Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik geeignete Lichtschranke für Metallstäbe


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von Perikles (Gast)


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Hi,

ich brauche eine geeignete Lichtschranke für glänzende und lackierte 
Metallspeichen an einem Fahrrad, die ich an einen Arduino anschließen 
kann.

Meine Idee - ich biege mir ein großes U aus Metall und kann so genau 
gegenüber jeweils Löcher einbohren, um eine Sendelampe und einen 
Empfänger auf der anderen Seite dort anzuschließen - also eine große 
Gabellichtschranke.

Jetzt gibt es die unterschiedlichsten Fotodioden mit verschiedenen 
Wellenlängen, manche z.B. von 400-1100nm. Welches Licht wäre denn für 
einen glänzenden Metallgegenstand geeignet? Streut denn so eine LED? 
Wäre eine Optik für eine Sende-LED noch sinnvoll, um das Licht besser zu 
bündeln?

Bei Reichelt hätt ich z.B. diese beiden Artikel gefunden:

Fotodiode:
https://www.reichelt.de/ir-led-940-nm-unterseite-ir-2621cl110-evl-p219687.html?&trstct=pol_1

Empfänger:
https://www.reichelt.de/ir-empfaenger-110-4-5-v-16-vdc-940-nm-is471fe-sha-p217034.html?&trstct=lsbght_sldr::219687

von Diogenes (Gast)


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Perikles schrieb:
> ich brauche eine geeignete Lichtschranke für glänzende und lackierte
> Metallspeichen an einem Fahrrad, die ich an einen Arduino anschließen
> kann.

Häh?

In Lichtschranken für professionelle Anwendungen sind sowohl im
Sende- als auch im Empfangsweg Zirkular-Polarisationsfilter ein-
gefügt. So führen hochreflektierende Oberflächen im Strahlenweg
nicht zu Fehlfunktionen.

von Perikles (Gast)


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Diogenes schrieb:
> In Lichtschranken für professionelle Anwendungen

welche Lichtschranken sind dies denn?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Fotodioden mit verschiedenen Wellenlängen,
> manche z.B. von 400-1100nm. Welches Licht wäre denn für
> einen glänzenden Metallgegenstand geeignet?

Die Wellenlänge spielt keine Rolle. Hauptsache, Sender und Empfänger 
passen zusammen und Fremdlicht der selben Wellenlänge wird ausreichend 
gefiltert (optisch oder elektronisch).

von ArnoR (Gast)


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Perikles schrieb:
> Meine Idee - ich biege mir ein großes U aus Metall und kann so genau
> gegenüber jeweils Löcher einbohren, um eine Sendelampe und einen
> Empfänger auf der anderen Seite dort anzuschließen - also eine große
> Gabellichtschranke.

Bist du sicher, dass du sowas am Fahrrad mitschleppen willst?

Man kann die Speichen (auch die Niro-Speichen) mit einem kräftigen 
Magnet lokal aufmagnetisieren und mit einer kleinen Spule oder einem 
Magnetfeldsensor das Vorbeilaufen der Speichen registrieren.

von rennradler (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Man kann die Speichen (auch die Niro-Speichen) mit einem kräftigen
> Magnet lokal aufmagnetisieren und mit einer kleinen Spule oder einem
> Magnetfeldsensor das Vorbeilaufen der Speichen registrieren.

Alternativ kann man zum nächsten 1-Euro-Shop radeln, den billigsten 
Fahrradcomputer kaufen, Magnet und Reedkontakt von diesem Verwenden, den 
Rest samt Blisterverpackung gleich im Laden entsorgen.

von Dieter F. (Gast)


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Perikles schrieb:
> ich brauche eine geeignete Lichtschranke für glänzende und lackierte
> Metallspeichen an einem Fahrrad, die ich an einen Arduino anschließen
> kann.

Üblich ist ein kleiner Magnet an einer Speiche und ein Reed-Kontakt im 
Empfangs-Teil. Da gibt es auch kein Problem mit Feuchte, Dreck etc.

von ArnoR (Gast)


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rennradler schrieb:
> Alternativ kann man zum nächsten 1-Euro-Shop radeln, den billigsten
> Fahrradcomputer kaufen, Magnet und Reedkontakt von diesem Verwenden, den
> Rest samt Blisterverpackung gleich im Laden entsorgen.

Nein, kann man nicht.

Wenn man eine Lichtschranke nimmt, bekommt man 1 Signal je Speiche, also 
z.B. 36 Signale je Umdrehung, genauso bei aufmagnetisierten Speichen. 
Wenn man einen Speichenmagnet und den Reedkontakt nimmt, bekommt man 1 
Signal je Umdrehung. Das ist schon ein erheblicher Unterschied.

von rennradler (Gast)


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ArnoR schrieb:

> Nein, kann man nicht.

Du vielleicht nicht, ich schon!

> Wenn man einen Speichenmagnet und den Reedkontakt nimmt, bekommt man 1
> Signal je Umdrehung. Das ist schon ein erheblicher Unterschied.

Wer braucht das? Soll doch wohl kein ABS-System fürs Fahrrad werden?

Normalerweise besitzt ein fahrendes Rad eine gewisse Massenträgheit, 
welche zu schnellen Drehzahländerungen vorbeugt. Ein Impuls/Umdrehung 
genügt.

von ArnoR (Gast)


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rennradler schrieb:
> Du vielleicht nicht, ich schon!

Um dich geht es hier gar nicht, sondern um den TO. Und wenn der eine 
Lichtschranke verwenden will, dann sind es so viele Pulse wie Speichen. 
DAS ist die Vorgabe.

von Bastler (Gast)


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Der 1€ Laden hat sicher nix dagegen wenn man pro Speiche einen 
Billigtacho kauft - dann können die früher Feierabend machen weil das 
Umsatzziel erreicht wurde!

von Der Andere (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Um dich geht es hier gar nicht, sondern um den TO. Und wenn der eine
> Lichtschranke verwenden will, dann sind es so viele Pulse wie Speichen.
> DAS ist die Vorgabe.

Bevor ihr euch um ungelegte Eier streitet solltet ihr vieleicht den TO 
fragen was er eigentlich haben will.
Bei glänzenden Speichen könnte er auch eine Reflexlichtschranke 
versuchen.

Und ein empfindlicher induktiver Sensor mit Schaltausgang würde auch 
gehen.

von rennradler (Gast)


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Bastler schrieb:
> Der 1€ Laden hat sicher nix dagegen wenn man pro Speiche einen
> Billigtacho kauft - dann können die früher Feierabend machen weil das
> Umsatzziel erreicht wurde!

Magnete gibts dort auch einzeln im zehnerpack, zwecks Zettel an 
Kühlschrank zu heften oder so.

von Perikles (Gast)


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rennradler schrieb:
> Wer braucht das? Soll doch wohl kein ABS-System fürs Fahrrad werden?

Ich kann den Rundlauf eines Rades an meinem Zentrierständer mit 
Messuhren digital erfassen. Im nächsten Schritt kam mir die Idee, wie 
man die Werte gut darstellen kann. Ein Kreisdiagramm wäre eine gute 
Darstellung. Es muss nur der Wert zu einer Stützstelle passen. Daher 
könnte ich die Speiche als Stützstelle nehmen, wo ein Messpunkt 
aufgenommen wird. Wenn die Software nun vorher weiss, wie viele Speichen 
in Summe vorhanden sind, könnte man daraus ein Diagramm erstellen, was 
dann die Rundlaufgenauigkeit darstellt.

von Perikles (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Und ein empfindlicher induktiver Sensor mit Schaltausgang würde auch
> gehen.

Daran hab ich auch schon gedacht, aber dann brauch ich eine Vorrichtung, 
um den Sensor nah genug an die Speichen dranzubekommen, weil mit 50mm 
Abstand funktioniert der sicherlich nicht mehr. Die beiden Halterungen 
meines Ständers sind mehr als 120mm auseinander und da wäre die 
Lichtschranke vielleicht einfacher zu realisieren als ein induktiver 
Sensor.

von Perikles (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Bei glänzenden Speichen könnte er auch eine Reflexlichtschranke
> versuchen.

Es gibt ja auch lackierte Speichen, da würde das dann mit der Reflexion 
vielleicht nicht mehr klappen.

von oszi40 (Gast)


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Lichtschranke und Dreck vertragen sich schlecht. Besser x 
Neodym-Magnete?
https://www.supermagnete.de/

von Dieter F. (Gast)


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Perikles schrieb:
> Ich kann den Rundlauf eines Rades an meinem Zentrierständer mit
> Messuhren digital erfassen. Im nächsten Schritt kam mir die Idee, wie
> man die Werte gut darstellen kann. Ein Kreisdiagramm wäre eine gute
> Darstellung. Es muss nur der Wert zu einer Stützstelle passen. Daher
> könnte ich die Speiche als Stützstelle nehmen, wo ein Messpunkt
> aufgenommen wird. Wenn die Software nun vorher weiss, wie viele Speichen
> in Summe vorhanden sind, könnte man daraus ein Diagramm erstellen, was
> dann die Rundlaufgenauigkeit darstellt.

Schön, dass Du jetzt schon damit kommst.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Perikles schrieb:
> ich biege mir ein großes U aus Metall

Das U hast du doch schon automatisch mit der Vorderradgabel. An den 
Bohrungen für das Schutzblech kann auch ein Induktivsensor in Nabennähe 
angeschraubt werden.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Perikles schrieb:
> Ich kann den Rundlauf eines Rades ...

Ach soo, das lese ich jetzt erst. Dann ist meine Idee mit dem 
Induktivsensor in Nabennähe nicht so gut.   :/

von Günter Lenz (Gast)


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Perikles schrieb:
>ich brauche eine geeignete Lichtschranke für glänzende und lackierte
>Metallspeichen an einem Fahrrad,

Einer Lichtschranke ist es egal ob die Speichen glänzen
oder nicht, alle sind lichtundurchlässig.

von georg (Gast)


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Perikles schrieb:
> Daher
> könnte ich die Speiche als Stützstelle nehmen, wo ein Messpunkt
> aufgenommen wird

Ein Sensor macht nur Sinn, wenn die Messung an der Position automatisch 
ausgelöst wird. Wenn du zum Messen sowieso eine Taste drücken musst 
brauchst du auch keinen Sensor, ausser deinen eigenen Augen.

Fahrradspeichen sind recht dünn, da wird das Umgebungslicht zum Problem.

Georg

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
ein typischer Fall von: "Ich gebe mal ein ganz klein wenig Infos und 
schau dann in wie viele falsche Richtungen die Antwortgeber laufen."

> Meine Idee - ich biege mir ein großes U aus Metall und kann so genau
> gegenüber jeweils Löcher einbohren, um eine Sendelampe und einen
> Empfänger auf der anderen Seite dort anzuschließen - also eine große
> Gabellichtschranke.
Soweit recht einfach. Das kann allemal funktionieren.

> Jetzt gibt es die unterschiedlichsten Fotodioden mit verschiedenen
> Wellenlängen, manche z.B. von 400-1100nm. Welches Licht wäre denn für
> einen glänzenden Metallgegenstand geeignet? Streut denn so eine LED?
> Wäre eine Optik für eine Sende-LED noch sinnvoll, um das Licht besser zu
> bündeln?
Das sind merkwürdige Betrachtungen. Diese Hypothesen entbehren einer 
Grundlage.
Gabellichtschranken basieren grundsätzlich auf dem Abschattungseffekt, 
Reflektionen und Streulicht sind da eher nebensächlich.
Die Wellenlänge ist auch egal. Es sollte nur so sein, dass der Empfänger 
die Wellenlänge des Senders halbweg gut empfangen kann.
Traditionell nimmt man für so was Infrarot.
Viel praktischer wäre aber sichtbares Licht, weil man da rein visuell 
selber gut sehen und kontrollieren kann, was praktisch passiert.

> Perikles schrieb:
> Ich kann den Rundlauf eines Rades an meinem Zentrierständer mit
> Messuhren digital erfassen. Im nächsten Schritt kam mir die Idee, wie
> man die Werte gut darstellen kann. Ein Kreisdiagramm wäre eine gute
> Darstellung. Es muss nur der Wert zu einer Stützstelle passen. Daher
> könnte ich die Speiche als Stützstelle nehmen, wo ein Messpunkt
> aufgenommen wird. Wenn die Software nun vorher weiss, wie viele Speichen
> in Summe vorhanden sind, könnte man daraus ein Diagramm erstellen, was
> dann die Rundlaufgenauigkeit darstellt.
Also soll der Gabelkoppler mit Speichen als Medium zur Abschattung 
funktionieren.
Dann sollte es so ein, dass der Sender im Abstrahldurchmesser 
hinreichend klein ist, damit das Licht durch die Speiche den Empfänger 
zu 100% abschatten kann. Also kommt eine Blende davor, die ca. 1mm 
Durchmesser haben kann. Dann ist es rel. egal, wie die konkrete 
Anordnung ist.

> meines Ständers sind mehr als 120mm auseinander
Schön dass du solche Details schon nach der 15. Mail bringst.
Wie geschrieben, ist es techn. eher trivial, einen Sender als Quasi 
Punktlichtquelle (Durchmesser < Speichendicke) zu realisieren.

Einfache LED-Chips sind eh nicht größer.
Der Empfänger kann das Licht in 10...20cm Abstand leicht detektieren.
Falls Umgebungsleicht stört, sollte der Empfänger mit einem schwarzen 
Röhrchen abgedeckt werden, so daß nur Licht aus Richtung Sender 
einstrahlen kann.
Als Sender kann ich dir eine einfache LED mit 3mm Durchmesser empfehlen.
Diese sollte eine hohen mcd-Wert haben.
https://www.reichelt.de/led-3-mm-bedrahtet-gruen-15000-mcd-25-rnd-135-00009-p224084.html?

Gut geeigent sind tiefrot (ca. 650nm)  bis hell-rot ca. 625nm.
Sehr hell sind auch LED im Bereich 530nm (blau-grün) und auch blau.
Obwohl Silizium-Fotoempfänger im Blaubereich nicht so sehr empfindlich 
sind, wird das durch die extrem hohe Effizienz von blauen LED gut 
kompensiert. Sehr helle weiße LED gehen natürlich auch.
Zum Vergleich beachte den Nennstrom. Die Leuchthelligkeit solcher LED 
wird meist bei 20mA angegeben.
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
von Starlord (Gast)


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