Hallo Foren-User,
ich bin neu hier und nun schon ewig auf der Suche nach einer Loesung
fuer ein vermutlich relativ einfaches Problem.
In der Uni haben wir ein Geraet gebaut, das zwei Zylinder ineinander
rotieren laesst. Wir haben beide Rotationsachsen mit jeweils einer
Lochscheibe ausgestattet ueber die wir nun gern die Drehgeschwindigkeit
oder Frequenz messen wuerden. Die Geschwindigkeiten werden dabei relativ
gering sein, so im Bereich von hoechstens 40rpm.
Wir haben auch schon zwei Gabellichtschranken hier und zwar vom Typ HOA
1881 (Honeywell). Wir haben leider garkeine Ahnung von solchen
Mess-Schaltungen, weshalb ich hier gerne mal eine Erklaerung von Grund
auf erfragen moechte.
Wie muss die Gabellichtschranke verschaltet werden, damit sie
funktioniert. Passt die Schaltung auf
http://rn-wissen.de/wiki/index.php/Datei:GP1S23_beschaltung.png
prinzipiell? Das Datenblatt der Lichtschranke habe ich, allerdings weiß
ich nicht, welche Werte daraus ich benoetige usw.
Welcher Kontakt der Lichtschranke ist der Ausgang, der mir quasi den
Messimpuls gibt, den ich wiederum an ein Auslese-Geraet weiterleiten
kann?
Welches Geraet zum Auslesen kann man im einfachsten Fall verwenden? Am
liebsten wuerden wir das Signal auch am PC auslesen und darstellen
koennen.
Ich kenne mich wirklich noch garnicht aus. Ich habe schon sehr viel im
Internet recherchiert, bin aber immer auf Beitraege gestoßen wo
offensichtlich die Fragenden schon soweit in der Materie drin waren,
dass die Basics vorrausgesetzt wurden, die mir jedoch fehlen.
Vielleicht kann mir jemand ganz einfach erklaeren wie ich mich solchen
Gabellichtschranken moeglichst einfach eine Drehzahlmessung vornehmen
kann und was ich dazu alles brauche. Loeten etc ist kein Problem.
Sollte ich hier im falschen Unterforum gelandet sein wuerde ich mich
ueber einen Hinweis und eventuell um ein Verschieben durch
Administratoren freuen!
Vielen Dank und viele Grueße,
Yves
Yves schrieb:> Wie muss die Gabellichtschranke verschaltet werden, damit sie> funktioniert. Passt die Schaltung auf> http://rn-wissen.de/wiki/index.php/Datei:GP1S23_beschaltung.png> prinzipiell?
Ja.
So eine Lichtschranke ist keine Raketentechnik.
Auf der einen Seit ist eine LED .... die wird wie eine LED angesteuert,
d.h. mit einem Vorwiderstand an + und schon leuchtet sie.
(und natürlich die andere Seite auf -. Geschlossener Stromkreis und so)
Und auf der anderen Seite ist ein Phototransistr, der durchschaltet,
wenn Licht drauf fällt.
> Das Datenblatt der Lichtschranke habe ich, allerdings weiß> ich nicht, welche Werte daraus ich benoetige usw.
Da gibts nicht viel.
Der VOrwiderstand der LED richtet sich nach ihrer Durchlassspannung, die
ist wieder abhängig von der Farbe.
Mit 220Ohm wird da erst mal nicht viel schief gehen.
und die 10k auf Seiten des Phototransistors sind hoch genug, dass da
nicht viel Strom durch den Transistor fliesst, wenn er durchschaltet.
> Welcher Kontakt der Lichtschranke ist der Ausgang, der mir quasi den> Messimpuls gibt, den ich wiederum an ein Auslese-Geraet weiterleiten> kann?
Der mit dem Pfeil an dem µC (die Abkürzung für Mikrocontroller) steht.
> Welches Geraet zum Auslesen kann man im einfachsten Fall verwenden? Am> liebsten wuerden wir das Signal auch am PC auslesen und darstellen> koennen.
PC ist schwer, weil es an zeitgenössigen PC ausser USB keinerlei
Eingänge mehr gibt, die man verwenden könnte.
Und USB ist dafür denkbar ungeeignet.
> Ich kenne mich wirklich noch garnicht aus.
Warum machst du das dann als Projekt an der Uni?
Eine LED leuchten zu lassen ist nun wirklich nicht das große Problem.
Hinweis:
Die Honeywell Lichtschranke arbeitet mit Infrarot Licht.
Das kann man mit den meisten Handy-Kameras sichtbar machen.
D.h. um zu kontrollieren ob die LED leuchtet, einfach mal mit der
Handy-Kamera draufhalten.
(Aber vorher mal mit der Fernseher Fernsteuerung kontrollieren, ob die
Kamera auf IR empfindlich ist)
Yves schrieb:> Passt die Schaltung auf> http://rn-wissen.de/wiki/index.php/Datei:GP1S23_beschaltung.png> prinzipiell?
Ja, aber das ist eine ziemlich verknotete Zeichnung.
Schau im Datenblatt nach, wo der Pin1 ist und von dort wird im
Uhrzeigersinn gezählt, wenn man auf die Stifte schaut.
Üblicher Weise werden ICs usw. nämlich von der Bestückungsseite her
abgebildet und dann muß man linksrum zählen.
Ansonsten die IR-LED betreiben wie andere LEDs auch: Mit Vorwiderstand
und richtiger Polarität. Bei Falschpolung können LEDs kaputt gehen.
Lediglich der Wert der zur Berechnung des Vorwiderstands nötigen
Flußspannung ist bei IR-LEDs mit ca. 1V deutlich geringer als bei LEDs
füe sichtbares Licht, die, je nach Farbe, etwa 1,7..3,5V brauchen.
Yves schrieb:> Vielleicht kann mir jemand ganz einfach erklaeren wie ich mich solchen> Gabellichtschranken moeglichst einfach eine Drehzahlmessung vornehmen> kann und was ich dazu alles brauche.
Hier hat's eine fertige Schaltung:
http://reprap.org/wiki/Gen7_Endstop_1.3.1
Zum auslesen reicht ein Arduino Nano (5 Euro). Je nach erforderlicher
Genauigkeit ist das zugehörige Programm trivial (in einer Schleife den
Pin auslesen bis er sich ändert) bis mittel anspruchsvoll (ohne Arduino
Library, interruptgesteuert, Timer zum messen).
Yves schrieb:> Wir haben beide Rotationsachsen mit jeweils einer> Lochscheibe ausgestattet ueber die wir nun gern die Drehgeschwindigkeit> oder Frequenz messen wuerden. Die Geschwindigkeiten werden dabei relativ> gering sein, so im Bereich von hoechstens 40rpm.
Für solch geringe Drehzahlen nimmt man gerne Reziprokzähler, damit man
in absehbarer Zeit mal ein Ergebnis zu Gesicht bekommt. Vielleicht habt
ihr so etwas sogar im Lager.
Alternativ eben eine Lochscheibe mit vielen Löchern.
Wenn man dabei eine Frequenz im Tonfrequenzbereich sicherstellen kann,
d.h. oberhalb etwa 30Hz, käme als Eingabemöglichkeit der Mikrofon- bzw.
Audioeingang des PC in Frage.
Ansonsten ist, wie bereits erwähnt wurde, die Elektronik des PC schlecht
geeignet, weil zum Einen heute kaum noch Parallel- oder Seriell-Ports
vorhanden sind, und zum Anderen die Betriebsysteme auch früher schon
keine hochauflösende Zeitnahme ermöglichten.
Hallo und vielen Dank für die schnellen Antworten!
Also ich hatte auch daran gedacht, ein Gerät wie einen Arduino oÄ
zwischen zu schalten um dann das Ausgabe-Signal am Computer weiter zu
verarbeiten.
Zur Frage, warum ich so ein Projekt mache: Ich bin Geowissenschaftler
und wir haben eine Art Rheometer gebaut. Die Messelektronik daran ist
halt mehr so etwas was gemacht werden muss, damit wir das Gerät sinnvoll
nutzen können. Die Elektronik ist also mehr Mittel zum Zweck und beim
Zweck kennen wir uns dann wieder aus :-)
Die Basics zur LED-Beschaltung kenne ich auch aus anderen Projekten
(Effektgeräte für E-Gitarre) aber mit Messtechnik habe ich mich bisher
leider noch nicht auseinander gesetzt.
Vielen Dank für eure Antworten! Ich werde mich mal mit jedem Vorschlag
genau auseinander setzen und bei weiteren Fragen wieder auf euch zurück
kommen!
Gruß!
Hallo nochmal!
Die Schaltung die Markus H. gepostet hat sieht fuer mich relativ einfach
umsetzbar aus, weshalb ich mich da mal heran wagen wuerde.
Inwiefern muss ich diese modifizieren um die Honeywell Lichtschranken zu
verwenden? Ich finde so viele Angaben in den Datenblaettern, dass ich
einfach nicht durchsteige, welche der Angaben die wichtigen sind.
Ich habe mir trotzdem auch mal die im Projekt verwendeten Lichtschranken
bestellt, um darauf zurueckgreifen zu koennen. Eben habe ich mit meinem
Prof gesprochen, er hat zum Auslesen schon ein Geraet gekauft gehabt, es
waere natuerlich super, wenn wir dieses nun verwenden koennten. Es
handelt sich um ein WIKA Dl15. Dieses laeuft mit 9V, weshalb wir beide
Gerate separat mit Strom versorgen muessen. Ich frage mich nun aber ob
die Schaltung von Markus H. das richtige Ausgangs-Signal fuer das WIKA
Dl15 liefert...? Hier ist das Datenblatt fuer das WIKA Gereat:
http://en-co.wika.de/upload/DS_AC8001_D_851.pdf
Wenn ich das richtig verstehe, wuerde ich das Signal der Lichtschranke
an Pin 6 des Dl15 klemmen, oder? Gibt es sonst etwas zu beachten? Ist es
mit diesem Geraet uberhaupt moeglich?
Fuer ein paar weiterfuehrende Anregungen waere ich sehr dankbar :-) Wir
kommen der Sache langsam naeher denke ich, vielen Dank!
Gruß
lrep schrieb:> Schau im Datenblatt nach, wo der Pin1 ist und von dort wird im> Uhrzeigersinn gezählt, wenn man auf die Stifte schaut.
Hättest Du ins Datenblatt geschaut, käme dieser Tip nicht!
Die verwendete Gabellichtschranke hat Anschlußdrähte:
Black - IRED Anode
Orange - Detector Collector
Brown - IRED Cathode
Red - Detector Emitter
Yves schrieb:> Es> handelt sich um ein WIKA Dl15.
Vergiss es. Das Gerät nutzt zu Temperaturmessungen und für analoge
Größen.
Zählen kann es nicht.
Route 66 schrieb:> Vergiss es. Das Gerät nutzt zu Temperaturmessungen und für analoge> Größen.> Zählen kann es nicht.
Okay, danke dir! In der Anleitung steht, dass es auch eine Frequenz
messen kann, weshalb wir dachten, es sei brauchbar fuer die Anwendung.
Dann werdei ch mich vielleicht mal richtung Arduino umschauen.
Ich weiß auch wie die Belegung des Bauteils ist usw, ich find es nur
schwer, herauszufinden, welche Spannungs- und Stromstaerkewerte aus den
Tabellen in den Datenblaettern die sind, die ich brauche und nach denen
die Widerstaende berechnet werden.
Danke!
Yves schrieb:> Ich weiß auch wie die Belegung des Bauteils ist usw, ich find es nur> schwer, herauszufinden, welche Spannungs- und Stromstaerkewerte aus den> Tabellen in den Datenblaettern die sind, die ich brauche und nach denen> die Widerstaende berechnet werden.
Die wichtigere ist erst mal die Forward-Spannung UF der LED. Die ist mit
1.6V angegeben. Dann ist angegeben wieviel Strom die LED abkann.
Das sind die beiden Richtwerte, die du brauchst um den Vorwiderstand für
die LED zu berechnen.
Die Ausgangsseite ist aus Sicht der Lichtschranke weniger kritisch. Hier
ist das wesentliche Element, wieviel Strom der Eingang der Auswertung
sehen will.
Die Lichtschranke ist vom Prinzip her einfach nur ein Schalter
1
+----------------------- Versorgungsspannung
2
|
3
R
4
|
5
+------------> zur Auswertung
6
|
7
/ Schalter
8
|
9
+------------------------ Masse
ist der Schalter geschlossen, dann rinnt der Strom durch den Schalter
nach Masse und die Spannung an der 'Auswerteleitung' bricht auf nahezu 0
ein. Hier darf also nicht zuviel Strom durch den 'Schalter' fliessen. Im
Datenblatt der Lichtschranke ist das der ICE (Strom durch Collector zum
Emitter). Das ist eine limitierende Größe. Größer darf der Strom (den du
mit R einstellst) nicht werden.
Auf der anderen Seite will die Schaltung an der Auswertung
* eine bestimmte Spannung sehen, wenn der Schalter nicht durchgeschaltet
hat. Dann liegt an der Leitung die Versorgungsspannung an. D.h. die
Versorgungsspannung darf klarerweise nicht höher sein, als das was der
Eingang abkann.
* und auf der anderen Seite will der Eingang meist auch einen gewissen
Mindeststrom ziehen können. Dieser Mindeststrom muss also durch den
Widerstand fliessen können, denn der muss ja irgendwo herkommen.
Mit diesen beiden Forderungen kannst du dir ausrechnen, wie groß R
mindestens bzw. maximal sein darf. Und irgendwo zwischen den beiden
Werten bewegst du dich dann mit dem realen Wert.
(Zu berechnen geht das alles ganz simpel mit dem Ohmschen Gesetz. Eine
kleine Skizze der SPannungen und Ströme ist dabei für einen Neuling
immer hilfreich)
>> Danke!
Yves schrieb:> Ich habe mir trotzdem auch mal die im Projekt verwendeten Lichtschranken> bestellt, um darauf zurueckgreifen zu koennen.
Ähm, Du hättest auch einen Kit haben können. 4 Euro zum selber löten, 6
Euro einbaufertig.
Markus H. schrieb:> Ähm, Du hättest auch einen Kit haben können. 4 Euro zum selber löten, 6> Euro einbaufertig
Ja das ist mir leider zu spät aufgefallen :D aber danke trotzdem!
Und vielen Dank an Karl-Heinz, das sollte mir sehr gut weiter helfen!
Yves schrieb:> Die Geschwindigkeiten werden dabei relativ> gering sein, so im Bereich von hoechstens 40rpm.
Wenn das Wika nicht funktioniert, könnte ich Dir einen Musteraufbau
anbieten:
http://www.mino-elektronik.de/7-Segment-Variationen/LCD.htm#lcd5
Frequenz, Drehzahl, Periode, kein Problem. Die Gabellichtschranke paßt
direkt an den Eingang. Bei Bedarf geht auch Batteriebetrieb.
Route 66 schrieb:> In Deinem aktuelleren (2012)> http://en-co.wika.de/upload/DS_AC8001_D_851.pdf> taucht die Frequenz nur noch in der Anschlussbelegung auf, nicht in der> Beschreibung
Also in de Bedienungsanleitung die uns vorliegt wird auch der Betrieb
Tür Frequenzmessung beschriebe. So werden wir es dann auch versuchen,
wenn von euch niemand einen Einwand hat :)
Die Skizzen zur Verkabelung sind auch in dem Datenblatt von Karl-Heinz
abgebildet. Da sollte ich schätzungsweise die Skizze links in der mitte
nehmen, bei Punkt 3.3.6 oder?
Vielen Dank! (auch an m.n., ich komme evtl darauf zurück)
Yves schrieb:> Dann werde ich mich vielleicht mal richtung Arduino umschauen.
Wenn Du keine direkte Anzeige brauchst und einen Arduino UNO verwenden
möchtest, gibt es ein fertiges Programm dafür:
http://www.mino-elektronik.de/fmeter/fm_software.htm#bsp7
Praktisch ist die Ausgabe per USB an einen PC und die Stromversorgung
über USB. Die IR-Diode der Lichschranke kann man mit +5 V über 470 Ohm
versorgen und vom Fototransistor legt man den Emitter auf GND und den
Kollektor an den Signaleingang. Da der interne pullup-Widerstand aktiv
ist, braucht man keinen weiteren externen Widerstand.
Mit einem Arduino UNO könnte man auch mehrere Kanäle auswerten, hier
sind es vier: Beitrag "4-Kanal Drehzahlmessung mit ATmega88"
m.n. schrieb:> Mit einem Arduino UNO könnte man auch mehrere Kanäle auswerten, hier> sind es vier: Beitrag "4-Kanal Drehzahlmessung mit ATmega88"
Bei der Beschaltung von Kontrasteinstellung und ungenutzen Datenpins
sollte man sich vor Aufbau nochmal das Datenblatt des LCD-Herstellers
ansehen. Meist sollen die unbenutzen Datenleitungen offen bleiben und je
nach Einsatzbedingungen kann es sinnvoll sein, die Kontrastspannung
einstellen zu können.
Hallo nochmal an Alle und Danke an dieser Stelle für die bisherige
Hilfe!
Ich habe es mittlerweile so hinbekommen, dass wir die Drehzahl mit dem
WIKA-Gerät sauber ausgelesen und über das eingebaute Display angezeigt
bekommen. Habe dafür die Schaltung von Markus H. verwendet und die
Widerstände für die Honeywell Lichtschranken angepasst. Außerdem habe
ich einen Spannungswandler davor geklemmt (78L05) damit ich nur ein
Netzteil für alle Gabellichtschranken + WIKA Geräte verwenden kann.
Jetzt wäre es noch klasse, bei Bedarf das Ganze noch am PC auslesen zu
können. Die WIKA Geräte verfügen über easyBUS Ausgänge, der
entsprechenden Converter sind jedoch nicht gerade günstig, weshalb ich
das gern anders lösen würde.
Ich habe nun gedacht, dass ich dafür, wie oben vorgeschlagen, einen
Arduino nano verwende. Ich kenne mich in dem Gebiet noch garnicht aus,
aber habe nun schonmal ein bisschen mit der Recherche begonnen. Ich habe
auch einfach Lust, mich mal etwas in das Thema Arduino einzuarbeiten :-)
Welches Signal sollte ich in den Arduino einspeisen? Ich könnte einfach
das analoge Puls-Signal was ich in das WIKA-Gerät schicke abgreifen und
auf jeweils einen Analog-Pin des Arduino geben. Wäre das die sinnvolle
Vorgehensweise? Die WIKA Geräte haben auch jeweils zwei digitale
Ausgänge, mit denen könnte ich auch arbeiten, allerdings weiß ich nicht,
wie ich dann alles konfigurieren müsste.
Was wäre die einfachere Variante, auch was das programmieren am PC
betrifft? Könnt ihr mir dazu vielleicht eine kleine
Anleitung/Hilfestellung geben? Vielleicht gibt es solch ein ähnliches
Projekt auch schon irgendwo im Netz?
Das Wichtige wäre eben, die Werte am Computer darstellbar und eventuell
speicherbar zu machen. Man könnte natürlich die abgelesenen Werte auch
einfach in eine Excel-Tabelle eintippen, aber wäre ja nett, wenn das
etwas eleganter gelöst wäre :-)
Vielen Dank also schonmal an dieser Stelle, ihr habt mir bis hierhin
schon wirklich gut geholfen.
Ich habe noch ein Foto vom aktuellen Stand angehängt. Ist noch jede
Menge Platz im Gehäuse, deswegen sollte ein Arduino kein Problem sein.
Yves schrieb:> Die WIKA Geräte verfügen über easyBUS Ausgänge,
Sind die Spezifikationen irgendwo veröffentlicht?
Dies http://en.wikipedia.org/wiki/EasyBus ist noch das Beste, was Google
dazu findet.
Zu den genauen Spezifikationen kann ich auch nichts sagen. Das System
ist von der Firma Greisinger, wenn mich nicht alles täuscht. Die
gängigen Converter heißen EBW 1, EBW 3 usw.
Das WIKA hat aber auch digitale Ausgänge (nicht easyBUS), vielleicht
kann man auch damit arbeiten?
Sofern Du den easy-bus nicht nutzen kannst oder die Hardware dafür zu
aufwendig ist, wäre eine doppelte Messung meines Erachtens die einfache
Lösung.
Ein µC (AVR, Arduino) wertet das Sensorsignal direkt aus und gibt es per
RS-232 bzw. USB-Konverter an den PC. Gleichzeitig gibt der µC das
aufbereitete Eingangssignal an einen Ausgangspin weiter, wo dann das
WIKA-Teil zur Meßwertanzeige angeschlossen wird.
Natürlich wäre es eleganter, per µC beide Signale auszuwerten und die
Anzeige gleich mit anzusteuern. Auf entsprechende Schaltungen/Programme
für 2 x 16 LCD + RS-232 hatte ich ja oben verwiesen. Das dürfte
günstiger sein, als irgendwelche spezifische Zusatzmodule zu beschaffen.
