Hallo,
ich bin zwar Laie in dem Gebiet aber möchte von einer fest montierten
Anlage den Abstand immer wieder zu einem Punkt messen.
Falls etwas hingestellt wird, soll der neue Abstand in meinem Programm
mit Hilfe eines Microcontroller berechnet werden.
Der Bereich der erfasst werden muss, wäre ca. 10m lang.
Ich möchte nicht mit einem Laser sondern Infrarot arbeiten!
Mein Ansatz ist folgender:
Ich nehme eine IR Diode und einen IR Empfänger ( TSOP31236 bis zu 45m).
Diode und Empfänger baue ich direkt nebeneinander in ein Gehäuse, sodass
der Empfänger dann den Infrarotpunkt erkennt, wovon der Abstand dann
berechnet werden soll.
Meine Fragen wären an Euch, wie berechne ich die Leistung der IR Diode,
die diese haben muss, um z.B 10m zu erreichen. Die Genauigkeit müsste
bei ca. 1cm liegen und am besten 2-3 die Sekunde überprüft werden.
Was haben IR Dioden/Empfänger bei so einem Dauerbetrieb für eine
Lebenserwartung?
Wäre es denn so möglich, wie ich es mir vorgestellt habe?
Vielen Dank
Freundliche Grüße
Andre
Danke Reinhard!
Ich stelle mir nur eher die Frage, welche Bauteile die richtigen sind!
Wovon hängt es ab, welcher Diode ich nehmen kann die mehrmals pro Sek
geschaltet werden kann bzw der Empfänger auch mehrmals den IR Strahl
empfangen kann.
Andre schrieb:> TSOP31236
ist totaler Quatsch.
Das ist ein Empfänger für IR Fernbedienungen in TVs oder ähnlichen
Geräten. Mit dem kannst du keine Entfernungsmessung machen.
Die IR Entfernungsmesser, die ich kenne, basieren auf
Helligkeitsauswertung.
Objekt nah -> viel reflektiertes Licht, Objekt weit weg -> wenig
reflektiertes Licht.
Der Reflektor hat dabei einen definierten Grauwert, Umgebungslicht kann
störend sein, und die Reichweite geht so bis 0.1m
Bei 10m und evtl. unterschiedlich stark reflektierenden Oberflächen der
Objekte wirst du wohl um Laser (Laufzeitmessung oder Triangulation)
nicht herumkommen.
Eventuell wäre Ultraschall ja eine Alternative?
Andre schrieb:> sodass> der Empfänger dann den Infrarotpunkt erkennt, wovon der Abstand dann> berechnet werden soll.
Welchen "Punkt"? Auf 10m Entfernung wird dir die IR-LED alles mögliche
liefern, nur keine Punktbeleuchtung.
Alexander Schmidt schrieb:> Rechne erstmal die Zeit aus, wie von Reinhard vorgeschlagen und> überlege> dir dann, wie du die messen willst.
das habe ich schon getan und weiß auch, dass der Wert sehr klein ist
aber dafür dachte ich, dass die Werte vom Microcontroller berechnet
werden können ...
Easylife schrieb:> Andre schrieb:>> TSOP31236>> ist totaler Quatsch.> Das ist ein Empfänger für IR Fernbedienungen in TVs oder ähnlichen> Geräten. Mit dem kannst du keine Entfernungsmessung machen.>> Die IR Entfernungsmesser, die ich kenne, basieren auf> Helligkeitsauswertung.> Objekt nah -> viel reflektiertes Licht, Objekt weit weg -> wenig> reflektiertes Licht.> Der Reflektor hat dabei einen definierten Grauwert, Umgebungslicht kann> störend sein, und die Reichweite geht so bis 0.1m>> Bei 10m und evtl. unterschiedlich stark reflektierenden Oberflächen der> Objekte wirst du wohl um Laser (Laufzeitmessung oder Triangulation)> nicht herumkommen.>> Eventuell wäre Ultraschall ja eine Alternative?
Ok, danke! Da ich die Entfernungsmessung auch bei verschiedenen
Lichtverhältnissen dürchführen möchte und min. 10m wirds wohl nichts mit
Infrarot. Eigentlich möchte ich kein Laser nehmen, weil es unsichtbar
für das menschliche Auge sein soll. Da würde mir ja nur die
Ultraschallalternative bleiben?!
Andre schrieb:>> Rechne erstmal die Zeit aus, wie von Reinhard vorgeschlagen und>> überlege dir dann, wie du die messen willst.> das habe ich schon getan und weiß auch, dass der Wert sehr klein ist> aber dafür dachte ich, dass die Werte vom Microcontroller berechnet> werden können ...
Genau, der Wert ist sehr klein. Rechne mal den Wert für 20m aus und
poste ihn, sowie für 2cm.
> Eigentlich möchte ich kein Laser nehmen, weil es unsichtbar> für das menschliche Auge sein soll.
Es gibt Laser in allen Farben, auch unsichtbar.
> Da würde mir ja nur die Ultraschallalternative bleiben?!
Die Genauigkeit von 1cm ist sowohl mit Ultraschall, als auch mit Laser
sehr sportlich.
Alexander Schmidt schrieb:> Die Genauigkeit von 1cm ist sowohl mit Ultraschall, als auch mit Laser> sehr sportlich.
jegliche Genauigkeit von 0,1% mit einem µC ist sehr sportlich, ob
Ultraschall, Laser, Spannung, Strom, Lichtstärke uvam.
wobei bei Spannung ist es "nur" sportlich" ohne sehr (kommt aber auf
Frequenz und Phase an)
Die Triangulations-IR-Sensoren a la Sharp messen zwar nominell bis 5m,
in der Praxis kommt in der oberen Hälfte des angegebenen Messbereichs
nichts brauchbares mehr heraus.
Mit einem handelsüblichen Laser-Entfernungsmesser (Sick, Leuze, ...)
sind 1cm/10m/3Hz halbwegs realistisch; selbstgebaut ohne Vorkenntnisse
wird das in endlicher Zeit mit endlichem Aufwand nichts.
Alexander Schmidt schrieb:> Andre schrieb:>>> Rechne erstmal die Zeit aus, wie von Reinhard vorgeschlagen und>>> überlege dir dann, wie du die messen willst.>> das habe ich schon getan und weiß auch, dass der Wert sehr klein ist>> aber dafür dachte ich, dass die Werte vom Microcontroller berechnet>> werden können ...>> Genau, der Wert ist sehr klein. Rechne mal den Wert für 20m aus und> poste ihn, sowie für 2cm.>>> Eigentlich möchte ich kein Laser nehmen, weil es unsichtbar>> für das menschliche Auge sein soll.>> Es gibt Laser in allen Farben, auch unsichtbar.>>> Da würde mir ja nur die Ultraschallalternative bleiben?!>> Die Genauigkeit von 1cm ist sowohl mit Ultraschall, als auch mit Laser> sehr sportlich.
20m => 6,6x10^-8s
2cm => 6,6x10^-11s
bei der Genauigkeit würde wahrscheinlich auch 1% ausreichen!
z.B. unsichtbar dieser 850nm ( OPV310Y )
Joachim B. schrieb:> wobei bei Spannung ist es "nur" sportlich" ohne sehr (kommt aber auf> Frequenz und Phase an)
So schlimm ists beim Messen von Entfernungen auch wieder nicht:
Man moduliert die Stromversorgung der LED und wertet die Phasenlage des
empfangenen Lichts aus. Hierzu einfach das empfangene Signal und das zur
ansteuerung verwendete addieren (einfacher Analogaddierer).
Anschließend ändert man langsam (!) die Modulationsfrequenz (der LED)
und sucht die Frequenzen bei denen der Mittelwert des Ausgangssignals
(über kurzen Zeitraum mitteln) des Addierers maximal oder minimal ist.
Letzterres erreicht man indem man nochmals über einen längeren Zeitraum
mittelt und beide Mittelwerte mit einem einfachen Komperator vergleicht.
Dann muss man nur noch etwas rechnen...
Somit kann man die Signalaufbereitung mit ein paar OPVs so erledigen,
dass man nur noch ein Signal mit einer variablen Frequenz erzeugen muss.
Die ganzen lästigen A/D-Wandler kann man sich somit sparen.
Fremdlicht ist bei so einer Schaltung allerdings unübertroffen lästig.
Andre schrieb:> Eigentlich möchte ich kein Laser nehmen, weil es unsichtbar> für das menschliche Auge sein soll.
Was ist denn das für'n Blödsinn? Die Wellenlänge hat rein garnix damit
zu tun, ob's ein Laser ist oder nicht.
Es gibt natürlich auch Laser, die im IR-Bereich arbeiten. Z.B. die
Pickup-Laser von CD-Playern. Wobei deren ca. 780nm gerade so an der
"Grenze" zwischen IR und sichtbarem Licht sind. Eine echte scharfe
Grenze gibt es allerdings sowieso nicht, die Festlegung, was IR und was
"sichtbar" ist, ist höchst künstlich und hat nur wenig mit der
tatsächlichen Leistung des menschlichen Sehapparates zu tun, schon
deshalb, weil diese individuell recht stark streut.
Also, wenn du den Strahl eines CD-Pickup auf 10m fokussierst, werden in
einem stockdunklen Raum sicher viele Menschen den Punkt auf der Wand
noch gut erkennen können. Aber schon bei ziemlich funzeliger
Raumbeleuchtung werden es nur noch sehr wenige sein und bei normalem
Tageslicht wird niemand mehr den Punkt entdecken können.
Aber Vorsicht: Gerade die Tatsache, daß man die Quelle selbst bei
direktem Reinschauen in den Strahl nicht als störend hell wahrnimmt,
macht ihn sehr gefährlich. Der Lidreflex wird dadurch nicht ausgelöst
und die Energie brutzelt lustig die Rezeptoren auf der Netzhaut. Wenn
man eine Beeinträchtigung bemerkt, ist es bereits zu spät, die Schäden
bleiben dauerhaft!
Deshalb würde ich von jeglichen Experimenten in dieser Richtung
dringendst abraten...
Nachtrag: Wenn die Bewegungen nur langsam sind und der Strartpunkt
bekannt ist, dann kann man die Entfernungsänderung auch mit einem
Interferrometer messen und einfach über die Zeit integrieren. Dann sind
auch 0,0001% kein Problem...
