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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik "Laserlichtschranke"


Autor: Sven Eckart (Gast)
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Guten Tag,

Leider kenne ich mich selber relativ wenig mit optischen Elementen aus.

Ich versuche in meinem Labor eine Art Laser Schrank zu bauen.
Beim Versuch wird ein grüner 100 mW MGL-532 Laser der Firma Changchun 
New Industries Optoelectronics Technology Co., Ltd. mit einer 
Wellenlänge von 532 nm verwendet.
Diesen schwäche ich im späteren Verlauf deutlich ab. Ich suche einen 
Licht-Detektor für diesen Wellenlängenbereich welcher im Normalzustand 
nicht vom Laser getroffen wird.
Wenn der Laser den Detektor trifft soll dieser ein Signal ausgeben, 
welches ich im idealen Fall mit dem PC auswerten kann. Dabei muss es 
keine qualitative Information über die Trefferstärke geben, sondern nur 
einen Schwellenwert ab dem Treffer/Nichttreffer voneinander 
unterscheiden werden können.


Vielleicht können Sie mir dabei helfen eine Entscheidung zu treffen, 
welches Gerät sich dafür eignen könnte.

Autor: Michael Bertrandt (laberkopp)
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Sven Eckart schrieb:
> Changchun New Industries Optoelectronics

Da du vermtulich den Laserstrahl nicht modulieren kannst,
um ihn von Sonnenlicht unterscheiden zu können, muss man
wohl über die Wellenlänge gehen.

Also 2 Sensoren auftsellen, der eine sieht alles Licht,
der andere nur das grüne licht, und wenn das grüne licht
deutlich über dem anderen licht liegt, wird Alarm ausgelöst.

Bleibt die Frage, wie man alles bis auf grün herausfiltert,
in deinem Labor liegen vermutlich dichroische Folien bereit.

Dann reicht die einfache Schaltung:
  +-------|>|-----+-- +5V
  | Photodioden   |
  |    +--|>|-----+
  |    |          |
  |    |       +--(--10M--+
  |    |       |  |       |
  +----(-------+-|+\      |
  |    |         |  >-----+-- Alarm
10kPot +---------|-/  
  |    |           | LT1677
 100k 100k         |
  |    |           |
 GND  GND         GND

Die eine Photodiode wird durch den Filter beleuchtet, die andere durch 
einen Graufilter der bei Sonnenlicht dieselbe Dämpfung verursacht, und 
mit dem 10k Poti kann man die Schaltschwelle einstellen.

Damit das ganze gut funktioniert, müssen aber die 100k auf die Reaktion 
der Photodioden auf die Umgebungshelligkeit angepasst werden, so daß im 
Normalzustand ca. 2.5V an den E Anschlüssen vorhanden sind.

Ein anderer Ansatz wäre ein CCD Halbleiterspektrograph
http://www.horiba.com/scientific/products/optical-...
und wenn die grüne Linie deutlich über den anderen liegt (Auswertung per 
Computer oder Microcontroller) gibt es Alarm.

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Ach Du grüne Neune (Gast)
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Sven Eckart schrieb:
> Vielleicht können Sie mir dabei helfen eine Entscheidung zu treffen,
> welches Gerät sich dafür eignen könnte.

Eine grün gefärbte Glasscheibe vor einer normalen Fotodiode montieren. 
Bei 100mW Licht-Leistung wird ja schon fast ein Loch ins Glas gebrannt. 
Rotes Licht wird jedenfalls schon mal von der grünen Scheibe absorbiert.

Autor: Sven Eckart (Gast)
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Guten Tag, danke für die Antwort. Das "Falschlist aus dem Labor ist kein 
Problem, ich habe sowohl den Laserstrahl als auch den Detektor 
abgeschirmt. Es geht wirklich nur um eine Photodiode, bei der ich einen 
Schwellwert festlegen möchte, wenn z.B. mehr als 10 % der maximalen 
Laserintensität den Sensor tritt soll er auf ein schalten

Autor: Mike99 (Gast)
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Sven Eckart schrieb:

> 100 mW MGL-532 Laser

Und wie schützt du die Personen in der Nähe dieser Lichtschranke? 100 mW 
zu verwenden ist nahezu kriminell, mit der Leistung kannst du schon 
richtig Schaden anrichten. Und dabei rede ich nicht nur von den Stellen, 
wo er tatsächlich auftrifft, sondern auch von den Reflektionen, die 
völlig unkontrollierbar sind.

Autor: Sven Eckart (Gast)
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Guten Tag wie ich bereits sagte dies findet in einem Labor statt 
außerdem ist dies keine Laserschrank, welche Menschen unterbrechen 
sollen, sondern welche von einer chemischen Reaktion beeinflußt wird.

Autor: Modulator (Gast)
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Also ich empfehle, den Laserstrahl mit einem Signal zu beaufschlagen 
(modulieren). Du kannst z.B. einige khz verwenden.

Am Empfänger ist keinerlei Farbfilter nötig, sondern das Ausgangssignal 
der Diode geht durch einen Bandpass. Einen (aktiven) 
Spitzenwertgleichrichter und möglicherweise einen Verstärker und fertig 
ist das. Da kommt ein leicht auswertbares DC-Signal heraus.

Das ist dann sehr viel unempfindlicher gegenüber Fremdlicht.
Ob man das so tut, weiß ich nicht. ICH würde es aber so tun.

Musst halt schauen, wie schnell du deinen Laser schalten kannst.

Wenn du das so machst, traue ich mich wetten, kommst du auch mit 1mW 
aus. Das macht die Sache sehr viel entspannter, was die Sicherheit 
angeht.

Autor: Geo Man (geoman)
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Hast du schonmal bei der Firma selber angefragt ob die für diesen Laser 
einen Detektor haben? Wenn nicht -was mich wundern würden- können die 
dir ja auch evtl. Tips geben wie du vorgehen sollst bzw. worauf du 
achten musst wenn du selber so einen Detektor entwickeln willst.

Autor: JanK (Gast)
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Ich werfe dann einfach mal einen optischen Bandpassfilter in den Raum, 
der lässt dann fast nur noch das Spektrum des Lasers durch:

https://www.thorlabs.de/thorproduct.cfm?partnumber...

Um dich voir Fremdlich zu schützen könntest du den Aufbau ja dann 
einfach mit Rotlich beleuchten..

Autor: Wolfgang (Gast)
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So ein Filter, was die 532nm selektiv heraus filtert und damit das 
Umgebungslicht kräftig abschwächt, kostet doch nicht die Welt
https://www.edmundoptics.de/optics/optical-filters...

Autor: Werner H. (pic16)
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Ist selbst in der "Apotheke" bezahlbar.
https://www.conrad.de/de/farbsensor-kingbright-kps...

Nur grün verwenden, Transimpedanz Amp und Komparator dahinter.

: Bearbeitet durch User
Autor: Wolfgang (Gast)
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Sven Eckart schrieb:
> Dabei muss es keine qualitative Information über die Trefferstärke
> geben, sondern nur einen Schwellenwert ab dem Treffer/Nichttreffer
> voneinander unterscheiden werden können.

Dafür solltest du angeben, wie hoch der Kontrast zwischen hellem 
Umgebungslicht und Laserspot ist.

Werner H. schrieb:
> Nur grün verwenden, Transimpedanz Amp und Komparator dahinter.

Evtl. kann es sinnvoll sein, über den blauen oder roten Kanals die 
Schwelle der Umgebungshelligkeit anzupassen - kommt auf den Kontrast an.

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