Ich möchte einen Inkrementalgeber bauen, der nach außen hin völlig stromfrei ist, somit komplett über eine LWL Zuführung und Signalwegführung funktioniert. Folgendes Prinzip: Es wird also in ein LWL - Leiter Licht eingespeist, dieses Licht wird über mind. 8 m zu der Apparatur geführt, wo es auf eine Lochscheibe trifft, und hinter dieser Lochscheibe wird es wieder über ein 8m LWL zurückgeführt, wo das Lichtsignal dann über einen LWL-Receiver in ein digitales Signal umgeformt werden soll. Bisher habe ich dazu AVAGO Receiver benutzt, um das ankommende Signal auszuwerten. Folgendes Problem besteht jedoch: Das Licht kommt an der Lochscheibe an, und wird erst nach ca. 3 - 4 mm Luftspalt durch die Lochscheibe in den LWL geführt. Es geht insgesamt dabei jedoch zuviel Lichtleistung verloren, sodass letztendlich der AVAGO Receiver nicht mehr das ankommende zu schwache Signal erkennt. Ich verwende momentan 3mm Kunststoff-LWL für die Lichhinführung und 2mm Kunststoff-LWL für die Wegführung aus der Apparatur mit Lochscheibe. Für die Einspeisung habe ich eine sehr helle LED im Bereich von ca. 650nm benutzt. Wenn ich mit der LED direkt in die Apparatur leuchte habe ich genug Licht am anderen Ende der Lochscheibe, damit es funktioniert. Aber die LEDs müssen aus der Apparatur zwecks Entstörung raus. Hat jemand eine Idee, wie ich mehr Licht in den LWL einkoppeln kann, bzw hat jemand weitere Vorschläge/Überlegungen/Ideen? Bin für jeden Tipp/Hinweis dankbar! Gruß
@ testuser (Gast) >Ich möchte einen Inkrementalgeber bauen, der nach außen hin völlig >stromfrei ist, somit komplett über eine LWL Zuführung und >Signalwegführung funktioniert. Warum auch immer. >Folgendes Prinzip: Im Prinzip OK. >Folgendes Problem besteht jedoch: Das Licht kommt an der Lochscheibe an, >und wird erst nach ca. 3 - 4 mm Luftspalt durch die Lochscheibe in den >LWL geführt. Es geht insgesamt dabei jedoch zuviel Lichtleistung >verloren, sodass letztendlich der AVAGO Receiver nicht mehr das >ankommende zu schwache Signal erkennt. Optik. Linsen oder Prismen. >Für die Einspeisung habe ich eine sehr helle LED im Bereich von ca. >650nm benutzt. Was ist bei dir sehr hell? Was für eine LED? Wie ist die an den LWL angekoppel? >Hat jemand eine Idee, wie ich mehr Licht in den LWL einkoppeln kann, bzw >hat jemand weitere Vorschläge/Überlegungen/Ideen? Mit den bekannten SFH756 von Avagotech kann man schon ordentlich einkoppeln. Wenn man sie pulst umso mehr. Ob das reicht muss man messen, nicht schätzen. Eine SFH250 am Multimeter im µA Strommessbereich reicht zur groben Bestimmung der Empfangsleistung. Damit kann man schon mal was anfangen.
Vielen Dank schonmal für die schnellen Antworten. Als helle LED benutze ich momentan diese: http://de.farnell.com/marl/100007/leuchtdiode-superhell-rot-3mm-660nm/dp/1057124?Ntt=1057124 Eine Ankopplung geschieht jedoch lediglich durch ein Art Tunnel, um das Licht möglichst gut in den LWL zu bekommen. Sind die SFH756 ähnlich hell? Ich kann leider keinen Wert zur wirklichen Leistung im Datenblatt finden. Eine Art Linse im Luftspalt zwischen der Überbrückung hatte ich auch schon überlegt, um das Licht zu bündeln. Bin mir dabei aber nicht sicher ob es den gewünschten Effekt bringt. Macht hier der Unterschied zu LWL aus Glas evt. etwas aus?
@ testuser (Gast) >http://de.farnell.com/marl/100007/leuchtdiode-supe... Eine 0815 LED, wenn gleich Superhell. Aber die ist nicht sonderlich gut für eine Ankopplung an einen LWL geeignet. >Eine Ankopplung geschieht jedoch lediglich durch ein Art Tunnel, um das >Licht möglichst gut in den LWL zu bekommen. Möööp! Grundlagen von LWLs nachholen! So koppelt man nur einen Bruchteil dr Lichtleistung ein! > Sind die SFH756 ähnlich hell? Das ist nur ein Teil des Problems. Was nützt dir eine superhelle LED, wenn du das Licht nicht in den LWL bekommst? Die SFH756 ist sehr hell, um man kann sie sehr gut ankoppeln, eben weil sie direkt dafür gebaut ist. Man stecken den LWL einfach rein, eine Mikrolinse macht gute Kopplung. >Eine Art Linse im Luftspalt zwischen der Überbrückung hatte ich auch >schon überlegt, um das Licht zu bündeln. Bin mir dabei aber nicht sicher >ob es den gewünschten Effekt bringt. Mann O Mann, wie kommst du mit DEN Grundlagen auf die Idee, einen volloptischen Drehgeber zu bauen?
Ich habe ja nie behauptet dass ich viel Wissen in Verbindung mit LWL habe, daher habe ich ja hier mal gefragt. Das durch eine Linse das Licht besser eingekoppelt wird ist mir schon klar, ich hätte allerdings gedacht dass es einfacher ist auf eine Entfernung von 10m ein Signal sinnvoll übertragen zu können. Werde mal eine Einkopplung mit den SFH756 probieren und dementsprechend auch Module für die Signalerkennung benutzen mit integrierter Linse. Hoffe dass dabei die Empfindlichkeit dann ausreichen wird um das Signal zu erkennen.
testuser schrieb: > Es wird also in ein LWL - Leiter Licht eingespeist, dieses Licht wird > über mind. 8 m zu der Apparatur geführt, wo es auf eine Lochscheibe > trifft, und hinter dieser Lochscheibe wird es wieder über ein 8m LWL > zurückgeführt, Du weisst aber schon, das Du z w e i LWLs zurückführen musst, um einen Inkrementalgeber zu bauen. Normalerweise brauchst Du auch zwei Lichtquellen... Gruss Harald
Eine interessante Projekt und falls die genaue Montage von LWL und Lichtquelle geht, kann man auch einen Laserpointer als Lichtquelle verwenden. Allerdings ist die Frage was diese Lösung ringen soll? Es wird A- und B-Spur benötigt, also zwei LWL plus Empfänger und zwei Lichtquellen plus Ansteuerung. Falls eine Achse vorhanden ist auf den man einen Magneten kleben kann ist vielleicht eine magnetische Lösung viel einfacher. Es gibt ja schon 1-Chip Encoder die nur eine Stromversorgung von +5V benötigen und Leitungtreiber für die 8m schon beinhalten (z.B. der iC-MH8 - deutsches Datenblatt gibts hier: http://www.ichaus.biz/product/iC-MH ). Eine andere Alternative ist eine Zahlradabtastung mit einem Hall-Encoder wie dem iC-MZ. Die gibt es einige Lösungen für die Erfassung von Drehzahlen: http://imperia.mi-verlag.de/imperia/md/content/ai/ae/fachartikel/ei/2008/07/ei08_07_030.pdf.
Danke für den Hinweis der zwei Signale, aber das ist mir schon klar, wegen der Drehrichtungserkennung, das ganze läuft auch schon problemlos. Allerdings habe ich immer noch das Problem dass ich nicht genug Licht über den LWL zur Lochscheibe bekomme. Meine Apparatur funktioniert, wenn ich mit der LED direkt an der Lochscheibe das Licht einspeise, versuche ich diese dann auszulagern über ein LWL wird das Licht einfach zu schwach. Jemand noch Ideen? Zu dem Vorschlag mit dem magnetischen Sensor: Leider darf uch kein Magnet vorhanden sein, also völlig störungsfrei muss es sein, daher die Idee mit dem Licht.
testuser schrieb: > Allerdings habe ich immer noch das Problem dass ich nicht genug Licht > über den LWL zur Lochscheibe bekomme. Ja, Du brauchst spezielle LEDs, die dafür gebaut sind, Licht in einen LWL einzuspeisen. Dieser LWL sollte auch schon etwas dicker (ca. 1mm) sein. Gruss Harald PS: Da es Dir ja anscheinend nur um Störunempfindlichkeit geht, wäre es vielleicht wirklich eine Alternative, ein gemischtes Kabel mit zwei Adern für die Versorgung der Beleuchtung zu ver- legen. Da LEDs stromgespeist sind, kann die Aderdicke da fast beliebig dünn sein.
Hallo, Trick 1: Eine Linse zum Bündeln nicht nur von LED zu LWL, sonsern auch am Ausgang des LWL, sonst geht das meiste Licht am Loch vorbei. Trick 2: Das gleiche für die Empfangsrichtung - Strahlengänge sind umkehrbar. Trick 3: Sorgfältiges Polieren der LWL-Flächen (z.B. mit Diamantpaste). Trick 4: Besonders ohne Linsen: man kann die Einkopplung von 5mm-LEDs um eine mehrfaches erhöhen, wenn man den Kunsstoff der LED knapp über dem Chip absägt und wieder schön poliert. Trick 5: Empfangselektronik mit Elektrometerverstärkern, für einen Encoder möglicherweise zu langsam. Ich messe so die seitliche Streuung an Bakterien in Nährlösung - da dürfte um mehrere Grössenordnungen weniger Licht sein als bei einer Lichtschranke. Experimentieren bringt weiter, allerdings brauche ich schon mondlose Nächte oder völlig abgeschlossene Laborräume, sonst gehen die Empfänger in die Sättigung. Eine glühende Zigarette in einigen m Entfernung ergibt Vollausschlag. Gruss Reinhard
Vieleicht spielt auch die Farbe der LED eine Rolle. Es könnte sein das der Fototransistor zum Beispiel auf Infrarotlich viel empfindlicher reagiert. Also diese LED die man in Fernbedienungen findet, enfach mal probieren. Wenn das alles Erfolglos ist, gibt es noch eine Möglichkeit, und zwar mit Wechsellicht. Wechsellichtschranken sind sehr empfindlich, brauchen wenig Licht und sind auserdem noch unempfindlich gegenüber Fremdlicht. Der Aufwand dieser Methode ist aber viel größer. Die LED wird mit einem Multivibrator mit etwa 50 kHz getaktet. Auf der Empfängerseite wird dann mit einem NF-Verstärker verstärkt und dann Gleichgerichtet.
Günter Lenz schrieb: > Die LED wird mit einem Multivibrator mit etwa 50 kHz getaktet. > Auf der Empfängerseite wird dann mit einem NF-Verstärker verstärkt > und dann Gleichgerichtet. Bist du eine Fledermaus? So ganz zählt 50 kHz nicht mehr zu NF. Die gängigen integrierten IR-Wechsellichtempfänger z.B. TSOP48xx gibt es von 30 .. 56 kHz. Da müßte man genau mit Drehzahl und Encoderauflösung nachrechnen, ob die schnell genug für die Phasensignale sind. Das ändert aber nichts daran, dass man für eine vernünftige Lichtausbeute an der "Lochscheibe" zwei Linsen braucht: Eine um das divergent aus dem LWS austretende Licht auf die Lochscheibe abzubilden und eine, um das durchtretende Licht auf den Empfangs-LWL abzubilden. Das Öffnungsverhältnis der Linse wählt man passend zum Austrittswinkel am LWL.
a) Ein Tropfen klares Epoxidharz zwischen LED und LWL bzw. Fototransistor verbessert die Kopplung wegen des wegfallenden Luftspaltes ganz erheblich. b) wenn man das LWL am Empfangsende "abisoliert", kann man die Fasern sortieren (sind ja nur ca. 10...20 bei Plast-LWL), so dass man zwei "Bündel" erhält ... zwecks Drehrichtungserkennung. Man stellt den Geber so ein, dass ca. die Hälfte der Fasern beleuchtet wird und ordnet am anderen Ende alle hell leuchtenden Fasern einem Teilbündel zu. Dann dreht man weiter und prüft ... nun sollte die andere Hälfte leuchten ...
Gepulste Lichtquellen interferrieren mit der Lochscheibe . Das ist schon mal Mist. Schau dir mal die Optik eines Diaprojektors vor dem Orignialbild an an und dann die eines stumpfabgeschnittenen LWL. Du wirst sehen, in beiden Fällen tritt das gleiche Proplem auf. Ein divergierender Strahl verliert an der Blende/Bild deutlich an Helligkeit Ddeshalb ist ein Kondesnor nötig. Die LED an der Lochscheibe besitzt diesen in Form einer Linse mit der Lichtquelle in ihrem Brennpunkt. hier ein Bild dazu http://spektroskopieforum.vdsastro.de/files/skizze_lwl_einkopplung_173.gif du benötigst 2mal je Strahl die rechte Hälfte
Danke erstmal für die vielen Vorschläge. Ich experimentiere momentan zur Lichteinspeisung mit einer SFH756V, die ja schon eine Linse besitzt, um das Licht einzuspeisen. Damit gehe ich auf ein 2mm LWL, beide Enden habe ich mit Schleifpapier poliert. Leider ist das austretende Licht am Ende des LWL leider lange nicht so stark wie das einer normalen LED. Gehe ich damit nun an die Lochscheibe, so sind die Verluste anscheinend dennoch zu hoch, genug Licht durch die Lochscheibe (also Luftspalt) in den dann antreffenden LWL (1mm) zu speisen. Als Empfänge benutze ich einen SFH551V. Ich denke mal dass die LED -Farbe natürlich eine Rolle spielt, allerdings sind diese bei Sender und Empfänger ja beide im Bereich von 700nm und somit eigentlich aufeinander abgestimmt. Der Versuch mit einem handelsüblichen Laserpointer brachte leider nicht den Erfolg, da dann am LWL auch zu wenig an Leistung von diesem ankommt. Strahle ich direkt mit dem LÖaserpointer aus einer Entfernung in die Lochscheibe und den dahinter liegenden LWL, so kann ich durchaus einen hohen Abstand erzielen, da der Laserstrahl ja gebündelt ist. Doch über den LWL geht diese Bündelung natrürlich wieder verloren. Also wäre eine Linse zwischen LWL-Ausgang und Lochscheibe auszuprobieren die das Licht wieder in den anliegenden LWL bündelt?
du musst bei austrit den strahl paraleleisieren und möglichst schmalhalten dasser komplett ducht die blende geht. auf der anderenseite must du ihn wieder divergieren lassen um in den bereich der Totalrefletion zu kommen. dazu kanst du ihn auch mit einer Konvexen linse bündeln wodurch er hinter dem Brennpukt automatisch divergiert. wichtig ist mit möglicht wenig dämpfung und streuverlusten den Stahl in den zweiten LWL zu bringen. Ein unterbrochenen LWL kann natürlich im Bereich der Luftstrecke kein Licht übertragen, da der austretende Strahl unmöglich in den gegenüberliegenden LWL einzutreten vermag, sondern stattdessen zirkular um denselben herum divergiert. Namaste Male dir ein LWL mit Totalreflexion auf. Und dann nimm im am Punkt der Reflektion den "Spiegel" weg. Folge: Der Strahl tritt mit Brechungsindex aus LWL aus und nie wieder ein. Also must du in (ein)sammeln um ihn in den zweiten LWL hinenbekommen. Am beststen du spielst mal an einer Opischen Bank, dann siehst du wovon hier die Rede ist. Namaste
Winfried J. schrieb: > Ein unterbrochenen LWL kann natürlich im Bereich der Luftstrecke kein > Licht übertragen, da der austretende Strahl unmöglich in den > gegenüberliegenden LWL einzutreten vermag, sondern stattdessen zirkular > um denselben herum divergiert. ??????????? Meine Erfahrungen: optische Komponenten wie Linsen etc. eignen sich im Selbstbau meistens nicht. An jeder optischen Fläche (BK-Glas) verlierst du min 10%. Achte darauf mit der LED-Chipfläche so nah wie möglich am LWL zu sein. Verwende eventuell die gleiche LED als Empfänger und Verstärke mit einem Transimpedanzverstärker sehr stark. Das könnte dir eventuell weiterhelfen.
@ LoLevel Eingangspost gelesen? problem verstanden? es geht nicht um led LWL Übergang Sondern um LWL-Blende-LWL Anordnung und das wird ohne optik nichts, definitv Sie sparsamste mögliche Anordnung ist LWL Linse Blende_im_Brennpunkt LWL Namaste
Gibts für so etwas nicht eventuell schon fertige Optiken, die man leicht an den LWL anschließen kann?
Ja in der Theorie ist das einfach sich zu überlegen wie man das ganze mit einer Linse bündeln kann, in der Praxis wird das jedoch auf eine Entfernung von ca. 4mm Luftspalt schwirig. Ich habe mit 2mm Glaskugeln experimentiert, um zu schauen, ob ich damit einen Brennpunkt erreiche. Aber irgendwie habe ich das Gefühl das von der Lichtintensität eher dabei noch was verloren geht. @Winfried: Ja solch einen Aufbau müsste man wahrscheinlich realisieren, um zufriedenstellende Ergebnisse zu erreichen. Aber auf diesen Abstand wird es schwierig.... @Simon: Auf der Suche war ich auch schon, ob es fertige Linsen zum aufstecken gibt für LWL, bin aber nopch nicht fündig geworden. Wenn ich eine 3mm LED von hinten aufbohre und den LWL dahinein stecke und verklebe, könnte das auch etwas bringen? Die LED hat ja im Grunde vorne eine Sammellinse um das austretende Licht aus dem CHip zu bündeln bzw. zu reflektieren?
@ testuser (Gast) >Leider ist das austretende Licht am Ende des LWL leider lange nicht so >stark wie das einer normalen LED. Gehe ich damit nun an die Lochscheibe, >so sind die Verluste anscheinend dennoch zu hoch, genug Licht durch die >Lochscheibe (also Luftspalt) in den dann antreffenden LWL (1mm) zu >speisen. Das Maß des Technikers ist die Messung, sollte einem auch ohne Germanistikstudium bei diesen beiden Worten klar werden. Also MISS die ankommende Lichtleistung. Dann WEIßT du auch, ob du 10 oder 1000% von deinem Ziel entfernt bist. Beitrag "Re: Signalübertragung Inkrementalgeber über LWL" >Als Empfänge benutze ich einen SFH551V. Naja, der ist zwar bequem handhabbar, weil es ein komplett integrierter Empfänger ist, aber er ist relativ unempfindlich, 6µW/--22dBm sind nich soo dolle. Kann man mit SFH250 und eigenem Transimpedanzverstärker deutlich besser machen. Aber zuerst sollte man elementare optische Grundlagen umsetzen, damit läßt sich einfach und sicher viel erreichen.
lowlevel schrieb: > Meine Erfahrungen: optische Komponenten wie Linsen etc. eignen sich im > Selbstbau meistens nicht. An jeder optischen Fläche (BK-Glas) verlierst > du min 10%. Die Reflektionsverluste an der Oberfläche hängen vom Brechungsindexsprung, vom Einfallswinkel und von der Polarisation ab (-> Fresnelkoeffizient). Bei senkrechtem Einfall in BK-7 dürften als Richtwert 3% verloren gehen. Das ist nichts im Vergleich zu den Verlust, wenn beim Eintritt in den LWL überhaupt nur ein Bruchteil den Kern trifft und davon wiederum nur ein Teil innerhalb des Akzeptanzwinkels von vielleicht 12° Halbwinkel liegt.
@ optiker so sehe ich das als Nichtoptiker auch der mal in der Schule vor 35 Jahren ein paar Stunden Optik hatte auch. Ohne Grundbegriffe Wie Divergenz, Konvergenz und Grenzfall "paralleler Strahl" sowie Totalrefletion udd Brennpunkt, ist es unsinnig sich über Brechungs- (und Beugungs)Verluste an Materialübergängen zu streiten. Allerdings ist die Austrittsfläche hier ein Thema und schleifen mit Schmirgel halte ich für nicht ziehlführend. Entweder Glatter Schnitt oder polieren der Endfläche der LWL-Fasern sonst ist nur mehr mit divergierender Streung zu rechnen und sogar (Mehrfach-)Refelxionen in die Faser hinein. Die Linse sollte am besten angpasst zur Faser sein und noch besser aus ihrem Ende selbst gebildet werden. Bei PE-Fasern sicher machbar aber nur mit Mikroskop zu bewerten. Es ist aber eben nicht hombrew geeignet, wenngleich nicht unmöglich. Namaste
Push: @testuser Hast nicht zufällig eine Lösung gefunden? Habe und werde und Zukunft das selbe Problem haben, dass ich über 10m LWL Kabel einige Verluste habe und suche gerade ein Ersatz für SFH250V und dem zugehörigem Emitter, da diese in größerer Anzahl einfach unbezahlbar sind. Benutze als Receiver den SFH203 und habe mittels OPA380 ein OPamp Verstärkerschaltung gebastelt. Nun reicht das ankommende Licht für gerade mal 15mV Differenz zwischen eingeschaltetem und ausgeschaltetem LWL Signal. Nun kann ich die Schaltung ggf. nach bisl für kleine Ströme optimieren, Suche aber eine effiziente Lösung einer Verbindung des LWLkabels und der SFH203 fotodiode. Bzw. eine optimale Verbindung einer starken LED als Emitter und eines LWL Kabels.
@ Ralf (Gast) >LWL Kabel einige Verluste habe und suche gerade ein Ersatz für SFH250V >und dem zugehörigem Emitter, da diese in größerer Anzahl einfach >unbezahlbar sind. IF-D91 http://www.digikey.com/product-search/en?FV=fff40008%2Cfff8042d&mnonly=0&newproducts=0&ColumnSort=1000011&page=1&stock=1&pbfree=0&rohs=0&quantity=&ptm=0&fid=0&pageSize=25 >Benutze als Receiver den SFH203 und habe mittels OPA380 ein OPamp >Verstärkerschaltung gebastelt. Nun reicht das ankommende Licht für >gerade mal 15mV Differenz zwischen eingeschaltetem und ausgeschaltetem >LWL Signal. Schaltung? SFH203 hat ja auch keine gescheite Kopplung an den LWL! SFH250 hat schon ihren Sinn! >Suche aber eine effiziente Lösung einer Verbindung des LWLkabels und der >SFH203 fotodiode. Siehe oben! Von nix ist nix! Die hat ja auch schon eine Mikrolinse im Gehäuse, eben um eine maximale Kopplung zum LWL zu erreichen!
Ralf schrieb: > Habe und werde und Zukunft das selbe Problem haben, dass ich über 10m > LWL Kabel einige Verluste habe ... Mit hoher Wahrscheinlichkeit entstehen deine Verluste nicht auf den 10m LWL Kabel, sondern bei Ein- und Auskoppeln.
Ich würde es mal mit einer Laserdiode mit fabrikseitig angesetzter Faser probieren. Diese Fasern enden meist in einem professionellen Steckverbinder für LWL. http://www.lasercomponents.com/fileadmin/user_upload/home/Images/_Presse/Pictures/Laser/PLD-Pigtail.jpg ODER mit einer Sende/Empfängebaugruppe aus einem Ethernet/LWL-Medienwandler. ODER mit einer solchen Baugruppe aus dem Bereich optische Audio-Leitung (SPDIF) ... http://de.farnell.com/avago-technologies/afbr-1624z/transmitter-lwl-3-3v-pof/dp/2213640 Die dürften allesamt besser sein als irgendwas Selbstgebasteltes.
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