System do pomiaru czasu przejazdu

Cześć,

Jestem początkujący w świecie elektroniki i programowania. Uczę się od tygodnia Arduino i idzie mi chyba całkiem dobrze, diody się zapalają i gasną wtedy kiedy chcę, jeszcze nic nie spaliłem to chyba dobry znak 🙂 Zainteresowałem się tą dziedziną bo chcę zbudować system, który mierzyć będzie czas przejazdu na rolkach. Teoretycznie bardzo prosty układ:

1. Fotokomórka 1 - przecięcie wiązki uruchomienie programu mierzącego czas,
2. Fotokomórka 2 - przecięcie wiązki zatrzymanie programu mierzącego czas,
3. Przedstawienie wyniku (przesłanie WiFi na telefon lub tablet).

Postanowiłem do tego celu użyć Arduino. W tej chwili w domu robię to na Arduino UNO R3 ale docelowo jak już wszystko będę mieć napisane chce użyć Arduino Nano ze względów na rozmiary.

W chwili obecnej na stykówce mam dwa fotorezystory i napisany program który jak wiązki są przecięte mierzy czas i po przecięciu drugiej zwraca czas "przejazdu".

Mam pytanie dotyczące fotorezystorów jakie docelowo użyję do systemu. Fotorezystor od lasera będzie ustawiony w odległości ok. 1 - 2 m. Ustawienie lasera aby trafiał w taki mały fotrezystor nie jest trudne lecz bardzo wrażliwe na choćby małe przesunięcie. Czy są jakieś lusterka lub nie wiem odblaski (wydaje mi się że na zawodach profesjonalnych widziałem na bramkach laser i z drugiej strony tak jakby światełko odblaskowe)?

Jakie rozwiązanie byście proponowali? Gdzie kupić? Może kompletnie źle to wszystko wymyśliłem?

Będę wdzięczy za wszelkie opinie i sugestię!

Pozdrawiam

Wydaje mi się, że to, co widziałeś na zawodach to był laser i fotorezystor w jednej obudowie, a po drugiej stronie tylko zwykłe lusterko -- promień wtedy leci dwa razy, ale efekt ten sam, a wszystkie "aktywne" części masz w jednej obudowie i już ustawione na stałe dobrze.

lodilirian, możesz też użyć czegoś co rozprasza światło z kawałkiem tunelu przed tym. Jednocześnie zwiększasz powierzchnię a nie zwiększasz za bardzo wrażliwości na oświetlenie.

A jak działa powierzchnia odblaskowa masz opisane tutaj: https://en.wikipedia.org/wiki/Retroreflector

Dużo lepsze niż "zwykłe lusterko" bo działa bez pod prawie dowolnym kątem.

Mój projekt w tym temacie: https://www.forbot.pl/forum/topics61/moje-wlasne-bramki-laserowe-vt11596.htm

Wydaje mi się, że to, co widziałeś na zawodach to był laser i fotorezystor w jednej obudowie, a po drugiej stronie tylko zwykłe lusterko -- promień wtedy leci dwa razy, ale efekt ten sam, a wszystkie "aktywne" części masz w jednej obudowie i już ustawione na stałe dobrze.

Całkiem możliwe, że to tak właśnie było zbudowane. Szkoda, że wtedy nie myślałem, że będę chciał taki system zbudować bo bym się przyjrzał i popytał 🙂

Spróbuję zbudować z "lusterkiem" w postaci odblasku. Fakt laser i fotorezystor w jednym miejscu jest dużo bardziej praktyczny.

lodilirian, możesz też użyć czegoś co rozprasza światło z kawałkiem tunelu przed tym. Jednocześnie zwiększasz powierzchnię a nie zwiększasz za bardzo wrażliwości na oświetlenie.

A jak działa powierzchnia odblaskowa masz opisane tutaj: https://en.wikipedia.org/wiki/Retroreflector

Dużo lepsze niż "zwykłe lusterko" bo działa bez pod prawie dowolnym kątem.

Mój projekt w tym temacie: https://www.forbot.pl/forum/topics61/moje-wlasne-bramki-laserowe-vt11596.htm

Taki zwykły biały odblask jak przy tornistrze się nadaje?

Pytanie jeszcze co do fotorezystorów który najlepiej wybrać?

50 - 100 kOhm

10 - 20 kOhm

20 - 30 kOhm

Komunikacja czujnika mety, który będzie od czujnika startu w odległości ok. 30m, poprzez WiFi to chyba dobre rozwiązanie? Na 30m przewodzie były by chyba zbyt duże straty napięcia, czyż nie?

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

lodilirian, powinien działać.

Ja bym brał 10-20k ale to nie ma większego znaczenia, osobiście kupiłem najtańsze z Aliexpress.

Eee tam, 30m to góra paręnaście omów, z sygnałem nie powinno być większych problemów.

lodilirian, powinien działać.

Ja bym brał 10-20k ale to nie ma większego znaczenia, osobiście kupiłem najtańsze z Aliexpress.

Eee tam, 30m to góra paręnaście omów, z sygnałem nie powinno być większych problemów.

Dziękuję

Sprawdzę jak się spisuje taki zwykły odblask i dam znać.

[ Dodano: 27-06-2016, 21:17 ]

Kupiłem za parę groszy w rowerowym sklepie odblask srebrny. Testowałem przez chwilę niby działa lecz nie wiem czy w jasny dzień będzie sprawnie działać. Trzeba by fotorezystor umieścić w jakieś rurce osłonięty lub ten odblask się nie nadaje. W sieci znalazłem coś takiego:

Odblask

Sprawdzi się lepiej? A może zwykłe małe lusterko?

A gdyby tak zamiast fotorezystora wziąć czujnik od pilota TV, taki na 38kHz i twój laser też modulować na 38kHz? Wtedy światło słoneczne nie powinno mieć wpływu. Dodatkowa zaleta, ten czujnik daje ci od razu sygnal cyfrowy, 0 albo 1, nie musisz się bawić w wolne AnalogRead ani mostki z oporników.

Laser musiałby być podczerwony, ale do kilkunastu metrów spokojnie wystarczy zwykła dioda IR.

Laser musiałby być podczerwony, ale do kilkunastu metrów spokojnie wystarczy zwykła dioda IR.

Mam taki nadajnik i odbiornik IR

Nadajnik

Odbiornik

Próbowałem. Napisałem kod dla sprawdzenia. Zadaniem programu było wypisywanie 0 gdy odbiornik nie widzi sygnału i 1 gdy widzi. Nie wiem dlaczego lecz odbiornik rejestrował sygnał tylko z odległości kilku mm, odsunięcie nadajnika IR choćby na odległość 1cm powodowało to, że odbiornik już sygnału nie rejestrował. Nie mam pojęcia o co chodzi a w opisie jest napisane, że zasie wynosi do 10m. Albo źle podłączyłem albo kod jest do bani lub trzecia możliwość IR się nie sprawdza 🙁 Choć mając na uwadze, że jestem zielony prawdopodobnie pierwsza lub druga opcja a najprawdopodobniej obie naraz.

Dlatego zainteresowałem się laserami wydało mi się łatwiejsze no i opcja z lusterkiem\odblaskiem powoduje, że elektronika jest w jednym miejscu.

Sprawdzę jak fotorezystor sprawdzi się w jasny dzień. Zawsze można go w jakiś sposób osłonić od światłą słonecznego.

Z tą modulacją i odbiornikiem IR będzie ciężko. Obecnie buduję rozwiązanie wykorzystujące coś takiego (to znaczy nadajnik i odbiornik na jednej płytce).

Powód jest dość prosty- część światła z diody 'przecieka' bezpośrednio do odbiornika różnymi drogami. Odbiornik traktuje ten szczątkowy sygnał jako szum i podnosi swój próg wykrycia sygnału, tym samym zmniejszając zasięg (przynajmniej takie jest moje rozumowanie). Można próbować z tym walczyć, ale mi się nie udało wyeliminować tego zjawiska całkowicie - maksymalny zasięg jaki uzyskuję to około 9cm.

Możesz spróbować fizycznie rozdzielić płytkę nadajnika i odbiornika + umieścić je kilka cm od siebie, obudować je szczelnie i zostawić tylko tunel na osi której przecięcie ma być wykrywane.

Generalnie rozwiązanie samo w sobie będzie miało dobry zasięg (przecież piloty do sterowania urządzeń działają z odległości wielu metrów), ale musiałbyś powalczyć z opisanym problemem.

Laser musiałby być podczerwony, ale do kilkunastu metrów spokojnie wystarczy zwykła dioda IR.

Filtr podczerwony na odbiorniku nie jest doskonały i z czerwonym laserem także działa.

Z tą modulacją i odbiornikiem IR będzie ciężko. Obecnie buduję rozwiązanie wykorzystujące coś takiego (to znaczy nadajnik i odbiornik na jednej płytce).

Powód jest dość prosty- część światła z diody 'przecieka' bezpośrednio do odbiornika różnymi drogami. Odbiornik traktuje ten szczątkowy sygnał jako szum i podnosi swój próg wykrycia sygnału, tym samym zmniejszając zasięg (przynajmniej takie jest moje rozumowanie). Można próbować z tym walczyć, ale mi się nie udało wyeliminować tego zjawiska całkowicie - maksymalny zasięg jaki uzyskuję to około 9cm.

Możesz spróbować fizycznie rozdzielić płytkę nadajnika i odbiornika + umieścić je kilka cm od siebie, obudować je szczelnie i zostawić tylko tunel na osi której przecięcie ma być wykrywane.

Generalnie rozwiązanie samo w sobie będzie miało dobry zasięg (przecież piloty do sterowania urządzeń działają z odległości wielu metrów), ale musiałbyś powalczyć z opisanym problemem.

W moim systemie odległość między nadajnikiem i odbiornikiem będzie ok 1m. Wydaje się więc, że zastosowanie IR przy moich umiejętnościach i problemach jakie opisałeś nie wchodzi w grę. Na tym etapie nie jestem w stanie stanąć do walki z opisanym przez Ciebie problemem.

Laser i fotorezystor wydaje się mniej problematyczny.

[ Dodano: 28-06-2016, 08:37 ]

Laser musiałby być podczerwony, ale do kilkunastu metrów spokojnie wystarczy zwykła dioda IR.

Filtr podczerwony na odbiorniku nie jest doskonały i z czerwonym laserem także działa.

Jak wrócę z pracy przetestuję odbiornik IR i czerwony laser. Zobaczymy co będzie.

Może źle opisałem moje rozwiązanie, ale

W moim systemie odległość między nadajnikiem i odbiornikiem będzie ok 1m.

W mojej propozycji nadajnik i odbiornik są na jednej płytce, działanie opiera się na odbijaniu światła przez obiekt (i wykrywaniu tego odbitego światła), a nie na przecinaniu wiązki. Myślę że przy odpowiednim opracowaniu układu można osiągnąć zasięg do 5m, w zależności od tego jak obiekt odbija światło.

Moja propozycja nie nada się do wykrywania metodą przecinania wiązki przez obiekt bo nie ma gwarancji że obiekt zakryje całe światło z nadajnika.

Może źle opisałem moje rozwiązanie, ale

W moim systemie odległość między nadajnikiem i odbiornikiem będzie ok 1m.

W mojej propozycji nadajnik i odbiornik są na jednej płytce, działanie opiera się na odbijaniu światła przez obiekt (i wykrywaniu tego odbitego światła), a nie na przecinaniu wiązki. Myślę że przy odpowiednim opracowaniu układu można osiągnąć zasięg do 5m, w zależności od tego jak obiekt odbija światło.

Moja propozycja nie nada się do wykrywania metodą przecinania wiązki przez obiekt bo nie ma gwarancji że obiekt zakryje całe światło z nadajnika.

W moim systemie chcę umieścić emiter oraz odbiornik wiązki (nieważne czy IR czy laser\fotorezystor) na wysokości ok 10-15 cm i w momencie przejazdu rolki na 100% nastąpi przecięcie wiązki. Nie udało mi się jednak przechwycić wiązki IR z odległości większej niż kilka mm i nie wiem dlaczego.

Sygnał dla scalonego odbiornika IR musi być odpowiednio przygotowany. Laser lub dioda IR nie mogą świecić ciągle, nadawanie musi być impulsowe więc po stronie "pierwotnej" musisz mieć jakiś generator sterujący emiterem promieniowania. Opisz dokładnie jak wygląda Twój układ, z jakich elementów się składa i nie bój się. Ja przy niewielkim nakładzie i naprawdę kilku prostych zabiegach uzyskiwałem zasięgi rzędu 4-5m w układzie odbiciowym na małej diodce IR i typowym odbiorniku podczerwieni. A to znaczy, że wiązka biegła w jedną stronę, odbijała się od przeszkody (biała koszulka) i wracała pokonując w tym czasie 10m. Rzeczywiście, separacja nadajnika od odbiornika jest ważna. U mnie były one w odległości ok 5cm od siebie, ale każde miało rurkę długości 5-10cm bardzo dokładnie zatkaną od tyłu tj, od od strony "pleców" nadajnika/odbiornika. Cała "obudowa" jednego i drugiego była wycięta nożyczkami ze sztywnego, czarnego kartonu i uszczelniona.

Jeżeli Twoja bramka będzie pracować w linii prostej (bez odbijania), to zupełnie spokojnie możesz liczyć na nawet większe zasięgi. Problemem może być wielkość przeszkody zasłaniającej, bo choć teoretycznie liczy się tylko linia nadajnik-odbiornik a więc promień grubości kilku mm, to na małych ale ażurowych i skomplikowanych przeszkodach promienie wysyłane w wiązce nadawanej mogą załamywać/odbijać się w wielu kierunkach. Np. zawieszenie deski (i sama deska od spodu) ma wiele obłych kształtów dzięki którym promień IR może znaleźć drogę obok samego kółka w chwili gdy samo kółko (czy to coś co wybierzesz jako najważniejszy element zasłaniający) własnie przecina główny strumień. Trzeba tu poeksperymentować z czułościami i to po stronie nadawczej (czyli z prądem diody IR), bo odbiornika scalonego regulować się nie da.

Na odległości 1m to każda metoda będzie dobra, wybór zależy od Ciebie. Podejrzewam, że nawet taki prymityw jak dioda IR zasilana prądem stałym i fototranzystor z filtrem podczerwieni (taki w "czarnej" obudowie) zadziałają pod warunkiem, że odbiornikowi dasz rurkę tak, by patrzył tylko na odbiornik a nie na niebo i Słońce.

Fotoopornik jest kiepskim wyborem, bo widzi też normalne światło którego wszędzie pełno. Dlatego stosując go musiałbyś wyraźnie odróżniać się od światła dnia przez użycie mocnego źródła w nadajniku i długą rurkę (lub soczewkę) po stronie odbiorczej. Inaczej zakłócenia od otoczenia "zjedzą" sygnał użyteczny i nici z jego wykrycia w prosty sposób.

Najważniejsze to zachować jak największy stosunek sygnału użytecznego - który chcesz wykrywać - do reszty śmieci nieuchronnie dochodzących do odbiornika. Nazywamy to SNR (Signal-to-Noise Ratio). Możesz to robić zarówno przez zwiększanie mocy sygnału nadawanego (większy prąd lub mniejszy kąt promieniowania), zmniejszanie zakłóceń w odbiorniku (rurki, soczewki, osłony, filtry polaryzacyjne itp) jak i zawężanie pasma (scalony odbiornik IR, filtry elektroniczne, filtry optyczne np. UV, IR itp).