Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Empfindlicherer Phototransistor?


von Sven O. (shavenne)


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Hallo zusammen,

isch hätt da ma ne Frage.

Wir haben seit neuestem so einen neumodischen digitalen Zähler im Haus. 
Voller Stolz hatte ich mir vorher schon einen IR-Lesekopf besorgt, um 
den auf die D0-Schnittstelle des Zählers zu schnallen. Zu meiner 
Ernüchterung wurde der Zähler allerdings so wieder verplombt, dass ich 
da leider nicht rankomm (siehe Bild). So wie es bis jetzt aussieht wird 
unser Versorger mich dafür auch nicht daran lassen.
Nun dachte ich mir, wenn mein Handy das IR-Licht von außen sieht, dann 
sollte ein Phototransistor das evtl. ebenfalls tun. Also habe ich den 
IR-Lesekopf an die Scheibe gehalten und es kam nichts. Nun kam ich auf 
den Gedanken, dass man den evtl. empfindlicher machen könnte, nahm das 
Ding auseinander und habe den Arbeitswiderstand von 13kOhm probehalber 
auf 100kOhm geändert und siehe da: Immerhin tut sich schonmal was auf 
meiner seriellen Konsole jede Sekunde, wenn der Zähler etwas schickt. 
Aber bisher war das reiner Datenmüll. Bei rund 220kOhm waren langsam 
reelle Daten erkennbar. Es tauchte z.B. immer wieder am Anfang APA auf, 
was auf den Hersteller und/oder auf die S/N hindeutet, ebenso waren 
SML-Protokoll-Bestandteile zu erkennen. Ich war also nah dran. Bei noch 
höheren Widerständen wurde es aber nur noch schlimmer (kommt ja nicht 
unerwartet).

Was kann ich jetzt tun? Einen anderen Phototransistor benutzen? Ich kann 
leider nicht sagen, was der jetzige für einer ist. Sieht einfach aus wie 
eine 2-beinige klare LED. Andere Möglichkeiten? Fotodiode etc.? Muss auf 
jeden Fall flott genug für 9600 Baud sein.

Ideen? Ich bin leider nicht sooo fit in Elektronik. Ich bin eher so 
maximal Arduino-Mensch ;)

Gruß
Sven

: Bearbeitet durch User
von Einer K. (Gast)


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Du hast einfach nur den falschen Kasten da hängen.
Ein Elektriker Meister kann dir da einen anderen hin bauen, und neu 
verplomben.

von Sven O. (shavenne)


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Das würde aber schon eine Wahnsinnsaktion werden. Lassen wir das erstmal 
außen vor bzw. behalten das mal als absoluter Notfallplan...

von c-hater (Gast)


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Sven O. schrieb:

> isch hätt da ma ne Frage.

> Nun dachte ich mir, wenn mein Handy das IR-Licht von außen sieht, dann
> sollte ein Phototransistor das evtl. ebenfalls tun.

Das wird er auch. Wenn er im geeigneten Frequenzbereich arbeitet. Wobei 
man hier meist eher von Wellenlängen spricht.

> Ideen? Ich bin leider nicht sooo fit in Elektronik. Ich bin eher so
> maximal Arduino-Mensch ;)

Nunja. Wenn man weiß, wo die eigenen Schwaächen sind, kann man ja was 
dagegen tun.

von Hp M. (nachtmix)


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Sven O. schrieb:
> Aber bisher war das reiner Datenmüll. Bei rund 220kOhm waren langsam
> reelle Daten erkennbar.

Das ist schon ein recht hoher Widerstandswert, bei dem die Gefahr 
besteht, dass du dir Störungen von der umgebenden 230V-Elektrik 
einfängst.
Ausserdem können bei so geringen Strömen auch die Impulsflanken durch 
Kabelkapazitäten verschliffen werden.

Du solltest einen weiteren Transistor als Impedanzwandler 
(Emitterfolger) direkt_ mit dem Phototransistor _zusammenbauen, bevor 
du auf das abgeschirmte Kabel zur Auswerteelektronik gehst.
Ausserdem diese beiden Transistoren in einer mit dem Kabelschirm 
verbundenen Metallhülse unterbringen.

Den (deutlich kleineren) einstellbaren Lastwiderstand kannst du dann am 
Ende mit der Auswerteelektronik anbringen.

Selbstverständlich muss auch vermieden werden, dass Fremdlicht auf 
diesen Sensor fällt.

: Bearbeitet durch User
von Siggy P. (Gast)


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c-hater schrieb:

> Nunja. Wenn man weiß, wo die eigenen Schwaächen sind, kann man ja was
> dagegen tun.

Du wurdest bereits über deine Schwäche aufgeklärt: soziale Inkompetenz.

Tust Du etwas dagegen? Nein. Also schreibe nicht über andere.

von Olaf (Gast)


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> eine 2-beinige klare LED. Andere Möglichkeiten? Fotodiode etc.? Muss auf
> jeden Fall flott genug für 9600 Baud sein.

Du koenntest vermutlich eine Fotodiode mit einem TIA verwenden. Machbar 
ist das ganze ziemlich sicher. Aber leider musst du dafuer schon etwas 
Fit in Elektronik sein weil du die Schaltung an deine Umgebung anpassen 
musst und etwas sorgfaeltig aufbauen musst du sie auch.

Optimal waere es natuerlich wenn du einen Empfaenger fuer IR-FBs 
verwenden koenntest, aber ich vermute das wird nicht klappen weil das 
Licht nicht richtig moduliert ist.

Was natuerlich auch helfen koennte waere eine auf die Entfernung 
abgestimmte Optik vor deinem Empfaenger.

Olaf

von chris_ (Gast)


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> eine 2-beinige klare LED. Andere Möglichkeiten? Fotodiode etc.? Muss auf
> jeden Fall flott genug für 9600 Baud sein.

Ich würde eher versuchen, den richtigen Empfängerbaustein zu finden.
Als erstes mit Photodiode und Oszilloskop rausfinden, welches 
Modulationsverfahren verwendet wird.

Es gibt z.B.

TSOP 4838 IR-Empfänger-Module, 38kHz, 90°, Side-View

Die sind für IR-Fernsteuerungen, also für 9600 Baud nicht gemacht. Wenn 
Du aber weißt, welche Modulationsfrequenz kannst Du nach dem richtigen 
suchen.

von Falk B. (falk)


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chris_ schrieb:
> Ich würde eher versuchen, den richtigen Empfängerbaustein zu finden.
> Als erstes mit Photodiode und Oszilloskop rausfinden, welches
> Modulationsverfahren verwendet wird.

Gar keins.

> Es gibt z.B.
>
> TSOP 4838 IR-Empfänger-Module, 38kHz, 90°, Side-View

Nützen dir rein gar nichts, weil der Sender NICHT moduliert ist.

Wenn man den Empfänger empfindlicher macht, muss man hier aber auch das 
Fremdlicht fernhalten. Im einfachsten Fall das Licht drum herum 
ausschalten. Wenn der Empfänger einen IR-Filter hat, umso besser. 
Prinzipiell sollte es machbar sein, das Licht auch durch den Kunststoff 
zu empfangen. Sooo wild ist das nicht. Die Frage ist viel mehr, wie 
sieht der Empfänger aus. Ich kann den hier empfehlen, da hat man den 
Verstärker direkt am Phototransistor.

https://www.mikrocontroller.net/topic/goto_post/5277844

von Sven O. (shavenne)


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Die Idee mit dem IR-Empfänger hatte ich tatsächlich auch schon. Klappt 
natürlich nicht, hatte ich mir aber auch schon gedacht ;)
Sieht man auf dem Oszi schön, dass der Empfänger nicht annähernd das 
ausgibt, was ich zum Testen gesendet hab. (Man sieht, ich bin 
lernwillig, also probier ich sowas einfach mal aus ;))

Danke, das schau ich mir mal an. Fremdlicht dürfte denke ich kein 
Problem sein. In dem Schrank müsste es ziemlich duster sein, wenn ich 
den zu schiebe. Wobei die rote LED durchaus vielleicht problematisch 
sein könnte, die immer bei 0,x kWh blinkt bzw. bei 0 Verbrauch rot 
bleibt. Müsste man mal schauen.

Ich habe mal die Dumps mir genauer angeguckt, nachdem ich die 
Widerstandprobiererei erstmal aufgegeben hab. Eigentlich sehen die Daten 
gar nicht mal soooo kaputt aus, wie ich dachte. Zumindest nicht immer. 
Meinen Momentanverbrauch z.B. konnte ich eigentlich fast immer 
einwandfrei manuell "entschlüsseln" und der reicht mir eigentlich schon.

: Bearbeitet durch User
von Bastler_HV (Gast)


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Eine Linse vor dem Phototransitor/Photodiode kann auch Wunder wirken.
Ist halt bei infrarot dumm, da sieht man nicht wo der Fokus ist.

Im Datenblatt ist das der Öffnungswinkel, der sollte möglichst klein 
sein, wenn Du keine externe Linse verwendest.
Der Nachteil ist dass man dann auch genauer "zielen" muss.

Du musst halt versuchen so viel Licht wie möglich vom Sender auf deinen 
Sensor zu konzentrieren, dann gibt es auch ein gutes Signal.

Und die richtige Wellenlänge verwenden, das wurde ja schon gesagt.

von Achim S. (Gast)


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Bastler_HV schrieb:
> Eine Linse vor dem Phototransitor/Photodiode kann auch Wunder wirken.

Das wäre auch mein Rat.

Das Grundproblem beim TO ist ja, dass der Abstand zwischen Sender und 
Empfänger zu groß ist. Der Sender verschickt jede Menge Licht, die nicht 
beim Empfänger ankommt. Und der Empfägner sieht jede Menge störendes 
Fremdlicht, das nicht vom Sender kommt.

Wenn man die beiden wirklich nicht näher zueinander bringen kann ist die 
nächstbeste Notlösung, eine große IR-taugliche Linse zu verwenden, die 
viel Licht aufsammelt und es wieder auf die kleine Empfängerfläche 
fokusiert.

wie Bastler_HV schon schrieb: ohne optische Kontrolle wird sich die 
Fokussierung nicht ganz einfach einstellen lassen. Aber wenn man 
zumindest den Empfängerausgang sinnvoll messen kann (mit einem Oszi) 
lässt sich auf dem Weg die optische Abbildung einigermaßen optimieren.

von wendelsberg (Gast)


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Sven O. schrieb:
> Immerhin tut sich schonmal was auf meiner seriellen Konsole jede
> Sekunde, wenn der Zähler etwas schickt. Aber bisher war das reiner
> Datenmüll.

Wenn der Zaehler SML spricht, sind das binaere serielle Daten.(9600,8n1)
Die sehen aus wie Datenmuell.

wendelsberg

von Sven O. (shavenne)


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Naja, ob es Datenmüll ist oder nicht sieht man aber schon relativ 
schnell. So viel Erfahrung hab ich dann doch ;)
Er spricht SML und darin erkennt man auch normalerweise relativ schnell 
ob es nur Datenmüll oder was sinnvolles ist ;)
Folgen wie '1b 1b 1b 1b' (Sequenz Start) oder '01 01 01 01' (SML Start) 
sollten in jeder Message auftauchen. Auch "sinnvolle" 
ASCII-Aneinanderreihungen sollten zu sehen sein, wie eben in meinem Fall 
dieses APA (Apator == Hersteller).

Bez. Linse hab ich ein wenig das Problem, dass ich den Sensor nicht 
mittig vor die Schnittstelle packen kann, weil der Installateur 
ausgerechnet dahin seinen "Eigentum des Netzbetreibers"-Aufkleber 
drangepatscht hat.

von Harald W. (wilhelms)


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Sven O. schrieb:

> dass ich den Sensor nicht
> mittig vor die Schnittstelle packen kann, weil der Installateur
> ausgerechnet dahin seinen "Eigentum des Netzbetreibers"-Aufkleber
> drangepatscht hat.

Früher im Usenet wurde dann für solche Leute "Burggrabentunken"
empfohlen. Ich würde versuchen, das Schild vorsichtig mit Wasser
zu entfernen und woanders hinzukleben.

von Klaus R. (klara)


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Sven O. schrieb:
> Wir haben seit neuestem so einen neumodischen digitalen Zähler im Haus.
> Voller Stolz hatte ich mir vorher schon einen IR-Lesekopf besorgt, um
> den auf die D0-Schnittstelle des Zählers zu schnallen.

Ich habe seit 2012 eHZ Zähler auf Grund einer Photovoltaikanlage 
bekommen. Ein wenig Futter zum Thema.

https://volkszaehler.org/
https://wiki.volkszaehler.org/hardware/controllers/ir-schreib-lesekopf
https://www.photovoltaikforum.com/thread/57405-hager-ehz-auslesen/?t=57405&start=30

Worauf ich noch hinaus wollte. Deine Bemühungen etwas lesen zu können 
ist eine Sache, aber Du brauchst einen PIN um Deinen Zähler richtig 
auslesen zu können. Den bekommst Du von Deinem Energieversorger, wenn er 
ihn herausgibt.

https://wiki.volkszaehler.org/hardware/channels/meters/power/edl-ehz/edl21-ehz?redirect=1
mfg Klaus

von Sven O. (shavenne)


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Danke Klaus.

Den Pin habe ich schon. Entsprechend direkt Pin Eingabe deaktiviert und 
erweiterte Info Ausgabe aktiviert ;).
Ich kriege ja wie gesagt die Daten schon. vzlogger erkennt sie nur 
nicht, wahrscheinlich, weil die Daten noch zu unsauber sind. Ich bin 
gerade dabei mir ein Script zu schreiben, dass mir aus den brauchbaren 
Daten den Momentanverbrauch herausfischt, damit ich den wenigstens 
schonmal in mein Grafana rein kriege. Ist ja nicht soo schwierig.
Danach schau ich mal, wie man es hardwaretechnisch noch besser lösen 
könnte.

von Sven O. (shavenne)


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Mein Diagramm für das Balkonkraftwerk hat plötzlich einen weiteren Wert 
erhalten ... Den Momentanverbrauch beim Zähler :)
Das Provisorium via Script rennt also schonmal ;).

Irgendwie kommt der Wert aber so zuverlässig, dass ich mich frage, ob 
die Hardware eigentlich wirklich ein Problem ist oder es doch was 
softwaretechnisches ist. Auffallend ist, dass die sekündlichen Messages 
keinen klaren Anfang und kein klares Ende haben bzw. eine Message hat 
merkwürdigerweise mehrere Anfänge und Enden, was eigentlich so nicht 
sein sollte. Es wirkt alles irgendwie durcheinander darin.

Ich poste vielleicht mal bei Gelegenheit 2-3 Messages daraus.

von Klaus R. (klara)


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Sven O. schrieb:
> Den Pin habe ich schon.

Das ist ja Prima. Bei welchem Netzbetreiber bist Du?

Olaf schrieb:
> Was natuerlich auch helfen koennte waere eine auf die Entfernung
> abgestimmte Optik vor deinem Empfaenger.

Bei mir hatte ein Ableser dies mit einer Pistole gemacht. Der Abstand 
war größer als Dein jetziger.
mfg Klaus

von Sven O. (shavenne)


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Klaus R. schrieb:
> Das ist ja Prima. Bei welchem Netzbetreiber bist Du?

Westfalen-Weser-Netz. Die senden den Pin automatisch kurz nach dem 
Zählerumbau.

von Falk B. (falk)


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Sven O. schrieb:
> Irgendwie kommt der Wert aber so zuverlässig, dass ich mich frage, ob
> die Hardware eigentlich wirklich ein Problem ist oder es doch was
> softwaretechnisches ist. Auffallend ist, dass die sekündlichen Messages
> keinen klaren Anfang und kein klares Ende haben bzw. eine Message hat
> merkwürdigerweise mehrere Anfänge und Enden, was eigentlich so nicht
> sein sollte. Es wirkt alles irgendwie durcheinander darin.

Du musst erstmal auf der Hardwareebene Sicherheit schaffen. Sprich, die 
Daten mit einem Terminalprogramm ala HTERM auslesen. Das muss stabil 
sein.
Dann kann man die Software drauf loslassen.

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