Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lichtschranke für Arduino?


von Flo K. (gasfisher)


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Hallo zusammen,

ich möchte den Durchgang eines Fähnchens durch eine Lichtschranke mit 
Hilfe eines Arduino zählen.

Habe dafür mal bei Conrad mal nach Lichtschranken geschaut:
Diese hier würde von der Bauform gut passen:
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/002590601DS00/datenblatt-2590601-omron-gabel-lichtschranke-ee-sv3-d-ee-sv3-d-1-st.pdf

Aber ist die auch für die Verwendung an einem Arduino geeignet?
Ich kenne mich mit den ganz Specs nicht wirklich aus.

Also geht die zb. mit den 5V vom Arduino?
Im Datenblatt steht was von Reverse Vortage 4V??

Danke für Tips!

von Peter D. (peda)


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Flo K. schrieb:
> Ich kenne mich mit den ganz Specs nicht wirklich aus.

Schau mal hier:
Fig 4. Light Current vs. Collector-Emitter Voltage Characteristics 
(Typical) EE-SV3(-B)

Bei 10mA durch die LED fließen ~2mA durch den Fototransistor.
Vor die LED ein 330Ω und am Kollektor ein 10kΩ Pullup, sollte passen.

von Alexander (alecxs)


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ich lese da 30V

von Martin H. (horo)


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Alexander schrieb:
> ich lese da 30V

Nein, da steht 260°C, so warm ist es hier selten.
SCNR ;)

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Im Datenblatt steht was von Reverse Vortage 4V??

Du sollst ja auch die Spannung nicht verkehrt rum anschliessen.

Vanye

von Falk B. (falk)


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Flo K. schrieb:
> Aber ist die auch für die Verwendung an einem Arduino geeignet?

Ja. Das ist praktisch ein Optokoppler, er wird genau so benutzt.

> Also geht die zb. mit den 5V vom Arduino?

Ja.

> Im Datenblatt steht was von Reverse Vortage 4V??

Man sollte die LED halt nicht verpolen, das mögen die nicht so. Kaputt 
kriegt man die aber auch nicht so schnell.

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


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Flo K. schrieb:
> ich möchte den Durchgang eines Fähnchens durch eine Lichtschranke mit
> Hilfe eines Arduino zählen.
Hast du wechselndes Umgebungslicht oder ist das Fähnchen immer in der 
selben Umgebungshelligkeit?

> Aber ist die auch für die Verwendung an einem Arduino geeignet?
Im Prinzip machen das sicher tausende mit so einer Gabellichtschranke. 
Die ist ja in jedem "Arduino-Sensor-Kit" aus Fernost dabei. Aber zeichne 
doch mal eine Schaltung von deinem Aufbau, dann sieht man mehr.

: Bearbeitet durch Moderator
von Obelix X. (obelix)


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Leg mal den Arduino beiseite und schau dir mal die grundlegendsten 
Grundlagen der Elektronik an:

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201111.htm
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/1006011.htm

Und weil du morgen bestimmt ein 12V Relais mit deinem Arduino schalten 
möchtest :

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm

PS: Du könntest bei Google auch mal "adruino lichtschranke" eingeben. 
Das haben vor dir auch schon 1000 Leute geschafft.

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


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Obelix X. schrieb:
> Leg mal den Arduino beiseite und dir mal die grundlegendsten Grundlagen
> der Elektronik an
"Leg ... dir Grundlagen an"? Naja, kann man so sagen.

Aber generell kann man schon sagen: der schlaue Ingenieur sieht sich 
erst mal an, wie andere das machen. Wenn das hinreichend gut 
funktioniert, ist er schon fertig. Wenn nicht, dann muss er etwas 
verbessern und braucht dafür natürlich das nötige KnowHow.

Ich würde da also einfach mal sowas probieren:
- https://www.google.com/search?q=gabellichtschranke+arduino+code
- 
https://www.google.com/search?q=gabellichtschranke+arduino+schaltplan&tbm=isch

: Bearbeitet durch Moderator
von Rainer W. (rawi)


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Alexander schrieb:
> ich lese da 30V

Dann ist doch gut. Du solltest den Text dazu auch lesen und verstehen. 
Bei 5V werden die eher selten überschritten ;-)

Falk B. schrieb:
> Kaputt kriegt man die aber auch nicht so schnell.

Mit einer verpolten Spannung ohne ausreichende Strombegrenzung schon ...

von Monk (roehrmond)


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Lothar M. schrieb:
> Hast du wechselndes Umgebungslicht

Darauf bin ich mal so eingegangen:

Als Arbeitswiderstand habe ich 2,2k Ohm genommen, um bei allen 
Umgebungs-Helligkeiten eine analoge Ausgangsspannung im Messbereich des 
ADC zu erhalten.

Diese Spannung messe ich immer 2x

a) während die LED leuchtet und
b) während sie nicht leuchtet.

Dann subtrahiere ich Messwert b von a, um die Umgebungshelligkeit 
ungefähr heraus zu rechnen.

Dann ermittle ich den optimalen Schwellwert für die digitale Auswertung 
(unterbrochen ja/nein) experimentiell bei heller und dunkler Umgebung.

Das ist nicht perfekt, hat für meine Zwecke aber genügt. Es war leicht, 
einen eindeutigen Schwellwert zu finden, der bei allen 
Umgebungs-Helligkeiten in der Wohnung passte.

: Bearbeitet durch User
von Reiner D. (dollreiner)


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Also im Prinzip ein Inkremntgeber ?
Also ne Gabellichtschranke mir einem Komparator dahinter ?

LM393, z.b. von Reichelt (auf meinen steht "MH Sensor Series" drauf) :

https://www.reichelt.de/entwicklerboards-speed-sensor-lm393-debo-speed-sens-p226726.html

Zählt (am Arduino) prima Löcher in einer Scheibe, das geht wohl auch mit 
Fähnchen oder ähnlichem ...

von Monk (roehrmond)


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Reiner D. schrieb:
> Also im Prinzip ein Inkremntgeber ?
> Also ne Gabellichtschranke mir einem Komparator dahinter ?

Der rechnet dir allerdings nicht das Umgebungs-Lich heraus.

von Reiner D. (dollreiner)


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Nein, wenn's direkt reinflackert (50Hz Netz oder sowas), wird das Ding 
gestört.

von Rahul D. (rahul)


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Naive Lösung:
Die LED takten und den Transistor synchron dazu abfragen.
Wenn der Transistor gleichzeitig mit der eingeschalteten LED 
durchschaltet, ist die Lichtschranke frei.
Schaltet er nicht durch, ist die Lichtschranke unterbrochen

Schaltet er durch, obwohl die LED nicht eingeschaltet ist, gibt es 
Störeinstrahlung...

Die vierte Möglichkeit kann man sich sparen (LED aus, Transistor dicht 
...).

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


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Rahul D. schrieb:
> Schaltet er nicht durch, ist die Lichtschranke unterbrochen
Er kann aber wegen Störlicht eben auch durchschalten, wenn die LED 
eingeschaltet ist und ein Fähnchen die Lichtschranke unterbricht.

> Die vierte Möglichkeit kann man sich sparen (LED aus, Transistor dicht)
Überleg nochmal: die ist als Referenzwert unbedingt nötig. Allerdings 
taugt dieser "Referenzwert" eben überhaupt nichts, wenn das 
Umgebungslicht moduliert ist (50Hz oder ein paar kHz lei LEDs).

von Monk (roehrmond)


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Lothar M. schrieb:
> Allerdings taugt dieser "Referenzwert" eben überhaupt nichts, wenn das
> Umgebungslicht moduliert ist (50Hz oder ein paar kHz lei LEDs).

Wohl wahr. Vielleicht kann man das Signal dagegen durch einen Tiefpass 
schicken (in Hard- oder Software).

von Falk B. (falk)


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Lothar M. schrieb:
>> Schaltet er nicht durch, ist die Lichtschranke unterbrochen
> Er kann aber wegen Störlicht eben auch durchschalten, wenn die LED
> eingeschaltet ist und ein Fähnchen die Lichtschranke unterbricht.

Aber nur dann, wenn der Empfänger zu empfindlich ist. Macht man den 
absichtlich unempfindlich und pulst die LED entsprechend stark, erhöht 
man den Störabstand. Fremdlicht kann ein Problem bei Gabellichtschanken 
sein, ist es in den meisten Fällen aber eher nicht. Dafür sorgt meist 
die Mechanik. U.a. indem man die mechanische Unterbrechung als Scheibe 
mit Loch oder ähnliches konstruiert und schwarz anmalt.

von Rahul D. (rahul)


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Lothar M. schrieb:
Für die Bedenkenträger hatte ich den Post extra mit "Naive Lösung" 
eingeleitet.


> Rahul D. schrieb:
>> Schaltet er nicht durch, ist die Lichtschranke unterbrochen
> Er kann aber wegen Störlicht eben auch durchschalten, wenn die LED
> eingeschaltet ist und ein Fähnchen die Lichtschranke unterbricht.
Dann ist das Fähnchen oder der Standort der Lichtschranke schlecht 
gewählt.

>> Die vierte Möglichkeit kann man sich sparen (LED aus, Transistor dicht)
> Überleg nochmal: die ist als Referenzwert unbedingt nötig. Allerdings
> taugt dieser "Referenzwert" eben überhaupt nichts, wenn das
> Umgebungslicht moduliert ist (50Hz oder ein paar kHz lei LEDs).
Tiefpass / Integration.
Wenn der Transsitor durchschaltet, obwohl die LED aus ist, gibt es wohl 
eine Fremdlichtquelle.

Wie schnell die Lichtschranke abgefragt werden soll bzw. welche Frequenz 
damt detektiert werden soll, wurde doch (noch) gar nicht genannt.

von Obelix X. (obelix)


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Hat Flo überhaupt schon irgendwo geschrieben ob es möglich ist das 
Fremdlicht ein Problem darstellen könnte?

von Rahul D. (rahul)


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Obelix X. schrieb:
> Hat Flo überhaupt schon irgendwo geschrieben ob es möglich ist das
> Fremdlicht ein Problem darstellen könnte?

Vielleicht morgen, dann ist ja wieder Freitag.

von Flo K. (gasfisher)


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Obelix X. schrieb:
> Hat Flo überhaupt schon irgendwo geschrieben ob es möglich ist das
> Fremdlicht ein Problem darstellen könnte?

Fremdlicht sollte kein Problem sein. Die Lichtschranke wird ca. 2 Meter 
unter dem Erdboden in einem Rohr eingesetzt werden. Da sollte es nahe 
Dunkelheit sein.

Vielen Dank für eure hilfreichen Antworten!

von Monk (roehrmond)


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Flo K. schrieb:
> Fremdlicht sollte kein Problem sein. Die Lichtschranke wird ca. 2 Meter
> unter dem Erdboden in einem Rohr eingesetzt werden. Da sollte es nahe
> Dunkelheit sein.

Nee nee, so einfach darf das nicht enden. Es sind ja noch gar keine 
üblen Beleidigungen gefallen.

von Joachim B. (jar)


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Monk schrieb:
> Nee nee, so einfach darf das nicht enden. Es sind ja noch gar keine
> üblen Beleidigungen gefallen.

OT oder wieder Schreibdurchfall?

von Monk (roehrmond)


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Joachim B. schrieb:
> OT oder wieder Schreibdurchfall?

Danke für den überaus nützlichen Beitrag. Du hast uns gerade noch 
gefehlt. Jetzt kann der Thread abgeschlossen werden.

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