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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Möglichst simple IR-Lichtschranke


Autor: Daniel F. (c4vl3r)
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Hallo zusammen,
hat vielleicht jemand einen Tip wie ich eine IR-Lichtschranke möglichst
simpel aufbaue?
Ich hab schon gesucht und bin nur auf codierte oder gepulste Systeme
gestossen. Für meinen Zweck braucht es das nicht, sie befindet sich
abgeschottet im Gehäuse und zwischen Fototransistor und IR-Diode liegen
nur etwa 100 mm.
Sie sollte natürlich einen sauberen Schaltzustand High oder Low liefern
damit ich sie einfach an einen normalen Port des Mega32 anschliessen
kann. Ich denke ich habe hier mal eine Schaltung gesehen die ausser dem
Fototransistor aus einem 7400er, LM324 und ein paar Widerständen
bestand.
Könnte das funktionieren? Fototransistor an LM324 und das Signal mit
dem 7400 verstärken...

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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Hallo Daniel,

>hat vielleicht jemand einen Tip wie ich eine IR-Lichtschranke
>möglichst simpel aufbaue?

Einfachste Beschaltung:

IR-Sendediode:
von +5V über Widerstand (ca.470 Ohm) an Anode und
Katode auf GND

IR-Fototransistor:
von +5V über Widerstand (1...100k) an Kollektor und Eingang µC
Emitter auf GND


Bernhard

Autor: Philipp Burch (not logged in) (Gast)
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Den Widerstand an der Sendediode für diesen Abstand besser nicht zu
gross wählen, eher an die obere Grenze für die Diode gehen. Ich hab'
hier so kleine Dinger aus Gabellichtschranken, die ziehen 60mA bei
1.25V (Macht 68R an 5V) und reichen knapp 20mm.

Autor: Daniel F. (c4vl3r)
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Ok, werd ich mal testen, vielen Dank!

Autor: Daniel F. (c4vl3r)
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Hi nochmal...
hab in der Zwischenzeit noch an anderen Sachen experimentiert.

Hab heute mal wie von Bernhard beschrieben ganz simpel nen
Fototransistor (SFH309) mit Widerstand 1k an den Mega32 angeschlossen.
Kann es sein dass die Schaltung so extrem unempfindlich ist? Nachdem es
mit meiner IR-Diode nicht funktioniert hat hab ich diverse andere
Lichtquellen getestet und bei einer Schlüssellicht mit superheller LED
z.b. schaltet der MC z.B. auch erst ab ein paar mm Abstand. Eigentlich
tritt dieses Phänomen ja auf wenn man den Transistor falsch anschließt
(Polarität ja genau anders herum wie bei LED's) aber bei mir stimmt
alles.
Woran kann das liegen? Anderen Widerstand verwenden oder vielleicht
Schmitt-Trigger?

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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@Daniel

>Fototransistor (SFH309) mit Widerstand 1k an den Mega32
>angeschlossen.

Probier mal einen Widerstand 10k... 100k, denn die Fototransistoren
liefern meistens nur einen sehr geringen Strom.

Ein Fototransistor benötigt auch Licht mit der entsprechenden
Wellenlänge. (meistens IR). Eine normale LED funktioniert sehr
schlecht. Gern Verwende ich zum Testen ein Glüh-Birne (Lampe)

Bernhard

Autor: Daniel F. (c4vl3r)
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Danke für flotte Antwort!
Das wusste ich nicht dass die Fototransistoren nur auf eine bestimmte
Wellenlänge ansprechen.
Werd das ganze mal mit nem anderen Widerstand testen und meld mich dann
obs geklappt hat...

Autor: Thomas O. (Gast)
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Wenn du etwas unempfindlicher gegen Fremdlicht sein willst, kannst du
die Sendediode und Empfangsdiode jeweils in ein Röhrchen stecken und
diese aufeinander ausrichten, dann kann also das Licht das aus nem
anderen Winkel kommt nicht auf die Empfangsdiode treffen.

Wenn es später aber mal etwas mehr Entfernugn sein darf, wirst du um
einen gepulste Sendediode nicht drumrum kommen, da man im Pulsbetrieb
mehrere Ampere durch die Diode jagen kann und im Dauerbetrieb nur
wenige mA was die Reichweite drastisch einschränkt.

Hast du ein Oszi zur Verfügung?

Autor: Daniel F. (c4vl3r)
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Ne, leider kein Oszi...
Hab mich noch ein wenig informiert und gemerkt dass ein gepulster
Betrieb ja auch stromsparender ist.
Es gibt ja Empfangsdioden die speziell auf eine Frequenz reagieren wenn
ich mich nicht täusche...
Kann ich eine gepulste oder sogar codierte Lichtschranke nicht evtl.
auch mit nem NE555 aufbauen?Also auf Sende wie Empfangsseite?Gibts da
ein Problem die zu synchronisieren?

Schön langsam schwenke ich wohl doch von der simplen Methode ab ;) , da
sie wohl nur in wenigen Fällen zu gebrauchen ist, trotzdem danke für die
Tips @ Bernhard

Autor: Thomas O. (Gast)
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brauchst eigentlich nur die Sendeseite zu Pulsen auf der Empfangsseite
musst du halt drauf achten das das Signal über mehrere Takte ausbleibt
und dann erst drauf reagieren. ne codierung ist nicht notwendig

Autor: Joerg Miehle (Firma: TU Wien) (pinning)
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Das Pulsen auf der Sendeseite verringert auch den Fremdlichteinfluss.
Natürlich muss das Signal empfängerseitig gefiltert werden.

Autor: Rahul (Gast)
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>brauchst eigentlich nur die Sendeseite zu Pulsen auf der >Empfangsseite
musst du halt drauf achten das das Signal über mehrere >Takte ausbleibt
und dann erst drauf reagieren. ne codierung ist >nicht notwendig

Das kann man ziemlich einfach mit einem retriggerbaren Monoflop
anstellen (NE555 lässt grüssen!).

Autor: Joerg Miehle (Firma: TU Wien) (pinning)
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Es kommt darauf an, ob das was den Strahl unterbricht lichtdurchlässig
oder lichtdurchlässig ist. Ist es lichtdurchlässig, hast Du natürlich
ein Restsignal (das Signal wird also nicht vollständig unterbrochen).

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Moduliertes Licht wäre störsicherer, ich würde einen NE567 Tondecoder
benutzen, der braucht fast keine Beschaltung und hat einen
open-collector-Schaltausgang. Modulation z.B. mit dem guten alten
555-Timer

Autor: Joerg Miehle (Firma: TU Wien) (pinning)
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Es muss natürlich einmal lichtundurchlässig und einmal lichtdurchlässig
heissen.
Bei Lichtdurchlässigkeit wird der Lichtstrahl auch bedämpft und
"marschiert" nicht 1:1 durch (hängt vom Material ab , z.b. PMMA,PC
etc).
Eine störumempfindliche Lichtschranke ist immer gepulst (meistens
10-20kHz). Das Signal wird auf der Empfängerseite gefiltert (Hochpass)
und dann weiter bewertet (A/D Wandlung mit festgelegten
Schwellwerten).
Ist dein Gehäuse gut gegen Fremdlichteinflüsse gesichert, dann kannst
Du auch auf das Pulsen verzichten. Die Sendeleistung kann auch moderat
sein (bei nur 100mm Abstand zw. Sender und Empfänger). Bei den Profis
findet man hier spannungsgesteuerte Stromquellen um die Sendeleistungen
variabel zu gestalten. Ist aber bei Dir auch nicht notwendig.

Gruss : Einer der seit 15 Jahren Lichtsensoren und Lichtschranken
entwickelt.

Autor: Daniel F. (c4vl3r)
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nochmal thx für die tips!
die einfachste methode wie die von bernhard beschrieben funzt mit nem
20k Widerstand optimal für meine zwecke....

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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@Daniel

>die einfachste methode wie die von bernhard beschrieben funzt mit nem
>20k Widerstand optimal für meine zwecke....

Welche Entfernung kannst Du mit dieser Anordnung überbrücken?

Autor: Daniel F. (c4vl3r)
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hab ich bis jetzt nicht getestet. hab die anordnung nur auf nem
steckbrett getestet und für meine erforderlichen 100 mm reicht es aus.
wenn du möchtest kann ich ja mal die maximale reichweite austesten.
muss sagen die schaltung ist auch realativ störfrei gegenüber
fremdlicht wie tageslicht, feuerzeug....
hätte nicht gedacht dass es auch so einfach geht ;-)

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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ja, teste mal, würde mich interessieren ;)

Autor: F.H. (Gast)
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Autor: Sascha Smolny (bismosa)
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Hallo!

Da muss ich ja glatt mal diesen alten Beitrag nochmal herauskramen.

Ich möchte mir auch eine einfache Lichtschranke bauen. Ohne Modulation. 
Tageslicht wird an der Lichtschranke nie vorhanden sein.

Bisher habe ich herausfinden könnne, dass die LD274 mit 950nm sehr gerne 
als Sendediode benutzt wird.

Nur welcher Fototransistor ist geeignet? Mein vorhaben ist es wie von 
Bernhard S.
von +5V über Widerstand (1...100k) an Kollektor und Eingang µC
Emitter auf GND

die Schaltung aufzubauen. Schön Simpel und bestimmt auch völlig 
ausreichend für meinen Anwendungsfall (ich habe nur 3-4cm zu 
überbrücken)

Welche IR-Dioden und Fototransistoren kombination ist da zu empfehlen? 
Worauf muss ich achten?

Vielen Dank!

Gruß

Bismosa

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