Laser als Entfernungsmesser

[robo junior]

Hallo,

ich habe mir mal ein paar Gedanken gemacht, wie man Entfernungen genauer Messen kann (Ultraschall hat ja doch eine ziemliche Streuung).
Dabei bin ich auf Laserentfernungsmesser gestoßen (gibt's ja z.B. von Bosch zu kaufen).
Allerdings gibt's im www nicht so sehr viel zu der Elektronik, die hinter solchen Geräten steckt (oder ich hab noch nichts gefunden).
Die Laufzeit des Lichts direkt zu messen, dürfte ja etwas schwierig werden, da man, wenn man einige mm (5mm) genau messen willen nur noch Zeiten von einigen Picosekunden hat.
Im www habe ich die Methode gefunden, dass man einen Laserstrahl modulieren könnte (z.B. mit 30 Mhz) und dann anhand der Phasenverschiebung in einem gewissen Bereich recht genau die Entfernung bestimmen könnte. Allerdings wird der Laserstrahl ja nicht an jedem Material gleich stark reflektiert, wodurch auch die Intensität beim Eintreffen im Sensor unterschiedlich ist. (oder mache ich da einen Denkfehler?)
Würde mich freuen, wenn ihr eure Erfahrungen, Tipps, Links etc. schreiben könntet, da ich wie gesagt nicht sehr viel im www gefunden habe.

(PS: was ich nicht suche sind Verfahren, über Triangulation mit Kameras etc.)

[magic33]

das problem dabei ist auch der preis genaue ermitter laser mit <0.2mRad
sind sehr teuer und die elektronik muss sehr schnell sein um auch die fasenverschiebung zu analysieren
dazu gibts tolle artikel bei laserfreak.net

[robo junior]

@magic33 ist mir klar, dass die Zeiten sehr klein sind. Allerdings verstehe ich das Konzept der Phasenverschiebung auch noch nicht wirklich. Die reine Lauzeit des Lasersignals dürfte wohl recht unmöglich zu messen sein (wenn man eine Genauigkeit von einigen mm haben will, bräuchte man ja Messgeräte im ps Bereich)
Wie man den Laserstrahl mit einer größeren Frequenz moduliert und dann die Phasenverschiebung messen kann (und wo dann dabei der Vorteil ist) habe ich leider noch nirgends richtig nachlesen können.
Wär toll, wenn jemand Seiten im Internet, Diplomarbeiten o.ä. kennen würde, die dieses Thema behandeln.

Laserfreak hat damit ja eigentlich nichts zu tun (bis auf die allg. Erklärungen zu Lasern) hab da aber keinen Artikel gefunden, der nähere Infos zu meinem Problem enthält.

[Excalibur]

Die reine Lauzeit des Lasersignals dürfte wohl recht unmöglich zu messen sein (wenn man eine Genauigkeit von einigen mm haben will, bräuchte man ja Messgeräte im ps Bereich)

Deshalb gibt es IC's die das machen "Time to Digital Converter" (TDC).
http://www.acam.de/index.php?id=18&L=0


MfG

Michael

[Besserwessi]

Das Messen von Zeiten im Ps Bereich ist nicht so schwierig. Dafür gibt es extra Zeit-Digitalwandler für oder man geht den Weg über Zeit -> Spannung -> Digital. Dazu braucht an aber spezielle gepulste Laserdioden. Diese Verfahren wird z.B. bei den Geräten zur Geschwindigkeitsmessung im Verkehr benutzt. Das Verfahren mit der Modulation ist auch nicht ganz einfach: Das Licht wird mit ca. 20-200 MHz moduliert und dann die Phase gemessen. Die Phase verhält sich dann so als hätte man ein Radiowelle mit der Modulationsfrequenz. Das Problem ist dabei die unterschiedlichen Amplituden zu verarbeiten ohne dabei zusätzliche Phasenverschiebungen zu generieren. Ist also mehr was für einen erfahrenen Funkamateur mit ensprechender Meßgeräteausstattung.

[shaun]

20 bis 200MHz? Welche Entfernungen willst Du denn messen? Ich habe dem Fragesteller auf persönliche Frage gerade eine persönliche Mail geschrieben und ihm mit 833kHz ein Beispiel vorgerechnet, weil 1 Grad dann so schön 1m entsprechen (einfacher Weg). Bei 20MHz sind das ja gerade mal 7,5m Messbereich (360 Grad, doppelter Weg).
Bei dem Hauptproblem muss ich Dir leider Recht geben: die Verstärkung des Signals von der Fotodiode ist wirklich ein harter Brocken. Daher sehe ich auch zu, dass ich so wenig wie möglich verstärke und die restlichen 40-60dB durch hochauflösende A/D-Umsetzung bei gemütlicher Gleichspannung herauszuholen versuche.

[Besserwessi]

Um eine einigermaßen sinnvolle Auflösung zu bekommen nimmt höhere Frequenzen. Es wird schwierig wesenlich besser als etwa 16 Bit Auflösung innerhalb einer Wellenlänge hinzukriegen. Also nimmt man lieber höhere Frequenzen. Den Messbereich kriegt man größer, wenn man 2 oder mehr Frequenzen benutzt. Das Problem mit der Phasenverschieung bei der Verstärkung ist nicht die Verstärkung an sich, sondern die änderung der Phasenverschiebung, wenn man die Verstärkung ändert.
Ich habe man ein ähnlches System bei 50 MHz benutzt, allerdings nicht optisch, sondern mit Oberflächenwellen. Das Verstärkerproblem war da weniger groß. Da war ungefähr 1 ps Auflösung in der Laufzeit drin.

[cave-rov]

Hallo zusammen,

Habe auch schon einige Versuche zur Entfernungsmessung mittels Laser unternommen. Allerdings scheint mir der Aufwand erheblich zu sein. Neuerdings bietet Bosch ja ganz schöne Laserdistos zu annehmbaren Preisen an. Leider haben die nach außen keine Schnittstelle. Intern sieht es wohl besser aus:
Wenn man das Teil öffnet, dann offenbart sich ein mega169. Die UART-Pins sind an großflächige Kontaktstellen herausgeführt. Die Baudrate ist 9600,n,8,1. Allerdings muß das 5-Volt Signal noch über einen Max232 (o.ä.) auf RS-Pegel konvertiert werden. Leider habe ich bisher nicht mehr als eine Fehlermeldung auf "Anfragen" bekommen. Die Fehlermeldung lautet "Bef" mit einem vorangestelltem Herzchen (Alt003). Möglicherweise dient die Schnittstelle auch zum laden einer neuen Firmware - also Vorsicht beim herumspielen...(selbstverständlich hat der Hersteller auch nicht vergessen die üblichen Lockbits zu setzen). Wenn jemand beim Frage- und Antwort- Spielchen mehr Erfolg hat, möge er sich doch bitte melden. Das Teil hätte doch bei diesem Preis ein ungeahntes Potential.

[Ceos]

da hab ich doch mal nen link, sponsored bei
"oberallgeier"
https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=34853&highlight=gamboy+cam+triangulation

[Nuke-Man]

Wenn jemand beim Frage- und Antwort- Spielchen mehr Erfolg hat, möge er sich doch bitte melden. Das Teil hätte doch bei diesem Preis ein ungeahntes Potential.

Hallo,

leider noch nicht. Jedoch werde ich es in absehbarer Zeit tun - sobald der roboternetz shop aus der Winterpause kommt und ich die entsprechende Ausrüstung bestellen kann.

Ich habe meinen Bosch PLR 30 auch zerlegt. Mein primäres Interesse war zu schaun, wie so etwas aufgebaut ist damit man es ggf nachbauen kann. Aber die Daten aus dem PLR 30 auszulesen, würde mir am Anfang natürlich auch erstmal reichen. Ich habe die Platine mal fotografiert, vielleicht hat jemand Lust sich am Reverse-Engineering zu beteiligen :)

Hier die Platine:

http://www.abload.de/image.php?img=cimg0892lqx.jpg

Das interessante Bauteil für die Entfernungsmessung muss wohl rechts das mit "CF325" beschriftete sein, das bekommt die Signale vom Laser und der Diode und misst wohl die Phasenverschiebung. Die Diode ist rechts unter der Metallabeckung und ist wirklich winzig. Wohl deswegen befindet sich im Gehäuse eine Linse.
Außerdem befand sich im Gehäuse noch eine Spule, die rechts oben an den beiden Kontaken eingelötet war. Wofür kann die gut sein?
Was rechts unten das Bauteil (das mit MCP oder MOP beschriftete) machen soll, ist mir allerdings schleierhaft. Es liefert scheinbar ein Signal zur Diode.

Sobald ich die entsprechende Ausrüstung da habe, werde mich mal mit messen anfangen.

[Gerdchen]

Hallo,
in der Zeitschrift "Funkamateur 10/2001, Seite 1108 - 1111" gibts Schaltungen und bissel Theorie über Optische Entfernungsmessung mit der Phasenvergleichsmethode.

MfG
Gerd

[Felix G]

PS: was ich nicht suche sind Verfahren, über Triangulation mit Kameras etc.Wobei ich an dieser Stelle mal anmerken möchte, daß genau diese Verfahren am leichtesten umzusetzen sind.

Zudem benötigt man ja nichtmal eine richtige Kamera, sondern nur eine CCD-Zeile (oder einen vergleichbaren Bildsensor), deren Daten problemlos auch von einem nicht so leistungsfähigen µC ausgewertet werden können.

[Ceos]

wie weit musst du eigentlich abtasten ? hab letztens mit meinem asuro erstaunliches erlebt was optische abstandsmessung angeht ... kam aber auch immer auf die farbe des hintergrund an .... ich hab einmal gemessen OHNE die frontLED einmal MIT der frontLED so konnte ich zum beispiel eingefallenes licht kompensieren ... hab das aus dem topic mit der gameboycam aufgeschnapptund funktioniert ziemlich gut ^_^

[shaun]

@Nukeman:
interessante Platine. Der MCP6002 ist ein Doppel-OPV, die Beschaltung sieht im ersten Moment nach Filtern aus, allerdings macht es für mich spontan keinen Sinn, das Signal der Empfangsdiode zu filtern, ausser, man braucht es für eine Verstärkungsregelung.
Die Messung erfolgt offensichtlich komplett im "CF325", der wohl ziemlich custom ist, ich habe auf die Schnelle kein DB finden können.
Daher ist das Ganze auch schon uninteressant als Basis für Entwicklungen, oder willst Du zig Stunden in ein Projekt stecken, dass durch Marketingentscheidunen von Bosch beendet werden kann....?
Ich hoffe ja immer noch darauf, irgendwann mal mein Konzept eines Laser-Entfernungsmessers zu realiseren, schnell soll er sein und auch im Aussenbereich min 80m schaffen...

[Wolferl]

Hab mich auch mal an einem Laserentfernungsmesser auf TOF basis versucht ( https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=8136&highlight=gp1 ). Leider bin ich am Verstärker gescheitert, so dass grad mal 30cm Messbereich möglich waren. Am Ende konnte man dann immerhin die Länge von BNC-Kabeln durchmessen.

Wolfgang

[cave-rov]

Hallo miteinander,

schön, dass ich verbündete finde. Ich habe mein Teil auch zerlegt vor mir liegen, allerdings habe ich die Halterung so ausgesägt, dass ich an die Platine von beiden Seiten herankomme und gleichzeitig die Optik und Mechanik noch funktionsfähig ist.
Die erwähnte Spule dient dazu, die Laserdiode mechanisch zu verschließen. Dadurch ist es möglich ein elektrisches Übersprechen der Signale zu bestimmen und anschließend zu kompensieren. Möglicherweise (es sicht so aus, dass gleichzeitig diffuses Licht zur Empfangsdiode geleitet wird) ist eine Null-Abstands_Referenzierung möglich.
Der Schaltkreis CF325 ist wohl ein OEM Schaltkreis aus dem Hause Richtek. Datenblätter habe ich trotz intensiver Internetrecherche und Patentrecherche noch nicht gefunden. Bosch hat ein Patent für eine neuartige Kompensationstechnik zur Laserentfernungsmessung 2004 angemeldet. Leider hilft mir das auch nicht recht weiter. Der Datenaustausch zwischen CF325 und Atmel passiert über eine SPI-Schnittstelle (DI,DO,CLK,SS). Das Problem ist, dass ich deswegen zwei Leitungen gleichzeitig ausgelesen muß (Sender und Empfänger). Habe schon einige prinzipielle Untersuchungen gemacht. Der Datenfluß ist leider enorm hoch, weswegen ich noch keine konkreten Sende-Empfangssequenzen ermitteln konnte. Meine Vorstellung wäre es, die Ansteuerung so weit zu ermitteln, daß ich die Firmware des ATMEL durch eine für mich nutzbare Firmware ersetzen kann.

Robert

[Wolferl]

Könntest du evtl. mal an der Laserdiode mit nem Oszi messen? Mich würd nur interessieren, ob sie moduliert wird, oder "nur" ein aus.

Wolfgang

[Nuke-Man]

in der Zeitschrift "Funkamateur 10/2001, Seite 1108 - 1111" gibts Schaltungen und bissel Theorie über Optische Entfernungsmessung mit der Phasenvergleichsmethode.

MfG
Gerd

Hi & danke für den Hinweis. Hab mir das Exemplar mal bestellt :-)



wie weit musst du eigentlich abtasten ?

Also bei mir sinds nur wenige Meter indoor. Das funktioniert mit dem Bosch PLR30 auch ziemlich perfekt. Nur bei stark reflektierenden oberflächen und spitzem Einfallswinkel gibts Probleme.


Der MCP6002 ist ein Doppel-OPV, die Beschaltung sieht im ersten Moment nach Filtern aus, allerdings macht es für mich spontan keinen Sinn, das Signal der Empfangsdiode zu filtern, ausser, man braucht es für eine Verstärkungsregelung.

OK, danke. Das mit dem custom made CF325 ist natürlich ein Problem :( Meine naive Hoffnung war natürlich, hier nur Standardbauteile zu finden...


Hab mich auch mal an einem Laserentfernungsmesser auf TOF basis versucht ( https://www.roboternetz.de/phpBB2/ze......php?t=8136&highlight=gp1 ). Leider bin ich am Verstärker gescheitert, so dass grad mal 30cm Messbereich möglich waren. Am Ende konnte man dann immerhin die Länge von BNC-Kabeln durchmessen.

Hi Wolferl...ja, habe deinen Thread schon vor einiger Zeit gefunden und da auch mal nach deinem aktuellen Status gefragt ;) Schade, daß es bis jetzt nicht komplett funktioniert hat - aber scheinst doch eigentlich ziemlich weit gekommen zu sein?


Könntest du evtl. mal an der Laserdiode mit nem Oszi messen? Mich würd nur interessieren, ob sie moduliert wird, oder "nur" ein aus.

Ich leider nicht, da ich noch ganz am Anfang stehe und überhaupt noch keine Ausrüstung da habe...

[Wolferl]

Zitat:
Hab mich auch mal an einem Laserentfernungsmesser auf TOF basis versucht ( https://www.roboternetz.de/phpBB2/ze......php?t=8136&highlight=gp1 ). Leider bin ich am Verstärker gescheitert, so dass grad mal 30cm Messbereich möglich waren. Am Ende konnte man dann immerhin die Länge von BNC-Kabeln durchmessen.


Hi Wolferl...ja, habe deinen Thread schon vor einiger Zeit gefunden und da auch mal nach deinem aktuellen Status gefragt Schade, daß es bis jetzt nicht komplett funktioniert hat - aber scheinst doch eigentlich ziemlich weit gekommen zu sein?


seh ich nicht so. Der Trick liegt im Verstärker der Fotodiode und der Kalibrierung (Verzögerungszeiten) der Elektronik. Die Zeitmessung via TDC ist das einfachste an dem Thema.
Daher würde mich die Schaltung vom PLR30 auch sehr interessieren.
Sollte die LD moduliert betrieben werden, ließe sich das auch auf ein Heim/Garten GPS übertragen (wenn die Modulationsfrequenz entsprechend niedrig liegt).

Wolfgang

[cave-rov]

@wolferl

Habe gestern mal mein Oszi an die Laserdiode geklemmt. Leider kann ich damit nichts vernünftiges erkennen. Ich sehe zwar Pulse von etwa 15-20 ns Breite. Die kann ich aber mehr oder weniger gut überall messen. Das Problem dürfte bei der Bandbreite meines Oszi (60 MHz) zu suchen sein. Auch wenn das TDS210 eine Sampelrate von 1GHz hat und ein feines Teil ist - der Verstärker ist leider am Ende. Ich vermute, daß die Pulsbreite zwischen 2 und 5 ns haben müßte, da ich in den verschiedenen Applikationshinweisen zu den TDC-Bauteilen ähnliche Werte angegeben finde. Also mit Haustechnik ist da eher nichts zu machen. Da ich auch schon etliche Eigenbauversuche zu Laufzeitmessungen hinter mir habe (mit sehr bescheidenem Erfolg), setze ich trotz verschiedener Bedenken erst mal meine Untersuchungen am PLR/DLE fort.

Robert

[Wolferl]

@cave-rov

Danke für die Messungen/Hinweise. Hab das gleiche auch schon bei meinem TDS210 festgestellt.
Hab ich das richtig gesehen, dass der PLR eine 4-fach Multilayer Platine hat? (bin auch grad am überlegen ob ich mir einen kaufen soll; in der arbeit hätte ich auch bessere Messmittel)

Wolfgang

[cave-rov]

@ Wolfgang:

ich fürchte, dass die Platine mindestens ein Zwischenlayer hat. Einige Pins des Prozessors habe ich bereits ihren Funktionen zugeordnet. Leider läuft wirklich sehr viel über den CF325. Übrigens bitte etwas Obacht geben: Die Photodiode wird mit 130 Volt vorgespannt. Wenn du Messungen machst kann eine abgerutschte Meßspitze üblen Schaden anrichten. Die Kapazitäten der Kondensatoren sind zwar sehr klein, aber wer weis schon welcher dieser kleinen schwarzen Knilche da empfindlich reagiert....

Robert

[shaun]

130V? Eine Menge für eine PIN-Diode, sollte es gar eine APD sein? Ich mag es nicht glauben, dafür sind die Dinger zu billig und die Notwendigkeit nicht wirklich gegeben.
Ich hatte diesen Gedanken schon beim Anblick der Platine, die eine Leitung von der Diode geht so straight nach unten weg, dass das eigentlich nur eine Vorspannung sein konnte. Aber der Doppel-OPV da "unten" macht in diesem Zusammenhang erstmal wenig Sinn. Oder...?

Ist das Teil wirklich ein TOF-Entfernungsmesser? Ich war immer der Meinung, mal gelesen zu haben, die Dinger nutzen Phasenverschiebung.
Wie auch immer, ich bleibe erstmal bei der Phase-Shift-Methode, wie hiess es doch so schön: ich muss es wissen, ich bin schon vielen nachgelaufen ;)

[Wolferl]

könnte leicht sein, dass es eine APD ist. Es läßt sich zwar auf den ersten Blick kein 3. Anschluß erkennen, jedoch könnte der "Blech" Bügel ja nicht nur zur Schirmung dienen.
Mit den 130V wär man vermutlich noch knapp unterhalb der Durchbruchspannung -> passive Quenching Betrieb?!?
Das würde auch den aus meiner Sicht relativ simplen Verstärker erklären.

Wolfgang

[cave-rov]

Meine Vermutung ist, dass der OPV nur zur Regulieung der Bias-Spannung dient. Der Prozessor liefert ein 30 kHz-Signal an einen der beiden Transistoren neben der Induktivität. Der zweite Tansistor bekommt irgendwoher (habe es noch nicht herausgefunden) das Regelsignal zur Spannungserzeugung. Wenn die Diode knapp am Durchbruch betrieben wird, ist eine sehr genaue Regelung notwendig.
Leider kann ich bei meiner Platine nicht ohne weiteres an die Diode/APD heran um zu erkennen ob drei Pins existieren.
Robert

[Wolferl]

Es müssen nicht unbedingt 3 Pins sein, die Vermutung liegt nur nahe das noch ein separater GND-Pin vorhanden ist (die beiden sichtbar kontaktierten Pins sind es ja scheinbar nicht, oder?)
Wolfgang

[cave-rov]

Also - momentan bin ich leider von meiner eigenen Platine "offline" - ich habe mir das Bild nochmal genau angesehen und bin mir sicher, dass keiner der beiden sichtbaren Pins etwas mit GND zu tun hat. Bemerkenswert ist der sehr symmetrische Aufbau der Schaltung. Einen Verstärker sehe ich eigentlich überhaupt nicht - das Empfangssignal geht wohl über das Netzwerk direkt an den ominösen CF325.

Robert

[Wolferl]

Wie siehts eigentlich mit der Optik vom PLR30 aus? ist ein Filter vor der Diode oder am Gehäuse erkennbar?

[Besserwessi]

Wenn an der Photodiode ca. 130 V anliegen, sollte das eine Lawinen- bzw Engl. Avalanche- Photodiode sein. Die Photodiode hat dadurch schon einen Verstärkungseffekt eingebaut, ähnlich wie ein Photomultiplier nur nicht so viel Verstärkung und viel kleiner.

[Nuke-Man]

Eine andere Info...

Wer das nötige Kleingeld hat, kann hier mal vorbeischaun:
http://www.ak-industries.de/Starseite/Produkte/Laser/Laser.htm

Unten gibts ein "Starterkit" mit Software und PC Interface. Genau sowas suche ich eigentlich :) Ich habe mal da angerufen, der Preis liegt bei ca. 1100€.

Leider etwas zu teuer ... bei < 500 wär ich vielleicht schon schwach geworden ;)
Die Technik da drin wäre trotzdem interessant, vermutlich nicht so filigran wie beim PLR30 und ggf. leichter zu verstehen.

[Nuke-Man]

Wie siehts eigentlich mit der Optik vom PLR30 aus? ist ein Filter vor der Diode oder am Gehäuse erkennbar?

Vor der Fotodiode im Gehäuse ist eine rote Folie. Allerdings bedeckt die nur die Hälfte der Öffnung im Gehäuse, als wenn die Diode zur Hälfte gefiltertes und zur anderen Hälfte normales Licht bekommen soll.
Würde das Sinn machen?!
Allerdings kann ich mich auch täuschen und die Diode bekommt nur gefiltertes Licht, sie ist schliesslich verdammt klein und es ist vielleicht nur Zufall, daß die Rot-Folie nur die Hälfte der Öffnung verdeckt. Müsste ich nochmal genau angucken. Bin aber noch im Büro ;)

[shaun]

@besserwessi: APD=Avalanche Photo Diode, also genau das, was ich vorhin aufgrund der hohen Vorspannung auch schon vermutet habe.
Ich möchte ja gerne ohne ein solches Kostenmonster auskommen und trotzdem 80m bei diffuser Reflexion schaffen. Hmmtja.
Zum testen habe ich noch eine APD aus einem Industrie-Rauchdetektor, aber kaufen möchte ich nicht unbedingt mehr davon.

[cave-rov]

@shaun
Du machst mich jetzt doch neugierig. Kannst Du ein paar Tipps rauslassen? Ich bin eigentlich schon bei 30m diffuser Reflexion glücklich. Mir genügt auch eine Auflösung im Bereich unter 5 cm.

@ Nuke-Man und Wolfgang
Der Filter ist übrigens keine billige Folie. Es handelt sich um eine dielektrisch beschichtete Glasplatte. Der Filter lässt sehr schmalbandig nur die Laserwellenlänge durch. Übrigens auch ein gewisser Kostenfaktor bei Einzelbestellungen! Bei meinem Gerät ist die Diode vollständig abgedeckt. Lediglich das von der Klappe gestreute Licht kann ungefiltert zur Diode.

Robert

[Nuke-Man]

@Bei meinem Gerät ist die Diode vollständig abgedeckt. Lediglich das von der Klappe gestreute Licht kann ungefiltert zur Diode.
Robert

Hab meins grad nochmal genau angeguckt, ist bei mir auch so. Ganz vorn ist eine Linse, die das Licht fokussiert auf den Filter gibt. Die Diode bekommt also nur gefiltertes Licht an. Und beim genauen hingucken hab ich dann auch gemerkt, daß es keine billige Folie ist ;-)
Kann man sowas auch bein Conrad&Co kaufen?

[cave-rov]

Leider hat das große C keine so edlen Filter. Die Filter bestehen aus einer Abfolge dünner Schichten, so dass alle Wellenlängen außer der gewünschten Wellenlänge reflektiert werden (normale Glasfilter absorbieren). Die Filter sind mit 5-10nm Halbwertsbreite sehr Schmalbandig. Ich erzähle das nur so lang und breit damit folgender Link nicht zu Herzanfällen bezüglich der Preise führt.... :shock:
http://www.edmundoptics.com/onlinecatalog/DisplayProduct.cfm?productid=1903
(Eine mögliche, aber noch sehr günstige Quelle).
Hier lohnt es sich große Flächen zu kaufen und anschließend in ganz ganz kleine Teile zu zertrümmern und die Kosten Teilen. Für eigene Versuche kann man ja im Dunkeln arbeiten und auf die Filter zunächst verzichten....

Robert

[shaun]

Soso, ein schmalbandiges Filter. Was die Optik angeht bin ich mir noch gar nicht so ganz klar. Laserdiode wird einfach kollimiert, das ist klar. Vor den Detektor sollte eine Sammellinse, und ein Filter macht evtl auch Sinn.
Da ich aber nicht mit TOF arbeiten will, kann ich sehr selektiv filtern, und Störungen bei ca 1MHz sind ja nicht so häufig in der Praxis, zumindest nicht als Licht.

@cave-rov: wie gesagt, selektiv filtern - Stichwort Lock-in-Verstärker.
Im Labor stehen solche Dinger ja "überall" rum, aber ich will das Prinzip in den Entfernungsmesser integrieren. So erhoffe ich mir, ohne Wahnsinnsaufwand im Vorverstärker treiben zu müssen eine vernünftige Reichweite zu erzielen, wobei mir die Absolutgenauigkeit egal ist (bei 50m interessieren mich +-50m nicht), aber die relative Genauigkeit und Auflösung soll schon im Bereich einiger weniger cm liegen. Das alles bei angepeilten 100 Messungen pro Sekunde!
Bei dem Messprinzip kann man die Genauigkeit durch verschiedene Tricks steigern, erstmal kann man die Messzeit verlängern, dann wird die Filterwirkung erhöht, ausserdem kann man das Laserlicht in der Phase modulieren (es ist relativ egal, ob man das Referenzsignal des Verstärkers oder das Lasersignal phasenverschiebt) und so Offsets eliminieren.
Ich habe in zwei Arbeiten bisher Lock-In-Verstärker angewendet, einmal bis 1MHz mit einem schnellen CMOS-Schalter und jetzt aktuell im Bereich 10kHz-100MHz mit einem Gilbert-Cell-Mischer, bei Letzterem hatte ich anfangs ernsthafte Bedenken, auf DC herunterzumischen, aber es klappt wunderbar, nicht nur auf dem Papier.
Puh, viel Futter, wenn jemand nach meiner Anleitung das Ding vor mir fertig hat, her mit dem Schaltplan ;)

[shaun]

Nochmal ein kurzer Nachtrag, etwas abseits vom vorigen Posting:

ich habe aus der Bucht einen Industrie-Rauchdetektor hier liegen, aufgebaut wie die 2,99-Euro-Dinger unter eurer Decke, aber halt mit Laser und APD. Alles schön diskret und auf der Grenze zwischen industrial und military grade, kurz: hochwertig. Die APD hat ein Peltierelement zur Kühlung, daran hängt eine PWM-Regelung (Peltier+PWM im Dauereinsatz!) und wird mit 200V vorgespannt. Der Rest ist Verstärkung und Lichtblitze zählen.

Ausserdem liegt hier ein Industrie-Entfernungsmesser bis 100m auf Reflektor herum, diffuse Reflexion mag der gar nicht. Funktionsprinzip: phase shift, zwei Sinussignale, IIRC 1,5 und 48MHz, werden überlagert und der Laser damit moduliert. Dann folgen zwei Empfänger, BPX65 glaube ich, einer guckt auf den sendenden Laser, einer auf das Objekt, mit Linse. Danach ist alles identisch für beide Empfängerdioden: je ein Mischer für 1,49 und einer für 47,99MHz, zig SC-Filter für die 10kHz-ZF und am Ende Komparatoren. Man erhält also zwei Paare phasenverschobene Rechtecke, einmal für die Grundfrequenz, einmal für die 48MHz für die Feinmessung.
Diese Signale gehen zu einem CPLD, der übrigens auch die Referenzsignale erzeugt und dieser kommuniziert dann mit dem 80186(?)-Controller. Alles ganz nach Lehrbuch, aber halt ziemlich aufwändig, weil 10 Jahre alt.

Ich habe auch zwei Frequenzen in Planung, aber nicht, um die Auflösung zu erhöhen, sondern um zu erkennen, ob der Messbereich überschritten wurde. Bei 1MHz ist ja irgendwo bei 150m Schluss, aber was passiert dann, vorausgesetzt, mein Empfänger ist so empfindlich? Bei 160m kommen dann 10m heraus usw - das muss also entweder durch zwei Signale abgefangen werden, oder aber in Software.
So nach dem Schema: wenn letzte Messung mit Signalstärke "-35" hereinkam und 140m betrug, die nächste 5m lautet und das Signal bei "-40" ist, kann da was nicht stimmen. Schaunmermal.

[Wolferl]

@shaun: Wenn man dann schon den Aufwand treibt, sind doch die 40Euro für eine APD auch kein wirkliches Kostenmonster mehr, oder?

Wolfgang

[shaun]

Schon, die Bauteile für den Rest liegen im gleichen Bereich.
Wenn sich die Notwendigkeit abzeichnet, kommt aber eine APD rein, das ist klar.

[Lumo]

Hi,

verfolge dieses Thema auch schon seit geraumer Zeit. Ist in der Sache schon was rausgekommen oder unrentabel wegen zu großen Bauteilpreisen ?
Wolferl hatte ja angefangen aber leider nichts weiteres veröffentlicht.

Vielleicht hat ja jemand noch ein paar Infos.

Schöne Grüße
Lumo