Hallo Ich brauche eine Experteneinschätzung ob folgender Plan von mir hardwareseitig funktionieren wird. Ich brauche eine Zeitmessung über Lichtschranken. Dafür habe ich folgende im Auge (mit entsprechendem Reflektor): https://www.voelkner.de/products/944726/DataLogic-Reflexions-Lichtschranke-S100-PR-2-B10-PK-950811290-Polarisationsfilter-10-30-V-DC-1St..html Aufbauschema: siehe Anhang Ich will einen Arduino (evtl. einen ESP32) nutzen um die Messungen zu steuern/Ergebnisse anzuzeigen. Dazu benötige ich Stepup-Wandler (z.b. https://amzn.eu/d/2gQVyqG) um die Spannung auf 12V zu erhöhen. Bei der Vorlage für die Schaltung werden noch 10kOhm-Widerstände zur Begrenzung des Stroms auf der Signalleitung bzw. 100kOhm-PullDown-Widerstände eingesetzt. Jetzt meine Frage die mein Projekt von der Vorlage unterscheidet: Muss ich durch die Kabellänge von 10/20/40m an der Schaltung etwas ändern oder ist da mit Problemen zu rechnen? Brauche ich spezielle Kabel oder kann ich einfach Kabel aus dem Baumarkt (z.B. https://www.obi.de/feuchtraumleitungen/installations-elektro-und-stromkabel-nym-j-3-x-1-5-mm-50-m-grau/p/7629827) nehmen und das mit XLR-Steckern zusammenstecken?
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Dominic schrieb: > Aufbauschema: https://ibb.co/0jm1srv Warum? Man kann Bilder in diesem Forum hochladen.
Dominic schrieb: > Dazu benötige ich Stepup-Wandler (z.b. https://amzn.eu/d/2gQVyqG) um die > Spannung auf 12V zu erhöhen. Wenn du den Ansatz geschickt machst, dann beschaffst du 12V oder besser industrieübliche 24V und leitest daraus die Versorgung für die Sensoren und über einen Stepdown für den µC ab. > Muss ich durch die Kabellänge von 10/20/40m an der Schaltung etwas > ändern Wenn du 40m Abstand brauchst, wie willst du das mit weniger Kabel hinbekommen? > ist da mit Problemen zu rechnen? Eben mit den üblichen EMV-Problemen, denen man mit einer geeigneten Eingangsbeschaltung (sehr vorsichtige Menschen nehmen Optokoppler) und (Klapp-)Ferriten begegnet, um eingekoppelte Störungen weg vom µC zu halten. > Brauche ich spezielle Kabel Nein, nimm für eine M8 Lichtschranke handelsübliche M8 Kabel. > oder kann ich einfach Kabel aus dem Baumarkt (z.B. > https://www.obi.de/feuchtraumleitungen/installations-elektro-und-stromkabel-nym-j-3-x-1-5-mm-50-m-grau/p/7629827) Auf jeden Fall nimmst du kein starres Installationskabel. > nehmen und das mit XLR-Steckern zusammenstecken? Und auch niemals ohne wirklich guten Grund XLR-Stecker für irgendwas anderes als für Mikrofone/Audio. BTW: bei der Software unbedingt eine Entprellung einbauen, damit du nicht auf jede winzige Funkstörung triggerst. Eine "Entprellung" bedeutet übrigens nicht, dass du "verzögert" reagierst. Sondern es bedeutet bei geschickter Programmierung nur, dass du nach einem Eingangsereignis vor der Verarbeitung erst noch prüfst, ob das ein "richtiges" Event oder nur eine kurze Störung war.
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Ich stelle fest, dass das ganze doch nicht mehr so ein 08/15-Projekt ist wie gedacht. Bei 40m Kabellänge meinte ich mit Problemen, dass z.B. das Signal zu schwach wird. Entweder bin ich zu ungeschickt mit Google oder es gibt M8-Kabel nur bis 10m Länge? Die Kosten sind natürlich um ein Vielfaches höher, was den finanziellen Rahmen des Projektes sprengen würde. Gibt es günstigere Alternativen?
Dominic schrieb: > Ich brauche eine Zeitmessung über Lichtschranken. Die Ansprechzeit ist mit 1ms angegeben, schaffst Du das?
Dominic schrieb: > Bei 40m Kabellänge meinte ich mit Problemen, dass z.B. das Signal zu > schwach wird. Wieso sollte das Signal da "schwach" werden? Was meinst du, welche Kabellängen kommen in alltäglichen Industrieanlagen zusammen? Dominic schrieb: > Entweder bin ich zu ungeschickt mit Google oder es gibt M8-Kabel nur bis > 10m Länge? Du kannst auch übliche mehradrige flexible Steuerleitung nehmen: - https://www.conrad.de/de/p/faber-kabel-liyy-steuerleitung-4-x-0-25-mm-grau-030200-meterware-1152516.html Peter D. schrieb: > Die Ansprechzeit ist mit 1ms angegeben, schaffst Du das? Der µC schafft das... ;-) Die Frage ist eher: reicht das?
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Peter D. schrieb: > Die Ansprechzeit ist mit 1ms angegeben, schaffst Du das? Wahrscheinlich dumme Frage, aber was ist damit gemeint bzw. wie schaffen?
Dominic schrieb: > aber was ist damit gemeint bzw. wie schaffen? Damit ist gemeint, dass niemand ausser dir weiß, was du da wie genau messen willst. Dominic schrieb: > was den finanziellen Rahmen des Projektes sprengen würde. Neue Salamischeibe... Wie wäre es, wenn du "das Projekt" und die dahinterstehenden Ressourcen ein wenig ausführlicher beschreibst?
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Dominic schrieb: > Wahrscheinlich dumme Frage, aber was ist damit gemeint bzw. wie > schaffen? Nun, die Lichtschranke sollte mindestens 1ms unterbrochen werden und der Meßfehler kann bis 1ms betragen.
Wenn du den Arduino bei der 20m-Schranke positionierst, hast du nach beiden Seiten nur 20m Kabellänge. Und ja, 12V für 4 Lichtschranken aus der Boardversorgung des Arduino hochzuregeln ist sicher keine gute Idee. Besser umgekehrt wie oben beschrieben.
Ich will eine einfache Zeitmessung bei Trainingsläufen machen. Wenn die Lichtschranke beim Start ausgelöst wird startet quasi die Stoppuhr und bei jeder weiteren Lichtschranke wird die Zwischenzeit bzw. Endzeit genommen. Für Läufer. Das bei Zeitmessung durch Lichtschranken z.B. durch Arm im richtigen Moment nach vorne bringen ein wenig "gecheatet" werden kann ist mir klar, und damit kann ich leben. Wenn ich das hochpräzise haben will brauche ich entsprechende Startsysteme und Fotofinish-Anlagen, das wäre aber für eine einfache Messung im Training zu Aufwendig, sowohl vom Aufbau her, als auch finanziell. Müsste jetzt genau ausrechnen wie lange so ein durchschnittlicher Leichtathlet die Lichtschranke unterbrechen würde, ich würde aber schätzen dass ein Mensch der durchläuft für mehr als 1ms unterbricht. Vancouver schrieb: > Und ja, 12V für 4 Lichtschranken aus der Boardversorgung des Arduino > hochzuregeln ist sicher keine gute Idee. Besser umgekehrt wie oben > beschrieben. Ein handelsübliches 12V-Netzteil hab ich hier noch liegen. Preislich hatte ich für das Projekt folgendes überschlagen: - ca. 200€ für Lichtschranken - ca. 80€ für Kabel/Stecker - Arduino, Display, Stative hab ich noch rumliegen, Gehäuse drucke ich aus Lothar M. schrieb: > Du kannst auch übliche mehradrige flexible Steuerleitung nehmen: > https://www.conrad.de/de/p/faber-kabel-liyy-steuerleitung-4-x-0-25-mm-grau-030200-meterware-1152516.html Welche Stecker würde ich dann nehmen? https://www.reichelt.de/sal-m8x1-3-pol-einbaubuchse-sal8-fk30-p136974.html mit https://www.reichelt.de/sal-m8x1-3-pol-stecker-sal8-rsc3-p136938.html oder https://www.reichelt.de/sal-m8x1-3-pol-einbaustecker-sal8-fs30-p136976.html mit https://www.reichelt.de/sal-m8x1-3-pol-buchse-sal8-rkc3s-p136934.html Oder ganz andere?
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Dominic schrieb: > Müsste jetzt genau ausrechnen wie lange so ein durchschnittlicher > Leichtathlet die Lichtschranke unterbrechen würde Das kannst du im Grunde nur am konkreten Aufbau messen, aber überschlägig kannst du es ja mal so machen und die 44m/s von Usian Bolt nehmen, dann sind das 44mm/ms. Der Körper des Sprinters hat mindestens ca. 250 mm in der "Tiefe", sodass der Lichttaster bei Usian Bolt ca. 5ms belegt gewesen wäre. > Das bei Zeitmessung durch Lichtschranken z.B. durch Arm im richtigen > Moment nach vorne bringen ein wenig "gecheatet" werden kann ist mir > klar, und damit kann ich leben Welche Ungenauigkeit hast du dadurch? Wenn der die Hand nach vorn streckt, dann kann er den 250mm locker mal um 700mm "vorgreifen" und du hast einen "Beschiss" von gut 700mm/44mm/ms = 15ms. Dominic schrieb: > Welche Stecker würde ich dann nehmen? Im Grunde egal. Ich würde tatsächlich fertig konfektionierte und zur Not mehrere leicht ersetzbare (weil käufliche) M8 Kabel (z.B. in 5m und 10m Länge) hintereinanderstecken. Dann musst du in dein Gerät nur eine passende Buchse bauen und hast als Frontend leicht ersetzbare Katalogteile. Solche Kabel sind nämlich Verschleißteile. Da bist du sonst laufend am neu konfektionieren.
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Lothar M. schrieb im Beitrag #7522604:
> Nehmen wir mal die 44m/s von Usian Bolt,
Ich habe da sicherlich etwas falsch verstanden,
aber das wären knapp 160km/h.
Lothar, warum hast du jetzt Teile drei mal geschrieben? Lothar M. schrieb im Beitrag #7522605: > as knnst du im Grunde nur messen, aber überschlägig kannst du es ja mal > so machen und die 44m/s von Usian Bolt nehmen Da auch er knapp 10s für die 100m braucht und nicht 3s sind es wohl eher 44km/h also im Schnitt etwa 10m/s und max. ca. 12-15m/s Höchstgeschwindigkeit da er ja zu Beginn noch beschleunigen muss.
Peter D. schrieb: > Dominic schrieb: >> Ich brauche eine Zeitmessung über Lichtschranken. > > Die Ansprechzeit ist mit 1ms angegeben, schaffst Du das? Ein Person des öffentlichen Lebens sagte einmal "Wir schaffen das." Ob sich diese Prognose bewahrheitet hat, ist mir nicht bekannt . . .
Lothar M. schrieb im Beitrag #7522605:
> die 44m/s von Usian Bolt nehmen,
Einheiten, Einheiten und nochmal Einheiten, pflegte mein Physiklehrer
immer zu sagen.
J. T. schrieb: >> die 44m/s von Usian Bolt nehmen, > > Einheiten, Einheiten und nochmal Einheiten, pflegte mein Physiklehrer > immer zu sagen. Sind doch da. Daß der Lothar km/h und m/s verwechselt hat, ist ein anderes Thema.
Dominic schrieb: > Bei 40m Kabellänge meinte ich mit Problemen, dass z.B. das Signal zu > schwach wird. Lass einen soliden Strom fließen. Der ist überall gleich.
Falk B. schrieb: > Sind doch da. Daß der Lothar km/h und m/s verwechselt hat, ist ein > anderes Thema. Der Physiklehrer meinte es aber mit Bezug auf die richtigen Einheiten, nicht im Sinne von "solange ihr irgendwelche Einheiten da habt, ist alles supi". Hätte Lothar auf die 44 bestanden, wären halt km/h die Einheit der Wahl gewesen. Bei m/s hätten es etwa 10 sein sollen.
J. T. schrieb: > Hätte Lothar auf die 44 bestanden, wären halt km/h die Einheit der Wahl > gewesen. Bei m/s hätten es etwa 10 sein sollen. <Erbsencount=0> Also ich fand ja immer das ein Umrechnungsfaktor von 3600s/h×1km/1000m recht gut funktioniert. ;-) </Erbsencount>
Norbert schrieb: > <Erbsencount=0> > Also ich fand ja immer das ein Umrechnungsfaktor von 3600s/h×1km/1000m > recht gut funktioniert. ;-) > </Erbsencount> <Oberklugscheis> oder kurz 3,6 </Oberklugscheis> ;-)))))
Wendels B. schrieb: > <Oberklugscheis> > oder kurz 3,6 > </Oberklugscheis> J. T. schrieb: > Einheiten, Einheiten und nochmal Einheiten, pflegte mein Physiklehrer > immer zu sagen. ;-)
Wendels B. schrieb: > Norbert schrieb: >> <Erbsencount=0> >> Also ich fand ja immer das ein Umrechnungsfaktor von 3600s/h×1km/1000m >> recht gut funktioniert. ;-) >> </Erbsencount> > > <Oberklugscheis> > oder kurz 3,6 > </Oberklugscheis> > ;-))))) Oberoberklukscheiß Wenn man die Einheiten mitbetrachtet, ist Norberts Variante richtiger, aber faul wie ich bin rechne ich auch immer mit 3.6 und tu nur so, als würd ich die richtigen Einheiten nutzen ;-) :D
Norbert schrieb: > <Erbsencount=0> > Also ich fand ja immer das ein Umrechnungsfaktor von 3600s/h×1km/1000m > recht gut funktioniert. ;-) > </Erbsencount> Achso, an der Stelle ging ich einfach von knapp 10 Sekunden für die 100 Meter aus. In der wirklichen Wirklichkeit sind 10m/s natürlich 36km/h und nicht 44, danke für den Hinweis :D
J. T. schrieb: > Norbert schrieb: >> <Erbsencount=0> >> Also ich fand ja immer das ein Umrechnungsfaktor von 3600s/h×1km/1000m >> recht gut funktioniert. ;-) >> </Erbsencount> > > Achso, an der Stelle ging ich einfach von knapp 10 Sekunden für die 100 > Meter aus. In der wirklichen Wirklichkeit sind 10m/s natürlich 36km/h > und nicht 44, danke für den Hinweis :D Schon klar! Doch der Thread ist sowieso schon wieder vollformatig abgeglitten, da musste ich einfach… ;-)
Norbert schrieb: > Doch der Thread ist sowieso schon wieder vollformatig abgeglitten, Ja klar, weil man das Dominic schrieb: > Müsste jetzt genau ausrechnen wie lange so ein durchschnittlicher > Leichtathlet die Lichtschranke unterbrechen würde, ich würde aber > schätzen dass ein Mensch der durchläuft für mehr als 1ms unterbricht. ja wohl ganz am Anfang macht, hat der TO nicht.
Udo S. schrieb: > Lothar, warum hast du jetzt Teile drei mal geschrieben? Da hat sich irgendwie der Browser verhakt. Ich habe das mal aufgeräumt. Falk B. schrieb: > Daß der Lothar km/h und m/s verwechselt hat, ist ein anderes Thema. Nicht meinn Tag heute... ;-/ Aber mit 10m/s (also 10mm/ms) entspannt sich das Timing merklich.
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Dominic schrieb: > Preislich hatte ich für das Projekt folgendes überschlagen: > - ca. 200€ für Lichtschranken Willst du wirklich so viel ausgeben? Gibt es auch deutlich billiger: https://de.aliexpress.com/item/1005004123351251.html
Schließe "intelligente" Lichtschranken über RS485 an, das ist für solche Entfernungen gut geeignet. Das bedeutet für jede Lichtschranke einen eigenen MC fürs Interface. XLR-Stecker und Kabel sind auch eine gute Option, wird z.B. bei DMX im Bereich Bühne/Theater auch so gemacht und da sind 40m keine Seltenheit. Bei RS485 kannst du das Prinzip "daisy chain" anwenden und du sparst Kabel (Bus statt Stern). Die jeweils unterbrochene Lichtschranke wirft einfach ihre Nummer auf den Bus. Bezüglich der Bitrate kommt es auf die benötigte zeitliche Auflösung an. 9600 Bit/s sind deutlich störfester als 115200, aber eben auch mehr als 10 mal langsamer ... Stell dir eine halbwegs genaue (1/100s) Zeitmessung mit MC nicht zu einfach vor ... absolut machbar, aber nicht gerade primitiv. Da bedarf es besonderer Techniken, z.B. Timer-Interrups und man muss zusätzliche Kalibrier-Möglichkeiten (Vergleich mit prof. Stoppuhr) vorsehen. Die verwendeten Quarze sind schließlich keine geprüften Exemplare für Uhren. Eventuell noch zusätzlich eine Temperaturstabilisierung für die MC-Platine (oder einen externen Taktgenerator), wenigstens auf 2..3 Grad genau.
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Frank E. schrieb: > Da bedarf es besonderer Techniken, z.B. Timer-Interrups Wenn man die Mainloop kompakt hält, geht das auch einfach per Polling. > zusätzliche Kalibrier-Möglichkeiten (Vergleich mit prof. Stoppuhr) > vorsehen. Die verwendeten Quarze sind schließlich keine geprüften > Exemplare für Uhren So heiß wird die Suppe nicht gegessen, denn weil 1ms auf 20s Gesamtmessdauer nur 50ppm sind, reicht eigentlich jeder Quarz für eine Genauigkeit im ms-Bereich. Auch ohne Temperaturregelung. > Schließe die Lichtschranken über RS485 an, das ist für solche > Entfernungen gut geeignet. 40m sind noch keine nennenswerte Entfernung für ein einzelnes 24V-Signal.
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Frank E. schrieb: > Stell dir eine halbwegs genaue (1/100s) Zeitmessung mit MC nicht zu > einfach vor So spielt einem das Bewusstsein manchmal einen bösen Streich! Weißt du was ich gerade zu lesen geglaubt habe? Das es schwierig sei mit einem µC auf eine 1/100 Sekunde (oder sogar noch besser) zu messen. Unter anderem weil die Quarze alle so schlecht sind und die ganze hochkomplizierte Programmiertechnik vermutlich noch gar nicht vollumfänglich verstanden sei. Das ist fürwahr ein schwerer Schlag für die Menschheit. Da siebe ich zur Sicherheit gleich ein wenig feinen Sand für meine Uhr.
Frank E. schrieb: > Bei RS485 kannst du das Prinzip "daisy > chain" anwenden und du sparst Kabel (Bus statt Stern). Die jeweils > unterbrochene Lichtschranke wirft einfach ihre Nummer auf den Bus. "Daisy chain" geht auch bei 'analoger' Technik. Man muss nur die 4 Signale etwas trickreicher verschalten. Der Aufbau im Feld gestaltet sich damit einfacher, brauchst du doch nur 2x10m und 1x20m Kabelstücke - oder 4x10m plus eine Doppelkupplung. Oder Verdrahtung und Lichtschranken haben durchgängig male/female Steckverbinder: das spart dann die Doppelkupplung. "Trickreich verschaltet" kann im einfachsten Fall ein "Open Collector" sein, mit allen Gebern einfach parallel verschaltet. "Eine Nummer auf den Bus werfen" ist unnötig. Die Signale treffe immer in der richtigen Reihenfolge beim Empfänger ein -- solange nur ein Läufer auf der Strecke ist. just my 2ct
Frank E. schrieb: > eine halbwegs genaue (1/100s) Zeitmessung > (...) > Da bedarf es besonderer Techniken, z.B. Timer-Interrups Ich hätte ja gedacht, dass eine einfache Schleife mit Zähler und Signalpolling ausreicht, um Intervalle von 10 ms zu messen. Jedenfalls dann, wenn man keine PDP 11 von 1970, sondern einen modernen µP benutzt, der pro Befehl nur 1oo ns braucht. Das ist so schnell, da kann man sogar mit einer Hochsprache statt Assembler arbeiten. Macht man vielleicht doch mit Timer, ist aber rein von der Geschwindigkeit her gesehen nicht nötig.
40m sind grob 5s. Unsicherheit mindestens 40cm (Arm). Wären 50ms oder 5 hundertstel oder 1%. Da is weder Programm noch Quarzgenauigkeit ein Thema (solange man nicht delay() verwendet). Das schwierigste dürfte die sinnvolle Erfassung des Start und die Ausrichtung der Lichtschranken sein. Die werden vermute ich mal nicht fest installiert.
Vielen Dank für die Hinweise und Tipps. Es hat alles funktioniert.
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