Hallo liebe Community, Meine eigentliches Vorhaben ist es, eine IR-Reflexschranke mit 36kHz zu betreiben. (IR Diode: TSUS520, IR Empfänger: TSOP4836). Jetzt will ich das mit einem (bzw. eigentlich zwei) NE555 machen, als Astabile Kippstufe. Um mit dem NE555 vertraut zu werden, habe ich mal eine Beispielschaltung aufgebaut, in der ich 2 LEDs blinken lassen. Und habe Berechnung, LTSpice-Simulation und reale Messung mal verglichen und beobachte, dass ich ca. 8% Abweichung in der Frequenz habe. Bei 36kHz würden 8% weniger bedeuten, dass ich nur 33kHz erreichen würde. Da ich kein Oszilloskop habe, frage ich mich, ob es für meinen Anwendungsfall überhaupt sinnvoll ist, das mit einem NE555 zu machen. Da ich gar nicht die 36kHz wirklich messen kann. (Und wenn irgendwas an der IR-Reflexschrank nicht funktioniert, kann ich nur schwer debuggen). Was meint ihr? Folgendes habe ich bei der Beispielschaltung gemacht: 1. Berechnung nach https://normei-weinheim.de/tech/NE555dim_01.htm. - R1=R2=4.7k; C1=100uF; --> Berechnete Frequenz: 1.54Hz. 2. Simulation in LTSpice - Dieselben Werte; --> Simulierte Frequenz bei 5V: 1.33Hz. Simulierte Frequenz bei 7.5V: 1.39Hz. 3. Reale Messung - Dieselben Werte --> Gemessene Frequenz bei 5V: 1.42Hz. Gemessene Frequenz bei 7.5V: 1.48Hz. D.h. wenn ich 1.54Hz vergleiche mit 1.42Hz sind das Abweichungen von 8%. Wenn ich das mal so übertrage auf 36kHz, dann würde ich nur 33kHz erreichen. Würde damit meine IR-Reflexschranke noch funktionieren? Habt ihr Erfahrungen damit? Hinweis: Eigentlich war mein Ziel, zwei NE555 zu nehmen. Eins, das 36kHz Frequenz macht und eins das mit ca. 1.6kHz überlagert, um 22 IR-Pulse zu bekommen und 22 Pulse Pause habe.
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NE555_LTSpice.png
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Highii H. schrieb: > ich ca. 8% Abweichung in der Frequenz habe. Bei 36kHz würden 8% Glaubst Du wirklich, daß alle Bauteile ohne Toleranz daherkommen? Schon der NE555 wird mit bis über 20% Variationsbereich bei 15V spezifiziert. Bei nur 5V sieht es noch deutlich grausamer aus ...
Jens G. schrieb: > Highii H. schrieb: >> ich ca. 8% Abweichung in der Frequenz habe. Bei 36kHz würden 8% > > Glaubst Du wirklich, daß alle Bauteile ohne Toleranz daherkommen? Schon > der NE555 wird mit bis über 20% Variationsbereich bei 15V spezifiziert. > Bei nur 5V sieht es noch deutlich grausamer aus ... Ne, das ist mir schon klar, dass die alle Toleranz haben. Prozentual sind ja die 8% gar nicht so groß. Aber ich frage mich eben, ob man dann realistisch wirklich die Schaltung verwenden sollte für meinen Anwendungszweck. Und vor allem, wenn ich kein Oszi habe, um am Ende Widerstände feinzutunen. Oder ob die IR-Schaltung auch genauso gut mit 33kHz oder 50kHz funktioniert? .. oder wie gut sollte man die 36kHz einhalten? Gibt es Alternativen zur Ansteuerung? (außer Ansteuerung über Mikrocontroller).
Highii H. schrieb: > Oder ob die IR-Schaltung auch genauso gut mit 33kHz oder 50kHz > funktioniert? .. oder wie gut sollte man die 36kHz einhalten? Guckst Du Dir überhaupt Datenblätter an? Dann sollte eigentlich klar sein, daß der von Dir genannte Receiver mit 50kHz nichts anfangen kann, und 33kHz auch eher zu vermeiden sind. Wenn Du unbedingt den 555 nehmen willst, dann mußt Du die f abgleichbar machen, und evtl. auf Temperatur-Kompensation achten.
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Ich wollte 40kHz schreiben, anstatt 50. Und ja, die Datenblätter schaue ich mir an. Ich habe die Schranke auch schon aufgebaut mit Ansteuerung über Atmega. Und das funktioniert auch. Wollte eben zu 555 wechseln, um Ports zu sparen.
Highii H. schrieb: > und beobachte, dass ich ca. 8% Abweichung in der Frequenz habe. Kleinkram, ein NE555 hat alleine 10% Toleranz in den Vergleichsspannungen (ein SE555 hätte 5%) und dein Kondensator vermutlich 20%. Wenn du es genau haben willst, und einen genauen Frequenzzähler hast, kannst du den Widerstand um ein TrimmPoti für +/-10% ergänzen und dann eben winstellen. Allerdings stören 10% Abweichung die Detektoren nicht besonders, sie werden unempfindlicher je weiter die Frequenz wegliegt aber so superpräzise ist ihr interner Oszillator auch nicht. Wenn du die Frequenz right out of the box genau haben willst (wie es IR Fernbedienungen machen) solltest du keinen RC Oszillator verwenden, sondern zumindest einen Keramikresonator oder eben Quarzt. Und um von den (455kHz, 8MHz) auf 36kHz herunterzuteilen nutzt man am einfachsten einen uC. Highii H. schrieb: > Würde damit meine IR-Reflexschranke noch funktionieren? Ja, mit deiner 1.6kHz Zusatzunterbrechung, sonst nicht. Eigentlich nutzt man einen NE567 fur das Spiel. "Lichtschranken lassen sich durch Umgebungslicht stören, wenn man das Licht nicht moduliert. Dafür eignet sich z. B. ein NE/LM567C oder KA567 (andere Bauteilwerte) oder der neuere LMC567 (Bauteilewertanpassung nach Datenblatt) als kombinierter Sender/Empfänger (aus Elektor 7/8 98), der Empfänger reagiert dann nur auf Licht passender Frequenz. Siehe auch: Beitrag "Lichtschranke mit LM567 / DBL567 will nicht" und http://www.trigonal.de/sel/blobs/relisch.png
1 | +---+--+----------------+------+--+-- +5V |
2 | | | | | | | |
3 | | 4k7 | +----+---+ 1M 220R |
4 | E| | | | 4 | | | |
5 | >|--+--(--4k7---+--|5 1|--+ | |
6 | |BC307 | 10k |LM/NE567| | |A |
7 | | | +--|6 | | LED |
8 | | | | | | | | |
9 | 100R 10kPoti-22n-(--|3 2 7 8|--(--+-- kann bis 100mA nach Masse schalten |
10 | | | | +--+--+--+ | |
11 | A| C| | | | | |
12 | LED=PhotoTrans 22n 2u2 | 4u7 |
13 | | | | | | | |
14 | +------+--------+-----+--+-----+----- GND |
Um Fehlauswertungen durch hochreflektierende Oberflächen zu vermeiden, arbeiten professionelle Lichtschranken übrigens mit Polarisationsfiltern im Sende- und Empfangsweg. " https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm
Highii H. schrieb: > Da ich kein Oszilloskop habe, frage ich mich, ob es für meinen > Anwendungsfall überhaupt sinnvoll ist, das mit einem NE555 zu machen. Einen µController dafür einsetzen – ein ATMEGA328P oder auch etwas kleineres reicht dafür vollkommen aus – und gleichzeitig aber auch 200-250 Euro investieren und sich unbedingt ein modernes Digital-Oszilloskop besorgen, sonst ist es wie das Bewegen in einem Raum ohne Licht. Als ich vor kurzem meine IR-Fernbedienung entwickelt habe, übrigens auch mit 36kHz und dem TSOP4836, war ein Oszilloskop unerlässlich, um das generierte Timing immer wieder überprüfen zu können, denn jede kleine Änderung im Code kann 'katastrophale' Auswirkungen auf das Ausgegebene haben, auch wie an bestimmten Stellen das Signal überhaupt aussieht – also seine Flankensteilheit, Pegel etc. – lässt sich nur so vernünftig und aussagekräftig feststellen. Die 250 Euro sind daher ein gut angelegtes Geld – Pollin hatte für diesen Preis ein Zweikanal-100MHz-Gerät, vielleicht gibt es das dort noch (OWON SDS1102) – für den Anfang ist es OK und allemal besser als irgendwelche Pseudooszilloskope mit 1MHz-Bandbreite oder so. Und noch etwas: Abweichungen von 8% bei 36kHz als Modulationsfrequenz sind keine gute Idee, man sollte die Frequenz des Empfänger-Chips schon einigermaßen genau einhalten – die Nachteile sind in den Dokumentationen und im Netz nachlesbar, was man sich am besten intesiv anlesen sollte. Das Wissen ist kostenlos verfügbar – ich möchte hier kein Essay darüber verfassen.
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Jens G. schrieb: > Dann sollte eigentlich klar sein, daß ... 33kHz auch eher zu vermeiden sind. So dramatisch ist das nicht. Das Datenblatt eines TSOP4836 zeigt in Fig.5 die Abhängigkeit der Empfindlichkeit von der Frequenz bezogen auf die Nominalfrequenz. Die Empfindlichkeit bei 33kHz, d.h. 0.92*f0 liegt bei 50%. Damit nimmt die Reichweite gerade einmal um 30% ab. Das ist kein Beinbruch, auch wenn Raum für Optimierung entsteht. Highii H. schrieb: > Aber ich frage mich eben, > ob man dann realistisch wirklich die Schaltung verwenden sollte für > meinen Anwendungszweck. Und vor allem, wenn ich kein Oszi habe, um am > Ende Widerstände feinzutunen. Dafür bräuchtest du kein Oszilloskop. Der NE555 liefert sowieso ein Rechtecksignal, d.h. ein Logikanalysator zum Preis eines besseren Kantinenessens würde völlig reichen. Du könntest die Frequenz natürlich auch anhand der erzielten Reichweite optimieren. > Gibt es Alternativen zur Ansteuerung? (außer Ansteuerung über > Mikrocontroller). Was wäre so schlimm an einem Mikrocontroller? Irgendwelche Daten wirst du doch sowieso übertragen wollen.
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Rainer W. schrieb: > Jens G. schrieb: >> Dann sollte eigentlich klar sein, daß ... 33kHz auch eher zu vermeiden sind. > > So dramatisch ist das nicht. Ja, deswegen hatte ich das auch nicht ganz ausgeschlossen. Aber ein Empfänger, der nur noch auf der Filterflanke sein Signal bekommt, macht dann auch keine gescheide Demodulation mehr (eine gewisse Signalbandbreite muß man ja auch noch mit einrechnen).
Nur eine Anmerkung zur Modulation: Gem. DaBla braucht ein TSOP nach einer gewissen Anzahl empfangener Bursts eine Pause. Das dient der Unterdrückung von "Dauerfeuer". Denke also schon beim Testen daran, das Signal entsprechend zu modulieren. JR
Noch etwas: Es geht in der Regel auch um Energieeinsparung und Schonung der IR-LED – das lässt sich dann wunderbar über die Pulslänge und mit der PWM eines µControllers bewerkstelligen, ohne dass dabei die eigentliche Modulationsfrequenz verändert wird. Mit einem NE555 und analog mit Potis kann man das eigentlich vergessen – irgendeine vorher berechnete Einstellung wird man natürlich schon hinbekommen, wenn man das aber verstellt oder verstellt haben möchte, muss man die ganze Arbeit wieder von vorne machen, teilweise auch Bauteile mit anderen Werten nehmen. Wenn man nur den NE555 kennenlernen möchte, sollte man das erstmal ohne das 'IR-Thema' machen, also diese beiden Sachen nicht am Anfang miteinander vermischen, weil das zweite Thema mindestens genauso 'schwer' ist – also am besten die ein paar Schaltungsbeispiele (astabile und monostabile Stufe mit Leuchtdioden am Ausgang etc.) aus dem Datenblatt nachbauen und damit so lange herumexperimentieren, bis man es verstanden hat. Wenn man das drauf hat, kann man sich so ähnlich dem anderen Thema (IR) widmen, und erst danach die beiden Sachgebiete miteinander verbinden. Irgendwann unterwegs wird man dann hoffentlich feststellen, dass die Kombination NE555+IR_LED im grundegenommen eine Sackgasse ist und nur für ganz simple Aufgaben reicht – das darf aber jeder für sich selbst erfahren. Und das Thema TSOP4836 ist eigentlich ein drittes, weiteres Thema, was man vor der Inbetriebnahme üben sollte, weil man da so einiges beachten muss – aber auch das wird man schon sehen, wenn es soweit ist.
Für eine IR-Lichtschranke sollte man den richtigen Empfänger nutzen. Der TSOP4836 ist NICHT geeignet. Der ist für Fernbedinungen konzipiert und das ist auch praktisch so! Für Lichtschranken nimmt man einen TSSP4038. Beitrag "Re: Infrarot LED Lichtschranke" Als Sender reicht ein NE555, aber man muß ihn halt mit einem Poti abgleichen. So +/-5% sollten OK sein. Beitrag "Re: Infrarot LED Lichtschranke"
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Hi Highii, warum schaltest Du mit OUT sowohl bei High- als auch bei Low eine LED ein? So kommt aus Deiner Lichtschranke, wenn Du tatsächlich beide Dioden auf den Empfänger richtest, ein Gleichsignal am Empfänger an, denn eine der beiden LEDs leuchtet ja immer. Im allgemeinen nimmt man natürlich, wie unten schon jemand beschreibt, ein gepulstes Signal, mit sehr kurzer Impulsdauer, dann kann man die IR-LEDS normalerweise mit deutlich höherem Strom betreiben. Am Empfänger nimmt man nach dem Eingang einen Bandpass, der auf den Takt des Senders abgestimmt ist. Soll es ganz sicher sein, synchronisiert man den Empfänger mit dem Sender. Je nach Anwendungsfall kann man direkt am Eingang der Schaltung noch tieffrequente Anteile filtern, um die Gleichlichtempfindlichkeit weiter zu reduzieren. ciao Marci
Moin, Highii H. schrieb: > Folgendes habe ich bei der Beispielschaltung gemacht: > 1. Berechnung nach https://normei-weinheim.de/tech/NE555dim_01.htm. > - R1=R2=4.7k; C1=100uF; --> Berechnete Frequenz: 1.54Hz. Die genannte Webseite beschreibt die Schaltung mit der Diode drin, berücksichtigt in den Formeln aber nicht deren Spannungsfall. Da würde ich LT-Spice das genauere Ergebnis zutrauen. Die 0,7V an der Diode machen bei 5V/3=1,667V (der Kondensator geht ja immer zwischen 1/3 und 2/3 Vcc hoch und runter) Spannungshub schon eine Menge aus. Gruß, Roland
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