Lichtsensor/Fototransistor

fischertechnik in General
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thomas004
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Lichtsensor/Fototransistor

Beitrag von thomas004 » 10 Nov 2014, 14:42

Hallo Forum!

Ich habe am Wochenende mal lange mit dem Lichtsucher-Roboter aus dem Robo Mobile Set experimentiert. Als Lichtquelle habe ich eine starke Maglite LED-Taschenlampe genutzt, also ein gutes Gerät mit neuen Batterien. Leider funktionierte der Lichtsucher damit gar nicht; er hat das Licht kaum gefunden und ist dem Licht auch nicht hinterher gefahren!

Beim Testen der Fototransitoren im Testmodus des ROBO Pro habe ich festgestellt, dass die Haken der Sensoren beim Bestrahlen mit diesem LED-Licht auch nur schnell flackerten und nicht stabil an waren. Und ich habe die Lampe direkt vor die Sensoren gehalten!

Ich habe dann mal eine normale Schreibtischlampe mit Glühlampe getestet, und da funktionierten der Testmodus und auch der Lichtsucher-Roboter perfekt.

Ist es so, dass LED-Licht nicht für die Lichtsensoren/Fototransistoren geeignet ist? Wenn ja, woran liegt es?

Danke für Eure Hilfe!

Gruß, Thomas

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Kalti
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Re: Lichtsensor/Fototransistor

Beitrag von Kalti » 10 Nov 2014, 16:47

Hallo

Meine Vermutung ist dass deine Taschenlampe PWM (Puls Weiten Modulation) nutzt damit kann man die Helligkeit regeln in dem man das Licht ganz schnell ein und aus schaltet. Aus dem Zeitverhältnis daraus kann man einen Mittelwert bilden das ist dann das Helligkeitsniveau. Auf diese weise wird die Helligkeit der Taschenlampe begrenzt Bzw. verhindert dass die LED durchbrennt (zu hoher Strom => starke Erwärmung) und somit die Verluste durch Vorwiderstände der LED vermieden.
http://de.wikipedia.org/wiki/Pulsweitenmodulation

Auch ft verwendet diese Technologie zur Regelung von Motoren und Lampen Power Controller, TXC, Robo IF und vermutlich im TXT auch.
Allerdings sind bei ft normalerweise Glühlampen die noch nachglühen und dadurch dieser Effekt mit dem "Flackern" nicht messbar macht (elektrisch schon messbar z.B. ein Oszilloskop parallel zur Lampe/Motor).

Da LEDs nicht glühen kommt es auch zu keinem Nachglühen und man kann das "Flackern" messen aber nicht sehen da das Auge zu Träge ist.

thomas004
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Re: Lichtsensor/Fototransistor

Beitrag von thomas004 » 11 Nov 2014, 09:16

Aha! Danke für die Info!

Ja, die Lampe bietet tatsächlich eine Helligkeitsregelung in 2 Stufen an, wobei ich die stärkste Stufe verwendet hatte. Aber die PWM würde das Flackern des Eingangs des Fototransistors erklären!

Gruß, Thomas

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H.A.R.R.Y.
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Re: Lichtsensor/Fototransistor

Beitrag von H.A.R.R.Y. » 11 Nov 2014, 11:28

Wie Kalti schon schrieb, ist unser Auge zu träge um das "Flackern" wahrzunehmen. So ab etwa 25 Lichtblitze pro Sekunde geht es für uns Menschen in gleichmäßiges Leuchten über. Der Fototransistor ist erheblich schneller, für den sind Lichtblitze halt Lichtblitze. Und der TX guckt mehrere Tausend mal pro Sekunde auf seine Eingänge, der bekommt die Pulse einzeln mit. Wenn Du die Taschenlampe nehmen möchtest, benötigst Du ein Tiefpassfilter zwischen Fototransistor und TX um aus den Blitzen ein durchgehendes Signal zu machen.

Was Du mal probieren kannst um die Lichtblitze indirekt zu sehen:
Vibration bzw. schnelle Bewegung
Entweder die Taschenlampe schnell(!) vor den Augen vorbei oder deine Augen schnell an der Taschenlampe vorbei huschen lassen. Wenn das Tempo paßt, siehst Du die einzelnen Lichtblitze an verschiedenen Stellen der Bewegungsbahn. Bei ausreichend schneller Vibration (z.B. Zunge vorne oben hinter den Zähnen an den Gaumenbogen und rattern lassen erzeugt solche Vibrationen - ja, ich bin kerngesund!)). Die LEDs erscheinen dann plötzlich doppelt (eine Glühlampe würde hier verschwimmen). Bei Autos (Bremslicht, Tagfahrlicht) gibt es den Effekt auch - wenn der Rückspiegel vibriert, sieht das Tagfahrlicht einiger Modelle seltsam aus, mit Fahrlicht (Xenon oder Konventionell mit Glühdraht) dazu scheinen nur die LED-Leuchten sich gegen das Fahrlicht zu bewegen.

Es muß übrigens nicht gleich PMW zum Dimmen sein. Die LEDs dieser Taschenlampen werden mit einfachem DC/DC-Wandler aus zu geringer Batteriesspannung betrieben. Jeder Strompuls erzeugt einen Lichtblitz in den Pausen wird die Speicherinduktivität nachgeladen. Der Lichtblitz kommt also eigentlich vom Freilaufstrom (wem das was sagt - alle anderen können es einfach wieder vergessen).

Gruß
H.A.R.R.Y.
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