Detektor für Linienlaser?

[Rolf Bredemeier]

Hallo zusammen,

ich habe hier eine Anwendung, bei der ein Linenlaser einen
Strich auf ein Werkstück projeziert.

Nun reicht mir die Genauigkeit nicht aus, denn der Strahl ist
etwas 2-3mm breit (7m Projektionslänge). Und nun kann
man über die optimale Position streiten: Werkstückkante in
der Mitte des Strahls, oder am rechten oder am linken Rand?
So kann es nun zu 2-3mm Differenz kommen.

Das möchte ich vermeiden. Nun hatte ich die Idee, den Detektor
von einem Rotationslaser zu nehmen, denn der löst auf einen halben
Millimeter geanu auf. (Hier ein Link von einem der vielen Detektoren,
die es so gibt: http://www.baulaserwagner.de/LaserMat_de.html )

Leider reagiert er nicht auf das Licht meines Linienlasers.
Obwohl das Licht genau so "rot" wie des Rotationslasers
aussieht. Vielleicht ist das Licht des Rotationslaser auch moduliert,
hab's nicht gemessen. (Störlichtverbesserung?) Der Linienlaser
macht jedenfalls "Dauerstrich" nicht moduliert.

Ich habe mir nun den Detektor angesehen. Scheint in hauptsächlich
aus einer 10er Reihe 3mm IR-LED's zu bestehen. Und im Bereich
der "optimalen" Position ist außer der LED noch ein weiteres
Bauteil angeordnet. Sieht fast aus wie eine BPW34, die IR-Diode
mit der großen quadratischen Fläche.... (Oder gibnt es vielleicht
schon spezielle Bauteile für diesen Zweck?)

Der Detektor ist vergossen, und da es nicht meiner ist, kann ich auch
nichts genauer untersuchen.

Nun endlich meine Frage: Wie baue ich einen solchen Detektor nach?

Idee:
AVR 8515 o.ä, 10x IR-Diode über Spannungsteiler an die Ports,
die zeigen dann die "grobe" Richtung an (zu hoch / zu tief)
Für die "große" Genauigkeit in Nähe der Referenzposition LDR, BPW34
oder sonst was über den Komperator auswerten?

Würde mich sehr über einen Tipp freuen!

Gruß Rolf

 

[Michael Koch]

Hallo,

(Hier ein Link von einem der vielen Detektoren,
die es so gibt: http://www.baulaserwagner.de/LaserMat_de.html )

Da steht dass der Laserpunkt sich hin und her bewegt, d.h.
der ortsfeste Empfänger sieht nur kurze Impulse.

Gruss
Michael

 

[Heiko Nocon]

Rolf Bredemeier wrote:

Leider reagiert er nicht auf das Licht meines Linienlasers.
Obwohl das Licht genau so "rot" wie des Rotationslasers
aussieht. Vielleicht ist das Licht des Rotationslaser auch moduliert,
hab's nicht gemessen.

Es ist in dem Sinne moduliert, daß der Laser sich dreht (oder vielmehr
das Spiegelsystem darin). Die Detektoren reagieren nur auf die Flanke,
die entsteht, wenn der Laser auf die Detektorfläche trifft. Da er sich
dreht, passiert das in regelmäßigen Abständen.

Der Linienlaser
macht jedenfalls "Dauerstrich" nicht moduliert.

Dann moduliere ihn, indem du ihn z.B. alle Sekunde an- und ausschaltest.
Und schon sollte das funktionieren.

 

[Rafael Deliano]

Werkstückkante in der Mitte des Strahls, oder am rechten
oder am linken Rand?
Der Laserstrahl hat vermutlich ein "Gaußprofil" d.h. man

kann den Schwerpunkt in der Mitte bestimmen, aber kaum die Kante.

den Detektor von einem Rotationslaser
Leider reagiert er nicht auf das Licht meines Linienlasers.
Reagiert nur auf die Flanke des durchlaufenden Strahls.

Bei dem üblichen Abstand am Bau ist das ein Mikrosekundenpuls.
DC wird unterdrückt, das ist nämlich typisch Sonnenlicht.

Und im Bereich
der "optimalen" Position ist außer der LED noch ein weiteres
Bauteil angeordnet.
Interessant, dann hätte Quadriga eine neue Variante gebastelt.

Glaubs aber nicht.

Sieht fast aus wie eine BPW34,
Es sind BPW34. Alle oberen und unteren sind zusammengeschaltet,

d.h. es gibt effektiv nur zwei Sensoren.

(Oder gibnt es vielleicht schon spezielle Bauteile für diesen Zweck?)
Ein US-Anbieter hat sich von Reticon ein kundenspezifisches Array

machen lassen. Hat dann aber weniger Länge.

Nun endlich meine Frage: Wie baue ich einen solchen Detektor nach?
Die Schaltungen für Rotationslaser sind eher mühsam und vermutlich

gar nicht nötig.

Gegen Fremdlicht muß man für alle Schaltungen wohl den Laser
ein/aus-modulieren und Differenzmessung machen.

Im einfachsten Fall reicht diese Schaltung:

---------- R1 -----
| | | |
| | | 5V |
| | | | |
K A |_ | _ \ |
A K | >----- A/D-Wandler
|__|____ _ | + /
| | CA3130
2,5V GND


Die beiden Dioden sind BPW34 Arrays.
Sind sie gleichmässig beleuchted, ist der Ausgang des OPs
auf 2,5V. Ansonsten ist er entweder auf GND oder 5V.
D.h. Schaltung ist ein sehr empfindlicher KOP.
Man kann sich noch Tricks zur Spreizung des Kernbereichs
ausdenken.
Fremdlicht macht aber wohl Problem.

Es gibt von der Schaltung auch Variante wo Norton-Verstärker
LM359 verwendet wird.

Andere exotische Variante an der ich gerade rumtue: PSDs.
Für diese Anwendung würde man längliche ( 30mm ) Fotodioden
mit einer Innenelektrode und zwei Randelektroden verwenden.
Der Strom an den beiden Randelektroden zeigt analog an, wo
sich der Schwerpunkt des Lichtpunktes befindet. Nachteil:
teuer ( meine waren von ebay ), nicht sehr handelsüblich.

MfG JRD

 

[Rafael Deliano]

Die Kompenstion von Fremdlicht funktioniert im
einfachsten Fall so:

D/A--R2------------- R1 ----
| | | |
| | | 5V |
| | | | |
K A |_ | _ \ |
A K | >----- A/D-Wandler
|__|____ _ | + /
| | CA3130
2,5V GND

D.h. bei abgeschaltetem Laser wird per D/A-Wandler
so nachgeregelt, daß der Ausgang 2,5V ist.
* Wegen der weiten Dynamik die Licht haben kann ist
ein 16 Bit PWM oft günstiger als ein 8 Bit D/A.
* R2 sollte eigentlich eine Stromquelle, also sehr
hochohmig sein.
Es kann deshalb sinnvoller sein von 5V auf den Knoten
eine feste Konstantstromquelle vorzusehen und
vom Knoten nach GND eine Konstantstromsenke die
per D/A-Wandler steuerbar ist. Die muß praktisch
doppelten Strom können, da sie auch den Strom der
oberen Quelle absaugt.

MfG JRD

 

[Rolf Bredemeier]

Hallo Rafael!

Ganz vielen Dank für Deine Antworten, die helfen
mir sicher weiter!

Wobei ich erstaunt bin, das die Empfangsdioden so
geschaltet werden, das es eff. nur zwei Sensoren
werden.

Dann lassen sich ja auch eigentlich nur 3 Zustände
erfassen: ZU HOCH - ZU TIEF - PASST
Und nicht zum Beispiel VIEL ZU HOCH oder PASST FAST.

Aber ist ja eigentlich auch nicht erforderlich,
wenn mann es recht überlegt...

Nochmals vielen, vielen Dank!

Rolf