Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Infrarot Lichtschranke


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von Marcel (Gast)


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Guten Abend,
für ein Schulprojekt baue ich eine Geschwindigkeitsmessung mit einer 
Lichtschranke. Das ganze wird dann über ein Raspberry Pi zero 
ausgewertet. Nun habe ich mal im Internet nach Infrarotdioden und 
Empfängern gesucht und wurde nahezu erschlagen vor Angeboten.
Nun meine Frage:
Welches Setup sollte ich verbauen, um eine Distanz von ca. 30cm - 40cm 
zu überbrücken?
Später wird ein LEGO-Mindstorms Roboter als Objekt benutzt, dass diese 
Strecke passieren wird.

Hoffe jemand hier kann mir helfen.

Liebe Grüße

: Verschoben durch Moderator
von holger (Gast)


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>Nun habe ich mal im Internet nach Infrarotdioden und
>Empfängern gesucht und wurde nahezu erschlagen vor Angeboten.

Wieso suchst du nicht einfach nach Lichtschranke?
Selber bauen kommt für dich ja nicht in Frage.

von Marcel (Gast)


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Ich möchte folgende Version nachbauen bzw. etwas abändern: 
https://tutorials-raspberrypi.de/infrarot-lichtschranke-bauen-und-geschwindigkeit-messen/#comment-8601 
. Laut dem Autor ist dieser Aufbau jedoch nicht für eine Distanz von 
30cm - 40cm geeignet. Somit suche ich nach 'entsprechend starken' 
Bauteilen.

von Harald W. (wilhelms)


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Marcel schrieb:

> Somit suche ich nach 'entsprechend starken' Bauteilen.

Durch Verwendung von zusätzlicher Optik lässt sich die
Reichweite erhöhen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Harald W. schrieb:
> Marcel schrieb:
>
>> Somit suche ich nach 'entsprechend starken' Bauteilen.
>
> Durch Verwendung von zusätzlicher Optik lässt sich die
> Reichweite erhöhen.

Allerdings ist das alles andere als einfach, zumal man das Infrarotlicht 
nicht sehen kann. Und normale Optik bei Infrarot möglicherweise gar 
nicht funktioniert oder zumindest einen verschobenen Brennpunkt hat.

Man könnte natürlich eine Lichtschranke mit sichtbarem Strahl machen 
(ist für Demonstrationszwecke sogar hübscher), z.B. mit einem roten 
Laserpointer. Oder man kauft gleich eine fertige Lichtschranke als 
Modul. Für 40cm tut es das einfachste Modell.

Einfach mal "Lichtschranke" bei z.B. Conrad im Suchfeld eintippen

von Thomas O. (kosmos)


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z.B. eine LD 274-3 diese in eine Röhrchen stecken das ca. 5-10 cm lang 
ist und schon hast du einen einigermaßen gebündelten Strahl.

Schau dir auf jedenfall das Datenblatt an, wenn man diese Diode Puls 
kann man mehrere Ampere durchjagen wodurch die Reichweite extrem steigt. 
Selbst 10 Meter sollten hier kein Problem sein.

von Georg (Gast)


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Thomas O. schrieb:
> diese in eine Röhrchen stecken das ca. 5-10 cm lang
> ist und schon hast du einen einigermaßen gebündelten Strahl.

Der ist keineswegs gebündelt, der ist bloss seitlich beschnitten, und 
damit wird die Reichweite nicht erhöht. Innerhalb des verbleibenden 
Öffnungswinkels bleibt die Intensität genau gleich.

Georg

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Marcel schrieb:
> Welches Setup sollte ich verbauen, um eine Distanz von ca. 30cm - 40cm
> zu überbrücken?

 Ein ganz normales.

Marcel schrieb:
> . Laut dem Autor ist dieser Aufbau jedoch nicht für eine Distanz von
> 30cm - 40cm geeignet. Somit suche ich nach 'entsprechend starken'
> Bauteilen.

 Blödsinn.
 Ohne sein Projekt angeschaut zu haben:
 Stehst du auch 30cm vor deinem Fernseher wenn du Programe wechselst ?

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Alles schon mal dagewesen!
Beitrag "Infrarot LED Lichtschranke"
Nur einer von vielen....

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Marcel schrieb:
> Ich möchte folgende Version nachbauen bzw. etwas abändern:
> 
https://tutorials-raspberrypi.de/infrarot-lichtschranke-bauen-und-geschwindigkeit-messen/#comment-8601
> . Laut dem Autor ist dieser Aufbau jedoch nicht für eine Distanz von
> 30cm - 40cm geeignet. Somit suche ich nach 'entsprechend starken'
> Bauteilen.

Keine gute Idee. Die Schaltung ist sehr empfindlich für Fremdlicht und 
wird je nach unterschiedlicher Beleuchtung mal triggern oder mal nicht.
Du solltest einen mit Pulsen modulierten Strahl nehmen, am besten gleich 
mit 38kHz modulierten Pulsen alle paar ms und als Empfänger einen 
fertigen IR Baustein nehmen, wie z.B. den TSOP31238, der für 38kHz 
empfindlich ist. Besonders schlaue Bastler nehmen z.B. 32kHz für 
Lichtschranke 1 und 40kHz für Lichtschranke 2.

Das geht dann locker auch über mehrere Meter.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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Beitrag "Re: Infrarot LED Lichtschranke"

Einfacher, robuster und mit besser Reichweite geht es kaum.

von Wolfgang (Gast)


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Marc V. schrieb:
> Blödsinn.
>  Ohne sein Projekt angeschaut zu haben:
>  Stehst du auch 30cm vor deinem Fernseher wenn du Programe wechselst ?

Dann hättest du vielleicht doch mal in das Projekt reingucken sollen. 
Bei dem vom Autor verwendeten Infrarot Lichtschranken-Paar TEMIC K153P 
handelt es sich um eine simple IR-LED und eine Pin-Photodiode.

Mit einem modulierten Sender und frequenzselektiven IR-Empfänger, wie es 
beispielsweise der vorgeschlagene TSOP31238 einer ist, hat das nichts zu 
tun.

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Wolfgang schrieb:
> Dann hättest du vielleicht doch mal in das Projekt reingucken sollen.

 Warum ?
 Ich wollte nur, dass der TO dieses Projekt vergisst.

 Sowohl Matthias S. als auch Falk B. haben ihm bessere Vorschläge
 gemacht.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Entfernungen dieser Größenordnung erfordern moduliertes Licht, damit der 
Empfänger das Licht des Senders von Fremdlicht unterscheiden kann.

Du nimmst also eine IR Sende-Diode (oder eine mit sichtbarem Licht), und 
schaltest sie z.B. mit 20kHz an und aus.

Auf der Empfängerseite wählst du einen Fototransistor, der zu der 
Lichtfarbe der Sendediode passt. Es wäre blöd, wenn deine Sendediode 
z.B. in grün sendet, aber der Empfänger nur auf Blau reagiert. Infrarot 
gibt es übrigens auch in mehreren Farb-Varianten.

Hinter den Fototransistor packst du einen Filter (z.B. analog aus Spulen 
und Kondensatoren), der nur 20kHz durchlässt. Hinter diesen Filter 
packst du dann noch einen Verstärker (mit einstellbarem 
Verstärkungsfaktor) und einen Schmitt-Trigger. Fertig.

Wenn du ein bisschen Abstriche an der Zuverlässigkeit erlaubst, kannst 
du den Filter durch einen simplen Hochpass (R/C Glied) mit 10kHz 
Grenzfrequenz ersetzen.

Dazu gibt es reichlich Schaltungsvorschläge im Internet.

Die TSOP Empfänger von Infrarot-Fernbedienungen eignen sich eher nicht, 
weil sie nach dem Einschwingen auf äußerst schwacke Signale reagieren. 
Da dein Licht immer irgendwo reflektiert wird, würde der Empfänger 
niemals "dunkel" erkennen.

von Norbert (Gast)


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Moin,

Alles vollkommener Quark mit der Leistung.
Bei 30-40cm wirst Du irre mit künstlicher Beleuchtung, von Sonnenlicht 
ganz zu schweigen.
Nimm was mit einer Trägerfrequenz wie z.B. 38kHz. Da gibt es fertige 
Sender und Empfänger ohne Ende.
Das funktioniert dann wie eine TV-Fernbedienung aber wenn man die 
Empfindlichkeit runterdreht auch sehr gut als Lichtschranke.

Gruß,
Norbert

von Wolfgang (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Die TSOP Empfänger von Infrarot-Fernbedienungen eignen sich eher nicht,
> weil sie nach dem Einschwingen auf äußerst schwacke Signale reagieren.
> Da dein Licht immer irgendwo reflektiert wird, würde der Empfänger
> niemals "dunkel" erkennen.

Es gibt zwei verschiedene TSOP Empfänger, die für IR-Fernbedienungen und 
die für Lichtschranken. Letztere besitzen keine AGC und sind bestens für 
den Anwendungszweck des TO geeignet, z.B. der TSOP58038.

von Harald W. (wilhelms)


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Marc V. schrieb:

>  Stehst du auch 30cm vor deinem Fernseher wenn du Programe wechselst ?

Bei grösseren Entfernungen verwendet man modulierte Signale und nimmt
dann ein Fernsteuerungs-Dekodier-IC als Empfänger. Dadurch bekommt man
aber Zeitverzögerungen. Ob solche Verzögerungen stören, muss der TE
entscheiden.

von Wolfgang (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Bei grösseren Entfernungen verwendet man modulierte Signale und nimmt
> dann ein Fernsteuerungs-Dekodier-IC als Empfänger.

Warum hat der Hersteller der weit verbreiteten TSOPs bei einigen Typen 
im Titel wohl stehen haben "... for Remote Control Systems" und bei 
anderen "... for Light Barrier Systems"?

Da lohnt vielleicht mal ein Datenblattstudium, beispielsweise TSOP4838 
vs. TSOP58038  ;-)

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