Sehr schnelle Lichtschranke

[Zwerwelfliescher]

Hallo,
ich habe ein altes CD Laufwerk auseinander genommen und nur den Motor behalten. Darauf habe ich eine CD mit einem kleinen Loch befestigt. Nun möchte ich mithilfe einer Lichtschranke die Drehzahl auf einem LCD anzeigen lassen. Mein Problem ist es, die richtige Lichtschranke zu finden. Ich denke da kommen Drehzahlen von weit über 10.000 U/min raus, da ich den Motor mit 12V betreibe (Standart: 5V:))

Kann mir jemand helfen?

Gruß

[PICture]

Hallo Flexxx!

Ich denke, dass es ohne Lichtschranke geht, wenn man Impulse aus einer Spule zählt. ;)

[Zwerwelfliescher]

Wie meinst du das? Es gibt Motoren, die haben einen "Tacho" Ausgang, aber der hier hat nur + und -.

Gruß

[PICture]

Wenn er nur zwei Anschlüsse hat, kann nur BLDC sein. Sonst müsste jede Spule mindestens einen eigenen Anschluss haben (z.B. beim Stern). Davon könnte man die Impulse gegen GND zum Zählen nehmen. ;)

[Zwerwelfliescher]

Hi,
ich glaube du denkst, dass es ein Brushless Motor ist? Ich denke, es ist ein ganz normaler Bürstenmotor. Ich habe keine Ahnung wie ich die Impulse gegen GND Zählen kann?

Gruß

PS: Kommt bei über 10.000U überhaupt ein ATmega8 hinterher?

[PICture]

Sicher, weil 10 000 U / Min nur ca. 167 Hz sind. :)

[Zwerwelfliescher]

Oke danke.
Dann kann ich ja ruhig die Drehzahl noch erhöhen :p
Ich habe nur folgende Lichtschranke da:
http://www.pollin.de/shop/downloads/D120592D.PDF
Bei Delay Time steht 1,8µs. Das müsste also gehen.

Gruß

[PICture]

Laut Datenblatt sollte sie bis ca. 200 kHz schaffen. :)

[Zwerwelfliescher]

Laut Datenblatt sollte sie bis ca. 200 kHz schaffen. :)

Aber nur wenn ich die richtige Ansteuerung baue! Ich möchte einen konstanten High Pegel von 5V und einen Low Pegel von 0V haben. Wie ist da die beste Beschaltung?

mfg

[PICture]

Leider als PIC ASMan kann ich dir nicht weiterhelfen. :(

[Zwerwelfliescher]

Vielen Dank für deine Hilfe!
Vielleicht kennt sich ja jemand anderst damit aus.

Gruß

[Besserwessi]

Irgendwo in der Größenordung 10.000 U/min ist auch die Grenze was so eine CD an Fliehkraft aushält. Vor allem wenn man da noch ein Loch rein macht , sind da leicht auch schon ein paar kleine Risse drin. So ganz ungefährlich ist ein CD die so auseinander fliegt nicht.

Ein kleines Loch gibt auch nur einen kurzen Impuls auch wenn eine Periode rund 7 ms sind ist der Puls dann eher im Bereich unter 100 µs. Die Geschwindigkeit des Empfängers gilt auch nur in der recht niederohmigen Schaltung. Wenn der Arbeitswiderstand größer wird, wird die Lichtschranke auch langsamer.

[PICture]

Ich denke, dass man mit den zwei im Datenblatt (DB) enthaltenen Schaltungen anfangen könnte, habe aber damit keine praktische Erfahrung. So wie der Besserwessi schon schrieb, würde ich lieber eine Reflexlichtschranke verwenden, anstatt ein Loch im CD zu bohren. Die CD's müssen eben sehr gut, wie Räder beim Auto, gewuchtet werden, deshalb dürfen sie bloss mit Filtzstift beschriftet werden. ;)

Deswegen würde ich persönlich lieber, wie schon erwähnt, den Motor genau unter die Lupe nehmen und versuchen die bereits vohandene elektrische Impulse auszunutzen. Die alle bisher von mir zerlegte und CD drehende Motore aus CD Laufwerken waren mehrspulige Stepper mit integrierten Controller.

[BMS]

Hallo,
und da die Signale der Lichtschranke bei hohen Drehzahlen der CD nicht mehr so rechteckig sind (wie man das usprünglich gedacht hat) und außerdem in der Amplitude nachlassen, baut man sich am besten noch einen Analog-Komparator bzw. Schmitt-Trigger zwischen Lichtschranke und Auswertungselektronik. Siehe http://rn-wissen.de/index.php/Analog-Komparator . Dahinter kommen dann wieder saubere 5V / 0V - Signale raus und die Elektronik dahinter kann was damit anfangen ;)
Grüße, Bernhard

[Zwerwelfliescher]

Hi,
vielen Dank für den Link. Wo schließe ich da jetzt meinen Port vom µC an? Normal doch an Pin3, aber im Schaltplan ist ein Widerstand und 5V eingezeichnet.

Gruß

[oberallgeier]

... Vielleicht kennt sich ja jemand anderst damit aus ...Meine gehackten Servos laufen mit einer Gabellichtschranke, siehe hier (klick). (https://www.roboternetz.de/community/showthread.php?32293-DC-Kleinstmotor-mit-Getriebe-Drehsensor-5V-510-Upm&p=401963&viewfull=1#post401963) Maximale Motordrehzahl ist etwas über 40000 Upm, bei den vier Schlitzen in der Encoderscheibe komme ich auf ETWAS mehr Interrupts. Läuft bestens; ich werte die Encoderscheibe meist nur 2mal pro Umdrehung aus. So sieht der Signalgang aus.

......http://oberallgeier.ob.funpic.de/enc_x02_1677.jpghttp://oberallgeier.ob.funpic.de/enc_x02_1678.jpg
......2 Oskarbildchen (2V+1ms/div). Das linke Bild zeigt eine ganze Umdrehung.

Bei einer ungewuchteten bzw. unsymmetrisch gebohrten CD wäre ich ebenso vorsichtig wie die Kollegen, siehe oben.

[Zwerwelfliescher]

Danke.
Wie sieht deine Auswerteeinheit aus?


Bei einer ungewuchteten bzw. unsymmetrisch gebohrten CD wäre ich ebenso vorsichtig wie die Kollegen, siehe oben.
Klar, ich werde das ganze dann in ein geschlossenes Gehäuse bauen.

Gruß

[oberallgeier]

... Wie sieht deine Auswerteeinheit aus ...
Auswerteeinheit? Ich habe die Lichtschranke ziemlich genau nach Datenblatt verschaltet:
......http://oberallgeier.ob.funpic.de/ph_refl_x01.jpg
......Werte für meine Lichtschranke: RV ca 10k, RL ca. 100R .. 330R

Je nach Lichtschrankentyp beeinflusst der RV natürlich die Anstiegs- bzw. Abfallzeit und damit im weitetesten Sinn die maximal messbare Drehzahl (sprich die Zeit, in der Abfall und Anstieg noch eindeutig getrennt identifizierbar sind).


... Klar, ich werde das ganze dann in ein geschlossenes Gehäuse bauen ...Nimm dazu nen Schnellverschluss. Nur für den Fall, dass die CD öfters auseinanderfliegt *ggg*.

[Zwerwelfliescher]

Danke für die Schaltung.
Ich habe die Schaltung mal auf einem Steckbrett aufgebaut und sie funktioniert. Allerdings ist sie bei Bedämpfung bei 4,8V und bei nicht Bedämpfung 1,7V. Deshalb habe ich noch einen LM311 Komperator dahintergeschaltet mit einem Spannungsteiler mit Poti und jetzt geht das ganze.

Gruß

[Besserwessi]

Bei der Schaltung oben sollte man wohl eher die Widerstände tauchen. Also eher 330 Ohm bei der LED (eher noch weniger) und eher 1 K Ohm (ggf. auch noch 10 K) am Fototransistor. Wenn es tatsächlich schon so geht, dann einfach mal mit etwas mehr Strom für die LED probieren - dann sollte das Signal noch besser werden. Das die Spannung beim "low" Signal also mit Licht nicht ganz bis 0 V runter geht, ist für die Geschwindigkeit gut, denn dann ist der Fototransistor nicht in der Sättigung und ist schneller.
Die meisten der µCs haben schon einen Komparator intern drin. Ein Signal zwischen 1,7 V und 4,8 V sollte auch von einem Digitaleingang noch erkannt werden, wenn auch relativ knapp an der unteren Grenze.

[Zwerwelfliescher]

Hi,
ich habe jetzt eine Schaltung mit einem Komperator gebaut und die funktioniert einfach super! Das einzigste Problem das ich noch habe ist, dass ich einen Inverter am Komperator Ausgang benötige.

Gruß

[Zwerwelfliescher]

Hier habe ich den Schaltplan:

[PICture]

Gefält mir sehr, weil es einfacher nicht geht. :D

Übrigens, je einfacher, umso schneller.

[Besserwessi]

Es geht noch einfacher: der Mega8 hat einen internen Komperator (an den Pins PD6 und PD7), der ähnlich gut ist wie der LM311 und nicht einmal die 10 K Widerstände braucht. Bei 100 K als Arbeitswiderstand wundert es mich schon, dass es schnell genug wird. Die Chancen sind auch gar nicht so schlecht, das es dann auch direkt, ohne den Komparator geht, ggf. den Widerstand passend wählen.

[Zwerwelfliescher]

Das Problem ist ja, ich kann nur PD2 verwenden wegen dem Timer. Meinst du ich sollte den 100k auf 10k machen?

Gruß

[BMS]

ich habe jetzt eine Schaltung mit einem Komperator gebaut und die funktioniert einfach super! Das einzigste Problem das ich noch habe ist, dass ich einen Inverter am Komperator Ausgang benötige.Wenn du den + und - Eingang des OpAmps vertauschst, musst du danach nicht mehr invertieren ;)
(Das funktioniert nicht bei allen Schaltungen mit OpAmps, hier ist es aber durchaus möglich)

R3 und R4 wären in der Theorie sogar noch entbehrlich, da in die Eingänge des OpAmps fast kein Strom fließt. Da ein OpAmp in Realität aber noch Offsetströme hat werden diese Offsets durch genau diese Widerstände kompensiert (hier nicht 100%ig weil Sensor und Poti auch noch zur Impedanz beitragen, aber das nur am Rande erwähnt). Ein OpAmp sollte an seinen Eingängen möglichst gleiche Impedanzen "sehen". Das hast du soweit ganz gut gelöst.

Grüße,
Bernhard

EDIT: Den 100k-Widerstand würde ich auch etwas niederohmiger wählen.

[Zwerwelfliescher]

Das mit den Eingängen zu vertauschn habe ich auch noch nicht gewusst. Danke!
Das mit R3 und R4 lass ich mal.
Ich werde die Schaltung einfach mal Testen und schauen ob sie funktioniert wie sie soll. Bei max. 200Hz sollte der externe Komperator nichts ausmachen.

Gruß
Flexxx

[oberallgeier]

Bei der Schaltung oben sollte man wohl eher die Widerstände tauchen ...Danke. Stimmt. Tut mir leid, war Schlamperei.

Die Schaltung läuft bei mir - z.T. auch mit (ich glaub) 160R - direkt am INT0 und INT1, also ohne Komparator

[Besserwessi]

So eine besondere Funktion hat PD2 = int0 nicht. Über den internen Komperator kann man auch einen Interrupt auslösen. Man kann damit auch zusätzlich die ICP Funktion nutzen (kann man mit PD2 nicht).
Direkt an den Digitalen Eingang hat noch einen Vorteil:
Die digitalen Eingänge haben ein bisschen Hysterese und können damit etwas Rauschen Unterdrücken. Der Komperator hat das so noch nicht.

[BMS]

Die digitalen Eingänge haben ein bisschen Hysterese und können damit etwas Rauschen Unterdrücken. Der Komparator hat das so noch nicht.
Das lässt sich auch noch relativ einfach einrichten, indem er einen hochohmigen Widerstand zwischen Ausgang und nichtinvertierenden Eingang einbaut.
Wenn das extern ist, hat das den Vorteil, dass er die Hysterese im Nachhinein auch nochmal verändern kann, falls das notwendig sein sollte (je nach Signal). Ich muss dir Recht geben: Im Mikrocontroller ist so etwas auch bereits integriert und insgesamt ist das auch einfacher, die Hysterese kann man da aber nicht mehr verändern.
Grüße, Bernhard