Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lichtschranke zur Überwachung einer Einfahrt


von Ludwig M. (ludwigm)


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Ich möchte eine Einfahrt mit einer Lichtschranke (oder Bewegungs melder) 
Überwachung. Ein Mikrocontroller soll eine Durchfahrt registrieren. Die 
Breite beträgt cirka 4m. Besonders nachts muss es zuverlässig sein. Was 
bietet sich da an Hardware an? Als Controller sollte wenn es keine 
bessere Alternative gibt ein Arduino zum Einsatz kommen.

von Jörg R. (solar77)


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Ludwig M. schrieb:
> Was
> bietet sich da an Hardware an?

Eine Lichtschranke, steht doch schon im Titel?

von hinz (Gast)


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Nimm eine IR-Reflexlichtschranke aus der Automatisierungstechnik in 
Schutzart IP67.


Beispiel:
https://www.betasensorik.biz/epages/62725610.sf/de_DE/?ObjectPath=/Shops/62725610/Products/OR50069

von Günni (Gast)


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Für die Entfernung von 4 m reicht ein Infrarot-Lichtschranke. Höchste 
Sicherheit wird erreicht, wenn der Sender auf der einen und der 
Empfänger auf der anderen Seite der Einfahrt angebracht wird. Eine 
Reflexlichtschranke mit Spiegel kann Objekte mit reflektierenden 
Oberflächen übersehen. Wird die Lichtschranke mit Impulsen angesteuert 
und das Empfangssignal auf die Sendefrequenz hin überwacht, sind 
Störungen durch Fremdlicht geringer. Solche Schaltungen lassen sich z.B. 
mit dem Baustein NE564 gut realisieren, da dieser Frequenzgeber und PLL 
zum Vergleich auf einem Chip enthält.

von Fabian (Gast)


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Hab ich so bei mir. Gibt ca. 2-3 mal eine Fehlauslösung pro Nacht, wenn 
ein Vogel oder eine Katze dadurch rennt.

von Fabian (Gast)


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(Meine Auffahrt ist 10m breit)

von Harald W. (wilhelms)


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Fabian schrieb:

> (Meine Auffahrt ist 10m breit)

Das ist für eine passende Industrielichtschranke kein Problem.
Höchstens bei "Nebel mit einer Sichtweite von unter 10m".

von Ludwig M. (ludwigm)


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Fabian schrieb:
> Hab ich so bei mir. Gibt ca. 2-3 mal eine Fehlauslösung pro Nacht,
> wenn ein Vogel oder eine Katze dadurch rennt.

Welche Lichtschranke und welchen Controller nutzt du?

von MeierKurt (Gast)


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Ludwig M. schrieb:
> Fabian schrieb:
>> Hab ich so bei mir. Gibt ca. 2-3 mal eine Fehlauslösung pro Nacht,
>> wenn ein Vogel oder eine Katze dadurch rennt.
>
> Welche Lichtschranke und welchen Controller nutzt du?

Wie man leicht erkennt, sollte man die Lichtschranke wenigstens nicht zu 
nahe am Boden (ich gehe mal von herkömmlichen Hauskatzen aus) haben und 
eine Mindestauslösezeit definieren (können). Vielleicht kann man auch 
mehrere LS nebeneinander zur Richtungserkennung vorsehen.
Das schafft ein Arduino locker.
Am Rande: Neben Lichtschranken und Bewegungsmeldern gibts auch noch 
Radar- und Ultraschallsensoren.

von Wolfgang (Gast)


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Fabian schrieb:
> Hab ich so bei mir. Gibt ca. 2-3 mal eine Fehlauslösung pro Nacht, wenn
> ein Vogel oder eine Katze dadurch rennt.

Deshalb ist es besser, mehrere Detektoren zu verwenden, die so gewählt 
sind, dass nur bei den gewünschten Objekte eine Koinzidenz der 
Ereignisse auftritt. Zwei LS in ausreichend vertikalem Abstand wären 
z.B. eine Möglichkeit, um die Wahrscheinlichkeit für Fehlauslösung durch 
Kleinobjekte drastisch zu reduzieren.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Man sollte die Lichtschranke derartig ausgestalten, daß beim Durchtritt 
der bremer Stadtmusikanten oder sonst einem Tier oder einem Radfahrer 
nicht gleich eine Zählung ausgelöst wird. Eventuell kann man dies von 
der Fahrzeuglänge abhängig machen. Es könnten als Nebeneffekt 
Navigationssystem-Diebe ungezählt entkommen.


MfG

von Wolfgang (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Eventuell kann man dies von der Fahrzeuglänge abhängig machen.

Eine einzelne Lichtschranke tut sich dabei etwas schwer, solange man die 
Geschwindigkeit nicht kennt.

von Gerald K. (geku)


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Fabian schrieb:
> Hab ich so bei mir. Gibt ca. 2-3 mal eine Fehlauslösung pro Nacht, wenn
> ein Vogel oder eine Katze dadurch rennt.

Ultraschallsensor hält die Katzen fern. Auch bei Nebel gibt es weniger 
Probleme.

von Wizecanceler (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Man sollte die Lichtschranke derartig ausgestalten, daß beim Durchtritt
> der bremer Stadtmusikanten
> nicht gleich eine Zählung ausgelöst wird
+4

von Einhart P. (einhart)


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In der Einfahrt verwende ich 2 Datalogic S100 Reflexschranken. 
Auswertung mittels Arduino Nano. Zwischen den Lichtschranken ist 
horizontal ca. 20cm Abstand. Insekten und kleinere Vögel werden nicht 
registriert.

Ein weiterer Vorteil bei 2 Schranken: man kann die Bewegungsrichtung 
erkennen. In 80 cm Höhe angebracht machen Katzen auch kein Problem. Die 
einzigen Tiere die mich ärgern sind Ringeltauben im Tiefflug. Die lösen 
von Zeit zu Zeit den Gong aus.

Die Reflektoren sollten mit einer Abdeckung oberhalb versehen werden. 
Als Regenschutz und "Kälteschutz" damit die Reflektoren ihre Wärme nicht 
in den Himmel abstrahlen können (Kondensation).

: Bearbeitet durch User
von Ludwig M. (ludwigm)


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Einhart P. schrieb:
> Datalogic S100 Reflexschranken.
> Auswertung mittels Arduino Nano.

Wie werden die Lichtschranken an den Arduino angeschlossen?

von Einhart P. (einhart)


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Man nimmt die Version mit NPN Ausgang. Dieser kann direkt an einen 
digitalen Eingang angeschlossen werden. Pull-up Widerstand ist ratsam. 
Bei größerer Kabellänge evtl. noch eine Eingangsschutzbeschaltung.

von Ludwig M. (ludwigm)


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Okay. Ab wann gilt das Kabel als "länger" und eine 
Eingangsschutzbeschaltung wäre nötig?
Was für einen Gong nutzt du? Ich wollte eigentlich über ein GSM Shield 
einen Anruf tätigen

von Einhart P. (einhart)


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Ludwig M. schrieb:
> Okay. Ab wann gilt das Kabel als "länger" und eine
> Eingangsschutzbeschaltung wäre nötig?
Das kann man so einfach nicht sagen - hängt von der Umgebung ab. Wenn du 
sowieso ein Layout machst kannst du besser Platz für einen Widerstand in 
Reihe und ein Bauteil gegen Masse (C, Zenerdiode) vorsehen.

Bezüglich des Gongs: der hängt nicht am Nano für die Lichtschranken. Die 
Meldungen über Kommen und Gehen an der Einfahrt gehen per Funk an den 
Haustechnikrechner. Dieser hat eine Tonausgabe für verschiedenste 
Signale und Ansagen per MP3-Soundmodul.

von Harald W. (wilhelms)


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Ludwig M. schrieb:
> Einhart P. schrieb:
>> Datalogic S100 Reflexschranken.
>> Auswertung mittels Arduino Nano.
>
> Wie werden die Lichtschranken an den Arduino angeschlossen?

Mit einem Lötkolben?

von Ludwig M. (ludwigm)


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Wie wäre es mit dieser hier 
https://www.conrad.de/de/p/datalogic-reflexions-lichtschranke-s100-pr-2-a00-pk-950811010-10-30-v-dc-1-1488409.html 
?
Die Betriebsspannung liegt bei 10-30V. Wie kann ich das mit dem Arduino 
realisieren?
Könnte man für den Output der Lichtschranke nicht auch einen Optokoppler 
verwenden?

von Max (Gast)


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Ich überwache mit Abus - Lichtschranken mein Grundstück von allen Seiten

von Falk B. (falk)


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Max schrieb:
> Ich überwache mit Abus - Lichtschranken mein Grundstück von allen Seiten

Für die passenden Selbstschußanlagen hat es wohl nicht gereicht?

von Max (Gast)


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habe mehrere Fallgruben die sich dann automaatisch öffnen

von Stefan F. (Gast)


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Gerald K. schrieb:
> Ultraschallsensor hält die Katzen fern.

Sicher?

Bei meinen Experimenten mit Ultrashall Sensoren (HC-SR04 und SRF02) 
zeigte meine Katze keinerlei Reaktion.

von Stefan F. (Gast)


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Ludwig M. schrieb:
> Die Betriebsspannung liegt bei 10-30V. Wie kann ich das mit dem Arduino
> realisieren?

Die Betriebsspannung meines PC ist sogar 230V und doch kann ich ihm 
problemlos mit dem Arduino Mdoul verbinden.

Abgesehen davon wurde deine Frage schon beantwortet, bevor du sie 
gestellt hattest:

Einhart P. schrieb:
> Man nimmt die Version mit NPN Ausgang. Dieser kann direkt an einen
> digitalen Eingang angeschlossen werden. Pull-up Widerstand ist ratsam.
> Bei größerer Kabellänge evtl. noch eine Eingangsschutzbeschaltung.

Ein bisschen Grundlagen zu so Dingen wie Strom, Spannung, Widerstand und 
Stromkreisen ist dazu natürlich nötig. Die können wir nicht hier im 
Rahmen dieser Diskussion vermitteln. Dazu gibt es Bücher und Tutorials. 
Zum Beispiel dieses: 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/index.html

Es fängt mit Grundlagen an und endet im letzten band mit der Anwendung 
eines Arduino Moduls.

von Hohohoho.... (Gast)


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Max schrieb:
> Ich überwache mit Abus - Lichtschranken mein Grundstück von allen
> Seiten

Mit Abus? Hohohoho....

von Stefan F. (Gast)


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Schau Dir das an:
http://popovic.info/html/arduino/arduinoUno_1.html#Lichtschranke_mittels_TEMIC_K153P_kurze

Die fertige Lichtschranke mit NPN Ausgang funktioniert prinzipiell genau 
so, nur größer und besser. Der wesentliche Unterschied ist, dass größere 
Lichtschranken das Licht modulieren um Fremdlicht heraus filtern zu 
können.

von Max (Gast)


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seit über 10 Jahren in Betrieb und funktioniert tadellos

von Falk B. (falk)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Schau Dir das an:
> 
http://popovic.info/html/arduino/arduinoUno_1.html#Lichtschranke_mittels_TEMIC_K153P_kurze

Wozu? Um zu "lernen", wie man es nicht macht?

> Die fertige Lichtschranke mit NPN Ausgang funktioniert prinzipiell genau
> so, nur größer und besser. Der wesentliche Unterschied ist, dass größere
> Lichtschranken das Licht modulieren um Fremdlicht heraus filtern zu
> können.

Eben! Also gleich richtig machen!

Beitrag "Re: Infrarot LED Lichtschranke"

von Max (Gast)


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Hohohoho.... schrieb:
> Max schrieb:
>> Ich überwache mit Abus - Lichtschranken mein Grundstück von allen
>> Seiten
>
> Mit Abus? Hohohoho....


seit über 10 Jahren in Betrieb und funktioniert tadellos

von Stefan F. (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Wozu? Um zu "lernen", wie man es nicht macht?
> Eben! Also gleich richtig machen!

Du bist da im falschen Film. Ludwig hat sich für eine fix und fertige 
Lichtschranke von der Stange entschieden. Sie hat einen NPN Ausgang.

Der Eigenbau (z.B. gemäß deinem empfohlenen Beitrag von Dir selbst) ist 
längst vom Tisch.

von Einhart P. (einhart)


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Ludwig M. schrieb:
> Wie wäre es mit dieser hier

Die ist nicht gut: PNP Ausgang
Diese hier passt:
https://industrystore24.com/sensoren/lichtschranken/241/s100-pr-2-a00-nk-reflexlichtschranke-npn-20x12x32-mm-kabelanschluss-datalogic
Der Reflektor sollte 80mm Durchmesser haben. Diese sind gut und 
funktionieren bei mir:
https://autosen.com/de/Montage-Zubehoer/Zubehoer-fuer-optische-Sensoren/Tripelspiegel-80mm-AA950

: Bearbeitet durch User
von Jürgen P. (Gast)


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> Höchste
> Sicherheit wird erreicht, wenn der Sender auf der einen und der
> Empfänger auf der anderen Seite der Einfahrt angebracht wird. Eine
> Reflexlichtschranke mit Spiegel kann Objekte mit reflektierenden
> Oberflächen übersehen.

Dies ist kein Problem für bessere Reflex-Lichtschranken. Denn
die besitzen Polarisationsfilter im Sende- und Empfangsweg.

von Ludwig M. (ludwigm)


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Inwiefern ist denn ein Polfilter über diese Distanz (habe nochmal 
nachgemessen, es sind doch 6m) und bei dieser Anwendung zu empfehlen? Es 
sollen durchfahrende Fahrzeuge sicher ganztägig erkannt werden. 
Radfahrer oder Fußgänger möglichst auch, das Augenmerk liegt aber auf 
Fahrzeugen

von Wolfgang (Gast)


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Einhart P. schrieb:
> Man nimmt die Version mit NPN Ausgang. Dieser kann direkt an einen
> digitalen Eingang angeschlossen werden.

Dabei sollte man berücksichtigen, dass viele SPS-Dinger mit NPN-Ausgang 
bereits einen Pull-Up Widerstand enthalten, der allerdings nicht auf die 
für den Arduino ratsamen 5 bzw. 3.3V geht, sondern auf +24V.

Nur wenn der Pull-Up Widerstand hochohmig genug ist, so dass die 
Eingangsschutzbeschaltung des digitalen Eingangs den Strom verkraftet 
(Empfehlung Atmel: <1mA) und die Stromaufnahme des Arduino stabil 
ausreichend hoch ist, um diesen Strom zu schlucken, darf man mit solch 
einem SPS NPN-Ausgang direkt auf den DIO gehen.
Blind, ohne Kenntnis über den genauen Aufbau des Sensorausgangs ist der 
direkt Anschluss keine so richtig gute Idee - da heißt es NACHMESSEN.

von Jürgrn P. (Gast)


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Ludwig M. schrieb:
> Inwiefern ist denn ein Polfilter über diese Distanz (habe nochmal
> nachgemessen, es sind doch 6m) und bei dieser Anwendung zu empfehlen?

Grundsätzlich sollten Reflektionslichtschranken immer mit 
Polarisationsfiltern bestückt sein. So können Objekte mit
hochreflektierenden Oberflächen im Strahlengang keine Fehl-
funktion verursachen. Die Entfernung spielt dabei keine Rolle.

Brauchbare Lichtschranken mit der genannten Reichweite sind
ab etwa 70-80€ erhältlich.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Ludwig M. schrieb:
> Wie werden die Lichtschranken an den Arduino angeschlossen?
Ludwig M. schrieb:
> Die Betriebsspannung liegt bei 10-30V. Wie kann ich das mit dem Arduino
> realisieren?
Ludwig, wenn ich dein Wissen im Bereich Elektronik so bewerte und dann 
die Forderung sehe:
Ludwig M. schrieb:
>>> muss es zuverlässig sein.
... dann musst du dir unbedingt jemanden suchen, der dir das vor Ort zum 
Laufen bekommt.

Das Einzige, was du mantrahaft wiederholst, ist "Arduino, Arduino". Was 
soll denn der machen? Wäre es nicht sinnvoll, hier eine Mikro-SPS 
(Siemens Logo o.ä.) von der Stange zu einzusetzen? Die läuft 
zuverlässig, kommt mit der Versorgung klar und kennt sich mit solchen 
Standardsensoren aus.

: Bearbeitet durch Moderator
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