DE4238666A1 - Mit einem Sender und einem Empfänger ausgerüstete Einrichtung zum Erfassen von Objekten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist durch das DE-GM 92 11 381.8 bekannt. Der Ausgang des Schwellwertschalters (Komparators) ist dabei an den Signaleingang eines Mikrocontrollers angeschlossen, und über verschie­ dene, mit einem Eingang des Schwellwertschalters verbundene und von kor­ respondierenden Schaltausgängen des Mikrocontrollers aktivierbare Wi­ derstände werden unterschiedliche Vergleichsspannungen an den Schwell­ wertschalter angelegt, um die Leistungs- bzw. Funktionsreserve der Einrichtung zu kontrollieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Einrichtungen der gattungsgemäßen Art unter Verzicht auf ein zyklisches Anlegen unter­ schiedlicher Widerstände an den einen Eingang des Schwellwertschalters fortlaufend oder periodisch erkennbar zu machen, ob noch eine Leistungs- bzw. Funktionsreserve vorhanden ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen charakterisiert.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die als Ausführungsbeispiel eine Prinzipschaltungsanordnung für eine licht­ elektrische Einrichtung veranschaulicht, erläutert.

In der Zeichnung ist mit 10 ein Mikrocontroller beispielsweise in Form und Ausgestaltung eines single chip microcontrollers be­ zeichnet, der einen Speicher 11 mit wahlfreiem Zugriff und einen Oszillator 12 aufweist. Im Speicher 11 ist eine je nach Bedarfs­ fall zweckmäßige Anzahl von Ausgangsimpulsen des Schwellwertschalters 20 als Sollwert gespeichert, und der Oszillator 12 legt die Taktfrequenz des Lichtsenders 13 fest. Der Speicher 11 und der Oszillator 12 können gegebenenfalls auch als separate Bauteile in die Auswerteeinheit 14 integriert sein.

Dem mit einem Widerstand 15 in Reihe liegenden Lichtsender 13 ist ein elektronischer Schalter 16 in Form eines Transistors mit vor- oder nachgeschaltetem Widerstand 17 parallel geschaltet.

Die Ausgangsspannung der aus dem Lichtempfänger 18 mit nachgeschaltetem Wandler 19 bestehenden Empfangsanordnung wird dem Schwellwertschalter 20 (Komparator) als Eingangsspannung U_e zugeführt, die beim Ausführungs­ beispiel an den nicht invertierenden Eingang des Schwellwertschalters 20 angelegt ist. Am invertierenden Eingang des Schwellwertschalters liegt eine über einen an der Speisespannung +U_B - -U_B liegenden Spannungs­ teiler 21 wahlweise abgreifbare Referenzspannung U_ref. Eingangsspannung U_e und Referenzspannung U_ref können gegebenenfalls auch vertauscht an die Eingänge des Schwellwertschalters 20 angelegt sein. Die Impulse am Ausgang des Schwellwertschalters 20 (Komparator) gelangen an einen Signaleingang 22 des Mikrocontrollers 10 und eine bestimmte Anzahl hiervon wird digital mit der gespeicherten Sollimpuls-Anzahl in der Weise ver­ glichen, daß der Lichtsender 13 während der jeweils gewählten Impuls­ serie wenigstens einen Impuls bei reduzierter Sendeleistung des Licht­ senders 13 abgibt. Die Leistung des Lichtsenders 13 wird dabei zweck­ mäßigerweise auf einen solchen Wert vermindert, daß die vom Licht­ empfänger 18 empfangene Lichtmenge einen Wert erreicht, wie er an sich für die Funktion der Einrichtung benötigt wird. Als Funktionsreserve wird dabei das Verhältnis der von Lichtempfänger 18 empfangenen Licht­ menge zu der Lichtmenge verstanden, welche zur Funktion der Einrichtung notwendig ist. Grundsätzlich richtet sich die Leistungsverminderung des Lichtsenders nach dem jeweiligen Bedarfsfall.

Beim Ausführungsbeispiel ist die Verminderung der Sende- bzw. Strahlungs­ leistung des Lichtsenders 13 auf den gewählten Wert dadurch verwirklicht, daß dem Lichtsender 13 durch den elektronischen Schalter 16 getaktet der Widerstand 17 parallel geschaltet wird, der bei eingeprägtem Sendestrom den Stromfluß durch den Lichtsender 13 entsprechend vermindert.

Eine andere Möglichkeit, die Leistung des Lichtsenders 13 zu verringern, besteht z. B. darin, dem Lichtsender mittels eines elektronischen Schalters einen geeignet bemessenen Widerstand vorzuschalten.

Angenommen, die gespeicherte Sollimpulsserie und die gewählte Vergleichsimpulsserie umfassen jeweils fünf Impulse und die Anzahl der Sende­ impulse mit reduzierter Leistung betrage von fünf Impulsen zwei. Steht am Signalausgang des Schwellwertschalters 20 in beiden Fällen noch ein Signalimpuls an, so stimmen Soll- und Ist-Impulszahl überein und die bzw. eine Leistungs- bzw. Funktionsreserve ist noch vorhanden.

Im anderen Fall (Soll-Istwertverhältnis der Impulse größer 1) liegt eine verminderte Empfangsleistung vor, die durch Verschmutzung der Optiken und/oder sonstige Einflüsse verursacht sein kann.

In diesem Fall kann, wie gestrichelt angedeutet ist, durch den Mikro­ controller 10 ein weiterer elektronischer Schalter 24 betätigt werden, der über einen Widerstand 25 einen zweiten Lichtsender 26 zumindest eine Zeitlang aktiviert, wodurch die Gesamt-Sendeleistung und damit auch die Empfangsleistung so lange erhöht werden, bis gegebenenfalls Abhilfe geschaffen ist.

Grundsätzlich können die beiden Lichtsender 13 und 26 auch wechselweise oder gleichzeitig beaufschlagt werden.

Bei Nichtübereinstimmung der Ist-Impulszahl mit der Soll-Impulszahl wird durch den Mikrocontroller 10 jeweils ein Zählimpuls ausgelöst, der unmittelbar oder nach Speicherung einer vorgebbaren Anzahl von Verhältniswerten Soll-Impulsanzahl zu Ist-Impulsanzahl größer 1 einen akustischen und/oder optischen Warnvorgang auslöst, letzterer z. B. in Form einer rot blinkenden Leuchtdiode (LED) 28. Als Zähler kann dabei auch ein Vorwärts- Rückwärtszähler verwendet werden.

Durch die Erfindung wird somit eine fehlende Leistungs- bzw. Funktionsreserve sofort erkannt, so daß eine optimale Betriebs­ sicherheit der Einrichtung gewährleistet ist.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung werden die Amplituden der Ausgangssignale des Schwellwertschalters 20 mit einem wahlweise vorgebbaren und im Speicher 11 des Mikrocontrollers 10 abgelegten Schwellensollwert verglichen. Die Sendeleistung (Strahlungsleistung) des Senders 13 wird dabei, vom Mikrocontroller 10 gesteuert, bei einem ein- oder mehrfach auftretenden Soll-Istverhältnis der Amplitudenwerte größer 1 selbsttätig erhöht, zweckmäßigerweise bei gleichzeitiger Abgabe eines Warnsignals. Gegebenenfalls kann diese Leistungserhöhung auch durch Zuschalten des weiteren Senders 26 verwirklicht werden. Stimmen, gegebenenfalls nach Beseitigung einer aufgetretenen Störung, die zu vergleichenden Amplitudenwerte unter Berücksichtigung von Toleranzen wieder überein, so wird die Sende­ leistung selbsttätig wieder reduziert. Der Amplitudenvergleich kann dabei taktweise oder jeweils nach einer festlegbaren Taktserie erfolgen.

Die Erfindung eignet sich gleichermaßen für Einweg-Lichtschranken, Lichttaster, Reflexionslichtschranken und Ultraschall-Schranken.

Claims (13)

1. Mit einem Sender und einem Empfänger ausgerüstete Einrichtung zum Er­ fassen von Objekten, wobei das Empfangssignal von einem Schwellwert­ schalter bewertet und mit Hilfe eines Mikrocontrollers hinsichtlich seiner Si­ gnalreserve überprüft wird, an dessen Signaleingang der Ausgang des Schwellwertschalters angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Speicher (11) eine vorgebbare Anzahl von Sollimpulsen des Schwell­ wertschalters (20) abgelegt ist, der Sender (13) während dieser Impulsserie wenigstens einen Impuls bei auf den Leistungs- bzw. Funktionsreservebe­ reich reduzierter Sendeleistung des Senders (13) abgibt und bei die Sollim­ pulsanzahl unterschreitender Istimpulsanzahl unmittelbar oder nach Speiche­ rung eines oder mehrerer solcher Impulsanzahlverhältnisse eine Warnsignal­ abgabe erfolgt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierung der Sendeleistung des Senders (13) bei eingeprägtem Sendestrom durch Zu­ schalten wenigstens eines zum Sender (13) parallel angeordneten Wider­ stands (17) mittels eines vom Mikrocontroller (10) gesteuerten elektroni­ schen Schalters (16) erfolgt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendelei­ stung des Senders (13) durch einen diesem mittels eines elektronischen Schalters vorschaltbaren Widerstand verminderbar ist, wobei der Schalter vom Mikrocontroller (10) gesteuert ist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sollwertspeicher (11) Bestandteil des Mikrocontrollers (10) ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einem Soll-Istwertverhältnis der gespeicherten Sollimpuls­ anzahl und der Istimpulsanzahl am Ausgang des Schwellwertschalters (20) größer als eins durch einen vom Mikrocontroller (10) gesteuerten elektroni­ schen Schalter (24) ein weiterer Lichtsender (26) aktiviert wird.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einem Soll-Istwertverhältnis der gespeicherten Impulsan­ zahl und der Impulsanzahl am Ausgang des Schwellwertschalters (20) größer als 1 ein Zählimpuls ausgelöst wird, wobei unmittelbar danach oder nach Er­ reichen einer vorwählbaren Anzahl von Zählimpulsen im Zählregister des Mikrocontrollers (10) reine Warnsignalabgabe erfolgt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Vorwärts-Rückwärtszählers.

8. Mit einem Sender und einem Empfänger ausgerüstete Einrichtung zum Er­ fassen von Objekten, wobei das Empfangssignal von einem Schwellwert­ schalter bewertet und mit Hilfe eines Mikrocontrollers hinsichtlich seiner Signalreserve überprüft wird, an dessen Signaleingang der Ausgang des Schwellwertschalters angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplituden der Ausgangssignale des Schwellwertschalters (20) mit einem wahlweise vorgebbaren und im Speicher (11) des Mikrocontrollers (10) ab­ gelegten Schwellensollwert verglichen werden und die Sendeleistung des Senders (13) durch den Mikrocontroller (10) gesteuert bei einem ein- oder mehrfach auftretenden Soll-Istwertverhältnis größer 1 selbsttätig erhöht wird.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Amplituden­ vergleich jeweils nach einer wahlweise festlegbaren Taktserie erfolgt.

10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Leistung des Senders (13) durch Zuschalten eines weiteren Senders (26) erfolgt.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie als Reflexionslichtschranke ausgebildet ist.

12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie durch einen Lichttaster verkörpert ist.

13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie als Ultraschall-Sende-Empfangsanordnung ausgebildet ist.