Funktionsweise gepulster Lichtschranken

genau, tausend Wege. Sicherlich einige davo besonders effizient und 
erprobt. Um das Rad nicht neu zu erfinden, frag ich.

Meine Idee wäre gewesen, das Signal am Fototransistor hochpass zu 
filtern, dann verstärken, in einen Schmitt-trigger und dann 1 oder 0 am 
Ausgang zu haben. Aber ob das das ist, was man gemeinhin tut, weiß ich 
nicht.

Die Zappelei kann zwei Gründe haben:
1. Eine gepulste (modulierte) Leuchtdiode kann VIEL heller werden als
   eine im Dauerbetrieb. Ist nicht schlecht mit Rücksicht auf die
   Reichweite.
2. Man kann auf diese weise Einflüsse durch das Umgebungslicht
   herausfiltern. Das "eigene" Licht hat eine eigene, bekannte Frequenz.
   Rundherum geht's meist um 50 Hz (künstliche Beleuchtung) und um 0 Hz,
   die gute alte Sonne, die ja oft mit ihren Scheinen um sich wirft.

Also zwei Klappen und eine Fliege.

Meine IR-Led erlaubt laut Datenblatt einen Peak von 1,2A bei 1/100 Duty 
Cycle und 10ms Pulse Width. Heißt 10ms Pulse Width dass die 
Periodendauer des PWM 10ms beträgt und der Strom-Impuls 0,1ms oder sind 
10ms Strom bei einer PWM-Frequenz von 1Hz gemeint?

Es heißt, dass der Strompuls 0,1ms lang und die Periodendauer der PWM 
100*0,1ms (also f = 100Hz) sein kann.

Zur Unterdrückung des Umgebungslichts gibt es noch die Möglichkeit der 
digitalen Synchrondemodulation. Klingt komplizierter als es ist:
Die LED wird mit einem einfachen Rechtecksignal gepulst. Das von 
Fotodiode oder -Transistor wieder empfangene Signal wird nach 
Digitalisierung mit Hilfe eines XORs phasengleich mit dem Sendesignal 
verglichen. Das dabei entstehende verXORte Signal wird über einen 
Tiefpass geschickt. Dann hat man ein analoges Signal, das die 
Übereinstimmung von Sende- und Empfangssignal repräsentiert und kann 
dann per Komparator eine Schwelle für die Blockierung der Lichtschranke 
festlegen.

Amateur schrieb:
> Rundherum geht's meist um 50 Hz

Die Frequenz des meist Rundherum-Licht beträgt 100Hz.

photon schrieb:
>> Rundherum geht's meist um 50 Hz
> Die Frequenz des meist Rundherum-Licht beträgt 100Hz.

Betrug meist ... Heute gibt es LED usw., die auch mit anderer Frequenz 
stören könnten. Deshalb ist eine optische Lösung mit schwarzem Rohr erst 
mal die simpelste Lösung bevor man an andere Frequenzen, Methoden oder 
gar verschlüsseln denkt.

Vielen Dank für die Antworten.

Das mit dem Lock-In-Verstärker sieht interessant aus. Hätte da noch ein 
paar Fragen zu:

- Ich wollte eigentlich keine Kabelverbindung zwischen IR-Led und 
Empfänger. Das Referenzsignal am Empfänger zu rekonstruieren ist 
vermutlich nicht trivial? Vielleicht irgendwas mit 
Synchronisierungsimpulsen?

- Hat es evtl. Vorteile das AC-Verstärkerglied am Anfang der Schaltung 
als getuneten Verstärker (Bandpass) zu realisieren?

- Das Prinzip ist ja, dass sich Rauschanteile außerhalb der 
Referenzfrequenz am Tiefpass neutralisieren. Kann das jemand vielleicht 
genauer erklären. Ich hätte erwartet, dass das Umgebungslicht nicht die 
statistische Verteilung von theoretischem Rauschen aufweist. Warum gilt 
die Annahme?

- Kennt jemand eine sehr minimalistische Schaltung, die mit wenig 
Bauteilen auskommt? Ich habe hier keine besonders kritische Anwendung 
und brauche keine Industriequalität. Empfängerseitig hängt ein 
Microcontroller. Vielleicht lässt sich da ein Teil des analogen 
Schaltungsaufwands verlagern. Ich hatte zwar keinen mit AD-Wandler 
vorgesehen, aber das könnte ich mir auch anders überlegen.

trittdenraab schrieb:
> - Hat es evtl. Vorteile das AC-Verstärkerglied am Anfang der Schaltung
> als getuneten Verstärker (Bandpass) zu realisieren?

Was willst du da tunen. Verwende eine feste Frequenz für den Sender und 
du kannst mit einem Bandpaß mit fester Mittenfrequenz arbeiten, wie bei 
gängigen IR-Fernbedienungen. Einzeln gibt es die Signalaufbereitung z.B. 
als vsop383 oder vsop584

Nimm einen IS 471, wenn Du etwas bauen willst.

Achim_42 schrieb:
> Nimm einen IS 471, wenn Du etwas bauen willst.

Im Gegensatz zu den VSOP/TSOPxxxxx zählt der IS471 allerdings deutlich 
zu den Rarität auf dem Elektronikmarkt.

Axel Schwenke schrieb:

> Es wurde dir jetzt schon mehrfach zu IR-Fernbedien-Empfängern geraten.
> Die sind spottbillig und ziemlich empfindlich. Einziger Nachteil: der
> Sender muß doppelt moduliert werden. Steht im Datenblatt des Empfängers
> unter dem Stichwort "Envelope Duty Cycle vs. Burstlength"
>
>
> XL

klingt pragmatisch. Hab sogar einen TSOP31238 bei mir in der 
Grabbelkiste gefunden. Das doppelte Modulieren sollte doch mit zwei 
555ern gehen.

Andererseits überlege ich, vielleicht mit Reflektionen zu arbeiten, also 
Sender und Empfänger nebeneinander in die selbe Richtung auszurichten 
(Bewegungsmelder). Empfängerseitig hab ich ja 'nen µC, der die 
Modulation übernehmen kann. Dann spar ich mir die 555er-Schaltung. 
Sollte doch gehen, oder?

Die Modulation mit 2 NE555 geht. Das kann natürlich auch ein µC 
übernehmen.
Das passende Signal ist 38 kHz mit etwa 20% Tastverhältnis und dann noch 
einmal etwa 30-50% Tastung und etwa 2 kHz. Auf der Empfängerseite ist 
halt immer die Frage ob die Pulspakete erkannt werden - das kann der µC 
sehr gut.