Lichtschranke für etwas feinere Messung

Der chaotische Hauptfaden

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Bastelbruder
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Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Bastelbruder »

Ich suche einen Lichttaster, der im Abstand von ca. 1 m +-5 cm (max) die Bewegung einer diffus reflektierenden Lichtsäge erkennt und deren Kanten mit den Traumwerten 1 mm und 1 µs Auflösung ausgibt. Mit üblichen Industrielichtschranken hat das nicht näherungsweise zu tun, der Preis muß auch nicht unbedingt Fricklerkonform sein.

Gibts vielleicht irgendein tatsächlich existentes Industrietaugliches Meßgerät, das Ziellaser und (PIN)diode enthält? Sowas ala Potzelei-Laserpischtole. Ich rechne natürlich damit, daß die Auswerteelektronik dazu nicht von der Stange verfügbar ist.

:idea: Vielleicht auch bloß ein Empfänger mit Differential-Fotodiode, die könnte ohne Laserbeleuchtung funktionieren und sogar Fremdlicht elegant ignorieren. SFH 221 hat bloß 0,09 mm Spalt zwischen den Dioden, der ließe sich mit einem Fokus von 100 mm auf 1 mm abbilden, geringe Tiefenschärfe paßt auch. Richtungserkennung ist automatisch mit dabei, es muß bloß die Beleuchtung auf den relevanten Meßbereich beschränkt werden. Obwohl, unbewegter Hintergrund fällt bei der Differenzbildung auch raus.
Das muß ich morgen mal an der Tischkreischsäge ausprobieren ...

Vielleicht geht auch eine Empfangsdiode vom CDplayer, die hat 4 Quadranten.

Hat jemand dazu noch Ideen oder gibts in der Richtung vielleicht sogar fertiges Spielzeug?
Zuletzt geändert von Bastelbruder am Sa 22. Jan 2022, 18:54, insgesamt 1-mal geändert.
Nello
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Re: Reflexlichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Nello »

Schau mal im Programm der Firma Leuze. Die haben so ziemlich alles, was man sich zum Thema ausdenken kann.
sysconsol
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Re: Reflexlichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von sysconsol »

Ohne dass ich eine Lösung weiß: Ich hätte da jetzt eher in Richtung schnelles Distanzmessgerät anstelle Lichttaster geschaut.

Time-of-Flight-Sensor oder sowas.

LiDAR mit eingeschränktem Erfassungsbereich dürfte schon wieder overkill sein.

Wie schnell reagiert eine Kamera? Das wird aber dann wirklich aufwändig. Schon wegen der Anlernerei.
sysconsol
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Re: Reflexlichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von sysconsol »

Mit einer gebündelten Lichtquelle und einer Zeilenkamera könnte das theoretisch funktionieren.
Die Zeilenkamera ist dann der Sensor aus dem CD-Player in Industrieausführung :lol:

Wie störfest dass dann ist - keine Ahnung.


Sick und Basler haben ToF-Sensoren. Bei den üblichen Herstellern hast du aber bestimmt schon geschaut - oder gar angefragt.
Klemmstein
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Re: Reflexlichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Klemmstein »

ja, Tof Sensor

sowas mal einfach in den Raum geworfen:

VL53L1X

https://de.aliexpress.com/item/40001103 ... f97d662b4f

Weihnachtliche Grüße ...
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Bastelbruder
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Re: Reflexlichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Bastelbruder »

Ich glaube daß ich das etwas besser beschreiben sollte. Es geht nicht um eine Entfernungsmessung, vielmehr um eine Längenmessung des in ca 1 m Entfernung quer zum Beobachter fliegenden Objekts. TimeOfFlight-Sensoren sind damit raus, auch die Sicherheitsproduzenten Leuze, Sick & Co.

Es ist zwar keine Gewehrkugel die gerade das Rohr verlassen hat, aber die Länge des Projektils soll gemessen werden. Die Geschwindigkeit ist irgendwo knapp unterhalb der Schallgeschwindigkeit, 300 m/s -> 300µm/µs. Die Bewegung ist periodisch, also müßte man bloß ein Ultrakurzzeit-Strobo synchronisieren und das Stilleben per CCD oder so digitalisieren und anschließend vermessen.
Herr Rapp hat dazu ein paar nette Versuche veröffentlicht. (Weiterklicken zur Kurzzeitfotografie)

Die selbstgebaute Luftentladungs-Blitzröhre dürfte allerdings eine recht beschränkte Lebensdauer aufweisen, vielleicht könnte man Ersatzröhren mit einer Art Patronengurt zuführen? Oder tatsächlich einen Laser als Impulslichtquelle einsetzen, damit sind heute Picosekunden realisierbar, das Schwarzweiß-Bild muß bloß digitalisiert werden.

Ich hab heute mal eine (70er Jahre) Differenzial-Fotodiode ähnlich der SFH221, eine kleine Lupe, einen Doppel-OP und eine fette Taschenlampe verheiratet und bin total beeindruckt von der Performance. Zumindest sehe ich, daß ich die Dioden (nur 3 Pins) falsch angeschlossen habe, und der Transimpedanzverstärker eine Größenordnung zu langsam ist. Aber immerhin hat die Konstruktion die eine weiß angepinselte Rippe des als Versuchsmuster eingesetzten Lüfter-Hamsterrads gesehen. Nach Weihnachten wird da weitergeforscht.

Warum gibts solche Doppeldioden nicht in PIN-Ausführung? Doch, die Quadrantendioden vom CD-Abtaster sind PIN, aber viel zu klein.
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Hightech
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Re: Reflexlichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Hightech »

Ich hab noch Pozilei-Laser Dingsbums liegen.
Mit Ziellaser.
Von Noptel.
Einen Sick Laserscanner hätt ich auch noch über, aber der ist zum zerlegen zu Schade.
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m3rt0n
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Re: Reflexlichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von m3rt0n »

knapp unter 300m/s, periodisch.

WTF was? das musst du jetzt aber genauer erklären :lol:
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Sunset
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Re: Reflexlichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Sunset »

Da müsste man doch eigentlich was mit dem Doppler Effekt machen können.
Ich glaube Du suchst ein Velocimeter.

Beim Laserkreisel wird 1 Laserstrahl mittels einem halbdurchlässigem Spiegel in 2 Strahlen geteilt.
Damit erhält man 2 synchrone Strahlen, die man mittels Spiegeln in gegenläufiger Richtung schicken kann, einer der beiden Strahlen läuft links rum, der andere rechts rum.
Am Ende treffen sich die beiden Strahlen wieder auf einem Empfangssensor und bilden dort ein Interfrenzmuster.
Dieses Muster ändert sich, wenn sich an einem (bzw. beiden) der Laserstrahlen etwas ändert, da sich durch den äußeren Einfluss die Laufzeit des Lichts ändert, das Interferenzmuster wandert oder bildet ein anderes Muster. Das läst sich auswerten.

Sensoren auf diesem Prinzip basierend zur Längen- und Geschwindigkeitsmessung von z.B. Bahnwaren gibt es z.B. hier als Velocimeter.

Zum Funktionsprinzip bei dewiki: Velocimeter
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RMK
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Re: Reflexlichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von RMK »

ich tippe auf schallgedämpftes MG.... ;-)
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m3rt0n
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Re: Reflexlichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von m3rt0n »

Ich glaube das ist alles übertrieben. Letztendlich reicht doch eine ultraschnelle Lichtschranke, die Länge des "Projektils" lässt sich ja über die Zeit ausrechnen. Also Laserdiode und ultraschnelle PIN-Diode, die über einen fixen Professor ausgewertet wird.
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Günne
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Re: Reflexlichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Günne »

Wie wäre es mit etwas zur optischen Drehzahlerfassung? Hand-Tachometer
Wir haben (glaube ich, ist ein paar Jahre her..) das TTL-Signal ausgewertet, über die Pulslänge liessen sich die Hell-Dunkel-Kanten ziemlich genau bestimmen. Über eine schwarz-weiss-viertelkreis-Scheibe haben wir Torsion von Wellen über die Winkeländerung unter Last vermessen - und sonst so ziemlich alles, was periodisch wiederkehrend war - meist ausschliesslich Drehzahlen.
Till
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Re: Reflexlichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Till »

Die Firma Micro Epsilon hat da wahrscheinlich etwas passendes im Angebot, am besten einfach mal anrufen und den Sachverhalt erklären, die sind da sehr flexibel und gehen aich auf solche Probleme ein.

Ich habe dort auch neulich einen laser Abstandsmesser mit 20khz abtastfrequenz gekauft, um die schnelle Verformung von Strukturen zu messen.

Wie sähe es denn mit zwei Lichtschranken aus?
Damit ließe sich die Geschwindigkeit bestimmen und aus der Dauer der Verdeckung dann die Länge berechnen.
Alternativ einfach fotografieren, mit Spiegel auf 45° lässt sich auch noch wunderbar die Fluglage bestimmen. Bei Mehrfachbelichtung lässt sich auch ein pendeln im Flug erkennen. Schon mehrfach praktiziert, allerdings der einfachheit halber mittels Video, 8000m/s sind da durchaus drin.
Dazu fiele mir die Firma "Mehl Kurzzeitmesstechnik" ein, wobei 300m/s für die Kollegen absoluter Kindergarten sind.
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BernhardS
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Re: Reflexlichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von BernhardS »

RMK hat geschrieben: Fr 24. Dez 2021, 00:40 ich tippe auf schallgedämpftes MG.... ;-)
Die Version mit reduzierter Mündungsgeschwindigkeit. Für Konfrontationen die auf einen Silvestertag mit Ballerverbot ... Ähhh... Böllerverbot fallen.
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Hightech
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Re: Reflexlichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Hightech »

Soll ich die Glaskugel auspacken um in Erfahrung zu bringen was genau der TE machen möchte oder rückt er freiwillig damit heraus?
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Bastelbruder
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Bastelbruder »

Die Aufgabe hat sich nach detaillierter Suche im Lastenheft etwas geändert, inzwischen ist das Projekt eine Lichtschranke mit geschätzten 5 Meter Weg, in deren Mitte das Maschinengewehr ballert. Die zu messenden Objekte sind natürlich keine Bleibatzen nach Wyatt Earp, sondern Windflügel aus einer Titan-Legierung. Es geht tatsächlich drum, die sich mit knapp Mach-1 kreisförmig bewegenden Flügelspitzen zu vermessen.

Aus diversen Amateurfunk-Lichtprojekten sind Beeinflussungen des Strahls bekannt, die sich in Flackern und teilweise Mikrofonieeffekten äußern. Deshalb wird im Terahertzbereich gern mit Trägerfrequenz und FM "gearbeitet". Das Flackern beim monochromatischen Laser ist primitiv zu erklären: zwei Strahlhälften haben durch Luftturbulenz verursacht einen Laufzeitunterschied von λ/2, und am Ende ist die Summe null. Auch Mikrofonie scheint dadurch möglich. Mit "breitbandigem" LED-Licht sind die Effekte auch vorhanden, aber viiel schwächer.
Hinter den Flattermmännern ist mit nicht unwesentlichen Turbulenzen zu rechnen, davor wohl eher nicht.

Ich bau' Montag also eine Demo-Laser-Lichtschranke, an der Empfangs-Fotodiode einen Verstärker mit Lautsprecher angeschlossen. Die Membran ploppt sicher ganz anständig wenn ich mit den Fingern durch den Strahl säge.

Sind da irgendwelche Ideen oder Erfahrung, ob und wie man Störeffekte möglichst spektakulär in einer Art Schulphysik-Vorführung erzeugen könnte?
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Sunset
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Sunset »

Rotierende Windflügel... nahe Mach 1... Hört sich nach Aerodynamik im Grenzbereich zwuschen Unterschall und Überschall an. Interessant und nicht trivial.

In die Umfangsgeschwindigkeit geht der Radius und die Umdrehungsgeschwindigkeit ein, sprich Drehzahl.
Kannst Du da Angaben zu machen?

Windräder oder Propeller / Trubinen sind ja eigentlich nix anderes als Tragflächen, die sich im Kreis drehen.
Der Unterschied ist, das aufgrund der Umfangsgeschwindigkeit an jeder Stelle ein etwas anderes Profil benötigt wird für eine optimale Funktion. Deshalb ändert sich das Profil von dick an der Nerbe zu aussen dünn bei gleichzeitiger Änderung des Einstellwinkels.

Verwirbelungen treten da auf, wo ein Druckausgleich stattfindet, also am Ende der Tragfläche oder des Probellers.

Ist Dein Windrad ummantelt, also eher wie eine Turbine oder frei drehend ohne Mantel?

Normalerweise versucht man ja, die Strömung sauber zu halten und Verwirbelungen zu vermeiden, hier wird offensichtlich das Gegenteil gefordert.

Man könnte vielleicht Vereisungsbedingungen schaffen, also kaltes oder besser unterkühltes Wasser vor den Propeller sprühen bei entsprechender Lufttemperatur im negativen Bereich. In der Luftfahrt geht man von Vereisungsbedingungen im Bereich zwischen -40°C und +10°C aus. Im Bereich von Mach 1 spielt aber auch schon wieder Reibungswärme eine Rolle, sprich das Profil des Propellers wird durch Luftreibung erwärmt.
Dann spielt die Zentripedalkraft im Bereich der Blattspitzen noch eine Rolle, Die wird so groß, dass Propeller meist nur im langsameren Bereich nahe der Narbe vereisen und weiter außen das Eis durch die Rotation schlicht abgesprengt wird.

Was könnte die Strömung sonst noch beeinflussen?
Vortex Generatoren auf das Profil kleben wäre ein Versuch.
Ein Vortex Generator ist ein Stück Blech, das die laminare Strömung stören und verwirbeln soll.
Ist wieder die Frage, ob die Klebung aufgrund der vermutlich hohen Rotationskräfte hält.
Ausserdem ist zu beachten, dass dadurch eine Unwucht entsteht, die vermutlich auszugleichen ist.

Man könnte die Strömung in einem Versuchsaufbau vielleicht auf mit einblasen von Druckluft in der Gegend der Messstelle stören. Da müsste man ein paar Versuche mit Richtung der Einblasung und Einblasdruck machen.
Diese Option hätte vielleicht über variablen Einblasdruck noch die Option der Veränderung während der einzelnen Messungen, ohne jedesmal den Propeller anhalten und umbauen zu müssen. Im Gegensatz zur Vereisung vermutlich auch besser definierte Parameter Richtung / Druck.

Sowohl Auftrieb als auf Widerstand berechnen sich mit ca(cw)*A*rho/2*v^2
rho/2 ist die Luftdichte,
ca(cw) der Auftriebbeiwert (Widerstandsbeiwert) ist abhängig vom Profil
A ist die projezierte Fläche, also auch abhängig vom Profil
v^2 ist die Strömungsgeschwindigkeit zum Quadrat
Bis auf die Luftdichte eigentlich alles fest vorgegebene Konstanten.
Eine Änderung der Luftdichte über die Temperatur wäre vielleicht auch eine Option, Kaltluft oder Heißluft in ausreichender Menge als Störgröße wäre da möglich.

Zur Visualisierung der Strömung Nebelfluid oder Rauch benutzen, wie im Windkanal.
Geht das in die gewünschte Richtung?
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Bastelbruder
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Bastelbruder »

Turbine trifft's wohl am besten. Die Turbulenzen sind eine Annahme von mir, natürlich sollten solche im Betracht auf Wirkungsgrad und minimale Geräuschentwicklung garnicht auftreten. Allerdings befinden sich die wesentlichen Bauteile der Lichtschranke im räumlich recht sparsam bemessenen Luftstrom, der mit dem beliebten Freiraum um ein Flugzeug so wenig Ähnlichkeit hat wie der in vielen Simuationen vorausgesetzte Freiraum um die Amateurfunkantenne auf dem Hausdach.

Ich habe bloß Bedenken ob das Licht sich in diesem Raum noch ausreichend geradlinig ausbreitet. Luftturbulenzen hatten beim Welt-schnellsten FAX-Gerät (Press-FAX zur Übertragung vollständiger Zeitungsseiten) zu Problemen geführt, und da war es bloß etwas warme Luft vom Schrittmotor des Y-Antriebs, die den 50 cm im Freien befindlichen Laserstrahl verformt hat. Bei Rapp gibts interessante Bilder Erklärungen zur Schlierenfotografie, allein Zahlenwerte fehlen.

Und beim Messen wird gern vom völlig absurden Begriff "Genauigkeit" geträumt, der absolut nichts mit "Auflosung" zu tun hat.
sysconsol
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von sysconsol »

Schlierenfotografie machen wir dienstlich, ich warte das allerdings nur.

Mit einer gut eingestellten Blendkante (Schlierenkante) lassen sich Temperaturdifferenzen von 0,4K (Grundtemperatur ist Raumtemperatur) erkennen.
Mit dem Moiree-Verfahren (auch background orientend schlieren genannt) funktioniert das ab rund 1K (obwohl das auch ab 0,4K gehen dürfte, da müsste ich aber nochmal fragen. Ist auch eine Einstellungssache).
Bei beiden Verfahren ist kein Laser beteiligt.
Hier hat man mit dem Moiree-Verfahren gemessen
Hilft dir aber nicht wirklich weiter.

Leitet man den Laserstrahl von einem Laser-Doppler-Vibrometer durch ein Schallfeld mit stehender Welle (müssten um die 110dB bei rund 23°C sein), kann man die stehende Welle sehr gut abbilden.
Der Hintergrund darf da natürlich nicht mitschwingen ;)


Eine Blendkante hast du nicht, damit bleibt bei dir nur das Verhalten des Moiree-Verfahrens als Dreckeffekt übrig.
Letztendlich sollte das nur auffallen, wenn das Licht durch Dichteunterschiede in der Luft so weit gebrochen (und damit abgelenkt) wird, dass es deine Detektorfläche nicht erreicht.
Ein dünnes Strahlenbündel hat auch eine höhere Wahrscheinlichkeit durch einen lokalen Effekt gestört zu werden.
Also ist ein großer Messfleck und eine große Detektorfläche von Vorteil.

Ist es um das Turbinenrad wenigstens dunkel?

Sonst würde ich das Licht modulieren, sodass Umgebungslicht weniger stört.
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Henrik_V
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Henrik_V »

SFP Module mit 1550nm ? Ein paar mW Laser und der Empfänger mit GHz Bandbreite ist schon eingebaut... Mit 100MHz modulieren kein Problem... Eher Dauerstrich ist doof...
Bei fs.com für 25€.. die Hausmarke mit >80km...

Gibt's auch mit 850 nm ... ... Aber 1550 ist Augenfreundlicher...und die größere Wellenlange könnte bei der Schlieren ggf helfen?

Muss halt von Faser auf Collimator .. ist aber auch nicht soo schwer... Fasern gleich mitbestellen, Linsen davor ...mit sichtbarem Licht einfacher aber mit einer analoge PD für den Wellenlängenbereich und uA Zeigerinstrument machbar.

Dank Massenmarkt echt günstig. Dafür darf dann die Verpackung Mundgedrechselt sein ;)
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Sunset
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Sunset »

Bastelbruder hat geschrieben: So 23. Jan 2022, 03:02 Ich habe bloß Bedenken ob das Licht sich in diesem Raum noch ausreichend geradlinig ausbreitet. Luftturbulenzen hatten beim Welt-schnellsten FAX-Gerät (Press-FAX zur Übertragung vollständiger Zeitungsseiten) zu Problemen geführt, und da war es bloß etwas warme Luft vom Schrittmotor des Y-Antriebs, die den 50 cm im Freien befindlichen Laserstrahl verformt hat.
Es kommt ein wenig darauf an, was genau gemessen und wo genau die Messwerte ermittelt werden sollen.
Je weiter aussen desto schwieriger würde ich mal sagen. Bei Problemen evtl versuchen, weiter innen bei den kleineren Radien zu messen falls es auf die Breite der Turbinenschaufen ankommt.

Bei entsprechenden Radien und Drehzahlen kann eine Turbine an den Spitzen der Turbinenblätter durchaus auch in den Überschallbereich gelangen. Da kommen dann noch Effekte wie Druckwelle auf der Oberseite und ganz sicher auch Kompressibilität der Luft im Bereich der Strömung vor. Man hört sowas gerne bei Rotorblättern eines Hubschraubers, alleine durch die Blattlänge des Rotors erreichen die Blattspitzen bereits bei geringen Drehzahlen sehr hohe Umfangsgeschwindigkeiten. Das typische Flap Flap Flap eines Hubschraubers ist der Überschallknall der Rotorblätter.
Mit der Dichteänderung an diesen Stellen ist mit hoher Wahrscheinlichkeit auch mit optischen Effekten zu rechnen.

Soll denn die sich ändernde Länge der Turbinenblätter gemessen werden oder die Breite der Turbinenschaufeln? Oder brauchst Du den Abstand zwischen zwei Turbinenschaufeln, während die sich drehen? Kannst Du mal eine Skizze machen, die Glaskugel ist etwas nebulös an der Stelle. ;-)
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luckykoala
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von luckykoala »

Hatte beruflich mit ähnlichen Problemen zu tun. Meine Erfahrungen dazu:
Die Lichtschranke ist sehr Fehleranfällig. Vorallem das Mündungsfeuer und ggf. andere Partikel stören das Resultat zum Teil erheblich. Besser war eine induktive Schleife mit mehreren Ringen die Spulen enthalten haben.
Am besten bewährt hat sich ein Dopplerradar mit Wasserfalldiagramm (https://weibelradars.com/), dort sieht man praktisch alles. Oder auch in Kombination dazu eine Highspeedkamera die einen bestimmen Bereich fotografiert. Wir benutzten eine von der Firma Hadland (https://hadlandimaging.com/).
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zauberkopf
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von zauberkopf »

ggf auch mal radar ins auge fassen..
Ich habe mal mit so einem billigen 24ghz radar-Modul gespielt. Ich bin fasziniert davon, meinen PC-Lüfter in 3m Entfernung zu hören... oder regentropfen..
wenn man dann mal so ein wenige weiter googelt.. und sich mal anschaut, was man damit mittlerweile alles hinbekommt.. bei entsprechender Signalverarbeitung..
Da gibts eval-Boards mit ganzen Arrays...

Es gibt ja schon länger Radarsysteme, die eine Gewehrkugel im Flug identifizieren können.
... die kann man mittlerweile bei digikey, erstehen.

Jedenfalls der Vorteil der Technik ist ja auch der, das man sich keine sorgen um schmutz um die Optik machen muss.

ggf dreckeffekte, wie z.B. durch luftverwirbelung, wirds hier auch geben.
Aber die sind frequenzabhängig !
Idee : 2 oder mehr Radarsysteme, unterschiedlichster frequenz..

Das hier klingt auch interessant : https://www.vision.fraunhofer.de/de/tec ... radar.html
Wir detektieren Luft, wir detektieren turbine.. die Luft rechnen wir raus.. ;-)
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Bastelbruder
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Bastelbruder »

Die SFP-Methode klingt sehr interessant, die Hardware ist eigentlich genau das, was ich aktuell als Tischmodell auf Ronja-Basis gebastelt habe. Da kämpfe ich momentan am Korrelator, um das Signal vom Rauschen unterscheiden zu können. CW-Licht erscheint mir äußerst Fehleranfällig, weil ich mit dem AM-Empfänger hauptsächlich Laserspeckles zähle. Die Lichtfunk-Amateure haben den Laser zu Gunsten der LED beerdigt, Stichwort scintillation.

Die Schnittstelle der SFP Spielzeuge in Richtung Rechner ist ziemlich Proprietär, das dazu angebotene Test- und Programmiergerät scheint irgendwie nicht für den beabsichtigten Mißbrauch andersartigen Verwendungszweck geeignet. Ich denke daß an der Stelle etwas größere Probleme auftauchen und das leider nichts wird. Aber diverse Meßgeräte aus der Glasfasertechnik sehen interessant aus. Das Zeug ist ja wirklich spottbillig geworden. :)

Radar hab ich eigentlich schon vor Wochen verworfen weil die realisierbare Keule doch viiel zu breit ist um einen einzelnen Flügel identifizieren zu können. Obwohl - wenn man schräg hineinguckt, treten mehrere unterschiedliche Doppler-Chirps auf, muß wohl morgen mal die Mischerdiode der historischen X-Band Überwachungsblechbüchse an den Specki hängen und ein altes Blech-Hamsterrad anwerfen.

Die Ideen zur Gewehrkugel sind zwar ok, aber der Mindestabstand von 1 Meter läßt nur noch (quasi)optische Methoden zu.
Ich glaube jetzt mal an die möglichst saubere Strömung nach Sunset, da muß ich bloß warten bis der erste Prototyp in der Freiluftsimulation wuppt.
sysconsol
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von sysconsol »

Was das Radar angeht: Wir haben in der Schule Linsen für Mikrowellenstrahlen gehabt - das könnte deinen Detektionsbereich geeignet anpassen.


Und weil ich gerade einen Faden laufen habe: Hast du dir schon mal ein Laserdistanzmessgerät angeschaut?
Zumindest die Optik scheint geeignet - wenn nicht schon zu groß.


Ich frage mich aber nun immernoch, was du überhaupt messen willst :?
Für die Drehzahl bräuchte man nicht einen derartigen Aufwand, das macht man über Körperschall.

Radar lässt sich nicht einsetzen, um sich ausdehnende Rotoren zu detektieren. Trotzdem willst du damit eventuell probieren.
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Henrik_V
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Henrik_V »

SFPs will LVDS ... Ausgang : eine Hälfte hat schon 50 Ohm.. Eingang wird in der Regel eh kapazitiv gekoppelt , also SMA und 100 ohm .. fertig
Das Gehäuse dazu gibt's bei Mouser etc... 3,3 V drauf, enable pin
Kollege hat mir 'ne Platine gebaut , da ist noch ein Levelumsetzer drauf für den 50 Ohm Ausgang und noch irgend so ein µC mit Display, der liest die Wellenlänge aus und zeigt sie an, damit ich weiß, welches Modul ich drin hab. In Luft 1,5m Abstand zum Spiegel macht 3m Weg sind im Labor gar kein Problem BTDT. (die sollen 100km Faser schaffen ;) ) (Bei einigen? Modulen kann man auch Ein und Ausgangsleistung auslesen ..)

Modulieren mit 1GHz so Quelle da, kein Problem (Mein Generator schafft das, aber Scope nicht mehr)
Syncrongleichrichter (Digital mux) hinten dran und du kannst noch Phase des Rechtecks beobachten ;)
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sukram
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von sukram »

Und wenn man bei den Leuts vom WDM/Telkobereich läutet, gibts noch viel härtere Sachen - XFP (10GbE) Module mit durchstimmbaren Laser (1500-1600nm im 50 GHz Grid für 80 Kanal WDM), oder CFP mit 2x über Kreuz polarisiertem Kohärenzlaser für 100GbE (111 GBaud auf der Faser...). Und alles mit Reichweiten bis 120km Faser G652, evtl mit EDFA Nachbrenner (+24dBm optische Leistung :? )
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Henrik_V
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Henrik_V »

Jo, ist schon nett was der Netzwerkmarkt so hergibt, solche Module sind aber nicht für 2-stellig zu bekommen ... (oder? .. mal im Rechenzentrum fragen ;) )
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zauberkopf
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von zauberkopf »

Radar hab ich eigentlich schon vor Wochen verworfen weil die realisierbare Keule doch viiel zu breit ist um einen einzelnen Flügel identifizieren zu können. Obwohl - wenn man schräg hineinguckt, treten mehrere unterschiedliche Doppler-Chirps auf, muß wohl morgen mal die Mischerdiode der historischen X-Band Überwachungsblechbüchse an den Specki hängen und ein altes Blech-Hamsterrad anwerfen.
Mach das.. was für ne Büchse hast Du ?
Ich will demnächst mal FMCW spielen.
Aus Spass habe mir mal so ein 24GHZ Modul bei Digikey mitgehen lassen, das einen IQ Ausgang hat, und nen speraten VCO eingang.
Das ganze soll mal Spass mit der Soundkarte werden.

unterschiedliche Doppler-Chirps.. moment !
Ich muss das mal morgen ausrechnen.. mit welcher geschwindkeit bewegt sich das objekt ? Ist die konstant ?
Wenn ja , ggf reicht es ja aus, einfach nur anzahl der dopplerschwingungen zu zählen..
Wenn nein, dann wirds ein wenig aufwendiger... aber auch machbar.
Edit : also, noch die frequenz erfassen..
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Bastelbruder
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Bastelbruder »

SFP - wenn da tatsächlich die etwas verstärkten Photonen rauspurzeln (LVDS ist bei solchen Geschwindigkeiten eigentlich Vorschrift) dann könnte das vielleicht doch interessant sein. Ich denke daß dann entweder eine Amplitudenregelung drin sein muß - oder einfach harte Begrenzung. Ich hätte da noch auf einen erheblichen Anteil Intelligenz getippt. Amplitudenregelung dürfte mit länger dauernden Licht-"Aussetzern" (>100 µs) Probleme bereiten. Bei Begrenzung kommt alternativ Rauschen raus, das läßt sich per Korrelation mit dem Sendesignal zeitnah als solches identifizieren.
Wo finde ich SFP-Datenblätter die nicht bloß den bestimmungsgemäßen Gebrauch mit Netzwerkdaten beschreiben?

Aktuell mache ich Versuche mit einer 1€-Laserdiode, die lebt durch 825 Ohm von 12 V, und kriegt durch weitere 825 Ohm 8 Vss aus dem Quietschgenerator. Macht zusammen etwa 12 mA +- 1 mA.
Aus dem Empfänger (das Modell etwas abgespeckt) fallen digitale Photonen und ein 47S86 darf die mit dem Rechteck vom Generator vergleichen. Die Phasendifferenz habe ich über die Frequenz optimiert, ca. 14 MHz ist so schlecht schonmal nicht.
In den Laserstrahl hab ich noch einen Schlitz eingefügt damit der Strahl etwas Modellgerechter wird, und der wird durch das Hamsterrad eines ca. 60000 Stunden alten Papst in 300µs-Bursts zersägt. Die Staubschicht auf den 29(?) Flügeln ist ungleichmäßig dick, das kann ich am Scope manchmal schon sehen.

Morgen mache ich mal ein paar Bilder, auch von der Blechbüchse (wenn ich sie nicht vergesse).

Linsen für Mikrowellenstrahlen - das ist ein interessantes Thema. Wenn ich die Fake-Nebelscheinwerfer an diversen Fahrzeugfronten sehe, weiß ich daß sich hinter der schwarzen Plastiklinse ein 77 GHz-Radar befindet. Und die Linse ist eine dielektrische solche, ein richtig schwerer Kunststoffklotz im "Flaschenboden-Format", die funktioniert genau wie in der Optik. Aber das Programm des DSP läßt sich nicht so einfach modifizieren, allein schon weil der Zugriff auf den Datenstrom mit allem was Security und Obscurity bieten, verhindert wird. Das wird leider nicht zum Spielzeug werden. (Es gibt da eventuell noch ein paar ältere Aal-samples, so bei 24 GHZ).

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duese
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von duese »

Was willst Du denn an der Turbine jetzt konkret messen? Meine Glaskugel ist immer noch beschlagen, obwohl es hier doch um kräftig Wind geht?
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zauberkopf
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von zauberkopf »

(Es gibt da eventuell noch ein paar ältere Aal-samples, so bei 24 GHZ).
lohnt net...
Das Modul mit dem ich zuerst gespielt habe schimpft sich : cdm324.
Das ist kostet rund ne packung zigaretten.
für 2 oder 3 mehr gibts dann bei digikey module mit IQ ausgang.

Ab 24GHZ wird dann ein bisserl komplizierter. Die meisten Chips sind dann hochintegriert, und haben einen guten Teil der Signalverabeitung dann schon an Board.
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Henrik_V
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Henrik_V »

Im Rx ist ein log-amp ... Ich mein bis 300kHz bin ich schon runter... Werde ich heute mal testen...
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Bastelbruder
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Bastelbruder »

log-Amp, das erinnert mich stark an irgendwelche fortschritlichen FM-Empfänger, denen nachträglich ein "AM-Demodulator" hinzugefügt wurde. Man hat ganz einfach das relativ gut logarithmierte S-Meter auf den NF-Kanal geschaltet. Zwar ist der Klirrfaktor bei höherem Modulationsgrad nicht optimal, aber für Sprechfunk (Flugfunk) reicht das völlig aus. Das NF-Signal ist tatsächlich vollkommen unabhängig von der Signalstärke, bloß unten rum macht sich dann das Rauschen bemerkbar.

Der ZN414 dürfte der allererste wirkliche HF-Chip überhaupt gewesen sein, dann kam der Begrenzerverstärker TDA120 und schließlich der CA3089 mit echtem log-Ausgang. Das ist alles schon über 45 Jahre her. Dann war irgendwann das Händi, und die Grenzfrequenzen der Begrenzerverstärker mit Logausgang stiegen in den GHz-Bereich. NF geht damit auch und wurde in diversen "Phonmetern" genutzt, wenn der Siebkondensator des Begrenzerverstärkers bloß groß genug gemacht wird. Aber das sollte im aktuellen Anwendungsfall nicht stören, ich will doch mit irgendwie moduliertem Licht arbeiten.

Was mir auffällt: Wenn in den Billigempfängern (Transceivern) Logarithmierer drin sind (deren Streuung gewiß sehr gering ist), wozu braucht der Glasfaserlöter eigentlich noch teure Meßgeräte?
duese
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von duese »

Vielleicht war meine Frage nicht präzise gestellt: Eine Längenmessung an den Turbinenschaufeln soll gemacht werden. Die Lichtschrank ist vermutlich parallel zur Drehachse? Was will man dann aus der Längenmessung rauslesen? Änderung der Geometrie der Turbinenschaufeln und radialer Richtung? Oder Schwingungen in diese Richtung? Ich hab's immer noch nicht verstanden (Was zugegeben für die Messaufgabe keinen Unterschied macht, aber ich bin nun mal neugierig).
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BernhardS
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von BernhardS »

duese hat geschrieben: Di 25. Jan 2022, 14:41 Vielleicht war meine Frage nicht präzise gestellt: Eine Längenmessung an den Turbinenschaufeln soll gemacht werden. Die Lichtschrank ist vermutlich parallel zur Drehachse? Was will man dann aus der Längenmessung rauslesen? Änderung der Geometrie der Turbinenschaufeln und radialer Richtung? Oder Schwingungen in diese Richtung? Ich hab's immer noch nicht verstanden (Was zugegeben für die Messaufgabe keinen Unterschied macht, aber ich bin nun mal neugierig).
Schwingungen von Turbinenschaufeln werden normalerweise aber schon per Radar-Sensor gemessen. Es gibt eine Nullmarkierung und für jede Schaufel wird die Zeit ermittelt, bis sie vom Gerät erkannt wird. Schwingt die Schaufel, dann wird sie mal früher und mal später erkannt. Je nachdem ob sie sich gerade auf den Sensor zu- oder von diesem wegbewegt hat.
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BernhardS
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von BernhardS »

Soll die Dehnung der Schaufeln in Radialrichtung gemessen werden? Wenn optisch - wie stabil ist denn der Wellenmittelpunkt? Und wo ist der überhaupt?

Wenn sich die Länge ändert, dann ändert sich auch die Resonanzfrequenz.
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Henrik_V
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Henrik_V »

Windflügelspitze in Turbine? Da könnte man messen wie weit die sich verdrehen, über Jitter eine Abschätzung der Schwingamplitude tangential ... und was den Ings alles so einfällt.
Ach ich wollte mal 100kHz testen ... bis gleich
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Henrik_V
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Henrik_V »

So, das 1550nm 1000Base SFP Modul hier mit einer 15db Dämpferfaser in der Loop macht im Rx unterhalb von 1MHz sporadisch mal nadeln... so unter 500kHz dann auch regelmäßig ...
Das Rx noch nicht.. das konnte ich mit einer netten PD von Femto nachmessen :)

Die 8x0 nm SFPs konnte ich nicht testen, da die Optik gerade auf 1550 justiert ist, und bei den Spielmodulen hier (vom Router zum Zimmer alles unter 100m) über 15db Loop nicht genug ankam ...
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Bastelbruder
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Bastelbruder »

Die wollen einfach alles wissen. Wenn ein Flügel irgendwie anders ist als seine Mitstreiter, dann ist das gesamte Teil Ausschuß. Die Klientel ist da äußerst heikel - ich muß immer an den Flug des Phönix denken. :lol: Und ich kann mir auch vorstellen daß es durchaus Einzelfälle gibt die man mit Beschleunigungs-/Vibrations-Sensoren, Amperemetern und Meßmikrofonen nicht findet.
Till
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Re: Lichtschranke für etwas feinere Messung

Beitrag von Till »

Wie siehts mit einem Lasertriangulator aus?

da gibt es echt flotte Geräte, man könnte ja damit das Flügelprofil abtasten und dann die Schaufeln vergleichen, da ließen sich Längenänderungen sicherlich auch erkennen.
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