Vor- Rückwärts zählende Lichtschranke

  • Da im Forum nun schon mehrmals wegen einer Lichtschranke oder einem ähnlichen Prinzip
    zur Verwendung als Schalteinheit in Abhängigkeit der im Raum anwesenden Personen
    sowie einer eventuellen Erfassung der durchgehenden Personen gefragt hier nun mal ein
    Vorschlag, wie diese Sache auch mal praktisch und real umgesetzt werden kann. 8o


    Also nicht ewig lange Diskussionen um nix sondern ganz einfach so wie es gehen würde. :D



    Das ist die IR Lichtquelle, eine 1W HP IR LED mit einer Optik.
    Die LED ist über dem Arbeitstisch in der LED Leuchte fest Montiert und wird hier
    für diverse Versuchen verwendet. Dadurch ist immer eine IR Quelle bei der Hand.



    Die Optik erzeugt auf dem 105cm darunter liegendem Arbeitstisch einen Spot
    von ca. 15cm Durchmesser, hier in diesem Versuch reichen 150mA um diese
    Entfernung sicher und absolut Störungsfrei für die Sensoren zu überbrücken.
    Die Tageslicht Empfindlichkeit ist relativ gering, da auch kein Licht durch Fenster
    direkt in die Richtung der Fototransistoren reinstrahlen kann.
    Mit einer kleinen Pappröhre über den Sensoren erhält man einen sehr engen Winkel
    und die Empfindlichkeit gegenüber Fremdlicht geht dann gegen fast nicht mehr vorhanden.



    Sensoreinheit mit 3 IR Fototransistoren, zusätzlich wurde noch jeweils eine LED angebracht
    welche direkt anzeigt ob der IR Strahl die Empfängereinheit trifft. Das ist speziell zum Testen
    ein ideales Hilfsmittel, da die IR Strahlen auch so schlecht sichtbar sind. :rolleyes:



    Die Sensoren und die Schaltung ist im Prinzip das selbe wie die Schattentapete von Pesi in der Lobby.
    Die Schaltung funktioniert recht vernünftig und ist auch einigermaßen Empfindlich, wenn die zu sensibel
    Ist dann taugt das auch nix da sonst wegen jedem kleinen Pfurz ein Signal rauskommt. ;(


    Von der Elektronik ist die Sache im Prinzip erledigt, das Programm dafür kann jeder selber
    für den Prozessor seines Vertrauens zusammenbasteln, hier kommen dann die Feinheiten
    mit den Fehlerkorrekturen und den Kombinationen, welche man vermeiden möchte.


    Durch die 3 Sensoren ist eine eindeutige Richtungserkennung und ein eindeutiger
    Eintritt sowie ein eindeutiges Verlassen des Scanbereiches möglich.
    Selbst ein eintreten, stehen bleiben und rückwärts wieder rausgehen könnte
    damit so programmiert werden das es keinen Zählvorgang auslöst.


    Es geht hier nicht um eine Schaltung für einen Hochsicherheitstrakt, sondern um eine
    nette kleine Anwendung für Zuhause, das es dabei immer mal zu Fehlzählungen kommen
    kann wegen weggesteckter Arme, irgendeinem Gegenstand in der Hand oder sonst irgend
    etwas was den Erfassungsbereich durchquert sollte jedem klar sein.


    Bei der Software ist es erstaunlich, wie gut man aber solche Sachen doch ausblenden kann,
    wenn die Abweichung der Geschwindigkeit und der Durchgangsdauer zu weit weg sind von
    einem „Normbereich“ dann kann das ignoriert werden.


    Als „Normbereich“ bin ich mal davon ausgegangen, das sich eine Person in der Wohnung nicht
    schneller als mit 4km/h bewegt, eine davon abgeleitete Geschwindigkeit von 1,2m / Sekunde
    hat sich auch in Versuchen als sehr real herausgestellt.


    Das ist ein guter Anhaltspunkt für Fehlerausblendungen oder die Elimination von Störungen.


    Wenn zwei Personen schnell hintereinander kommen ist das kein Problem, und zwei Personen
    Nebeneinander, na ja, das ist mehr Quatsch als real, oder hat irgendjemand mindestens 120er
    Türrahmen Zuhause in der Wohnung ? X(




    So, hier noch der aktuelle Stand, Zähler komplett fertig, zählt rauf und runter, macht eigentlich
    genau das was er soll und ist anscheinend ziemlich sicher. Einige Sachen sind noch zum verbessern,
    aber das ist erst dann angesagt wenn ich eine aktuelle Anwendung für das Teil habe. (Kann schnell kommen)


    Ich wünsche allen Interessenten ein fröhliches Basteln, falls jemand so ein Projekt mit einem Atmel
    Prozessor macht und der Allgemeinheit zur Verfügung stellt bin ich gerne bereit, diesen Beitrag dann
    auch noch hier einzufügen oder zu verlinken. (Ich habe nur PIC, falls es jemand braucht, ASM -> PN) 8)



    MfG Raimund

  • Ergänzungen zu obigen Beitrag:


    Die hier verwendeten Fototransistoren sind SFH 320FA, das sind reine IR Fototransistoren.
    Die Schalttransistoren sind BC547C, es gehen auch andere. ^^


    Das ist der ursprüngliche Plan (Teilweise) von der Schattentapete von Pesi: :led:



    Verbesserungen hierzu:
    Zwischen dem Kollektor des Fototransistors und dem BC817 (oder was auch immer)
    sollte ein Widerstand mit 1,0k bis 2,7k eingebracht werden.


    Anstelle von dem gelben 100k Widerstand kann eine LED und ein passender Vorwiderstand
    Eingebaut werden, bei mir sind es 1,8k für die LED.
    Der Kollektor des Transistors ist gleichzeitig der Ausgang zum Mikroprozessor.


    Und da habe ich noch kurz skizziert wie die Schaltung bei mir angepasst wurde. :D



    Die Logikpegel sind:
    LED EIN = µC Eingang =0 --> Lichtschranke hat kein Licht oder ist gerade Unterbrochen
    LED AUS = µC Eingang =1 --> Lichtschranke erhält Licht und ist nicht unterbrochen



    MfG Raimund

  • Interessante Sache! :thumbup:


    ich hatte mich schon gefragt, wie Du das mit dem Zählen machst wegen wann geht's rein und wann raus, aber klar, mit mehreren Lichtschranken... 8o


    Muss ich direkt mal nachbauen - sollte doch eigentlich auch mit 2 statt 3 Lichtschranken gehen, oder..? - wäre dann im Prinzip eigentlich wie ne Encoder-Abfrage, also die Impulsfolge 11 - 01 - 00 - 10 - 11 heisst, jemand geht nach rechts durch - da würde meine Encoder-Routine 2 raufzählen - bei z.B. 11 - 01 - 00 - 01 - 11 (jemand kommt von links, bleibt im Erfassungsbereich stehen, geht wieder nach links raus) würde sie eins rauf und dann wieder eins runter zählen (also keine Änderung) - man müsste also nur den Zähler durch 2 teilen, um die tatsächliche Anzahl Personen herauszubekommen... (oder einfach die Routine anpassen, die macht eigentlich nix weiter, als die Kombinationen aktuelle Abfrage/letzte Abfrage in ner Tabelle nachzusehen...)


    ich glaube, das probiere ich dann demnächst mal aus - muss ja nur die Schattentapete-Module an den µC klemmen statt dem Encoder... ;) - ich stehe ja total auf so interaktive Sachen, das wäre z.B. ne coole Idee, bei ner Party jeden Raum anders zu beleuchten, je nach dem wie viele Personen drin sind o.ä... oder auch ne "Klo besetzt"-Anzeige sollte sich damit machen lassen... mit extra Anzeige, wenn 2 oder mehr Leute drin sind... 8o :D :whistling:


    Verbesserungen hierzu:
    Zwischen dem Kollektor des Fototransistors und dem BC817 (oder was auch immer)
    sollte ein Widerstand mit 1,0k bis 2,7k eingebracht werden.

    Nur aus Neugier: was bewirkt das...? - wird die Schaltschwelle schärfer...? - ich frage nur, weil ich's wirklich nicht weiß, und ja auch was lernen will - wenn das eine deutliche Verbesserung ist, werde ich es in die Schattentapete auch noch einbauen, da sind ja leider (oder in diesem Fall zum Glück ;)) immer noch *längst* nicht alle Module fertig... :D


    Ach, auch von mir noch ne Ergänzung: statt dem ursprünglich von mir verwendeten BC817 (hatte halt gerade nix anderes da), sind die BC547C von Raimund, oder z.B. (falls SMD gewünscht) BC848 deutlich besser geeignet, weil durch den größeren hfe die Schaltschwelle "schärfer" wird


    EDIT: im Sinne der sicheren Zählung wäre es evtl. ganz gut, die Schranke auf der Höhe anzubringen, wo bei den meisten Menschen der Hals ist...? - also wenn man jetzt mal eben z.B. von der Party-Sache ausgeht und keine Kinder da sind...


    weil da hätte man das Problem mit abgestreckten Armen etc. auch nicht, und auch wenn zwei Leute dicht aneinandergedrängt durchgehen (was bei Gedrängel schon passieren kann), kleben die Hälse/Köpfe (im Gegensatz zu den Körpern) ja doch meistens nicht direkt aneinander (ausser es geht gerade ein küssendes Pärchen durch :D)

    It's only light - but we like it!


    Da es sich in letzter Zeit häuft: Ich beantworte keine PNs mit Fragen, die sich auch im Forum beantworten lassen!
    Insbesondere solche von Mitgliedern mit 0 Beiträgen, die dann meist auch noch Sachen fragen, die bereits im entsprechenden Thread beantwortet wurden.
    Ich bin keine private Bastler-Hotline, technische Tipps etc. sollen möglichst vielen Lesern im Forum helfen!

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  • Hallo Pesi,


    ja, mit 2 Sensoren geht es auch, aber mit 3 ist die Erkennung besser und es gibt mehr
    Möglichkeiten bestimmte Kombinationen auszuwerten.
    Ich habe es absichtlich mit 3en gemacht da der Aufwand Jacke wie Hose ist und ich
    mir das einfach mal genau anschauen wollte.


    Wie schon gesagt, es geht hier nicht um einen hochsicherheits- Trakt sondern um
    eine nette kleine Spielerei im Heimischen Bereich, welche durchaus sinnvoll einzusetzen ist.


    Es sind damit durchaus auch andere Sachen zu machen, der Fantasie sind kaum Grenzen gesetzt.


    Die Höhe der Sensoren im ca. Schulterbereich sollte recht gut sein, wenn die Abfrage der Sensor Muster
    mit einer Zeitschleife gekoppelt wird können z.B. schnelle Durchgänge wie von einer Hand oder so
    eliminiert werden. Hierzu muss halt im Aufstellungsbereich ausgerechnet werden, mit welcher
    Geschwindigkeit eine normal breite Person die Lichtschranke passiert.
    Hierzu ist der 3.te Sensor auch hilfreich, wenn nur der mittlere ON Signal liefert ist evtl
    Viktoria Beckham (oder wie heißt diese Super Dünne) gerade durchgelaufen. :D
    Harry Potter im Tarnmantel wird leider nicht erkannt! ;(


    Ausgehend von diesem sagen wir mal Grundwert können dann die Auswertungen gemacht werden.


    Der Basiswiderstand könnte sogar noch größer gemacht werden, er dient nur dazu das der
    Transistor zum sperren etwas schneller ist, wenn er aus der vollen Sättigung raus muss.
    Das wäre hier jetzt auch noch nicht so tragisch da sich die Bewegungsabläufe auf gar
    keinen Fall in diesen Zeiträumen abspielen, um die es hier gehen würde.



    MfG Raimund