Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lichtschranke


von Sven (Gast)


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Hallo!

Habe mir unter

http://www.christian-luetgens.de/eisenbahn/elektronik/ls1/Lichtschranke_1.htm

die Lichtschranke nachgebaut.
Funktioniert auch aber nur bei einen Abstand von ca. 4cm.
Ist es irgendwie möglich den Abstand zu vergrößern?
Brauche ca. 11cm Abstand zw. Sender und Empfänger.

von Karl H. (kbuchegg)


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Hast du die einfachst Variante schon ausprobiert, Sender und Empfänger 
in ein dunkles Röhrchen zu setzen und so gegen Streulicht abzuschirmen?

von Danny (Gast)


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hey Sven,

was heisst "...funktioniert nur bis..."?

Die Lichtschranke empfindet sich als dauerhaft unterbrochen? --> Strom 
durch IR-LED erhöhen, evt. R2 verkleinern

Die Lichtschranke guckt quasi durch den Zug durch? --> IR-LED und 
Fototransistor durch eine kleine Röhre gucken lassen (Lichtein- und 
-austritt bündeln, da IR-Strahlung auch über fünf Ecken durch den Raum 
reflektiert wird)... oder halt entgegen Punkt 1 Strom durch IR-LED 
verringern oder R2 vergrössern...

von Sven (Gast)


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Nein noch nicht.Aber ich versuche es mal.

von Harald W. (wilhelms)


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Sven schrieb:
> Hallo!
>
> Habe mir unter
>
> http://www.christian-luetgens.de/eisenbahn/elektronik/ls1/Lichtschranke_1.htm
>
> die Lichtschranke nachgebaut.
> Funktioniert auch aber nur bei einen Abstand von ca. 4cm.
> Ist es irgendwie möglich den Abstand zu vergrößern?
> Brauche ca. 11cm Abstand zw. Sender und Empfänger.

Du kannst Linsen vor Sender und Empfänger setzen. Noch höhere
Reichweiten erzielst Du mit gepulstem Sender und einem Fern-
bedienungsempfänger-IC.
Gruss
Harald

von Sven (Gast)


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Sie Funktioniert nur bei ca. 4cm Abstand von Sender und Empfänger.
Was nun R2 vergrößern oder verkleinern?

von Karl H. (kbuchegg)


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Sven schrieb:
> Nein noch nicht.Aber ich versuche es mal.

Mach das mal.
Wenn du noch irgendwo ein defektes Gerät hast, dass eine 
IR-Fernbedienung hatte, dann brich dem die rote Plexiglasscheibe raus 
und bau dir damit einen entsprechende Filterscheibe ins Rohr.

von Karl H. (kbuchegg)


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Sven schrieb:
> Sie Funktioniert nur bei ca. 4cm Abstand von Sender und Empfänger.
> Was nun R2 vergrößern oder verkleinern?

R1 verkleinern (Strom durch die Sendediode erhöhen, dann leuchtet sie 
heller)
Probier mal 330 oder 220 Ohm.

Mit R2 musst du dich spielen. Ebenfalls kleiner machen, bis es wieder 
passt.

von Danny (Gast)


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@Sven... du hast wieder nur gesagt "sie funktioniert nur bis" :)

ist die Lichtstrecke "unterbrochen", also das Relais angezogen, dann ist 
abschirmen/bündeln m.M.n. kein Weg, denn in dem Fall gelang ja eh 
zuwenig Licht auf den Fototransistor. Die IR-LED kann laut Datenblatt 
100mA. Bei deinen 12V? und dem Vorwiderstand von 1k fliessen nur 12mA 
.... also evt zu wenig um die "Strecke zu überwinden"....

ist das Relais im Gegensatz dauerhaft abgefallen, bekommt der 
Fototransistor zuviel (Fremd)Licht und muss abgeschirmt werden wie Karl 
Heinz sagt...
was aber eigentlich nicht sein kann, denn dann würde sie diese Mucken 
auch bei 4cm Distanz machen....

Also - IR-Strom hoch :)   halbier doch R1 einfach mal...

von Sven (Gast)


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R1 so klein? Der hat eigentlich 1K nicht das es die Durch haut.
Die hat 1,90€ gekostet.
Mal schaun.Fernbedienung liegt bestimmt irgendwo noch rum.

von Karl H. (kbuchegg)


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Sven schrieb:
> R1 so klein? Der hat eigentlich 1K nicht das es die Durch haut.

Du belastest sie jetzt mit 10% dessen, was sie aushält.

von Danny (Gast)


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naja, mehr als ins Datenblatt gucken geht ja nun wirklich nicht ;)

Um auf Entfernung zu 100% sicher zu gehen, müsstest Du uns die GENAUE 
Versorgungsspannung nennen, mit der Du die Schaltung versorgst....

von Sven (Gast)


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Also hab den R1 verkleinert auf 500Ohm.
Kann jetzt Sender und Empfänger ca. 6,5cm auseinander stellen das es 
funktioniert.
Habe auch das mit der roten Scheibe versucht und auch noch komplett 
Dunkel gemacht.Hat sich aber nicht viel verändert.
Versorgungsspannung sind 12V Gleichspannung

von Sven (Gast)


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Laut einem LED-Vorwiderstandsrechner im Internet könnte ich die IR-LED 
mit einem Vorwiderstand von 75Ohm beschalten um die 100mA auszunutzen.
Stimmt das?
Vielleicht komme ich ja dan auf meine min.11cm

von Danny (Gast)


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@Sven:

also... die LED hat eine Vorwärtsspannung von 1,5V laut Datenblatt. Das 
heisst von Deinen 12V bleiben 10,5V um die wir uns kümmern müssen:

wenn wir den maximalen LED Strom nutzen wollen bedeutet das: 10,5V / 
0,1A = 105 Ohm. Das wäre der minimalste Vorwiderstand den du nutzen 
könntest.

Im Ergebnis kannst Du also den R1 sukzessive verkleinern - eben bis zu 
diesen theoretisch errechneten 105 Ohm.
Ich würde dennoch eine Sicherheitsreserve lassen...

Weiterhin solltest Du den Punkt ganz unten auf der verlinkten Seite 
beachten. Nach jedem Versuch mit R1 immer mal am Relais messen, was dort 
passiert...

von Mike J. (emjey)


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Sven schrieb:
> Ist es irgendwie möglich den Abstand zu vergrößern?
> Brauche ca. 11cm Abstand zw. Sender und Empfänger.

Ja, mit zwei Röhrchen sind auch mehrere Meter möglich.
Dein Sender ist dabei aber nicht das Problem.

Der Empfänger empfängt IR-Strahlung aus der Umgebung, die Intensität 
ändert sich also nur recht langsam oder Pulsweise (normale Glühbirne 
anschalten verursacht einen sprunghaften Anstieg).

So lange das nur ein kurzer Puls ist passiert nichts, aber wenn viele 
Pulse ankommen kann man daraus ein High-Signal erzeugen.

Die IR-LED muss gepulst werden damit das funktioniert.
Der IR-Empfänger benötigt dann eine Gleichspannungsunterdrückung, also 
wenn sich die IR-Strahlung nicht eine gewisse Zeit lang ändert erkennt 
der Empfänger nur ein LOW-Signal.

von Modellbahner (Gast)


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Sven schrieb:
> Also hab den R1 verkleinert auf 500Ohm.

Wo hast du den den gefunden?

Sven schrieb:
> Laut einem LED-Vorwiderstandsrechner im Internet könnte ich die IR-LED
> mit einem Vorwiderstand von 75Ohm beschalten um die 100mA auszunutzen.

Dir ist schon klar, dass die 100mA ein absoluter Grenzwert sind, d.h. 
die normalen Betriebsbedingungen sollten deutlich und sicher darunter 
liegen.
Falls du die LED mit Wechselspannung betreibst, wie das im Schaltplan 
gemalt ist, solltest du auch noch einen Blick auf die maximale 
Sperrspannung werfen.

von Danny (Gast)


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@Mike:  wie schon weiter oben geschrieben: Streu-/Fremdlicht dürfte 
nicht das Problem sein, denn sonst würde das Ding garnicht 
funktionieren. Auch nicht bei 4cm Abstand.

Du hast mit allem was Du sagst Recht. Aber in diesem vorliegenden Fall 
der ultra-einfach-Lösung gehts nur über den "Sender"....

von Sven (Gast)


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Wie muss ich mir das vorstellen mit einen Röhrchen?
Sitzt da der Sender oder Empfänger in ein Stück Rohr drin? oder wie soll 
das aussehen?

Oh das fällt mir gerade auf.Hab die Schaltung an 
Gleichspannung.vielleicht liegt es daran?

Modellbahner: Die 500Ohm waren gerundet.Mein Meßgerät hatte sowas um die 
495Ohm angezeigt.

von Karl H. (kbuchegg)


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Sven schrieb:
> Wie muss ich mir das vorstellen mit einen Röhrchen?
> Sitzt da der Sender oder Empfänger in ein Stück Rohr drin? oder wie soll
> das aussehen?

Ganz genau. Wobei es beim Empfänger wichtiger ist als beim Sender. Sinn 
der Sache ist es, das der Empfänger möglichst nur seinen Sender sieht 
und sonst nichts. Und am einfachsten geht das, wenn man den Empfänger 
einfach an das Ende eines Röhrchens setzt. Nur Licht, das genau von 
vorne durch das Röhrchen einfällt kommt zum Empfänger.

Stell halt zum testen einfach mal Sender und Empfänger (natürlich 
aufeinander ausgerichtet) unter eine Papierabdeckung. Einfach ein 
dunkles Papier zu einem engen U falten und drüberstellen. Sollte schon 
helfen.

von Harald W. (wilhelms)


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Sven schrieb:
> Hallo!
>
> Habe mir unter
>
> http://www.christian-luetgens.de/eisenbahn/elektronik/ls1/Lichtschranke_1.htm
>
> die Lichtschranke nachgebaut.
> Funktioniert auch aber nur bei einen Abstand von ca. 4cm.

Am besten von H0 auf N umsteigen.
:-)
Gruss
Harald

von Sven (Gast)


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Werds mal versuchen mit dem Röhrchen.

Harald Wilhelms: Ist nicht für eine Eisenbajn.Ist für was anderes.

von Harald W. (wilhelms)


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Sven schrieb:
> Werds mal versuchen mit dem Röhrchen.
>
> Harald Wilhelms: Ist nicht für eine Eisenbajn.Ist für was anderes.

...und warum suchst Du dann in einem Eisenbahnerforum nach guten
Schaltungen? Mit einem TSOP Fernbedienungsempfänger-IC kannst Du
mühelos mehrere Meter überbrücken.
Gruss
Harald

von snowfly (Gast)


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wenn das mit den Rörchen nicht reicht dann schau dir mal das Datenblatt 
der LED an, es gibt die LEDs mit verschiedenen Abstrahlwinkeln.
Vielleicht hilft ja auch eine LED mit 10° Abstrahlwinkel.

von Sven (Gast)


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Habe das bei Google gesucht und eben das auf diesen Eisenbahner 
gestoßen.Finde die Schaltung ist leicht aufgebaut.

von Karl H. (kbuchegg)


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Sven schrieb:
> Habe das bei Google gesucht und eben das auf diesen Eisenbahner
> gestoßen.Finde die Schaltung ist leicht aufgebaut.

Und jetzt weißt du auch, wie sich das auswirkt.

TSOP wurde ja schon genannt.
Wenn ich eine Lichtschranke bräuchte, die einen größeren Bereich 
überbrückt, würde ich wahrscheinlich zu einem banalen Laserpointer 
greifen. Dessen Lichtstrahl ist auch nach 5 Metern immer noch so 
kraftvoll wie am Anfang.

von Sven (Gast)


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Also habe jetzt mal bei dem R2 noch ein Poti 10K rangehangen und bin 
jetzt schon bei 11cm Abstand.Den den ich auch brauche.Nur ist mir jetzt 
aufgefallen wenn es in der Umgebung Hell ist funktioniert die 
Lichtschranke aber wenn es Dunkel ist geht sie nicht.Sie geht im Dunklen 
nur wenn ich meinen Finger hinter die IR-LED halte.Wieso ist das so?

von Mike J. (emjey)


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Sven schrieb:
> Sie geht im Dunklen
> nur wenn ich meinen Finger hinter die IR-LED halte.Wieso ist das so?

Die Lichtmenge der Umgebung wird zu der Lichtmenge der LED hinzu 
addiert.

Dein Empfänger bei einer bestimmten Spannung auslöst ergibt sich diese 
Spannung aus Umgebungslicht + LED-Licht.

Du kannst davon ausgehen dass das Umgebungslicht ca. 10 mal heller als 
das Licht der LED ist.

Bei 2V + 100mV löst der IR-Transistor aus, die LED liefert 200mV und es 
reicht somit locker.
(eigentlich löst er nicht aus, er arbeitet in der Schaltung als 
Spannungsfolger, was sicherlich nicht erwünscht ist)

Jetzt machst du das Licht aus und die 2V sind nahezu weg, es sind nur 
noch 300mV übrig. Die 300+200mV reichen nicht aus, da der Transistor bei 
meinem Beispiel 2.1V braucht.

Du kommst nicht drum rum, entweder du nutzt einen TSOP-Empfänger (82 
cent bei Reichelt) oder ich könnte dir auch eine kleine 
Transistorschaltung zusammen klicken die es auch tun würde.

von Sven (Gast)


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So hab vorhin nochmal bissl rumgebastelt.Hab die IR-LED durch eine 
superhelle Weiße LED getauscht und es funktioniert super.

Aber ich habe noch einen CHQ0038 IR-Empfänger gefunden.Mit dem kann man 
doch bestimmt auch was tolles Basteln oder?

von Mike J. (emjey)


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Sven schrieb:
> Mit dem kann man
> doch bestimmt auch was tolles Basteln oder?

Ja, du kannst ihn an 2.7V bis 5V anschließen und wenn das Signal des 
Senders weg ist zieht er den Ausgang auf Low.

Sender:
IR-LED die mit einem NE555 oder mit einem Multivibrator (mit zwei 
Bipolartransistoren) angesteuert wird.

http://de.wikipedia.org/wiki/Multivibrator

Die Entfernung ist somit viel höher und die IR-LED kannst du mit 1mA 
betreiben und das Umgebungslichtes beeinflusst das Signal nicht mehr.

von Sven (Gast)


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Den Sender habe ich mal nachgebaut und zwar das mit dem 2 
Transistoren.Habe eine LED und eine IR-LED reingemacht.Die funktioniert 
auch.An den Empfänger habe ich 0V und 5V angelegt und an dem CHQ0038 am 
Ausgang habe ich gemessen aber es kommt nichts raus.Habe ich da irgend 
ein Fehler drin? Der Sender funktioniert auf jeden Fall.Habe ihn auf den 
Empfänger von meiner Eisenbahnerschaltung gehalten.

von Tom (Gast)


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Sven schrieb:
> Habe ich da irgend ein Fehler drin?

Vielleicht stimmt deine Sendefrequenz nicht? Mit welcher Frequenz blinkt 
deine LED?

von Sven (Gast)


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Keine Ahnung.Hab 2 Widerstände 470Ohm für die LEDs,2 x 47K die auf den 
Kondi gehen., 2x Kondi 10uF und 2 Transistoren BC337.
Also die Läuft auf jeden Fall schneller als ein Autoblinker

von GroberKlotz (Gast)


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Hallo Sven,

habe ich da was übersehen? Der Basiswiderstand R3 erscheint mit zu groß, 
ja unnötig. Nimmn doch als "Angstbremse" 1K. Damit erhöht sich auch 
automatisch die Spannung über der Relaisspule um ca. 2V (Ein 
Spannungsfolger braucht in dieser Konfiguration eh keinen 
Basisvorwiderstand).

Gruss
GroberKlotz

von Mike J. (emjey)


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Sven schrieb:
> Also die Läuft auf jeden Fall schneller als ein Autoblinker

In dem Empfänger ist ein Filter drin der nicht alle Frequenzen 
durchlässt, Leuchtstoffröhren blinken auch mit einer bestimmten Frequenz 
(die gehen vollkommen aus und wieder an), du musst die Frequenz etwas 
variieren.

Im Datenblatt steht etwas von 37.9K mit 2 bis 5kHz Bandweite.
Die Frequenz sollte also irgendwo zwischen 35.9kHz und 39.9kHz liegen.

von Sven (Gast)


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Also änder ich den 47K Widerstand gegen einen 37,9K und dann müsste es 
gehen oder?Mit Frequenzen hab ich es nicht so.

von Sven (Gast)


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Oder Schalte einen 11K parallel zu den 47K

von Sven (Gast)


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Das hat auch nicht funktioniert.Die LED blinkt zwar schneller aber es 
tut sich nichts beim Empfänger.

von oszi40 (Gast)


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1. Schirme Fremdlich ab
2. Woher bist Du so sicher, daß Deine Irfrarot-Lichtschranke optisch 
optimal ausgerichtet ist, daß Senderlicht auf den Fototransistor trifft? 
Miß doch mal die Spannung hochohmig am Fototransistor und richte alles 
aus.

Datenblatt LPT80 sieh z.B. 
http://html.alldatasheet.com/html-pdf/45412/SIEMENS/LPT80/244/1/LPT80.html

von oszi40 (Gast)


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1. Schirme Fremdlicht ab
2. Woher bist Du so sicher, daß Deine Irfrarot-Lichtschranke optisch 
optimal ausgerichtet ist, daß Senderlicht auf den Fototransistor trifft? 
Miß doch mal die Spannung hochohmig am Fototransistor und richte alles 
aus.

Datenblatt LPT80 sieh z.B. 
http://html.alldatasheet.com/html-pdf/45412/SIEMENS/LPT80/244/1/LPT80.html

von Wolfgang (Gast)


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Sven schrieb:
> Mit Frequenzen hab ich es nicht so.

Dann solltest du dagegen etwas tun. Du könntest dir z.B. mit dem Timer 
eines µC ein quarzgenaues Rechtecksignal passender Frequenz erzeugen.

von Sven (Gast)


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Wenn ich den Empfänger genau vor den Sender halte und Messe müsste es ja 
eigentlich funktionieren.Geht ja auch so bei der Eisenbahner 
Schaltung.Und bei dem CHQ0038 Messe ich nur 0.34V

von Mike J. (emjey)


Angehängte Dateien:

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Wo hast du die Werte für den Oszillator her?

Die 10µF sind viel zu groß, das dauert ewig bis die von einem 11k Ohm 
Widerstand entladen werden. Tau = R*C = 0.11 Sekunden, deine LED blinkt 
so mit 10Hz.

Das doofe bei dem Multivibrator (mit zwei Bipolartransistoren) ist dass 
man immer beide Widerstände ändern muss.

Ich hänge dir mal eine Schaltung mit einem LM358 an, du kannst auch 
jeden anderen OpAmp nehmen den du da hast.

Wenn du an Poti_1 drehst kannst du die Frequenz verstellen.

Bei 1.7kOhm sind es 36.5kHz,
bei 1.6k Ohm hatten sich am Ausgang ca. 38.5kHz eingestellt und
bei 1.5kOhm sind es 40kHz.

Bei den Widerständen R11 und R12 kannst du auch ein 10k Poti nehmen und 
das On/Off Verhältnis etwas beeinflussen, also die Leucht-Phase der LED 
kürzer oder länger gestalten.
Je kürzer die An-Phase ist desto weniger Strom verbraucht die Schaltung.

Die An-Zeit der LED:
Wenn R11 = 10k und R12 = 2k ist sie fast dauerhaft an.
Wenn R11 = 10k und R12 = 5k ist sie zu 50% an,
Wenn R11 = 10k und R12 = 20k ist sie fast dauerhaft aus.

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