Suche Schaltplan (Objektsensor zu RS232)

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jan79

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Hallo,

ich bin Informatiker (Softwarebereich) und kenne mich leider nur grob mit Elektrotechnik aus.

Für ein kleines Projekt suche ich einen Schaltplan - oder auch gern eine helfende Person -, für folgende Anforderungen:
1) Ich benötige einen Objektsensor (Lichtschranke)
2) Dieser Objektsensor soll über den PC via serieller Schnittstelle (RS232) abgefragt werden (ist verdeckt: [Ja/Nein])
3) Das Ganze muss 'günstig' aufgebaut sein (Schaltung und alles drum herum wie z.B. Transformatoren/Netzteil/Batterieversorgung o.ä.)
4) Die Schaltung muss erweiterbar auf ca. 40 dieser Objektsensoren sein

Im Netz finde ich leider keine Selbstbauanleitung, wahrscheinlich auch weil mir die ganzen Fachbegriffe einfach nicht geläufig sind.

Über jede Hilfe wäre ich sehr dankbar, Jan
 
1) Ich benötige einen Objektsensor (Lichtschranke)

Leider ist diese Aussage zu pauschal.

Vielleicht kannst du das "Geheimnis" ein wenig lüften
und verraten, wie sich das Projekt mechanisch/physikalisch darstellt.

Dabei ist auch von Interesse mit welcher Frequenz diese Hell/dunkel-Abdeckungen erfolgen
und ob die Hell-Phase gleich der Dunkel-Phase ist,
also ein 50 : 50 Teilungsverhältnis vorliegt.

Auch der Begriff Lichtschranke ist sehr pauschal,
da gibt es zum Beispiel Gabellichtschranken und Reflexionslichtschranken und noch vieles mehr.

Hilfe kann umso zielgerichteter gegeben werden je genauer das Projekt definiert (beschrieben) wird.

Manchmal hilft auch ein Bild des Projektes,
damit man ein Vorhaben als Fernstehender besser verstehen kann.

Greetz
Patois

PS: für Dinge, die man nicht so öffentlich machen will,
gibt es ja auch die Möglichkeit sich per PN zu unterhalten,
d.h. Informationen auszutauschen.

PS.PS.: vorab ein LINK um zu zeigen, was es schon gibt!
http://www.strippenstrolch.de/1-2-12-de ... cny70.html
 
Hmm, das nächste Prob dürft sein, dass (wenn gleich 40 Stück dran hängen) das auf RS232 umgesetzt werden soll. USB ginge nicht? RS ist am Aussterben und USBs werden einem nachgeschmissen.
Da müsst man mal bei der PIC18er Serie (und aufwärts) oder bei ATMEL gucken. Da gibt's Controller, die das schon von Haus aus können und sogar vorab schon halbwegs intelligent verwurschten.
Keine Sorge, teuer sind die Biester nicht - Allerdings braucht man ne ordentliche Entwicklungsumgebung und dann darf man die sogar (zumindest beim ATMEL ond den besseren PICs) in C programmieren. Ansonsten ist halt Assembler angesagt.

Ansonsten gelten die von Patois genannten Fragen ...
 
DANKE erstmal für Eure Antworten!

Insgesamt scheint das wohl doch komplizierter zu werden als ich anfangs dachte.

Um das Projekt etwas genauer zu formulieren:
Insgesamt würde ich das Bauteil als große Scheibe beschreiben, die auf einer der äußeren Bahnen ein Loch hat. Die Scheibe wird von einem Motor gedreht. Oberhalb wird die Scheibe beleuchtet. Unterhalb dieser Scheibe (im Dunkeln) befinden sich die 'Lichtschranken'. Abgefragt werden soll, über welcher 'Lichtschranke' sich das Loch (möglichst ganz, oder je nachdem was machbar ist) befindet.

Das muss jetzt keine Technische Meisterleistung werden, es soll lediglich (präzise oder mit ein wenig Toleranz) funktionieren.

@patois: der Link führt aus meiner Sicht zu dem was ich suche. Allerdings reichen meine Kenntnisse wohl nicht aus, um damit was gescheites zusammenzustellen. Die benannte Hell-/Dunkel-Abdeckung müsste aus meiner Sicht von Stockdunkel zu Glühbirnenhell (50:50) liegen.

@79616363: RS232 ist nicht zwingend. Aus meiner Sicht ist auch USB vorteilhafter. Ich dachte nur, dass RS232 günstiger und auch einfacher zu realisieren sei. Assembler wäre im Äußersten machbar, C ist natürlich wesentlich komfortabler und meine erste Wahl.
 
Nu ja, die RS232 Schnittstelle könnt einfacher sein, aber dazu müsst man einzelne Ports abfragen können.
Das bedeutet, dass man auf Kernelebene runter muss und direkt auf die Hardware zugreift, weil einem sonst das Betrübssystem den Zugriff (aus gutem Grund) verbietet. Im Prinzip müsst man nen Treiber schreiben. Was issn das für ne Möhre? Windoze, Linux oder gar UN*X?
 
Es ist ein UNIX, wobei Linux auch in Frage kommen darf.

Aber ich dachte, dass es da irgendeinen Chip gibt, der die Werte für 'Sensor ist beleuchtet' und 'Sensor ist nicht beleuchtet' zwischenspeichert? So dass man diesen dann über den PC abfragen kann. Also für mich hört sich das extrem simpel an :)
 
Jau, solche Chips gibt es wirklich. Guck wirklich mal nach den PICs aus der 18er Serie (z.B. da: <a href="http://www.elpro.org/shop/shop.php?p=PIC+18+F+2220+I%2FSP" target="elpro">http://www.elpro.org/shop/shop.php?p=PIC+18+F+2220+I%2FSP</a>.
Den wo wo ich ich da grad ausgesucht hab, der war zufällig gewählt und der hat glaub keine USB-Schnittstelle an Bord - Aber schau Dir die anderen an, aber in der 18er Serie haben das viele von denen.

Da ist jetzt halt mal Datenblatt angucken und Tutorails lesen angesagt.
Mach Dich einfach mal über PICs, ATMELs ... und überhaupt µCs schlau: Man findet sehr viel im Netz darüber und da hat es auch recht gute Tutorails dabei ;-).

Der Billigweg über nen selbstgebastelten Treiber ist mühsam und hart, wobei es gerade bei Linux sehr schöne Grundmuster für Treiber im Netz gibt.
Aber easy ist so ne Treiberprogrammierung auch nicht grad, da der Treiber auf Kernelebene runtergeht und dort jede Menge Unfug anstellen kann. Wär nicht die erste eingefrorene Kiste wo ich seh :lol:
Ich erinner mich mit Grausen dran, als ich mal nen VPN-Treiber (na ja, eigentlich ein Kernel Modul) schreiben musste :lol:
Da war der Reset-Knopp hinterher fast durchgescheuert.

Ausserdem ist die Treibergeschichte nicht portabel.
Bei ner USB/µC-Lösung wär's halt "einstecken und tut".

Und glaub mir eins, die Sachen wo so auf Anhieb extrem einfach aussehen, die haben es oft in sich!

Viele Grüsse,

Uli
 
Das muss jetzt keine Technische Meisterleistung werden, es soll lediglich (präzise oder mit ein wenig Toleranz) funktionieren.

Steht die Scheibe (und somit das Loch) still, wenn du die Position abfragen willst,
oder müssen die Positionen während der Drehung der Scheibe erkannt werden.
Wenn Drehung, mit welcher Winkelgeschwindigkeit flutscht das "Loch" über die Sensoren?

Hört sich wie die Drehscheibe von meiner Eisenbahn an :wink:

Aber 40 Positionen ist eine Menge Holz.

USB hört sich immer so einfach an, aber man müsste für die Positionsabfrage eine "Firmware" schreiben, die dann das USB-Protokoll füttert.

Fadenschlag: die 40 Positionen könnten per PIC abgefragt und dann codiert an USB übergeben werden.

Muss die Drehrichtung der Scheibe "erkannt" werden?

Oder ist nur, -wie oben schon angedeutet -, bei stillstehender Scheibe die Erkennung der jeweiligen Position erforderlich?

Wie Uli schon sagte: Dinge, die auf den ersten Blick einfach erscheinen, haben es meist "in sich".

Meine Bastler-Lösung:
Für jede Position als Anzeige in einer Alu-Schautafel auf die entsprechenden Gradzahlen eine LED montieren, basta così! :idea:

Greetz
Patois
 
@79616363:
danke für den Link. Aber da müsste ich wohl doch noch mal kurz Elektrotechnik studieren :)

@patois:
Steht die Scheibe (und somit das Loch) still, wenn du die Position abfragen willst,
oder müssen die Positionen während der Drehung der Scheibe erkannt werden.
Wenn Drehung, mit welcher Winkelgeschwindigkeit flutscht das "Loch" über die Sensoren?
Ja, die Drehscheibe dreht sich recht langsam mit ca. 10 cm pro Sekunde. Die Drehscheibe wird nicht gestoppt, läuft also permanent. Die Abfragen müssen daher im Lauf erfolgen.

Muss die Drehrichtung der Scheibe "erkannt" werden?
Nein, die Richtung und Geschwindigkeit der Drehscheibe sind egal. Es muss nur zu einem bestimmten Zeitpunkt (Abfrage) die Ausgabe 0000000100000... erfolgen, um die Position des Lochs zu bestimmen.

Also nochmal kurz: Das ganze MUSS so aufgebaut sein! Natürlich könnte ich, z.B. mit einer Webcam, die Position des Lochs Softwaretechnisch bestimmen (wäre jedenfalls um einiges einfacher für mich) aber der Aufbau ist fix!

Also wenn sich jemand damit gut auskennt und mir solch eine Schaltung zusammenstellen kann, dann nur zu! Ich will das alles auch nicht umsonst haben.
 
Moment, so geht das ja net. Gerade als Informatiker (bin selber einer) muss man über den Tellerrand gucken und sich in die verschiedensten Disziplinen einarbeiten.
Deshalb muss man bei den unterschiedlichsten Aufgaben nicht gleich auch in diesem Fachbereich diplomiert sein, aber man sollte wissen was man tut.
Und ein Informatiker ohne E-Technik? Das ist wie ein Fisch ohne Fahrrad - Das geht net! Aber anscheinend geht es heute doch :cry: Das ist wie Philosophie ohne Naturwissenschaften :shock:
 
Das mag ja alles sein, dennoch wurde ich zu keinem Zeitpunkt im Studium darauf vorbereitet, irgendeine Schaltung zusammenzulöten und mit dem PC zu verbinden.

Aus diesem Grund suche ich einen pfiffigen Kopf, der mir dabei behilflich ist...

Vielleicht müssen die 40 Sensoren ja nicht alle mit einander auf eine Schnittstelle (RS232 oder USB) zugreifen. Möglich wären auch 40 Schnittstellen, so dass jeder Sensor seine eigene (Vollständige) Schaltung hat?
 
Dann wirst Du aber das Schleusenproblem haben, denn ich kenn keinen Rechner (und ich red nicht von PCs), der serienmässig 40 Eingänge hat.
Um ne Extraschaltung pro Lichtschranke kommst Du eh nicht rum, der PIC würde diese Infos halt sammeln und durch die Schleuse (die Schnittstelle - USB oder RS) schicken. Irgendwie muss man auf nen Bus und da bietet sich USB tatsächlich an.
Ich denk ich sollt mit das Problem nochmal anschauen, denn 40 Lichtschranken kommen mir doch sehr seltsam vor. Ist das ne Vorgabe, dass man das mit so vielen Sensoren optisch erfassen soll?
Mach's doch wie bei der Maus und zähl mit nur einer bzw. zwei Lichtschranken die Anzahl der Impulse und bestimm die Drehrichtung - Darauf könnt's rauslaufen und dann ist keine ganze Bataillon von Lichtschranken mehr erforderlich.
Oder bau doch gleich ne (mechanische, nicht optische) Maus um, da ist alles Nötige drin und Du hast keine Sorgen mehr. Billig wär das obendrein und das Prob wär tatsächlich auf die Software verlagert.

Tja, nur weil Du mit interdisziplinären Problemen noch nie konfrontiert wurdest, bedeutet das noch lange nicht, dass nicht damit konfrontiert wirst. Einmal ist immer das erste Mal. Kauf Dir schon mal nen Lötkolben ;-)

Aber ehrlich, das Problem hat Sprengstoff und ich glaub kaum, dass Dir jemand (auch nicht für Geld) das fertig zusammenbastelt. Da musst Du selbst durch.

Viele Grüsse,

Uli (der sich jetz um sein Maus kümmert - Nich was Du denkst, das ist ne richtig lebende Ratte :wink:)
 
Ja, ein einziger Sensor würde mir auch erstmal für den Anfang reichen. Vielleicht auch alles erstmal ohne Motordrehung usw., einfach eine (simple) USB-Lichtschranke... und dann schaue ich, ob meine Nerven weitere Schritte mitmachen :) das wäre ein Deal!
 
:roll:

Also nehmen wir mal an, dass aus unerfindlichen Gründen diese 40 Sensoren erforderlich sind,
dann sollte man die einzelnen Positionen als codiertes Signal auf eine 6-kanalige Ringleitung geben.

Diese 6 Kanäle könnte man sodann auf 6 Eingänge eines PIC (or what so ever) legen.

Da der Fragesteller IT-ler ist, sorgt er für die Weiterverarbeitung der Signale.

ODER

man benutzt einen LPT-Anschluß, mit dessen Hilfe man die 6 Kanäle in Wort-Verarbeitung (parallel) ohne Umweg über den PIC direkt im PC weiterverarbeiten könnte.

Die Auswahl eines geeigneten Sensors unter Berücksichtigung der maßlichen Gegebenheiten der Lochscheibe muss dem Fragesteller überlassen bleiben.

Die Angaben zur Bewegung der Scheibe sind immer noch dürftig, da weder Drehzahl noch Durchmesser des Lochkreises genannt wurden, also muss auch da der Fragesteller sich selbst mit befassen.

Was absolut auch nicht klar ist, ist die Frage, ob die Scheibe aufgrund des Erkennens ihrer Position (Berechnung im PC) stillgesetzt werden soll.

Insgesamt habe ich den Eindruck, dass das ganze Projekt nicht wirklich durchdacht geplant wurde.

Aber das soll ja nicht meine Sorge sein ... :wink:

Greetz
Patois
 
Also nochmal zu der Drehscheibe, die das ganze Projekt veranschaulichen sollte: Die Drehscheibe steht niemals still. Es sollen ständig Daten abgefragt werden. Entsprechend erwarte ich ein Abfrageergebnis bei dem alle 40 Sensoren 0 liefern (das loch befindet sich zwischen 2 Sensoren und kann nicht erfasst werden) oder 00000100000..., wobei die 1 (entsprechend der Logik) immer um 1 Position weiter wandert.

Anhand der 00000100000... würde ich dann die Position der Drehscheibe ermitteln können. Die Drehrichtung ergibt sich aus der vorherigen Position der 1 (wandert nach links oder nach rechts). Die Drehgeschwindigkeit ist mir egal.
 
Nee, ein Sensor bzw. zwei Sensoren reichen nicht nur für den Anfang, sondern das reicht komplett um die (halbwegs) exakte Position vom Rad zu bestimmen. Da muss man einfach nur vorzeichenrichtig mitzählen und das ist deine Aufgabe als angehender Softwareingenieur.

Jetzt mal nachdenken, wenn da z.B. 40 Marker auf dem Rad sind und diese Marker über einen Reflexkoppler erfasst werden können, dann hat man 40 Impulse pro Umdrehung.
Macht man einen zweiten leicht versetzten Reflexkoppler dazu, dann kann man sogar die Drehrichtung bestimmen, denn die Impulse kommen, je nach Drehrichtung, leicht verschoben an und diese Verschiebung kann man leicht auswerten.

Voilá, wenn man richtig mitgezählt hat, dann hat man auch den momentanen Drehwinkel. Dann noch ne Sync auf 0 und die Sache ist perfekt.

Dämmert's? Es kommt nicht auf die Anzahl der teuren Lichtschranken an, sondern auf die Anzahl der Marker und wie genau die erfasst werden können.

Au weia, wenn Du bei der Entwicklung der Rosetta dabei gewesen wärst, da hat man auf jedes Gramm achten müssen. Na ja, bei Software gehts ja nicht ins Gewicht, aber es ist jedes verbratene Byte nicht ganz unwichtig.

Mich würd's nicht wundern, wenn ihr da alle mit Riesenschaltungen aufschlagen würdet und euer Prof. nur ne mechanische Maus auf das Pult haut und murmelt, dass das die Lösung gewesen wäre.
Ich wär da fies und würde sagen: "Ihr hattet die Lösung schon so oft in der Hand" :lol:

Viele Grüsse,

Uli

PS:

Und vergiss Deine Schieberegisterei ganz schnell. Aber immerhin ist es ein schönes Gedankenmodell.

Da hast Du das Signal schon und es muss nicht gross rumgeschoben werden.
Viel wichtiger ist die Phasendiffernz auszuwerten. Beides könnt aber ein PIC oder ne stinknormale Maus.

Wenn da (mit Sicherheit) Bitschubserei erforderlich wird, dann machen das die Controller.
 
Wahrheitstabelle

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Projekt-Beschreibung (von "jan79")

1) Ich benötige einen Objektsensor (Lichtschranke)
2) Dieser Objektsensor soll über den PC via serieller Schnittstelle (RS232) abgefragt werden (ist verdeckt: [Ja/Nein])
3) Das Ganze muss 'günstig' aufgebaut sein (Schaltung und alles drum herum wie z.B. Transformatoren/Netzteil/Batterieversorgung o.ä.)
4) Die Schaltung muss erweiterbar auf ca. 40 dieser Objektsensoren sein

***********************************************************************************************

Greifen wir uns mal den Punkt 4) heraus.

Inzwischen ist ja das Projekt soweit gereift, dass die 40 Positionen von einem PIC ausgewertet werden sollen.

Man wird nun wohl kaum 40 Leitungen zum PIC verlegen, also muss man die einzelnen Positionen codieren.
Die wohl einfachste Codierung ist die Binär-Codierung.
Um ein wenig Sicherheit hinzuzufügen, wurde eine Daten-Leitung für ein Parity-Bit vorgesehen.
Für die Codierung der Positionen sind 6 Daten-Leitungen ausreichend.
Insgesamt erreichen also 7 Daten-Leitungen den PIC;
diese Daten-Menge sollte auch ein kleinerer PIC im Hinblick auf die erforderliche Anzahl der Port-Eingänge bewältigen können.

Ein wunderbares Hilfsmittel für die Codierung ist eine "Wahrheits-Tabelle":

http://s3.postimage.org/23zj9z3b8/Truth_Table_Jan79.jpg

Die Eingangsvariablen sind die 40 Positionen, die codiert an den PIC weitergeleitet werden sollen.

D1 ... D6 sind die Daten-Leitungen für die Positions-Information.
D7 transportiert die Information "Parity-Bit".

Informationen über die Hardware zur Codierung der
Positionen folgen zu einem späteren Zeitpunkt.

Greetz
Patois

PS.: natürlich ist dies nur eine von einer Vielzahl möglicher Lösungen!
 
Codierung mittels HARDWARE

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Projekt-Beschreibung (von "jan79")

1) Ich benötige einen Objektsensor (Lichtschranke)
2) Dieser Objektsensor soll über den PC via serieller Schnittstelle (RS232) abgefragt werden (ist verdeckt: [Ja/Nein])
3) Das Ganze muss 'günstig' aufgebaut sein (Schaltung und alles drum herum wie z.B. Transformatoren/Netzteil/Batterieversorgung o.ä.)
4) Die Schaltung muss erweiterbar auf ca. 40 dieser Objektsensoren sein

***********************************************************************************************

Greifen wir uns mal den Punkt 4) heraus.

Entsprechend der Wahrheitstabelle entwickelt man einen Schaltplan,
der die hardwaremäßige Codierung darstellt:

http://s1.postimage.org/akene18k/Codierung_jan79.jpg

Greetz
Patois
 
Hallo zusammen,

ich bin mit meiner Mikrocontroller-Programmierung einen enormen Schritt weiter gekommen. Meine Versuche mit dem Attiny2313, mittels PC (über serielle Schnittstelle) LEDs ein- und auszuschalten funktionieren hervorragend.
Bei Conrad habe ich mir nun einen Hallsensor gekauft und diesen erfolgreich mit dem Attiny2313 verbunden.

Meine Überlegung war nun, den Helligkeitssensor durch den Hallsensor und das rundlaufende Loch durch einen Permanentmagneten zu ersetzen. Zum erneuten Ausschalten des Sensors würde ich die Stromzufuhr kurz unterbrechen (sozusagen ein Reset)...

Das Problem mit den wenigen Ein- und Ausgängen würde ich wohl mit mehreren Attiny2313 umgehen(?)

Ich hoffe, diese Überlegung könnte funktionieren! Oder sieht einer von Euch da wieder neue Probleme aufkommen?
 
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