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Topic: [Projektplanung] Lichtschranken für 40m Sprint (Read 2506 times) previous topic - next topic

Happschinson

Apr 30, 2015, 11:54 pm Last Edit: May 01, 2015, 12:31 am by Happschinson
Hi!
Ich möchte 2 Arduinos haben, die per NRF24L01 chips miteinander verbunden sind.
Beide kontrollieren jeweils eine Lichtschranke für den Start und das Ende der Zeitmessung.

Ich kann gut Programmieren, habe aber selten was gelötet.
Das ganze soll auch in der Praxis eingesetzt werden, daher brauche ich auch Gehäuse.

Habe mich jetzt probiert 2 Wochen einzulesen, und denke ich wäre startklar!

Folgendes wäre meine Einkaufsliste:
6x NRF24L01: http://www.amazon.de/gp/product/B00UFJY3BI
jumper Kabel: http://www.amazon.de/Aukru-female-female-male-female-Steckbr%C3%BCcken-Drahtbr%C3%BCcken/
2x Arduino Uno Klon: http://www.amazon.de/Arduino-kompatibles-R3-ATmega328-enthalten/dp/B00OEIMCIW/
2x mini Breadboard: http://www.amazon.de/Prototype-Prototyping-Shield-Breadboard-Arduino/dp/B00HIV4AM8/

2x .3.3 uF / 10 uF kondensator: Reichelt?
2x Gehäuse für die Arduinos: ?
2x 9V Batterie mit on/off Schalter und Kabeln: ?

Ich brauche noch: Laserpointer und Fotodiode, Display um Ergebnis anzeigen zu können

Habe ich sonst noch was vergessen?
Geht irgendwas einfacher?

Würde das Ganze in Styroporkisten installieren (Höhe für die lichtschranken 80cm).


Programmierung kriege ich hin! :)

lg
happschinson



jurs

Ich möchte 2 Arduinos haben, die per NRF24L01 chips miteinander verbunden sind.
...
6x NRF24L01: http://www.amazon.de/gp/product/B00UFJY3BI
Welche Aufgaben erfüllen 6 Funkmodule an 2 Arduino-Boards?

2x 9V Batterie mit on/off Schalter und Kabeln: ?

Ich brauche noch: Laserpointer und Fotodiode, Display um Ergebnis anzeigen zu können
Da Du Deine 9V Batterien wegen des Stromverbrauchs alle paar Minuten wirst wechseln müssen, wenn Du damit UNO, Funk, Laser und Display unter Saft halten möchtest, würde ich lieber einen ganzen Karton voll 9V-Batterien einplanen statt nur 2 Stück.

Das ganze soll nicht zufällig sowas ähnliches werden, wie es sich hier schon mal jemand gebaut hat, mit verkabelten Lichtschranken?

Happschinson

Welche Aufgaben erfüllen 6 Funkmodule an 2 Arduino-Boards?

Da Du Deine 9V Batterien wegen des Stromverbrauchs alle paar Minuten wirst wechseln müssen, wenn Du damit UNO, Funk, Laser und Display unter Saft halten möchtest, würde ich lieber einen ganzen Karton voll 9V-Batterien einplanen statt nur 2 Stück.

Das ganze soll nicht zufällig sowas ähnliches werden, wie es sich hier schon mal jemand gebaut hat, mit verkabelten Lichtschranken?

Funkmodule: ist einfach nur ein 6er Pack. Ich brauche nur 2 ;)
Laserpointer laufen getrennt vom uno. Braucht der soviel Saft mit nem Display und ein bisschen Funk so viel Saft??

So ähnlich, ja.
Von der Programmierung her kriege ich das locker hin, ich brauche mehr ne Einkaufsberatung für die Teile.

Danke schon mal!
lg
Happschinson

jurs

Laserpointer laufen getrennt vom uno. Braucht der soviel Saft mit nem Display und ein bisschen Funk so viel Saft??
Wenn Du batteriebetriebene Hardware entwickelst, wirst Du ja wohl mindestens ein digitales Multimeter mit einem Milliampere-Messbereich Dein eigen nennen können: Häng's dran und miss!

Wenn Du noch keine Hardware angeschafft hast: Schau ins jeweilige Datenblatt, was welche Hardware im Betrieb wegfrisst. Ein typisches "UNO" Board im Normalbetrieb jedenfalls für sich so circa 47 mA.

Das Problem bei einer 9V Spannungsversorgung ist bei dem Betrieb mit einem 5V-Linearregler auf dem Board jedenfalls: 4V von 9V werden vom Linearregler heruntergeregelt, indem diese entsprechend dem fließenden Strom in Wärme umgesetzt werden, die zum Heizen des Spannungsreglers dient. D.h. Du brauchst nicht nur viel Strom aus Deinem 9V Block, sondern von der wenigen Energie, die im 9V Block enthalten ist, setzt Du auch noch 4V/9V= 0,444 = 44,4% der Gesamtenergie bereits dazu ein, den Spannungsregler auf dem UNO-Board schön warm zu halten.

Happschinson

alles klar, dann danke erstmal.

Punkt 1)
Die Lichtschranke wird nie lange im Betrieb sein (10 Minuten).

Punkt 2)
Du hast Recht, ich will nicht alle 15 minuten meine Batterien tauschen dürfen ;)

Kannst du ne Lösung mit Batterie vorschlagen, die praktikabler ist?

Hast du sonst noch Vorschläge für Teile ?
Laser vs Infrarot?

jurs

Kannst du ne Lösung mit Batterie vorschlagen, die praktikabler ist?
Für eine Batteriestromversorgung mit besserer Leistung und höherer Wirtschaftlichkeit schlage ich vor: Nimm 3*AA (Mignon) Batterien mit einem externen StepUp-Wandler statt 1*9V Block mit Linearregler vom Arduino-Board.

Zum Vergleich mal ein paar Berechnungen:
Energiegehalt 9V Block a 550 mAh = 9V*550 mAh = 4950 mWh
Bei 44,4% Verlusten (siehe oben) bleiben an Energie für 5V Betrieb übrig:
4950 mWh * 0,556 = 2752 mWh = 2,752 Wh

Energiegehalt einer Mignonzelle 1.5V a 2500 mAh = 1.5V*2500mAh = 3750 mWh
Davon drei Stück in Reihe geschaltet = 3*3750 mWh = 11250 mWh
Die Spannung mit einem StepUp-Wandler mit 80% Wirkungsgrad auf 5V gebracht:
0,8*11250 mWh = 9000 mWh = 9 Wh

D.h. mit 3*AA Mignonzellen statt einem 9V Block kommst Du auf mehr als die dreifache Energie beim Betrieb an 5 Volt = dreimal längere Betriebsdauer mit einem Batteriesatz.

Zugleich sind 3 Mignonzellen billiger als ein 9V Block. Wenn man mal Alkaline-Discounterware zugrundelegt (z.B. Aldi-Süd), gibt es entweder 8 Mignonzellen für 1,69 (Preis für 3 Stück = 0,634 EUR) oder 2 Stk. 9V Blöcke (Preis für einen 0,845 EUR).

Betriebskosten mit 9V Block also:
84,5 Cent / 2,752 Wh = 30,7 Cent/Wh

Betriebskosten mit 3*AA also:
63,4 Cent / 9 Wh = 7,04 Cent/Wh

D.h.: Laufende Batteriekosten sind mit AA Zellen schon mal geviertelt.
Oder Du hast vierfache Betriebszeit zum selben Preis, je nachdem wie Du das sehen möchtest.

Bei häufigerer Nutzung noch wirtschaftlicher wird es mit 3* AA Mignon-Akkus, die ebenso problemlos einsetzbar wären, so dass Du mit derselben Schaltung die freie Wahl hast: Batterien oder Akkus.

Wobei dann allerdings der Preis für den StepUp-Wandler noch nicht eingerechnet ist.
Das wären bei eBay Nr. 121182297690 vom Chinaversender ca. 4 Euro für 5 Stück, also 0,80 EUR für jeden 5V Wandler, den Du zusätzlich zu Batteriehalter und Schalter einplanen müßtest.

Dafür kannst Du dann aber auch problemlos über 100 mA aus Deiner Schaltung ziehen, was bei einem 9V Block bereits kaum möglich ist.

Happschinson

ok stark, danke!
Wird so gemacht :)

hast du für die restlichen Bauteile noch nen Tipp für mich?

jurs

hast du für die restlichen Bauteile noch nen Tipp für mich?
Vierzig Meter?
Die Funkmodule wegschmeißen und vierzig Meter Kabel verlegen.
Die Module schaffen in der Praxis keine 40 Meter.

Eisebaer

hi,

außerdem sind Deine funkmodule für 3,3V-betrieb. such' welche für 5V.

gruß stefan

Happschinson

@jurs
mit einem payload von 8byte sollten die ca 80m schaffen?
http://hallard.me/nrf24l01-real-life-range-test/
(Edit of September 8th)

@eisbär:
daher die 2x .3.3 uF / 10 uF kondensatoren

wie gesagt, ich kenne mich mit den bauteilen nicht besonders aus, daher würde ich mich über modellempfehlungen freuen.

Vielen dank!

Scherheinz

Um die Aussage von Eisbaer und die Problematik deines Projektes verstehen zu können solltest du den Unterschied zwischen Kapazität und Spannung kennen...
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Eisebaer

#11
May 02, 2015, 01:52 am Last Edit: May 02, 2015, 01:54 am by Eisebaer
hi,

um mit einer 3,3V-komponente an einer mit 5V zu arbeiten, mußt Du:

eine eigene 3,3V stromversorgung realisieren, und an der schnittstelle levelshifter einsetzen. zumindest dort, wo das signal vom 5V-gerät an's 3,3V-gerät geht.

es wäre viel einfacher, gleich ein funkmodul für 5V zu verwenden.
http://www.ebay.at/itm/5pcs-5V-3-3V-Wireless-Module-Pinboard-for-NRF24L01-Robot-for-Arduino-Raspberry-/331307083314?pt=LH_DefaultDomain_77&hash=item4d2370e632

gruß stefan

ich bin ja auch keiner, der sich mit der materie auskennt und habe alles nur hier aufgeschnappt.

Scherheinz

#12
May 02, 2015, 02:10 am Last Edit: May 02, 2015, 02:10 am by Scherheinz
Niemand ist hier weil er schon alles kann  ;)
Ich würde im freien eher 433MHz oder 868MHz Module benutzen, die Reichweite ist höher und sind meistens für 5V ausgelegt.

Gruß
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volvodani

Ich habe noch einen kleinen Tip für die Versorgung des "Arduinos" incl. einer kleiner "Spielwiese"
>Klick<
Auf diesem Board hast du beide Ladeschaltung und StepUp Wandler und Batterie Monitor den du Auswerten kannst.
Mit dem kleinen Lochraster kannst du sogar noch ein bisschen Spielen und ein paar Bauteile unterbekommen.
Gruß
DerDani
"Komm wir essen Opa!" - Satzzeichen retten Leben!

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