GEstörtes Signal

[Peter Engel]

Hallo,
ich werkle im Moment an folgenden Problem:
Ein optischer Sensor (Laserdiode) tastet einen Inkrementgeber
(metallischer Stern) über einen größeren Abstand ab.
Die Sollimpulsgröße kenne ich. Die Abweichung möchte ich messen. Diese
sollte unter 10 % liegen-Alles andere ist ein Sensorausfall.
Die Signalfrequenz liegt unter 15 bis 10 Herz,
Bisher habe ich eine (Mini) SPS von Beckhoff vewendet.
Abgesehen davon , dass ich als Programmierer/Informatiker kein Freund
von SPS bin, ist die realisierbare Zykluszeit von etwa 7 ms für diese
Aufgabe zu hoch.
Die ganze Angelegenheit ist nicht unbedingt sicherheitskritisch, da es
sich um einen Prüfstand handelt und die Prüfung beliebig wiederholt
werden kann.

Ich überlege jetzt, ob ich einen Basic Tiger von Wilke einsetze,
enfach um mehr Rechenpower und Flexibilität gegenüber einer SPS zu
erhalten.
Sicher wird jetzt einer sagen, ein Basic Tiger ist teuer aber ich sehe
den Preis im Vergleich zu einer SPS.
Eine weitere Alternative wäre ein Microcontrollerboard.
Da ich aber keinen Lötkolben mehr anfassen will, müsste der schon
fertig sein(30 Digital in, 20 Digitalout 2 Analog in, 2 Analog out).
Eigentlich ist der Auftrag schon fertig aber die Reproduzierbarkeit
ist zu gering, da Störungen das Signal immer wieder versauen.
Für Tips und Meinungen wäre ich sehr dankbar.

Mit Gruß Peter

 

[MaWin]

Peter Engel <peterengel_nospam@hpenet.de> schrieb im Beitrag <bij000h2diautk89026se3lfjaiap5vvtp@4ax.com>...

ich als Programmierer/Informatiker

Aha,

es ist naemlich ziemlich alles falsch/unklar:

Ein optischer Sensor (Laserdiode)

Eine Laserdiode ist kein Sensor.
Vermutlich meist du, das ein Halbleiterdiodenlaser auf den Propeller
scheint, und eine Photodiode (das waere dann ein Sensor) dahinter
dann erkennt, ob der LIchtstrahl unterbrochen wurde.

Die Sollimpulsgröße kenne ich. Die Abweichung möchte ich messen. Diese
sollte unter 10 % liegen-Alles andere ist ein Sensorausfall.

Was heisst Groesse ?
Prozentuale Impuls-an-dauer im Verhaeltnis zu Impuls-aus pro Umdrehung ?
Spannung (des Photodetektors) ?

Die Signalfrequenz liegt unter 15 bis 10 Herz,
Bisher habe ich eine (Mini) SPS von Beckhoff vewendet.

Bleib dabei.
Variante a: Du hast noch einen Analogeingang frei. Dan kannst du das
Digital (an/aus) Signal durch einen Tiefpass schicken (Mittelwertbildung)
und pruefst (nach ausreichend lager Laufdauer) ob die Spannung
ausreichend genau bei 10% liegt.

Oder du baust aus 2 Monoflops (74HC123) einen Impulsdauervergleicher,
der nur Signal gibt, wenn der Impuls zu lang oder zu kurz ist.

Oder du rufst Beckhoff an und laesst dir erklaeren, wie man so ein
Programm macht, das genau genug ist, denn ich bin mir sicher das es
geht (eventuell Assembleranteil in der Steuerung).
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Bernd Mayer]

Peter Engel wrote:

ich werkle im Moment an folgenden Problem:
Ein optischer Sensor (Laserdiode) tastet einen Inkrementgeber
(metallischer Stern) über einen größeren Abstand ab.
Die Sollimpulsgröße kenne ich. Die Abweichung möchte ich messen. Diese
sollte unter 10 % liegen-Alles andere ist ein Sensorausfall.
Die Signalfrequenz liegt unter 15 bis 10 Herz,
Bisher habe ich eine (Mini) SPS von Beckhoff vewendet.

Hallo Peter,

so ganz verstehe ich Deine Frage nicht, weil Laserdioden eher keine
Sensoren sind, und ich nicht genau weiss, was eine SPS ist. Warum
Signalstörungen mit dem Wechsel der Steuerungshardware (Basic Tiger von
Wilke) verschwinden sollen verstehe ich auch nicht so ganz.

Was ich mir vorstellen kann, ist, dass Du eine Fotodiode als Sensor
verwendest, und diese auf Störsignale reagiert, möglicherweise optische
Einstreuungen auf den Sensor (Beleuchtung o.Ä.). Wegen der Nähe der
Signalfrequenz zur Netzfrequenz halt ich das für vorstellbar. Da würde
dann optische Abschirmung und Filterung vermutlich eher helfen als ein
Wechsel der Steuerungshardware. Brummeinstreuungen auf einen
empfindlichen Fotodetektor auf anderen Wegen sind auch denkbar.

Mehr Details z.B. zum Sensor und Messergebnisse der Störungen mit einem
Oszi wären schon sinnvoll.

HTH


Bernd Mayer
--
MR. MCBRIDE: "Yes, Your Honor. ... I want to walk the Court through
enough of our complaint to help the Court understand that IBM clearly
did contribute a lot of the Unix-related information into Linux.
We just don't know what it is." http://lwn.net/Articles/62817/

 

[R.Freitag]

Peter Engel wrote:

Hallo,
ich werkle im Moment an folgenden Problem:
Ein optischer Sensor (Laserdiode) tastet einen Inkrementgeber

Sensor != Leuchtdiode

(metallischer Stern) über einen größeren Abstand ab.

maW.: Du hast eine Licheschranke.

Die Sollimpulsgröße kenne ich. Die Abweichung möchte ich messen. Diese
sollte unter 10 % liegen-Alles andere ist ein Sensorausfall.

von was? Hast du eine Zeitvorgabe? oder hast du einen Verhältniswert?
Du würdest dieses Problem einfacher verstehen lassen, wenn du dich etwas
präziser ausdrücken würdest.

Die Signalfrequenz liegt unter 15 bis 10 Herz,

also 10 bis 15 Messungen pro sec, oder?

Bisher habe ich eine (Mini) SPS von Beckhoff vewendet.

PFUI!!

Abgesehen davon , dass ich als Programmierer/Informatiker kein Freund
von SPS bin, ist die realisierbare Zykluszeit von etwa 7 ms für diese
Aufgabe zu hoch.
Die ganze Angelegenheit ist nicht unbedingt sicherheitskritisch, da es
sich um einen Prüfstand handelt und die Prüfung beliebig wiederholt
werden kann.

Ich überlege jetzt, ob ich einen Basic Tiger von Wilke einsetze,
enfach um mehr Rechenpower und Flexibilität gegenüber einer SPS zu
erhalten.

Über die Rechenpower dieser Dinger weiss ich nichts, aber Flexibel sind sie
nicht.

Eine weitere Alternative wäre ein Microcontrollerboard.
Da ich aber keinen Lötkolben mehr anfassen will, müsste der schon
fertig sein(30 Digital in, 20 Digitalout 2 Analog in, 2 Analog out).

Glyn bietet M16Boards an, die das haben. Eine Stromversorgung braucht es da
noch, aber die brauchst du bei der SPS auch. Der Nachteil der SPS ist, dass
die deine Anforderung nicht erfüllen kann, ohne Asemblercode zu verwenden.
Bei dem Board von Glyn kann man aber (neben Assembler) auch in C
programmieren. Die MCU hat 16 MHz.Das bedeutet etwa 112000 Maschinenzyklen
pro Lichtschrankenimpuls. Das sollte reichen. Die MCU hat 10 Ports, AD- und
DA-Wandler und Timer (16bit), damit ist eine gescheite Zeitbasis da.

Frage beantwortet?

Robert

 

[Peter Engel]

Mann bist du gut.
Ich bin echt beeindruckt.

"MaWin" <me@privacy.net> schrieb:

Peter Engel <peterengel_nospam@hpenet.de> schrieb im Beitrag <bij000h2diautk89026se3lfjaiap5vvtp@4ax.com>...

ich als Programmierer/Informatiker

Aha,

es ist naemlich ziemlich alles falsch/unklar:

Ein optischer Sensor (Laserdiode)

Eine Laserdiode ist kein Sensor.
Vermutlich meist du, das ein Halbleiterdiodenlaser auf den Propeller
scheint, und eine Photodiode (das waere dann ein Sensor) dahinter
dann erkennt, ob der LIchtstrahl unterbrochen wurde.
Du vermutest richtig. Die Laserdiode wird natürilch von einer

Photodiode erfasst.
Sorry das ich vergessen hatte das zu erwähnen, ist natürlich ohne
diese Ergänzung für einen Fachmann nicht erkennbar.
Sorry wie konnte ich nur so dumm sein.

Die Sollimpulsgröße kenne ich. Die Abweichung möchte ich messen. Diese
sollte unter 10 % liegen-Alles andere ist ein Sensorausfall.

Was heisst Groesse ?
Prozentuale Impuls-an-dauer im Verhaeltnis zu Impuls-aus pro Umdrehung ?
Spannung (des Photodetektors) ?

Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit. Die Zeiteinheit liegt zwischen 2

und 5 Minuten.

Die Signalfrequenz liegt unter 15 bis 10 Herz,
Bisher habe ich eine (Mini) SPS von Beckhoff vewendet.

Bleib dabei.
Würde ich ja gerne wenn es reichen würde.
Variante a: Du hast noch einen Analogeingang frei. Dan kannst du das
Digital (an/aus) Signal durch einen Tiefpass schicken (Mittelwertbildung)
und pruefst (nach ausreichend lager Laufdauer) ob die Spannung
ausreichend genau bei 10% liegt.

Tolle Idee - ich brauche dann aber 24 Analogeingänge und das ganze

über 5 min gemittelt?

Oder du baust aus 2 Monoflops (74HC123) einen Impulsdauervergleicher,
der nur Signal gibt, wenn der Impuls zu lang oder zu kurz ist.

Oder du rufst Beckhoff an und laesst dir erklaeren, wie man so ein
Programm macht, das genau genug ist, denn ich bin mir sicher das es
geht (eventuell Assembleranteil in der Steuerung).
Danke für den Tip . werde ich sofort machen. Hast du schon mal SPS

programmiert ? Da gibt es kein Assembler. Jedenfalls nicht in meinem
Entwicklungssystem.
Aber das kann natürlich auch an meiner mangelnden Programmiererfahrung
liegen. Man lernt nie aus und ich programmiere Computer leider erst
seit 1980. Aber das werde ich sicherlich auch noch begreifen.
Assembler habe ich übrigens nach der PDP 11 und IBM 360 und Z80
Anfang der 90 Jahren aufgegeben. (Damals zugunsten von Forth.)

Und eine Frage zum Schluss könnte man in einem Elektronikforum nicht
einen seriösen Tip bekommen.
Besserwisserei und Oberlehrergehabe nutzt mir weisgott wenig.

Ich muss mit den ankommenden Impulsen mehr rechnen und über eine
gleitende Zeitfunktion filtern.
Mein Fehler war, eine SPS mit einer konstanten Taktfrequenz die
beietwa 7 liegt zu verwenden.
Damit erreiche ich keine ausreichende Auflösung der Signale um
genügend rechnen zu können.
Was ich gerne wissen möchte, ist ob eine Lösung auf Basis der
Basistiger für eine industrielle Steuerung machbar ist oder ob ich
besser auf ein Microkontroler board (welches) ausweiche.
Eine PC Lösung unter einem Echtzeitsystem (QNX) z.B. wäre auch denkbar
ist aber zu aufwendig.
Eingabekarten direkt im PC möchte ich aber gerne vermeiden.
Sorry wenn meine Antwort etwas grob ausgefallen sein sollte aber ich
bin Diploming. für Elektronik und Diploming. für Informatik.
In dieser Sache hatte ich die Komplexität etwas unterschätzt und
deshalb in diesem Forum um Rat gefragt.
Sollte nicht wieder vorkommen.

Peter

 

[Stefan Broering]

"Peter Engel" <peterengel_nospam@hpenet.de> schrieb im Newsbeitrag > >

ich als Programmierer/Informatiker

Aha,

es ist naemlich ziemlich alles falsch/unklar:
stimmt

Danke für den Tip . werde ich sofort machen. Hast du schon mal SPS
programmiert ? Da gibt es kein Assembler. Jedenfalls nicht in meinem
Entwicklungssystem.
Aber das kann natürlich auch an meiner mangelnden Programmiererfahrung
liegen. Man lernt nie aus und ich programmiere Computer leider erst
seit 1980. Aber das werde ich sicherlich auch noch begreifen.
Assembler habe ich übrigens nach der PDP 11 und IBM 360 und Z80
Anfang der 90 Jahren aufgegeben. (Damals zugunsten von Forth.)

Und eine Frage zum Schluss könnte man in einem Elektronikforum nicht
einen seriösen Tip bekommen.
Besserwisserei und Oberlehrergehabe nutzt mir weisgott wenig.

Hm, als Dipl.-Ing. solltest du aber in der Lage sein, dein Problem so zu
beschreiben, dass man das auch versteht. Und was du mit Sollimpulsgröße
meinst hab ich auch nicht verstanden.

Gruß

Stefan

 

[MaWin]

Peter Engel <peterengel_nospam@hpenet.de> schrieb im Beitrag <b9o0005s26ihnli909sq091faeivqkqm6b@4ax.com>...

Mann bist du gut. Ich bin echt beeindruckt.

Wenn von 3 Leuten gleichzeitig zu denselben Feststellungen kommen,

lag's wohl doch an deinem Posting, denk' mal drueber nach.

Danke für den Tip . werde ich sofort machen. Hast du schon mal SPS
programmiert ? Da gibt es kein Assembler.

Praktisch jede aktuelle (und ich denke jede von Beckhoff) SPS basiert
auf einem uC der natuerlich in dessen Assemblersprache programmiert
werden kann.

Jedenfalls nicht in meinem Entwicklungssystem.

Das kann gut sein, aber deswegen solltest du auch bei Beckhoff anrufen.
Da sitzen naemlich durchaus Menschen (die kenn' ich sogar, fuer die
haben wir auch mal gearbeitet), die, selbst wenn ihre Produkte mal
unzureichend sind, bei der Loesungssuche behilflich sind.
Und wenn du jemandem dort dein Problem schilderst, kann er eventuell mit
einer Ergaenzung des SPS Kernels fuer genau dieses Problem aushelfen,
oder einem viel einfacheren Programmiertip.
So arrogant wie du dich jedoch verhaeltst sehe ich da nun aber eher schwarz.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Lars Mueller]

"R.Freitag" wrote:

Ein optischer Sensor (Laserdiode) tastet einen Inkrementgeber

Sensor != Leuchtdiode

Das ist nicht zwangsläufig! LED lassen sich auch als Sensor betreiben.

Lars

 

[Peter Engel]

"R.Freitag" <rfr-mailbox@gmx.de> schrieb:

maW.: Du hast eine Licheschranke.

Ähnlich einer Reflexlichtschranke mit Laserimpuls.

Das Ding soll ein hochpräziser Durchflussmesser /Dosiersystem in einem
aggresiven Medium sein.
Der Laser strahlt durch ein oder mehrere Glasscheiben und das Medium.
Die Reflektion wird optisch aufwendig herausgefiltert und als
Ausgangssignal bereitgestellt.
Dabei handelt es sich nicht um reine Reflexlichtschranke, sondern es
wird der Abstand zu dem drehenden Stern gemessen und aus dem
Hintergrund herausgerechnet.

Die Dinger wurden vom Hersteller für diesen Zweck optimiert und sind
sehr teuer.
Verwirbelungen und Fehlreflexionen stören das Signal.
Die Impulspause sollte immer erkannt werden. Der Impuls selber
schwankt in der Länge und ähnelt auf dem Oszi einen starken Kontakt -
prellen.

Die Sollimpulsgröße kenne ich. Die Abweichung möchte ich messen. Diese
sollte unter 10 % liegen-Alles andere ist ein Sensorausfall.

von was? Hast du eine Zeitvorgabe? oder hast du einen Verhältniswert?
Du würdest dieses Problem einfacher verstehen lassen, wenn du dich etwas
präziser ausdrücken würdest.

Die Signalfrequenz liegt unter 15 bis 10 Herz,

also 10 bis 15 Messungen pro sec, oder?

10 bis 15 Impulse pro Sekunde -
Das Abtasttheorem besagt, dass ein kontinuierliches Signal mit einer
Maximalfrequenz fmax mit einer Frequenz mindestens 2×fmax abgetastet
werden muss, damit man aus dem so erhaltenen zeitdiskreten Signal das
Ursprungssignal ohne Informationsverlust wieder rekonstruieren kann.
Der normale SPS Takt von 10 ms b.z.w. noch Rücksprache mit dem
Hersteller auf 7ms optimiert, sollte eigentlich reichen, wenn das
Signal durch Verwirbelungen nicht so stark gestört würde.
Ich muß also mit einer wesentlich höheren Frequenz abtasten und aus
dem Signal-Pause Verhältnis das Signal rekonstruieren.
Dabei interessiert mich eigentlich nur die Vorderflanke.
Also die Anzahl der Impulse in einer vorgegebenen Zeiteinheit.
Mit der Beschreibung hatte ich mich kurz gehalten, da ich das System
auf dem PC (mit Einsteckkarten) und unter DOS bereits zur
Zufriedenheit gelöst hatte. Das Nachfolgesystem sol mit einer
Windows-Oberfläche arbeiten. Deshalb die abgesetzte Steuerung.l

Bisher habe ich eine (Mini) SPS von Beckhoff vewendet.

PFUI!!
War Vorgabe des Herstellers.

Es sollte nur konfektionierbare Elektronik verwendet werden.

Ich überlege jetzt, ob ich einen Basic Tiger von Wilke einsetze,
enfach um mehr Rechenpower und Flexibilität gegenüber einer SPS zu
erhalten.

Über die Rechenpower dieser Dinger weiss ich nichts, aber Flexibel sind sie
nicht.

Müssen sie eigentlich auch nicht. Mich interessiert wer damit
Erfahrung hat, ob sie für einen industriellen Einsatz geeignet sind.
Für drei oder vier Anwendungsfälle lohnt a) ein Selbstbau nicht und
b) soll der Kostenrahmen einer SPS nicht überschritten werden.
Assembler geht mit der verwendeten SPS erst mal nicht . Die Idee
hatte ich schon vor Wochen und habe sie nach ausgiebiger Beratung mit
dem Hersteller der SPS aufgegeben. Ich brauche einen schnellen Zugriff
auf die E/A Ebene und das ist am OS der SPS vorbei nicht zu machen.

Glyn bietet M16Boards an, die das haben. Eine Stromversorgung braucht es da
noch, aber die brauchst du bei der SPS auch. Der Nachteil der SPS ist, dass
die deine Anforderung nicht erfüllen kann, ohne Asemblercode zu verwenden.
Bei dem Board von Glyn kann man aber (neben Assembler) auch in C
programmieren. Die MCU hat 16 MHz.Das bedeutet etwa 112000 Maschinenzyklen
pro Lichtschrankenimpuls. Das sollte reichen. Die MCU hat 10 Ports, AD- und
DA-Wandler und Timer (16bit), damit ist eine gescheite Zeitbasis da.

Frage beantwortet?

Das Board werde ich mir ansehen.

Ich benötige auf dem Board aber eine E/A Ebene.
16 MHz reichen dicke. Nach meinen Erfahrungen sollte ich etwa mit 1 ms
Abtastfrequenz auf der sicheren Seite sein.
Für Atmel hatte ich versuchsweise den Algorithmus mal in Assembler
geschrieben, aber hier hätte ich zuviel bauen müssen und CE - Prüfung
wäre bei einer eigenen Elektronik auch ein Thema gewesen.

Es ist schon komisch. Jenseits von SPS was Industrielles zu finden ist
gar nicht so einfach.
Am liebsten wäre mir eine in C programmierbare SPS mit einem kleinen
Echtzeit-Kernel.
Der Basic Tiger käme diesen Wunsch nahe, deshalb meine Frage.

Mit Gruß Peter

 

[Juergen Hannappel]

Peter Engel <peterengel_nospam@hpenet.de> writes:


[...]

Es ist schon komisch. Jenseits von SPS was Industrielles zu finden ist
gar nicht so einfach.

Es gibt auch Industrie-PCs, da hat man Rechenleistung satt.

Am liebsten wäre mir eine in C programmierbare SPS mit einem kleinen
Echtzeit-Kernel.

Industrie-PC mit passenden IO-Karten, Linux draus ist u.u. auch nicht
viel groesser (und teurer) als eine SPS.

--
Dr. Juergen Hannappel http://lisa2.physik.uni-bonn.de/~hannappe
mailto:hannappel@physik.uni-bonn.de Phone: +49 228 73 2447 FAX ... 7869
Physikalisches Institut der Uni Bonn Nussallee 12, D-53115 Bonn, Germany
CERN: Phone: +412276 76461 Fax: ..77930 Bat. 892-R-A13 CH-1211 Geneve 23

 

[Peter Engel]

Juergen Hannappel <hannappe@lisa2.physik.uni-bonn.de> schrieb:

Peter Engel <peterengel_nospam@hpenet.de> writes:


[...]


Industrie-PC mit passenden IO-Karten, Linux draus ist u.u. auch nicht
viel groesser (und teurer) als eine SPS.
Ja welcher denn ?

Gruß Peter

 

[Harald Wilhelms]

Lars Mueller <lm@despammed.com> wrote in message news:<btpqh3$rjd$2@ulysses.news.tiscali.de>...

"R.Freitag" wrote:

Ein optischer Sensor (Laserdiode) tastet einen Inkrementgeber

Sensor != Leuchtdiode

Das ist nicht zwangsläufig! LED lassen sich auch als Sensor betreiben.

Lars

Wenn ich durch eine Photodiode einen etwas höheren Strom schicke, wird
sie auch leuchten; allerdings nur recht kurz.
SCNR
Harald
PS: Es ist klar, das eine LED, so wie jedes Halbleiterbauelement
auch einen Photoeffekt hat; eine sinnvolle Anwendung dafür gibt
es aber sicherlich nicht!

 

[Nick Wald]

Hallo,

Harald Wilhelms schrieb:

PS: Es ist klar, das eine LED, so wie jedes Halbleiterbauelement
auch einen Photoeffekt hat; eine sinnvolle Anwendung dafür gibt
es aber sicherlich nicht!

ich erlaube mir, -als sonst nur Mitleser dieser Gruppe- etwas dazu
zu bemerken.
Auf http://www.concord.org/haze/spworks.html ist z.B. eine Anwendung
beschrieben, bei der mit einer normalen LED der Transmissionsgrad
der Atmosphäre für einen, durch die LED (&Sonne) definiert bewerteten,
schmalen Frequenzbereich gemessen wird.
Vielleicht kann man die unterschiedlichen spektralen Empfindlichkei-
ten der LEDs zum Bau eines "Spektroskops" nutzen (?); die Kurzschluss-
ströme scheinen allerdings tatsächlich recht gering. Eine hand"plan"-
gefeilte gelbe Leuchtdiode liefert hier 0.5 m vor einer 100 W Glühbirne
~?~ 1.3 nA, eine normale Photodiode (vermutl. BPW34) in derselben
Position ~ 26 uA (mithin ~~ 2*10^4 x mehr).

mfG Nick