Hallo zusammen,
ich möchte mit einem Laserempfänger für Rotlaser (Die Dinger welche
einem Anzeigen in welcher Richtung ein nicht mehr sichtbarer Laser
liegt) z.B. Bosch LR6 einen Motor nachführen. Da die Dinger in ihrer
einfachsten Ausführung min. die Richtung und einen in der Höhe variablen
Ton ausgeben, bilde ich mir ein, daraus ein Signal +/-10V zur
Ansteuerung eines Linearantriebs zu generieren.
Dafür suche ich einen Laserempfänger mit möglichst großem Detektionsfeld
(>200mm wäre top). Die Genauigkeit wäre mit 10mm ausreichend.
Hintergrund ist ein Bastelprojekt von mir. Für unseren Sportverein habe
ich vor einiger Zeit einen Nassmarkierwagen gebaut. Jetzt möchte ich:
-die Auftragsdüse mit einem Linearantrieb seitlich befestigen
-Laser an der Eckfahne aufstellen und
-auf den Empfänger auf der gegenüberliegenden Seite zielen
-mit dem Markierwagen losfahren und perfekt gerade Linien ziehen
Da das ganze, wenn es nicht funktioniert, selbst finanziert wird, sollte
das ganze natürlich bezahlbar bleiben. Kennt jemand so einen Laser?
>100m Reichweite>200mm Empfangsfeld
<200€
Peter schrieb:> Kennt jemand so einen Laser?
Was jetzt, Laser oder Laserempfänger ?
Jedes Licht scheint 100m weit, die Frage ist, wie gut man gucken kann,
siehe Teleskope die Sterne sehen.
Bei Tageslicht sieht man eher nichts.
Um Laserlicht von Tageslicht unterscheiden zu können, muss man es
modulieren und dann einen Empfänger nutzen, der nur moduliertes licht
erkennt. Mit Dauerlicht wird das nichts, auch Sonnenlicht enthält Rot.
Um einer Linie zu folgen bzw. auf 0 abzugleichen braucht man nur 2
Empfängerflächen. Trifft das Licht genau mittig auf, liefern beide
dasselbe Signal, liefert einer ein grösseres Signal muss man sich von
ihm weg bewegen. In deinem Fall ist es dafür hilfreich, wenn der
Laserstrahl eine gewisse Breite hat, sagen wir 5cm, und diese Breite
über die ganzen 100m fast gleich bleibt, also braucht der Laser eine
Optik.
Als Empfänger tun es 2 Photodioden die ihrerseits alles Licht aus 10cm
auf sich bündeln, also auch eine Optik davor.
Mit dünnerem Laserstrahl (aber auch mit Optik für die 20cm) geht ein
PSD, Position Sensing Device, aber seit dem Pollin kein biliges mehr
liefert, lohnen teure auch nicht, aber diese Technik hat das Problem,
daß nahe am Laser eine ganz andere Spurtreue erreicht wird als weit weg
davon.
Diese ausgereifte Technik nutzen auch Militärs gerne für ihre
Zwecke. Da sitzt dann ein Drohnenpilot in seinem bequemen Leder-
sessel, beleuchtet ein Ziel von hoch oben mit dem Laser und schickt
anschliessend einen Gruss runter an die bösen Buben – etwa in Form
einer Hellfire-Rakete. ;-)
OT Mein Videotipp zum entspannten Reläxxen: Aussergewöhnlich
brillante, hochaufgelöste, perfekte Drohnenaufnahmen. Kommen richtig
gut auf meinem 24"-Monitor.
https://www.youtube.com/results?search_query=drone+fanatic
Jetzt hat der TO aber noch das Problem, daß er seinen Laserstrahl
entweder in der Höhe aufspreizt (Linienlaser) oder aber einen äusserst
topfebenen Platz braucht, damit sein Wagen den Laserpunkt nicht vertikal
verliert.
Alternativ muss er zweidimensional regeln, den Empfänger zusätzlich in
der Höhe.
Für diesen Zweck gibt es Vierquadranten-Fotodioden. Damit kann man den
Auftreffpunkt eines Lichtstrahls durch das Stromverhältnis senkrecht und
waagrecht bestimmen. Das ist genau das was der TO will, nur besteht das
Problem darin, dass solche Elemente nicht sehr gross sind, die ich kenne
haben weniger als 10 mm Kantenlänge. Das ist nicht nur fast unmöglich
den Laser über einen ganzen Sportplatz hinweg so genau auszurichten,
selbst wenn man das schafft befördert der kleinste Ruckler des Gefährts
den Strahl weit ausserhab des Detektors, und das wars dann mit der
Auslinie.
Man könnte sich aus 4 Solarpanel einen Riesendetektor basteln, aber dann
müsste man eine sehr grosse Senderleistung verwenden damit das auch bei
Tageslicht funktioniert. Ein Markiergerät mit dem man nur in finsterer
Nacht arbeiten kann finde ich nicht so praktisch.
Was gehen könnte: eine Kamera mit Bilderkennung, die die andere Eckfahne
erkennt oder etwas was man dort aufstellt. Z.B. den TO und eine Software
zur Gesichtserkennung...
Georg
georg schrieb:> Für diesen Zweck gibt es Vierquadranten-Fotodioden. Damit kann man den> Auftreffpunkt eines Lichtstrahls durch das Stromverhältnis senkrecht und> waagrecht bestimmen
Leider trifft man da schnell mal auf PDFs von Raytheon und co wo dann
unter "applications" steht:
Munition Guidance
Smart weapons
usw.
Ich bin da mal zufällig hingeraten als ich nach einer Laserdiode zum
Steuern eines Lichtfolgeroboters gesucht habe, ich bin echt erschrocken
wie offen Formeln und Anwendungshinweise zugänglich sind....echt krank
wie solche Bauteile anscheinend normal verfügbar sind.....komische Welt.
Das Geld könnte man auch in nettere Sachen wie zB. Windkraft
investieren.
Hallo, um ein paar Unklarheiten zu beseitigen, ein wenig ausführlicher.
Ich habe vor meinen vorhandenen Linienlaser auf ein Stativ zu stellen
(am Zielpunkt des Markierwagens). Der Markierwagen steht am Startpunkt
(mittig über der Linie). Nun richte ich meinen Laser aus bis am
Empfangsgerät (Markierwagen) der Laser halbwegs mittig erkannt wird. Nun
starte ich das nachführen am Markierwagen und schiebe den Wagen in
Richtung Ziel (Laser auf Stativ) Daher befürchte ich keine Vibration am
Laser. Hoffe das veranschaulicht mein vorhaben ein wenig.
Peter schrieb:> Daher befürchte ich keine Vibration am> Laser. Hoffe das veranschaulicht mein vorhaben ein wenig.
Du denkst da an die falsche Seite. Der Wagen fährt doch nicht auf
Schienen, sonst wäre ja der ganze Aufwand überflüssig. Sobald er durch
den unebenen Rasen ein ganz kleines bisschen nach der Seite kippt trifft
der Laser nicht mehr auf den Sensor - oder hast du Photodioden mit 20 cm
Durchmesser?
Peter schrieb:> schiebe den Wagen in> Richtung Ziel
Und wozu dann der Laser?
Georg
in der Landwirtschaft gibt es Systeme wo Traktoren selbständig
schnurgerade über das Feld fahren. Funktioniert glaub ich über GPS.
Jedenfalls komplett ohne Laser oder sonstige Dinge die man aufstellen
muss.
walta
Walta S. schrieb:> in der Landwirtschaft gibt es Systeme wo Traktoren selbständig> schnurgerade über das Feld fahren. Funktioniert glaub ich über GPS.
"Schnurgerade" mit 10mm Genauigkeit auf GNSS-Basis dürfte mit RTK
funktionieren.
https://en.wikipedia.org/wiki/Real-time_kinematicgeorg schrieb:> Sobald er durch den unebenen Rasen ein ganz kleines bisschen nach> der Seite kippt trifft der Laser nicht mehr auf den Sensor
Schwarzmaler
Man wird den Sensor natürlich möglichst unempfindlich gegen Kippen
montieren, d.h. dicht über dem Boden auf einem Wagen mit großer
Spurweite.
georg schrieb:> Du denkst da an die falsche Seite. Der Wagen fährt doch nicht auf> Schienen, sonst wäre ja der ganze Aufwand überflüssig. Sobald er durch> den unebenen Rasen ein ganz kleines bisschen nach der Seite kippt trifft> der Laser nicht mehr auf den Sensor - oder hast du Photodioden mit 20 cm> Durchmesser?
Da es sich bei mir um einen Linienlaser handelt mache ich mir keine
Sorgen das der Wagen den Laser in der Höhe verliert. Bleibt das Problem
mit dem seitlichen verlieren. Dafür habe ich ja zu Anfang explizit nach
einem Empfangsfeld <200mm gefragt.
Ich befürchte aber fast das es sowas in meinem Preissegment nicht zu
geben scheint. Bleibt also nur noch DIY. Ich werde mich mal durch die
verlinkten Bauteile lesen.
Beitrag "Laserempfänger"
Also im Prinzip das gleiche wie hier, nur möchte ich nicht 3 Digitale
Signale (zu hoch, ok, zu niedrig) sondern +/-10V oder etwas was ich
einem Linearantrieb als Sollwert geben kann.
Am cleversten mache ich das vermutlich mit einem Arduino oder? Ich bin
der Software näher als der Hardware :D.
Hat jemand von euch Empfehlungen für möglichst Empfangsstarke Bauteile?
Ich bin im Bereich Bauelemente und Datenblätter komplett unwissend.
Peter schrieb:> Hat jemand von euch Empfehlungen für möglichst Empfangsstarke Bauteile?
Hauptsächlich musst du dafür sorgen, dass der Laser wesentlich besser
empfangen wird als das Umgebungslicht. Dafür gibt es Blenden, Linsen,
(schmalbandige) Farbfilter und moduliertes Laserlicht mit BP- oder
HP-Filter auf der Empfängerseite.
Peter schrieb:> Da es sich bei mir um einen Linienlaser handelt mache ich mir keine> Sorgen das der Wagen den Laser in der Höhe verliert.
Sobald sich der Wagen um eine Achse neigt, die nicht auf Höhe der zu
ziehende Linie liegt, musst du Höhe und Neigungswinkel messen und als
Korrektur in die Rechnung mit einbeziehen.
Für ein Bastel-Laser-Vibrometer haben wir mal ein PSD verwendet:
https://de.wikipedia.org/wiki/Position_Sensitive_Device
In der Vermessungstechnik arbeitet man doch mit prismatischen
Reflektoren.
Wolfgang schrieb:> Sobald sich der Wagen um eine Achse neigt, die nicht auf Höhe der zu> ziehende Linie liegt, musst du Höhe und Neigungswinkel messen und als> Korrektur in die Rechnung mit einbeziehen.
Das könnte man mit einem Beschleunigungsensor doch kompensieren.
Die Empfänger-Mimik müsste kardanisch aufgebaut sein ("Gimbal").
Damit ließe sich dann auch die Abweichung von der Sollrichtung
bestimmen.
Ich wuerde zwei solarzellen buendig nebeneinander stellen. Entweder
bekommt die eine das Laser Signal, oder die andere, Jede lenkt dann auf
die andere Seite, bis beide Signale gleich gross sind. Nun muesst man
noch schauen wie schnell man die Solarzellen hinbekommt, um den Laser
modulieren zu koennen. Vielleicht ein duzend Hertz oder so. Das sollte
genuegen.
Ein Array kleinerer, rechteckiger Fresnel-Linsen mit Fotodioden im
Brennpunkt. Alternativ würde ich mit einer großen Fresnel Linse und
einem Kamera-Sensor kurz vor dem Brennpunkt (Flächenfüllend)
experimentieren.
Ich würde mich mal bei den Nivelliergeräten umschauen.
Zur Hausrenovierung hatte ich mal einen guten Rotationslaser von Würth.
Für den Ausseneinsatz war auch so ein Beep-Beep-Sensor dabei. Den Sensor
könnte man sicher auch horizontal einsetzen, bei vertikalem Laserstrahl.
Mein Sensor hatte nur ca. 10cm Meßbereich, evtl. gibts das auch größer.
Erprobt bis ca. 15m Entfernung.
Wenn man durch das rote Deckglas durchschaut,waren da etwa 12
Photodioden drin (wahrsheinlich BPW-irgendwas). Für DIY-Lösungen könnte
man das sicher größer bauen.
Aber ob das alles mit 100m funktioniert?
Peter
PS
Habe gerade gesehen, dass es zB von B@osch Geräte von 50-250,- gibt, die
bis zu 250m machen sollen. Haben aber wohl auch keine 20cm Messbereich.
Soll ja billig sein..
Flachbrett Scannereinheit wurde schon genannt , braucht µC
4 +n Photodioden in eine Reihe. Die beiden mittleren regeln auf
Differenz, alle anderen sagen nur schieb nach rechts oder links. Abstand
je nach Linienbreite oder eben Linsen verwenden (Man kann auch den
Linienlaser aufweiten). Das zentrale Pärchen sollte dann aber eine
gemeinsame Linse haben.
Linienlaser mit ein paar kHz modulieren.
Wenn rein analoger Aufbau entweder an jeder PD einen Filter oder je PD
einen Diodenmischer mit zentralem Oszillator auf gleicher Frequenz wie
die Lasermodulation.
Bei der benötigten (un)Genauigkeit könnten aber auch 567 tonedecoder und
der Binärausgang reichen.
Schönes Projekt :) Viel Spaß
