern koennte> gezielt hellere oder dunklere Zonen ausmachen.
Mit einer Kamera wäre es sicherlich einfacher da ich kein Programm in
meinem roboter will kann ich das nicht so lösen. Danke aber für den
tipp..
Kann ich eigantlich auch eine Kamera nehmen und dann ohne Programm etwas
mache..?
Gruss Fabio
Matthias Heininger schrieb
>> Bei einer Entfernung von 1 m im Vergleich zu 15 cm ist an der Fotodiode> nur noch 1/44 stel des Lichts wie bei 15 cm. Bei 2 m im Vergleich zu 15> cm sind es sogar nur 1/178 stel (quadratische Abnahme).>> Bye> Matthias
Ja danke Matthias das wusste ich bereits .. Da ich in der Schule häufig
solche aufgaben habe zum berechnen..
Thx Fabio
Uwe schrieb
> Die Optik eines Bewegungsmelders könnte dir was bringen. Also diese> Fresnelinse die in Sektoren unterteilt ist. Mußt du eventuell aufbiegen> um die Brennpunkte auf die Dioden auszurichten.
Hey danke Uwe dies ist sicherlich mal kein schlechter ansatz.. Morgen
werde ich mal in meiner Firma schauen ob ich dort so eine linse besorgen
kann.. ^^
MfG Fabio
Michael Köhler schrieb
> Fabio schrieb:>> Denkt ihr es liegt an der Fotodiode oder>> etwas anderem.> Es liegt an deinem Verständnis für das Thema
Ach so ist dass. Denke ich nicht.
> und der eingestellten> Verstärkung des Transimpedanzwandlers.> Wie schon gesagt wurde nimmt die Leuchtstärke mit dem Abstand ab, und> zwar nicht linear sondern quadratisch (oder wars nicht gar kubisch?).
^^ Nein es ist schon Quadratisch in den meisten Verdeutlichungen sieht
es tatsächlich kubisch aus..
> Das muss deine Konstruktion berücksichtigen, du musst also die> Verstärkung anpassen.
Kann Ich die Helligkeitsanpassung nicht auch bei Fototransistor machen.?
Ich kann mir dass noch nicht wirklich vorstellen mit den OPs und
Verstärkung. Nächster Beitrag mal ein Bild mit der Anpassung am
Fototransistoren.
> Deine Logik könnte z.B. erstmal eine Lichtquelle bis 0.5 m suchen und> wenn sie da keine gefunden hat die Verstärkung des Impedanzwandlers> ändern und dann eine Lichtquelle von 0.5 m bis 1.0 m Entfernung suchen> usw. bis sie eine Lichtquelle gefunden hat und diese dann ansteuern.
Du meinst es sollte zeitlich gesteuert werden.? Aber ansonsten ein
wirklich guter Ansatz.
Danke
MfG
Fabio
Hallo
Hm hier habe ich mal eine Schaltung gefunden mit der man bei
unterschidlicher Lichtstärke den lastwiderstand des Fototransistor
anpassen kann und somit für eine kontinuierliche Messung sorgen.
Nun aber kann mann dass auch so wie von Michael Köhler beschrieben auch
beim OP machen??
MfG Fabio
Fabio schrieb:>> Jedes Licht hat eine Frequenz!>> Also ja besitzt eine Wellenlänge. Demzufolge auch eine Frequenz nur> meine frage bei einer> Gleichstromlampe hat ja die Spannung keine Frequenz demzufolge hat auch> das Licht keine Frequenz also nur eine Wellenlänge..>> Oder hab ich da was völlig falsches im Kopf?>
Ja, völlig falsch.
Michael K-punkt schrieb
> Fabio schrieb:>>>> Jedes Licht hat eine Frequenz!>>>> Also ja besitzt eine Wellenlänge. Demzufolge auch eine Frequenz nur>> meine frage bei einer>> Gleichstromlampe hat ja die Spannung keine Frequenz demzufolge hat auch>> das Licht keine Frequenz also nur eine Wellenlänge..>>>> Oder hab ich da was völlig falsches im Kopf?>>>> Ja, völlig falsch.
Wie ist es den richtig??
MfG Fabio
Fabio schrieb:> Nun aber kann mann dass auch so wie von Michael Köhler beschrieben auch> beim OP machen??
Kann man, da heißt das Zauberwort PGA, z.b. ein PGA117 von TI. Hat einen
einstellbaren Gain von bis zu 200 wenn ich mich recht entsinne. Die
Logik dazu musst du schon selbst entwickeln, das ist nur Fleißarbeit und
dazu hab ich grad keinen Bock.
Michael Köhler schrieb
>> Nun aber kann mann dass auch so wie von Michael Köhler beschrieben auch>> beim OP machen??>> Kann man, da heißt das Zauberwort PGA, z.b. ein PGA117 von TI. Hat einen> einstellbaren Gain von bis zu 200 wenn ich mich recht entsinne. Die> Logik dazu musst du schon selbst entwickeln, das ist nur Fleißarbeit und> dazu hab ich grad keinen Bock.
Hey danke dir nur aber ich will nichts programmieren also ist sicherlich
ein guter ansatzt aber für mich im moment nicht wirklich das richtige..
MfG Fabio
> Hey danke Uwe dies ist sicherlich mal kein schlechter ansatz.. Morgen> werde ich mal in meiner Firma schauen ob ich dort so eine linse besorgen> kann.. ^^
Hallo Fabio,
das ist ein schlechte Ansatz.
Die Linse eines Bewegungsmelders ist alles andere als eine Sammellinse.
Schau Dir mal eine An.
Du hast folgendes Problem:
Da Du nicht weisst, wie genau Dein Roboter augerichtet ist, bzw. dieser
sich auch bewegen kann, kannst DU nicht genau auf einen Punkt (bzw. die
vier Punkte, an denen sich eine Lichtquelle befinden kann) fokussieren.
Du musst also die Helligkeit in einem weiten Bereich erfassen.
Wie Du schon weisst, koennte das nachts funktionieren.
Aber tagsueber eben nicht, denn in diesem grossen Erfassungbereich kann
im Hintergrund (weit weg) ein Fenster liegen und dann hilft es Dir
garnichts, gegenueber eine Taschenlampe einzuschalten...das FEnster wird
immer als heller betrachtet.
Selbst in geschlossenen Raeumen ist die Helligkeit voellig
unterschiedlich.
Wenn Du einen Belichtungsmesser zur Verfuegung hast (bessere Kamera...)
dann stell Dich einfach mal in die Mtte eines Raumes und ziele in die
vier Ecken.
Such Dir die dunkelste aus uns lege dort eine eingeschaltete
Taschenlampe hin.....Du wirst sehen, dass die Auswertung so nicht
moeglich ist!
Ausser Du nimmst anstelle von TAschenlampen Lichtquellen, die heller als
jedes Fremdlicht sind (Fotoleuchten...)
Dann geht das.
Aber pass auf, dass Du nicht irgendwo selber angestrahlt wirst, denn ke
nach Farbe/helligkeit Deiners T-Shirts verfaelschst Du dann schon wieder
die gleichmaessige Lichverteilung.
Ergebnis: Unter den von Dir gegebenen Bedingungen geht das nicht!
Gruss
Michael
Fabio schrieb:> Michael K-punkt schrieb>>> Fabio schrieb:>>>>>> Jedes Licht hat eine Frequenz!>>>>>> Also ja besitzt eine Wellenlänge. Demzufolge auch eine Frequenz nur>>> meine frage bei einer>>> Gleichstromlampe hat ja die Spannung keine Frequenz demzufolge hat auch>>> das Licht keine Frequenz also nur eine Wellenlänge..>>>>>> Oder hab ich da was völlig falsches im Kopf?>>>>>>> Ja, völlig falsch.>> Wie ist es den richtig??>> MfG Fabio
Strom erzeugt Hitze, Temperatur des Glühwendels steigt an, sendet Licht
in einer bestimmten Farbzusammensetzung aus. Siehe Wiensches
Verschiebungsgesetzt, siehe Stefan-Boltzmann-Gesetz.
Die Wechselspannungsfrequenz hat nicht mit den Lichtfrequenzen zu tun.
Wie die Hitze im Glühdraht erzeugt wird ist dem emittierten Licht
wurscht.
Selbst du und ich - wir senden "Licht" alss 300K-Strahlung aus. Drum
kann man uns ja auch mit IR-Geräten nachts im Wald erkennen.
Fabio schrieb:> Hey danke dir nur aber ich will nichts programmieren also ist sicherlich> ein guter ansatzt aber für mich im moment nicht wirklich das richtige..
Die "Programmierung" eines PGA sieht im Allgemeinen so aus, dass der
zwei/drei digitale Eingänge hat die, je nach logischem Pegel (0/1)
bestimmen wie die Verstärkung sein soll.
Man könnte also den Ausgang des PGAs auf verschiedene Komperatoren (ggf
Schmidttrigger) führen welche je nach Signaleingang am Ausgang auf High
oder Low gehen und diese Pegel könnte man auf die digitalen Eingänge des
PGAs zurück führen um die Verstärkung anzupassen. Programable Gain
Amplifier (PGA) hat so gut wie nichts mnit Programmierung im Sinne von
"Ich schreib mal ein C-Programm" zu tun sondern vielmehr mit
"intelligenter Verdrahtung" zu tun. Informier dich doch erstmal darüber
bevor du sowas kategorisch ablehnst.
Fabio, du mußt dir vorstellen, was jede deiner vier Fotodioden "sieht".
Sie sammeln das Licht, das aus allen Richtungen auf die Fotodiode fällt.
Oder anders ausgedrückt, alle Orte, von denen aus du die
lichtempfindliche Fläche der Fotodiode sehen kannst, tragen mit ihren
Lichtstrahlen zum Meßergebnis der Fotodiode bei. Das ist praktisch der
gesamte Halbraum um die Fotodiode. Und wenn jetzt die Taschenlampe nicht
extrem viel heller ist als die Umgebung, dann geht ihr Lichtanteil
völlig im aufsummierten Umgebungslicht unter.
Wenn dein optischer Sensor eine Punktquelle aufspüren soll, dann mußt du
ihn auch für diese Punktquelle besonders empfindlich machen. Da gibt es
mehrere Möglichkeiten:
1. Du schaltest die Taschenlampe periodisch an und aus (10...30Hz, oder
so, LEDs entsprechend schneller) und wertest von den Fotodioden nur die
Signale aus, die im selben Rythmus schwanken. Dadurch wird die
Umgebungshelligkeit irrelevant. Sie darf sich sogar langsam etwas
ändern.
2. Wenn das mit dem rythmischen An- und Ausschalten nicht geht, sollte
die Fotodiode nicht länger für den ganzen Halbraum empfindlich sein,
sondern nur für ein kleines Raumsegment. Schau mal deine Umgebung durch
eine Klopapierrolle an und stelle dir vor, da wo dein Auge ist, wäre
eine Fotodiode: Wenn die Punktquelle anvisiert wird, ändert sich die
Helligkeit und damit das Aussgangssignal der Fotodiode schlagartig. Wenn
du also den Halbraum in einzelne Segmente aufteilst und jedem eine
eigene Fotodiode spendierst, steigt die Richtungsempfindlichkeit ganz
enorm.
Dann darfst du nicht vergessen, daß du generell mit stark schwankenden
Intensitäten zu tun haben wirst, abhängig davon, wie weit jetzt deine
Punktquelle entfernt ist. Bei größeren Enfernungen geht dann dein Signal
schnell in den unvermeidlichen Offsetspannungen und spätestens im
Eigenrauschen der OPamps unter. Aber auch dagegen hilft eine Trick: Vor
den otpischen Sensor kann man ein Chopper-Rad anbringen, das den
Lichtstrahl periodisch unterbricht (10...30mal pro Sekunde, oder so).
Dadfurch erhälst du wieder ein Wechselspannungssignal und kannst den
Einfluß der Offsetspannungen der OPamps völlig elimieren. Außerdem
kannst du die Signalverarbeitung in einen Frequenzbereich verschieben,
in dem die OPamps wesentlich weniger rauschen als um 0Hz herum.
