Hallo, für ein aktuelles Projekt benötige ich eine Lichtschranke, die in einem Messbereich von 2m erkennt, ob jemand mit Arm oder Hand in den Bereich dahinter greift. Mein Prototyp hat auf der Sendeseite nach oben hin alle 10cm eine 3mm IR-LED angebracht und auf der Empfangsseite alle 10cm einen 38kHz IR-Empfänger (TSOP38238). Jeder Sensor darf natürlich nur auf die LED direkt gegenüber reagieren. Wenn der Pfad dahin blockiert ist wird ein Alarm ausgelöst. Dazu wird jeder Sensor einzeln ausgelesen und überwacht. Die LEDs senden alle das gleiche 38kHz Signal. Damit ist die Distanz schon mal prinzipiell kein Problem mehr. Momentan ist der Aufbau aber noch ziemlich unzuverlässig, weil bei dieser Entfernung die LEDs schon ordentlich streuen und somit die Sensoren nicht nur genau auf die gegenüberliegende LED reagieren sondern auch auf andere darüber und darunter. Wenn die LEDs so weit gedimmt werden, dass dieser Effekt nicht eintritt, gibt es hier und da Fehlalarme weil irgendein Sensor mal kurz nicht mal das gegenüberliegende Licht wahrnimmt. Von daher ist die Frage ob es da Möglichkeiten zur Verbesserung gibt oder ob doch eine Laser-Lichtschranke her muss. Davon halte ich aber momentan Abstand weil es vorkommen kann, dass jemand direkt hineinschaut und gesundheitliche Risiken ausgeschlossen sein müssen. Gruß Daniel
1. Geht es um deinen und ausschließlich deinen Arm? 2. Was passiert, wenn der Arm evtl doch nicht erkannt wird? Verletzung? Wenn du Frage 1 mit nein und Frage 2 mit Ja beantwortest: Lass die Finger davon! Ansonsten : Bessere Optik oder eben Laser
Schlumpf schrieb: > 1. Geht es um deinen und ausschließlich deinen Arm? > 2. Was passiert, wenn der Arm evtl doch nicht erkannt wird? Verletzung? 1. Nein es ist total egal was oder wie viele Objekte blockieren. Sobald ein Objekt erkannt wird, soll es Alarm geben. 2. Nein das ganze ist nicht sicherheitsrelevant. Es soll nur erkannt werden ob irgendjemand in den Bereich dahinter eingreift. Genauer: Ein Anfass- bzw. Diebstahlschutz.
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Die Empfänger gibts mit verschiedenen Trägerfrequenzen: 30, 33, 36, 38, 40, 56 kHz. Wähle doch drei verschiedene Frequenzen, die weit genug auseinander liegen, z.B. 30, 40, 56 kHz, und verwende sie reihum. Ein 40 kHz Empfänger sollte nicht auf einen 30 kHz Sender reagieren, womit das Problem des Übersprechens gelöst wäre. fchk PS: Datenblatt: https://www.vishay.com/docs/82491/tsop382.pdf
Daniel U. schrieb: > Momentan ist der Aufbau aber noch ziemlich unzuverlässig, weil bei > dieser Entfernung die LEDs schon ordentlich streuen und somit die > Sensoren nicht nur genau auf die gegenüberliegende LED reagieren sondern > auch auf andere darüber und darunter. Wenn die LEDs so weit gedimmt > werden, dass dieser Effekt nicht eintritt, gibt es hier und da > Fehlalarme weil irgendein Sensor mal kurz nicht mal das > gegenüberliegende Licht wahrnimmt. Dimmen ist die falsche Strategie, weil du damit den Signal/Rauschabstand verschlechterst. Verwende LEDs mit engem Öffnungswinkel oder alternativ Laserdioden für 20ct. TSOP38238 ist ein Empfänger für IR-Fernbedienungen und damit für Lichtschrankenanwendung nicht sonderlich geeignet. Bei einer "längeren" Unterbrechnung regelt die AGC hoch so dass Streulich eine freie Lichtschranke vortäuschen kann. Für Lichtschranken guck dir mal die Lichtschrankenempfänger an, z.B. TSSP4038.
Wolfgang schrieb: > TSOP38238 ist ein Empfänger für IR-Fernbedienungen und damit für > Lichtschrankenanwendung nicht sonderlich geeignet. Bei einer "längeren" > Unterbrechnung regelt die AGC hoch so dass Streulich eine freie > Lichtschranke vortäuschen kann. Das kann man ja dadurch umgehen, dass jeder Sender ein eineindeutiges Telegramm sendet, das der Empfänger auswertet - inkl Prüfsumme soll das das durch Rauschen schwer zu triggern sein. Das erhöht auch die Sicherheit gegenüber Manipulationen erheblich. Ein Dieb könnte sonst einfach die Lichtschranken mit einer mitgebrachten IR-Fernbedienung austricksen. Sobald aber nicht nur auf das Vorhandensein des Trägers, sondern auch die Nutzdaten selber geprüft werden, ist es sehr viel schwieriger, das ganze zu umgehen. Noch besser wird es, wenn nicht immer die gleichen Telegramme gesendet werden, sondern z.B. Pseudozufallsfolgen. fchk
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Willst du es wirklich selbstbauen? Auf ebay geistern so viele gebrauchte Industrielichtschranken rum für kleines Geld... Klar, man bekommt es auch selbst hin. Der Erkenntnisgewinn ist aber gering, allenfalls im optischen Bereich.
Frank K. schrieb: > Wähle doch drei verschiedene Frequenzen, die weit genug > auseinander liegen, z.B. 30, 40, 56 kHz, und verwende sie reihum. Die Idee ist sehr gut, das werde ich mal überlegen. Frank K. schrieb: >Das kann man ja dadurch umgehen, dass jeder Sender ein eineindeutiges >Telegramm sendet, das der Empfänger auswertet Daran habe ich auch schon gedacht aber damit die Empfänger das fehlerfrei empfangen ging das Dimmen nicht mehr. Damit waren die LEDs dann stark genug dass der Empfänger trotz Objekt dazwischen über Reflexionen o.Ä. trotzdem noch was empfangen hat. Zum Thema Laser: Wäre das überhaupt reinschau-sicher zu machen?
Man kann ein Zeitmultiplexverfahren (TDMA) verwenden um in bestimmten Zeitabschnitten (Zeitschlitzen) die Daten (Signale) verschiedener Sender auszuwerten.
Hallo, > Daniel U. schrieb: > für ein aktuelles Projekt benötige ich eine Lichtschranke, die in einem > Messbereich von 2m erkennt, ob jemand mit Arm oder Hand in den Bereich > dahinter greift. Mein Prototyp hat auf der Sendeseite nach oben hin alle > 10cm eine 3mm IR-LED angebracht und auf der Empfangsseite alle 10cm > einen 38kHz IR-Empfänger (TSOP38238). Jeder Sensor darf natürlich nur > auf die LED direkt gegenüber reagieren. Nein, das muß nach deiner Aufgebenstellung nicht unbedingt sein. Im Gegenteil, wenn ein Empfänger gegen mehrere Sender empfindlich ist, dann hast du quasi zusätzliche Querpfade, die zu einer höheren Dichte des Lichtvorhanges führen. > Wenn der Pfad dahin blockiert > ist wird ein Alarm ausgelöst. Dazu wird jeder Sensor einzeln ausgelesen > und überwacht. Die LEDs senden alle das gleiche 38kHz Signal. Das kann man auch anders machen. Wenn die LED mit einer phasenverschobenen Impulsen senden würden, hättest du eine zeitlich Zuordnung von Sender zu Empfängern. Es dürfte eben immer nur eine IR-LED im Sichtbereich eines Empfängers seinen Impuls ausgeben. > Damit ist > die Distanz schon mal prinzipiell kein Problem mehr. 2m sind eh Pillepalle. > Von daher ist die Frage ob es da Möglichkeiten zur Verbesserung gibt > oder ob doch eine Laser-Lichtschranke her muss. Laserlichtschranken müssen exakt ausgerichtet sein. Jede geringfügige mechanische Beeinflüssung kann den kollimierten Strahl außer Toleranz bringen. Man kann auch vor jeden Empfänger eine Linse setzen und somit die Empfangsapertur so einstellen, dass nur eine LED gesehen wird. Auch längere Tuben vor Empfänger oder Sender oder Lochblenden in einem gewissen Abstand vor Sender oder Empfänger können benachbarte Pfade leicht abdecken. > Davon halte ich aber > momentan Abstand weil es vorkommen kann, dass jemand direkt hineinschaut > und gesundheitliche Risiken ausgeschlossen sein müssen. Man kann Laser auch weit unter 1mW senden lassen. Aber da wrst du schon das Problem mit der Messtechnik haben. Gruß Uhmel
Das gibts fertig zu kaufen: Lichtvorhang, Lichtgitter. Wenn Du es selbst bauen willst dann unterscheidest Du die Sender am einfachsten dadurch daß zu jedem Zeitpunkt immer nur ein Sender gleichzeitig sendet. Andere Verfahren, zum Beispiel orthogonale Codes für alle Sender so daß alle gleichzeitig senden können sind auch denkbar und wären schneller und/oder störsicherer aber dafür brauchst Du deutlich mehr Rechenleistung und Hirnschmalz auf Empfängerseite um das was bei jedem einzelnen Empfänger reinkommt wieder zu dekodieren um zu sehen welcher Sender bei einem bestimmten Empfänger nicht mehr sichtbar ist. Dann kommst Du auch nicht mehr mit fertigen Empfängern a la TSOP aus sondern mußt selbst was entwerfen. Oder Du kaufst einfach ein fertiges Lichtgitter. Wenns um sicherheitsrelevante Nutzung geht bei der es Personenschäden verhindern soll (Arm reinstecken, Arm ab) verbietet sich das selbstgebastelte ohnehin! So ein zuverlässiges Lichtgitter schüttelt man nicht mal eben so aus dem Ärmel, da stecken Mannjahre an Entwicklung drin, das kannst Du mir glauben, das holst Du nicht mal eben an 2 Tagen auf.
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Frank K. schrieb: > Das kann man ja dadurch umgehen, dass jeder Sender ein eineindeutiges > Telegramm sendet, das der Empfänger auswertet - inkl Prüfsumme soll das > das durch Rauschen schwer zu triggern sein. Nein, wenn der Empfänger seine Diode sowohl über den direkten Weg, als auch über Umwege sieht (weil die AGC nachregelt), bringen einen irgendwelche Codes und Prüfsummen nicht weiter.
U. M. schrieb: >> Von daher ist die Frage ob es da Möglichkeiten zur Verbesserung gibt >> oder ob doch eine Laser-Lichtschranke her muss. > Laserlichtschranken müssen exakt ausgerichtet sein. Jede geringfügige > mechanische Beeinflüssung kann den kollimierten Strahl außer Toleranz > bringen. Auch Laser kann man dekollimieren, um die Justierung unkritischer zu machen. Zusammen mit einem Retroreflektor kommt das Licht sogar wieder in der selben Richtung zurück, so dass man die Elektronik nur auf einer Seite hat.
Hallo, > Wolfgang schrieb: > Auch Laser kann man dekollimieren, um die Justierung unkritischer zu > machen. Ja, kann man. Aber Laser ist aus verschiedenen Gründen umständlicher und empfindliche als einfache LED. > Zusammen mit einem Retroreflektor kommt das Licht sogar wieder > in der selben Richtung zurück, so dass man die Elektronik nur auf einer > Seite hat. Das ist auch noch eine gute Möglichkeit. Mit einer hochwertigen Reflektorfolie kann man den Reflex auch im Winkel gut einschränken. Da kommt von benachbarten LED dann auch nix mehr an. Gruß Öletronika
U. M. schrieb: > Da kommt von benachbarten LED dann auch nix mehr an. Du kennst du Umgebung nicht. Solange die LED Gegenständer in der Umgebung mit beleuchtet und diese im Sichtbereich des Sensors liegen, kann das bei aufgerissener AGC trotz perfektem Reflektor zu einem gültigen Signal führen. (z.B. Person in heller Kleidung, die vor der LS steht) Da hilft nur Geometrie, z.B. enger Lichtstrahl oder Blenden/Linsen vor den Detektoren.
U. M. schrieb: > Aber Laser ist aus verschiedenen Gründen umständlicher und > empfindliche als einfache LED. Dann zähle die doch mal auf. https://www.ebay.de/itm/381375065752
TSOP und Konsorten sind ungeeignet weil die eigenwillig und unkontrolliert ihre Verstärkung nachregeln und man so nur schwer eine definierte Schaltschwelle festlegen kann. Bestenfalls kann man auf Senderseite die Leistung soweit reduzieren bis sie es gerade noch sehen können, dann hat man aber den schlechtestmöglichen Störabstand. Die nächste Schwierigkeit kommt dann wenn man feststellt daß zumindest einige Typen dieser integrierten Empfänger auch bei statischem Umgebungslicht ihre Verstärkung ändern! Dann geht morgens die Sonne auf, scheint durchs Fernster und die Lichtschranke löst aus. Ich würd mir also gleich mal noch einen von diesen alten 400W Halogen Baustrahlern sichern (Planck-Spektrum) um etwas Sonne simulieren zu können.
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Bernd K. schrieb: > TSOP und Konsorten sind ungeeignet weil die eigenwillig und > unkontrolliert ihre Verstärkung nachregeln Jain. Es gibt aber Tyen, die explizit für Lichtschranken gebaut sind. Beitrag "Re: Sichere Lichtschranke über 2m" > Die nächste Schwierigkeit kommt dann wenn man feststellt daß zumindest > einige Typen dieser integrierten Empfänger auch bei statischem > Umgebungslicht ihre Verstärkung ändern! Das sollte nicht sein.
Daniel U. schrieb: > Von daher ist die Frage ob es da Möglichkeiten zur Verbesserung gibt Sicher. Einfach die Sendedioden in ein passendes Röhrchen stecken. Damit hat man eine einfache Blende und verringert den Abstrahlwinkel. Der ist dann deutlich kleiner als der der einfachen LED aber immer noch größer als der eines Lasers. Damit wird die Ausrichtung der Sender auf die Empfänger deutlich vereinfacht. Röhrcheninnendurchmesser = LED-Durchmesser. Die Länge kann man einfach geometrisch abschätzen, indem man die LED als Punktstrahler betrachtet. Wenn man z.B. bei 2000mm Entfernung einen Leuchtfleck von 50mm Durchmesser haben will, macht das 5mm bei 200mm Entfernung. > oder ob doch eine Laser-Lichtschranke her muss. Davon halte ich aber > momentan Abstand weil es vorkommen kann, dass jemand direkt hineinschaut > und gesundheitliche Risiken ausgeschlossen sein müssen. Bei unter 1mW passiert da nix. Aber die Ausrichtung deiner Anlage wird schwieriger. Alternativ schaltet man immer je zwei benachbarte LEDs mit deutlich unterschiedlicher Frequenz, z.B. 36 kHz und 42 kHz. Mit den passenden Empfängern reagieren die dann auch nicht auf ihre Nachbarn. Dritte Möglichkeit. Scannerbetrieb. D.h. man aktiviert immer nur einen Sender und mißt den direkten Empfänger. Was die anderen dann empfangen ist egal. Dabei müssen die Empfänger aber relativ schnell einschwingen, sonst wird die ganze Sache zu langsam. Als Hybridlösung kann man den Scannvorgang auch parallelisieren, d.h. man aktiviert z.B. jeden 4. Sender und mißt dann die jeweiligen Empfänger. Dadurch wird das Ganze 4x schneller.
Falk B. schrieb: > Jain. Es gibt aber Tyen, die explizit für Lichtschranken gebaut sind. Die Empfänger ohne AGC sind dann aber nicht die TSOPxxx-Empfänger, sondern die aus der TSSPxxxx Serie. http://www.vishay.com/docs/49650/49650.pdf Falk B. schrieb: > Bei unter 1mW passiert da nix. Aber die Ausrichtung deiner Anlage wird > schwieriger. Für das SNR der Lichtschranke kommt es wesentlich auf die Peakleistung der Lichtquelle an, nicht auf die meist angegebene Dauerstrichleistung. Für die Augensicherheit kommt es in den hier relevanten Leistungsbereichen auf die mittlere Leistung an. Das sind zwei ganz verschiedene Paar Schuhe.
Klimatester schrieb: > Falk B. schrieb: >> Bei unter 1mW passiert da nix > > Aber nur bei sichtbarem Laser! Auch bei IR-Lasern! Beitrag "Re: Laserklassen und Pulsbetrieb" Schon mal über die Strahlungsdichte der Sonne nachgedacht?
Wenn der TO auch einen anschlußfertigen "Sicherheits-Lichtvorhang" akzeptiert, wird er möglicherweise beim Chinesen fündig: https://de.aliexpress.com/wholesale?SearchText=Safety+Light+Curtain
Wolfgang schrieb: >> Aber Laser ist aus verschiedenen Gründen umständlicher und >> empfindliche als einfache LED. > > Dann zähle die doch mal auf. Laserdioden (LD) brauchen ein ordentliche Ansteuerelektronik mit Konstantleistungsregelung. LED brauchen nur eine Vorwiderstand Wenn die Schaltung gepulst werden soll, braucht es eine spezielle Steuerschaltung, die auch Pulsfähig ist. Laserdioden sind extrem empfindlich gegen Impulsströme und ESD. LED sind dagegen recht robost Laserdioden benötigen eine Kollimation, bei LED reicht eine Bauform mit integrierter Linse. Laserdioden mit Kollimation unterliegen deutlich schärferen gesetzlichen Bestimmungen, sowas kann man bei normalen Signal-LED komplett vergessen. > Ebay-Artikel Nr. 381375065752 Das ist genau der Müll, denn man für diesen Zweck nicht einsetzen darf. Laserdiode mit 2...5mW liegt klar über Laserklasse 2 und fällt mind. in die 3a, wenn nicht sogar in 3b (weil ja mit Kollimator verkauft). Im kommerziellen Bereich erfordert das schon aufwendige organisatorische Maßnahmen, wie Unterweisungen des Personals, Benennung eines Laserbauftragten, Schutzbrillen, Abgrenzung gegen versehentlichen Zutritt, Schutzvorrichtunen gegen versehentliches Abstrahlen in Prod. und Testabteilungen, Vermeidung von 1-Fehlerfall usw. Da wird von Berufsgenossenschaften ein gewaltiger Häckmäck gemacht. Den Bastler interessiert das freilich nicht. Der öffenliche Verkauf solcher Ware wäre im normalen Handel in der Aufmachung verboten, aber bei dem Ebay-Zeugs mußja nicht mal ne Kennzeichnung drauf sein und gesetzliche Angaben zur Lasersicherheit interessieren den Chinesen schon gar nicht, genausowenig wie Zollbestimmungen. Das dieses Zeugs schaltungsmäßig für Modulation und Impulsbetrieb ausgelegt ist, darf sehr bezweifelt werden. Die Kollimation sieht auch nicht so aus, als dass man diese Bedarfsgerecht einstellen kann. Gruß Öletronika
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U. M. schrieb: >> Ebay-Artikel Nr. 381375065752 > Das ist genau der Müll, denn man für diesen Zweck nicht einsetzen darf. > Laserdiode mit 2...5mW liegt klar über Laserklasse 2 und fällt mind. in > die 3a, wenn nicht sogar in 3b (weil ja mit Kollimator verkauft). Das ist die Dauerstrichleistung
Hallo, > Wolfgang schrieb: > Du kennst du Umgebung nicht. Solange die LED Gegenständer in der > Umgebung mit beleuchtet und diese im Sichtbereich des Sensors liegen, > kann das bei aufgerissener AGC trotz perfektem Reflektor zu einem > gültigen Signal führen. Ja, die Verwendung von AGC wäre bei eine Reflexlichtschranke immer problematisch. Damit könnte man gar keine definierte Triggerschwelle festlegen. > (z.B. Person in heller Kleidung, die vor der LS steht) Da hilft nur > Geometrie, z.B. enger Lichtstrahl oder Blenden/Linsen vor den > Detektoren. Ansonsten erzeugt so eine Reflektorfolie eine vergleichsweise sehr hohe Helligkeit, selbst gegenüber rein weißem Material. Aber wie schon geschrieben, geht das so nur bei einem Konzept, das die Bedingungen beachtet. Gruß Öletronika
Hallo, >>> Ebay-Artikel Nr. 381375065752 >> Das ist genau der Müll, denn man für diesen Zweck nicht einsetzen darf. >> Laserdiode mit 2...5mW liegt klar über Laserklasse 2 und fällt mind. in >> die 3a, wenn nicht sogar in 3b (weil ja mit Kollimator verkauft). > Wolfgang schrieb: > Das ist die Dauerstrichleistung ja und? Lasersicherheit ist weit komplexer als du dir vorstellst. Die mittlere Leistung bei einem Rechtecksignal wäre immer noch deutlich über Laserklasse 2. Außerdem denke ich, sind diese Module eh nur für CW-Betrieb gedacht. Man könnte sie max. mit sehr niedriger Frequnz modulieren, was bei Lasersicheheit wieder wie CW-betrieb bewertet wird. Und wie wird der Fehlerfall abgesichert, wenn die Laser zufällig wegen Versagen der Ansteuerung (z.B. uC hat sich aufgehängt) im Dauerbetrieb weiter leuchten? Gruß Öletronika
U. M. schrieb: > Die mittlere Leistung bei einem Rechtecksignal wäre immer noch deutlich > über Laserklasse 2. Wie hast du das berechnet. Die Leistung sinkt bei Pulsbetrieb linear mit dem Tastverhältnis. > Man könnte sie max. mit sehr niedriger Frequnz modulieren, was bei > Lasersicheheit wieder wie CW-betrieb bewertet wird. Bei Einbeziehung des Lidschlussreflex in die Bewertung wird eine Reaktionszeit von 0,25s herangezogen. Oder anders ausgedrückt: Eine Exposition von 0,25s wird als noch nicht schädigend bewertet. Was ist daran CW?
U. M. schrieb: > Und wie wird der Fehlerfall abgesichert, wenn die Laser zufällig wegen > Versagen der Ansteuerung (z.B. uC hat sich aufgehängt) im Dauerbetrieb > weiter leuchten? Üblicherweise wird soetwas per Hardware abgesichert. Dazu bietet sich ein Monoflop an, dass die Pulslänge definiert und vom µC angestoßen werden muss. Sobald der µC hängt, passiert gar nichts mehr, weil die Triggerpulse ausbleiben - Ruhe ist.
Hallo, > Wolfgang schrieb: > U. M. schrieb: >> Die mittlere Leistung bei einem Rechtecksignal wäre immer noch deutlich >> über Laserklasse 2. > Wie hast du das berechnet. Die Leistung sinkt bei Pulsbetrieb linear mit > dem Tastverhältnis. Pulsbestrieb mit geringer Einschaltzeit war nicht gemeint. Das würden diese billigen Module wohl eh nicht können. Ein einfach generiertes Rechtecksignal mit Tastverhaltnis 1:1 hat immer noch 50% der CW-Leistung. > Oder anders ausgedrückt: Eine Exposition von 0,25s wird als noch nicht > schädigend bewertet. Was ist daran CW? Ein Signal mit einer Einschaltzeit von 0,24 ist nicht CW. In der Bewertung gibt es zu CW-Betrieb keinen Unterschied mehr, oder? Gruß Öletronika
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in der Industrie wird Multiplexing mit normalen IR Empfängern benutzt.. auf die 5mm LED Empfänger/Sender schiebt man ein Stück Strohhalm zur Abschirmung untereinander.. brauch aber bei Multiplexing auch nicht unbedingt.. wenn nur 1 Empfänger abfragt und 1 Sender sendet kann sich auch nichts stören. Zur Sicherheit kann man noch ein Byte oder so übertragen..
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