DE4319451C1 - Device, consisting of a transmitter and a receiver, for detecting objects - Google Patents
Device, consisting of a transmitter and a receiver, for detecting objectsInfo
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Abstract
Description
Gegenstand des Hauptpatents 42 37 311 C1 ist eine aus einem Sender und einem Empfänger bestehende Einrichtung zum Erfassen von Gegenständen, bei der das Empfangssignal wenigstens einem Komparator zugeführt wird, der das Empfangssignal jeweils hinsichtlich seiner Ein- und Ausschaltbedingung sowie bezüglich der Signalreserve überprüft, wobei der Ausgang des Komparators an einen Signaleingang eines nach seiner Aktivierung Sendeimpulse erzeugenden Microcontrollers angeschlossen ist und die Vergleichsspannungen über mit einem Eingang des Komparators verbundene und von korrespondierenden Schaltausgängen des Microcontrollers aktivierte Widerstände erzeugt werden.The main patent 42 37 311 C1 is one of a transmitter and an existing device for detecting objects, at which the received signal is fed to at least one comparator which Received signal with regard to its on and off condition as well checked with respect to the signal reserve, the output of the comparator on a signal input of a transmission pulse generating after its activation Microcontrollers is connected and the reference voltages via with connected to an input of the comparator and by corresponding Switching outputs of the microcontroller activated resistors are generated.
Um eventuell auftretende Störsignale unwirksam zu machen, wird ein Sendeim puls jeweils erst nach Abfrage des Komparators auf Anliegen eines Störsignals und bei Nichterkennung eines solchen Signals ausgegeben. Hiermit können ein malig oder in großen Zeitabständen auftretende Störsignale sehr effizient erfaßt werden.In order to make any interference signals that may occur ineffective, a transmitter is used pulse only after querying the comparator for an interference signal and output when such a signal is not recognized. You can use this Interference signals occurring sometimes or at large time intervals are detected very efficiently become.
Nachteilig bei dieser Einrichtung ist jedoch, daß bei periodisch auftretenden Störsignalen je nach Frequenz der Störsignale bei einer Verzögerung des Sende impulses ein erstes Störsignal zwar ausgeblendet werden kann. Jedoch kann das darauffolgende oder einer der nachfolgenden Störsignale gerade mit der Aussen dung des Sendeimpulses zusammenfallen, wodurch ein Fehlbetrieb der Einrich tung verursacht werden kann.A disadvantage of this device, however, is that with periodically occurring Interference signals depending on the frequency of the interference signals when the transmission is delayed impulses a first interference signal can be hidden. However, it can subsequent or one of the following interference signals straight to the outside the transmission pulse coincide, causing malfunction of the device tion can be caused.
In der DE 40 31 142 A1 ist eine optische Sensoranordnung sowie ein Verfahren zu deren Betrieb zur Feststellung von in einem Überwachungsbereich vorhande nen Gegenständen beschrieben. Die optische Sensoranordnung weist einen Lichtsendeimpulse aussendenden Lichtsender sowie einen Lichtempfänger mit einer Empfangssignalverarbeitungsstufe auf. Bei Anwesenheit eines Gegenstan des gelangt vom Lichtsender über den Gegenstand so viel Licht auf den Licht empfänger, daß die Ansprechschwelle einer an den Lichtempfänger angeschlos senen Empfangssignalverarbeitungsstufe überschritten wird und diese ein Ge genstands-Feststellungssignal abgibt.DE 40 31 142 A1 describes an optical sensor arrangement and a method for their operation to determine existing in a surveillance area objects. The optical sensor arrangement has one Light transmitter emitting light transmission impulses and a light receiver a received signal processing stage. In the presence of an item The light from the light transmitter, through the object, reaches the light receiver that the response threshold is connected to the light receiver its received signal processing level is exceeded and this a Ge object detection signal.
Zur Unterdrückung von Störsignalen weist die optische Sensoranordnung einen Umschalter und eine Störfeststellungsstufe auf. Der Umschalter weist zwei Schaltzustande auf, wobei in einem Schaltzustand nur die Störfeststellungsstufe, nicht jedoch die Empfangssignalverarbeitungsstufe an den Lichtempfänger ange schlossen ist und im zweiten Schaltzustand die Empfangssignalverarbeitungsstu fe nicht jedoch die Störfeststellungsstufe an den Lichtempfänger angeschlossen ist.The optical sensor arrangement has one for suppressing interference signals Switch and a fault detection level on. The switch has two Switching states, whereby in a switching state only the fault detection level, however, the received signal processing stage is not indicated to the light receiver is closed and in the second switching state the received signal processing stage However, the interference detection level is not connected to the light receiver is.
Der erste Schaltzustand ist im wesentlichen in den Pausen zwischen zwei Licht sendeimpulsen realisiert, der zweite Schaltzustand dagegen während der Aussen dung von Lichtsendeimpulsen.The first switching state is essentially in the pauses between two lights transmit pulses realized, the second switching state, however, during the outside of light transmission pulses.
Während der Pausen zwischen zwei Lichtsendeimpulsen werden in der Störfest stellungsstufe eventuell auftretende Störsignale hinsichtlich ihrer Amplitude, Dauer und Frequenz untersucht. Die Ergebnisse werden verwendet, um die Wahrscheinlichkeit zu berechnen, mit der innerhalb eines bestimmten Zeitinter valls keine weiteren Störsignale auftreten werden.During the pauses between two light emitting pulses, the interference-proof position level, possibly occurring interference signals with regard to their amplitude, Duration and frequency examined. The results are used to measure the Calculate probability with which within a certain time interval vall no further interference signals will occur.
Bei Feststellung eines veränderlichen Störsignals in einer Pause wird die Aus sendung des nächsten Lichtsendeimpulses zeitlich soweit verschoben, daß bei Aussendung des nächsten Lichtsendeimpulses das Störsignal zumindest mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit bis unter die Ansprechschwelle der Emp fangssignalverarbeitungsstufe abgesunken ist.If a variable interference signal is found during a pause, the off transmission of the next light transmission pulse shifted in time so far that at Transmission of the next light transmission pulse at least with the interference signal a certain probability up to the response threshold of the emp catch signal processing level has dropped.
Die mit diesem Verfahren arbeitende optische Sensoranordnung wird bei sol chen Anwendungen vorteilhaft eingesetzt, bei denen eine Nichterfassung eines durch den Überwachungsbereich geführten Gegenstands unproblematisch ist, al so beispielsweise keinen Gefahrenzustand nach sich zieht, auf keinen Fall aber die Anwesenheit eines Gegenstands im Überwachungsbereich signalisiert wer den darf, wenn ein solcher dort nicht vorhanden ist. Nachteilig bei diesem Ver fahren ist jedoch, daß zur Feststellung der Störsignale eine aufwendige elektro nische Schaltung notwendig ist. Zudem erfordert die Auswertung der Störsignale einen erheblichen Rechenaufwand.The optical sensor arrangement working with this method is used at sol Chen applications used advantageously in which a non-detection of a object passed through the surveillance area is unproblematic, al for example, does not result in a dangerous state, but in no case the presence of an object in the surveillance area signals who that is allowed if such is not available there. A disadvantage of this Ver However, driving is that a complex electro to determine the interference signals African circuit is necessary. The interference signals must also be evaluated a considerable computational effort.
In der DE 90 10 988 U1 ist eine Komparatorschaltung zur Auswertung der Hell/ Dunkelsignale einer Lichtschranke beschrieben. Die Lichtschranke weist einen lichtempfindlichen Empfänger mit einem Komparator auf, der das Ausgangssig nal des Empfängers mit einem vorgegebenen Schwellwert vergleicht. Der Schwellwert definiert den Schaltpunkt der Lichtschranke bei der Hell/Dunkel umschaltung.DE 90 10 988 U1 describes a comparator circuit for evaluating the light / Dark signals from a light barrier are described. The light barrier has one photosensitive receiver with a comparator on the output signal nal of the receiver with a predetermined threshold value. Of the Threshold defines the switching point of the light barrier during light / dark switching.
Zur Kompensation von internen oder externen Störungen sind zwei weitere Komparatoren vorgesehen, die das Ausgangssignal des Empfängers mit einem oberhalb bzw. unterhalb des Schwellwerts liegenden oberen bzw. unteren Schwellwert vergleichen. Wird der untere Schwellwert unterschritten, so liegt eine interne Störung beispielsweise in Form von verschmutzten Austrittsfenstern der Lichtschranke vor. Wird der obere Schwellwert überschritten, so liegt eben falls eine Störung vor, beispielsweise aufgrund der Alterung der Lichtquelle.There are two more to compensate for internal or external interference Comparators are provided which match the output signal of the receiver with a Upper and lower upper and lower threshold Compare threshold. If the value falls below the lower threshold, it lies an internal fault, for example in the form of dirty exit windows the light barrier in front. If the upper threshold value is exceeded, then lies just if there is a fault, for example due to the aging of the light source.
Zur Kompensation dieser Störungen wird durch stufiges Verändern eines Wider stands die Helligkeit der Lichtquelle oder der Verstärkungsfaktor des Empfän gers nachgeregelt. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, daß kurzzeitig auftre tende Störungen nicht erfaßt werden können.To compensate for these disturbances, a step change of a contra the brightness of the light source or the gain factor of the receiver readjusted. The disadvantage of this device is that it occurs briefly tending malfunctions can not be detected.
Der Erfindung liegt in Weiterbildung des Gegenstandes des Hauptpatents die Aufgabe zugrunde, insbesondere periodisch auftretende Störsignale unwirksam zu machen. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The invention is a further development of the subject of the main patent Task based, in particular periodically occurring interference signals ineffective close. This task is according to the invention Features of claim 1 solved.
Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprü chen charakterisiert. Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeich nung erläutert.Further developments and practical refinements are in the subclaims Chen characterized. The invention is in the following with reference to the drawing explained.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine qualitative Darstellung von vier abzufragenden Sig nalpegeln, Fig. 1 is a qualitative representation of four to query Sig nalpegeln,
Fig. 2 einen extremen Komparator in schaltungstechnischer Zu ordnung zu einem Single-chip Microcontroller, Fig. 2 is an extreme comparator circuit technology in order to be a single-chip microcontroller,
Fig. 3 eine beispielsweise Zuordnung der die Vergleichsspan nungen am Komparator aktivierenden Pegel des Micro controllers zu den vom Komparator zu testenden Signal pegeln, Fig. 3 shows an example allocation of the comparison clamping voltages at the comparator activating level of the microcontroller to the levels from the comparator test signal,
Fig. 4 ein Impulsdiagramm für die Ausgänge des Senders und des Komparators, Fig. 4 is a timing chart for the outputs of the transmitter and of the comparator,
Fig. 5 ein erstes Impulsdiagramm für die Ausgänge des Senders und die Signale eines Fremdsenders, Fig. 5 is a first timing chart for the outputs of the transmitter and the signals from an external transmitter,
Fig. 6 ein zweites Impulsdiagramm für die Ausgänge des Sen ders und die Signale eines Fremdsenders. Fig. 6 shows a second pulse diagram for the outputs of the Sen and the signals of a third-party transmitter.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind dem beispielsweise im Empfänger einer Re flexionslichtschranke generierten Empfangssignal Ue vier Signal-Pegel zugeord net. Dies sind im einzelnen der Ausschaltpegel A, der Einschaltpegel E, der Re serve-Hysteresepegel RH und der Reservepegel R.As can be seen from FIG. 1, the received signal U e generated, for example, in the receiver of a reflection light barrier, is assigned four signal levels. These are the switch-off level A, the switch-on level E, the serve hysteresis level RH and the reserve level R.
Diese Pegel werden, wie Fig. 2 zeigt, von einem Komparator 10, dessen inver tierendem Eingang das Empfangssignal Ue zugeführt wird, in Verbindung mit einem Microcontroller 11 getestet. Dabei ist der Ausgang des an einer Spannung + Uv liegenden Komparators 10 an den bzw. einen Signaleingang 12 des Microcon trollers 11 angeschlossen, und mit dem nicht invertierenden Eingang des Kom parators 10 sind beim Ausführungsbeispiel drei separate Referenzwiderstände R1, R2, R3mit unterschiedlichen Widerstandswerten verbunden, die über die kor respondierenden Ausgänge H1, H2 und H3 des Microcontrollers 11 aktiviert wer den, wodurch sich verschiedene Vergleichsspannungen ergeben.These levels are, as shown in FIG. 2, tested by a comparator 10 , the inverting input of which is supplied with the received signal U e , in conjunction with a microcontroller 11 . The output of the voltage + U v lying comparator 10 is connected to the or a signal input 12 of the microcon trollers 11 , and with the non-inverting input of the comparator 10 are three separate reference resistors R 1 , R 2 , R in the embodiment 3 connected to different resistance values, which are activated via the corresponding outputs H 1 , H 2 and H 3 of the microcontroller 11 , which results in different reference voltages.
Die Zuordnung der Signalzustände der Ausgänge H1, H2 und H3 zu den zu te stenden Signalpegeln A, E, RH und R ist der Fig. 3 zu entnehmen. Bei einer sehr begrenzten Länge des Sendeimpulses kann mit dieser Beschaltung ein Empfangssignal jeweils nur auf einen der vier genannten Signalpegel getestet werden. Das heißt, die Pegelprüfung erfolgt in diesem Fall seriell. Es besteht je doch auch die Möglichkeit, einer quasi-parallelen Auswertung durch Mehrfach abfrage während eines Eingangssignals. Die Pegel können auch parallel abge prüft werden, beispielsweise mit Hilfe eines zweiten Komparators.The assignment of the signal states of the outputs H 1 , H 2 and H 3 to the signal levels A, E, RH and R to be tested is shown in FIG. 3. With a very limited length of the transmit pulse, this circuit can only be used to test a received signal for one of the four signal levels mentioned. This means that the level check is carried out serially in this case. However, there is also the possibility of a quasi-parallel evaluation by multiple polling during an input signal. The levels can also be checked in parallel, for example with the aid of a second comparator.
Bei am Aktivierungseingang 13 des Microcontrollers 11 anliegenden Pegel "High" wird am Sender-Ausgang 14 das Sendesignal 15 beispielsweise mit einer Impulslänge T von einigen Mikrosekunden und einer ca. 30 mal längeren Perio dendauer T ausgegeben. Das Sendesignal 15 wird über einen Widerstand 25′ einer LED 25 zugeführt.When the level at the activation input 13 of the microcontroller 11 is high, the transmission signal 15 is output at the transmitter output 14, for example with a pulse length T of a few microseconds and an approximately 30 times longer period T. The transmission signal 15 is supplied via a resistor 25 'to an LED 25 .
An den Ausgang (PIN) 17 des Mikrocontrollers 11 ist eine Lumineszenz-Diode 18 über einen Widerstand 18′ angeschlossen, welche die Betriebsbereitschaft der Reflexionslichtschranke (anliegende Versorgungsspannung) bzw. einer Ultra schallschranke anzeigt. Die Farbe der LED 18 ist beispielsweise grün. Den Zu stand der Licht- bzw. Überwachungsstrecke indiziert eine LED 19, die über einen Widerstand 19′ an den Ausgang (PIN) 20 des Microcontrollers 11 ange schlossen ist und bei unterbrochener Lichtstrecke (kein Signal) ausgeschaltet ist.At the output (PIN) 17 of the microcontroller 11 , a luminescence diode 18 is connected via a resistor 18 ', which indicates the operational readiness of the reflection light barrier (supply voltage applied) or an ultra sound barrier. The color of the LED 18 is green, for example. The status of the light or monitoring path is indicated by an LED 19 which is connected via a resistor 19 'to the output (PIN) 20 of the microcontroller 11 and is switched off when the light path is interrupted (no signal).
Die bei nicht unterbrochener Lichtstrecke z. B. gelb leuchtende LED 19 blinkt bei einem Empfangssignal ohne Reserve mit einer Frequenz von ca. 10 Hz. Dies bedeutet eine Vorwarnsignalgabe. Je nach Wahl wird nach einem, zwei oder mehr Empfangssignalen ohne Reserve der Kontrollausgang 21 nach ein- oder mehrmaliger Abdunkelung über den Ausgang 22 des Microcontrollers 11 und einen Transistorschalter 23 gesetzt, wodurch eine optische (z. B. höhere Blinkfrequenz) und/oder eine akustische Warnsignalabgabe gegebenenfalls in Verbindung mit einem Abschaltvorgang erfolgt. Sobald ein Signal mit Reserve detektiert wird, wird der Kontrollausgang 21 zurückgesetzt. Der Ausgang Q wird bei Reflexion (freier Lichtweg) durch den Ausgang (PIN) 24 des Micro controllers über einen Transistorschalter 25 gesetzt. Der Ausgang Q ist der zu Q inverse Ausgang.The z. B. yellow LED 19 flashes when there is a receive signal without reserve at a frequency of approximately 10 Hz. This means that a warning signal is given. Depending on the choice, after one, two or more receive signals without reserve, the control output 21 is set after darkening once or several times via the output 22 of the microcontroller 11 and a transistor switch 23 , as a result of which an optical (e.g. higher flashing frequency) and / or a acoustic warning signal may be given in connection with a switch-off process. As soon as a signal with reserve is detected, the control output 21 is reset. The output Q is set by reflection (free light path) through the output (PIN) 24 of the micro controller via a transistor switch 25 . The Q output is the inverse of Q output.
Das Empfangssignal Ue kann auch an den invertierenden Eingang des Kompara tors 10 angelegt und dementsprechend können die Widerstände RI, RII, RIII an dessen nicht invertierenden Eingang angeschlossen werden. Hierdurch kehrt sich lediglich die Wirkungsrichtung um.The received signal U e can also be applied to the inverting input of the comparator 10 and accordingly the resistors R I , R II , R III can be connected to its non-inverting input. This only reverses the direction of action.
Wird der Einschaltpegel E beispielsweise von zwei aufeinanderfolgenden Ein gangssignalen erfüllt, so wird die Reflexionslichtschranke eingeschaltet. Bei z. B. zwei aufeinanderfolgenden fehlenden Impulsen am Ausgang des Komparators 10 wird die Lichtschranke ausgeschaltet. Nach dem Einschalten der Reflexions lichtschranke wird im nächsten Sendezyklus der Reservepegel RS geprüft. Er reicht dieser den erforderlichen bzw. vorgegebenen Wert, so erfolgt im nächsten Zyklus die Umschaltung auf den Reserve-Hysterese-Pegel RH und dessen Prü fung.If the switch-on level E is fulfilled, for example, by two successive input signals, the reflection light barrier is switched on. At z. B. two successive missing pulses at the output of the comparator 10 , the light barrier is switched off. After switching on the reflection light barrier, the reserve level RS is checked in the next transmission cycle. If it reaches the required or specified value, the system switches to the reserve hysteresis level RH in the next cycle and tests it.
Bei fehlender Signalreserve RS erfolgt das Umschalten auf den Ausschaltpegel A. Ist dieser erfüllt, wird anschließend wieder auf Reserve RS getestet. Bei z. B. dreimaliger Abdunkelung, ohne daß ein Signal mit Reserve aufgetreten ist, wird, wie bereits erwähnt worden ist, der Kontrollausgang 21 des Mikrocontrol lers 11 aktiv. If there is no RS signal reserve, the system switches to switch-off level A. If this is met, the RS test is then carried out again. At z. B. three times darkening, without a signal with reserve has occurred, as already mentioned, the control output 21 of the microcontroller 11 is active.
Den Ausgängen Q, Q und 21 kann ein gemeinsamer Kurzschluß-Eingangspin des Mikrocontrollers 11 zugeordnet sein. Ein High-Signal an diesem PIN führt dann zum Abschalten aller drei Ausgänge.A common short-circuit input pin of the microcontroller 11 can be assigned to the outputs Q, Q and 21 . A high signal at this PIN then turns off all three outputs.
Die Arbeitsweise der im Hauptpatent 42 37 311 C1 beschriebenen Einrichtung zur Störsignalunterdrückung ist in Fig. 4 veranschaulicht. Dort sind die Sendesig nale 15 und die am Signaleingang 12 des Microcontrollers 11 anstehenden Empfangssignale aufgetragen. Solange die Reflexionslichtschranke fehlerfrei ar beitet, d. h. solange keine internen oder externen Störsignale am Komparator 10 anliegen, werden Sendesignale 15 mit der Impulslänge T und der Periodendauer T ausgesandt. Jedem Sendeimpuls ist ein Empfangsimpuls des Empfangssignals zugeordnet. Er weist im wesentlichen dieselbe Periodendauer T wie der Sende impuls auf und wird bezüglich des Sendeimpulses mit einer Verzögerungszeit t1 im Microcontroller 11 registriert. Die Verzögerungszeit t1 ergibt sich aus den Ansprechzeiten der verwendeten elektronischen Bauelemente.The mode of operation of the device for interference signal suppression described in main patent 42 37 311 C1 is illustrated in FIG. 4. There are the Sendesig signals 15 and the pending at the signal input 12 of the microcontroller 11 received signals. As long as the reflection light barrier works correctly, ie as long as there are no internal or external interference signals at the comparator 10 , transmission signals 15 with the pulse length T and the period T are transmitted. A receive pulse of the receive signal is assigned to each transmit pulse. It has essentially the same period T as the transmit pulse and is registered in the microcontroller 11 with a delay time t 1 with respect to the transmit pulse. The delay time t 1 results from the response times of the electronic components used.
Ein Störsignal beispielsweise eines Fremdsenders wird im Microcontroller 11 dadurch erkannt, daß es nicht innerhalb der Verzögerungszeit t1, sondern mit einer größeren Verzögerung auf einen Sendeimpuls folgt. Die Amplitude des Störsignals ist hierbei unbedeutend.An interference signal, for example from a third-party transmitter, is recognized in the microcontroller 11 in that it does not follow a transmission pulse within the delay time t 1 , but with a greater delay. The amplitude of the interference signal is insignificant.
Ist ein Störsignal vorhanden, so wird im Microcontroller 11 die Aussendung der Sendeimpulse so lange unterbrochen, bis das Störsignal am Komparator 10 nicht mehr anliegt. Hierzu wird vorzugsweise der Signaleingang 12 über die Software des Microcontrollers 11 abgefragt.If an interference signal is present, the transmission of the transmission pulses is interrupted in the microcontroller 11 until the interference signal is no longer present at the comparator 10 . For this purpose, the signal input 12 is preferably queried via the software of the microcontroller 11 .
Sobald das Störsignal am Signaleingang 12 nicht mehr anliegt, erfolgt über die Software des Microcontrollers 11 die Freigabe zur Aussendung von Sendeim pulsen. Aufgrund der Ansprechzeiten der verwendeten Bauteile, erfolgt die Aus sendung der Sendeimpulse nicht unmittelbar nach Beendigung des Störsignals, sondern erst nach einer Verzögerungszeit t2. Bis zum Auftreten des nächsten Störsignals werden Sendeimpulse mit der Periodendauer T und der Impulsdauer τ ausgesandt, wobei auf jeden Sendeimpuls ein Empfangsimpuls mit der Verzö gerungszeit t1 folgt.As soon as the interference signal is no longer present at the signal input 12 , the software for the microcontroller 11 releases the pulses for emitting transmit signals. Due to the response times of the components used, the transmission of the transmission pulses does not take place immediately after the end of the interference signal, but only after a delay time t 2 . Until the occurrence of the next interference signal, transmission pulses with the period T and the pulse duration τ are emitted, with each transmission pulse being followed by a reception pulse with the delay time t 1 .
Mit dieser Vorrichtung können Störimpulse von beliebiger Dauer (Δt) und Am plitude eliminiert werden. Die Störungen können zum einen durch interne Stö rungen wie beispielsweise Bauteilfehler hervorgerufen werden. Zum anderen können die Störungen auf externen Einflüssen, wie beispielsweise Fremdlicht einstrahlung bei Lichtschranken, beruhen.With this device, interference pulses of any duration (Δt) and Am plitude can be eliminated. The disturbances can be caused by internal disturbances such as component defects. On the other hand can the interference on external influences, such as external light irradiation with light barriers.
Insbesondere für den Fall, daß die Störsignale periodisch auftreten, kann die im Hauptpatent 42 37 311 C1 beschriebene Einrichtung in bestimmten Fällen fehlerhaft arbeiten. Sobald der Störimpuls nicht mehr am Komparator 10 anliegt, werden in den Zeitabständen T4 + nT, wobei n = 0, 1, 2, 3 . . . ., Sendeimpulse ausgesandt. Tritt während der Dauer eines dieser Sendeimpulse ein weiterer Störimpuls auf, so kann diesem Störimpuls nicht mehr ausgewichen werden.In particular in the event that the interference signals occur periodically, the device described in the main patent 42 37 311 C1 can work incorrectly in certain cases. As soon as the interference pulse is no longer applied to the comparator 10 , T 4 + nT are generated at the time intervals, where n = 0, 1, 2, 3. . . ., Transmission pulses emitted. If another interference pulse occurs during the duration of one of these transmit pulses, this interference pulse can no longer be avoided.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zusätzlich zu der oben beschriebenen ersten Abfrage des Komparators 10 auf Anliegen eines Störimpulses unmittelbar nach Aussenden des Sendeimpulses eine zweite Abfrage des Komparators 10 auf Anliegen eines Störimpulses vor gesehen. Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in den Fig. 5 und 6 beschrieben. Dort sind die Sendesignale 15 der Einrichtung sowie die auf die Einrichtung auftreffenden Störsignale dargestellt.In order to avoid this disadvantage, in the device according to the invention, in addition to the above-described first query of the comparator 10 for the presence of an interference pulse, a second query of the comparator 10 for the presence of an interference pulse is seen immediately after the transmission pulse has been transmitted. The operation of the device according to the invention is described in FIGS. 5 and 6. There, the transmission signals 15 of the device and the interference signals impinging on the device are shown.
Der ungestörte Betrieb der Einrichtung entspricht dem Betrieb der Einrichtung gemäß Hauptpatent 42 37 311 C1. Auch die erste Abfrage des Komparators 10 auf Anliegen eines Störsignals entspricht der oben beschriebenen Abfrage: Sobald das Störsignal am Signaleingang 12 nicht mehr anliegt, wird der Sendeimpuls nach der Verzögerungszeit t2′ ausgesandt.The undisturbed operation of the facility corresponds to the operation of the facility in accordance with main patent 42 37 311 C1. The first query of the comparator 10 for the presence of an interference signal corresponds to the query described above: As soon as the interference signal is no longer present at the signal input 12 , the transmission pulse is transmitted after the delay time t 2 '.
Zusätzlich wird nach einer Zeit t2′ nach dem Aussenden des Sendeimpulses eine zweite Abfrage des Komparators 10 durchgeführt. Das Zeitintervall tAB zwischen den beiden Abfragen beträgt somit tAB = t2 + τ + tz. Damit periodisch auftreten de Störsignale durch die beiden Abfragen laufend erfaßt werden können, erfol gen die beiden Abfragen fortlaufend jeweils vor bzw. nach Aussenden eines Sendeimpulses.In addition, after a time t 2 'after the transmission of the transmission pulse, a second interrogation of the comparator 10 is carried out. The time interval t AB between the two queries is thus t AB = t 2 + τ + t z . So that periodically occurring interfering signals can be continuously detected by the two queries, the two queries are carried out continuously before or after a transmission pulse is sent.
Die Resultate der Abfragen werden dazu verwendet, die Periodendauer T, mit der die Sendeimpulse ausgesendet werden, so an die Impulsfolge des Fremdsen ders anzupassen, daß die Sendeimpulse jeweils in den Sendepausen des Fremd senders ausgesandt werden.The results of the queries are used, the period T, with to which the transmission impulses are sent, so to the impulse sequence of the alien adjust that the transmission pulses in each case in the transmission pauses of the foreign be sent out.
Die in den Fig. 5 und 6 dargestellten Störimpulse weisen eine Pulsdauer tFP auf. Die Pulspausen betragen tFP. Die Periodendauer beträgt demnach TF = tFI + tFP. Die Periodendauer der Sendeimpulse beträgt T = τ + TF, solange keine Störsignale auftreten, Treten jedoch Störsignale mit der Periodendauer TF auf, die verschieden von der Periodendauer T ist, so würden in bestimmten Zeit abständen fortlaufend Störungen durch Störimpulse, die mit den Sendeimpulsen zusammenfallen, auftreten.The interference pulses shown in FIGS . 5 and 6 have a pulse duration t FP . The pulse pauses are t FP . The period is therefore T F = t FI + t FP . The period of the transmitted pulses is T = τ + T F as long as no interference occur, but kicking is interference with the period T F, which is different from the period T, they would at certain time intervals continuously disturbances caused by glitches associated with the transmission pulses coincide, occur.
Um derartige Störungen zu vermeiden, wird die Periodendauer T in Abhängig keit der Periodendauer TF und der Pulsdauer tFP der Störimpulse angepaßt.In order to avoid such disturbances, the period T is adjusted in dependence on the period T F and the pulse duration t FP of the interference pulses.
Hierzu wird die während der ersten Abfrage am Ende der Sendepause ermittelte Dauer des Störimpulses Δt zur Periodendauer T addiert, wodurch diese Sende pause um Δt vergrößert wird. Die Vergrößerung der Sendepause erfolgt jeweils nur dann, wenn bei der ersten Abfrage ein Störsignal registriert wurde.For this purpose, the one determined during the first query at the end of the transmission pause Duration of the interference pulse .DELTA.t added to the period T, whereby this transmission pause is increased by Δt. The transmission pause is increased in each case only if an interference signal was registered during the first query.
Des weiteren wird die Sendepause um die Zeit tHD erhöht, falls während der zweiten Abfrage ein Störsignal am Komparator anliegt. Im Gegensatz zur Sen depausenverlängerung, die durch die 1. Abfrage ausgelöst wird, ist in diesem Fall tHD von der Dauer tFI des Störimpulses unabhängig. Die Zeit tHD ist im we sentlichen gleich dem Zeitintervall tAB zwischen den Abfragen. Vorzugsweise gilt die Relation tHD = tAB + t5, wobei die Zeit t5 den Rechenzeitaufwand im Mikrocontroller 11 zur Abarbeitung der beiden Abfragen darstellt.Furthermore, the transmission pause is increased by the time t HD if an interference signal is present at the comparator during the second query. In contrast to the extension of the lengthening interval, which is triggered by the first query, in this case t HD is independent of the duration t FI of the interference pulse. The time t HD is essentially equal to the time interval t AB between the queries. The relation t HD = t AB + t 5 preferably applies, the time t 5 representing the computing time in the microcontroller 11 for processing the two queries.
Im Ergebnis sind für die Periodendauer der Sendeimpulse vier Fälle zu betrach ten.As a result, four cases can be considered for the period of the transmission pulses ten.
Falls sowohl während der ersten als auch während der zweiten Abfrage kein Störimpuls am Komparator 10 anliegt, beträgt die Periodendauer unverändert T.If there is no interference pulse at comparator 10 during both the first and the second interrogation, the period duration is unchanged T.
Falls nur während der ersten Abfrage ein Störsignal registriert wird, beträgt die Periodendauer T + Δt. Falls nur während der zweiten Abfrage ein Störsignal re gistriert wird, beträgt die Periodendauer T + tHD. Falls bei beiden Abfragen Stör signale registriert werden, beträgt die Periodendauer T + tHD + Δt.If an interference signal is registered only during the first query, the period is T + Δt. If an interference signal is registered only during the second query, the period is T + t HD . If interference signals are registered in both queries, the period is T + t HD + Δt.
Durch diese Variation der Periodendauern kann auf Störsignalfolgen nahezu be liebiger Form und Frequenz so ausgewichen werden, daß die Sendeimpulse fort laufend in die Sendepausen des Fremdsenders fallen, so daß Störungen der Ein richtungen vermieden werden können.This variation of the period can almost be on interference signal sequences arbitrary form and frequency are evaded so that the transmission impulses continue continuously fall in the pauses of the foreign transmitter, so that interference of the one directions can be avoided.
Für den Fall, daß die Sendefrequenz fF = 1/TF größer als die Sendefrequenz f = 1/T der Einrichtung ist, wird nach einer durch das Verhältnis der Frequen zen bestimmten Zeit das Störsignal von der zweiten Abfrage erfaßt. Daraufhin wird die Periodendauer T + HD erhöht, so daß bei einem der nächsten Abfrage zyklen das Störsignal von der ersten Abfrage erfaßt wird. Dann wird die Perio dendauer auf T + Δt gesetzt, wobei Δt gleich dem Anteil der Dauer tFI des Stör signals, der über die 1. Abfrage erfaßt wird, ist.In the event that the transmission frequency f F = 1 / T F is greater than the transmission frequency f = 1 / T of the device, the interference signal is detected by the second query after a time determined by the ratio of the frequencies. The period T + HD is then increased so that the interference signal from the first query is detected in one of the next polling cycles. Then the period is set to T + .DELTA.t, where .DELTA.t is equal to the portion of the duration t FI of the interference signal, which is detected via the 1st query.
Im Ergebnis erfolgt eine Anpassung der Sendefrequenz an die Frequenz der Störsignale, so daß Störungen des Betriebes der Einrichtung vermieden werden.As a result, the transmission frequency is adapted to the frequency of the Interference signals so that disruptions to the operation of the device are avoided.
Für den Fall, daß die Sendefrequenz fF kleiner als die Sendefrequenz f der Einrichtung ist, werden die Störimpulse laufend von der ersten Abfrage erfaßt. Wiederum erfolgt in Abhängigkeit der Dauer tFI des Störsignals eine Anpassung der Periodendauer auf den Wert T + Δt. In the event that the transmission frequency f F is lower than the transmission frequency f of the device, the interference pulses are continuously detected by the first query. Again, depending on the duration t FI of the interference signal, the period is adjusted to the value T + Δt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform können mehrere Sensoren zu einer Mehrfachanordnung zur Raumüberwachung zusammengefaßt sein. Für den Fall, daß es sich um optische Sensoren, beispielsweise Lichtschranken, handelt, ist die Mehrfachanordnung als Lichtgitter ausgebildet. Die Abstände der einzelnen Sen soren zueinander sind so gewählt, daß der zu überwachende Raumbereich lückenlos abgetastet wird. Hierzu ist es oftmals notwendig, daß die Sensoren in relativ geringem Abstand zueinander angeordnet sind.In an advantageous embodiment, several sensors can be combined into one Multiple arrangement for room surveillance can be summarized. In the case, that it is optical sensors, for example light barriers, is the Multiple arrangement designed as a light grid. The distances between the individual sen sensors to each other are selected so that the area to be monitored is continuously scanned. For this it is often necessary that the sensors in are arranged relatively close to each other.
In diesem Fall kann nicht ausgeschlossen werden, daß Signale eines Sensors auch von benachbarten Sensoren empfangen werden. Um derartige Störungen zu vermeiden, werden bei bekannten Lichtgittern die Sensoren über eine externe Steuerung synchronisiert, so daß die Sensoren in bestimmten Zeitintervallen nacheinander aktiviert werden. Dies erfordert jedoch einen erheblichen konstruk tiven Aufwand. Bei einem Lichtgitter, das aus den erfindungsgemäßen Sensoren besteht, ist eine externe Synchronisation nicht notwendig, da jeder Sensor eine Einrichtung zur Elimination der Störsignale aufweist.In this case, it cannot be excluded that signals from a sensor can also be received by neighboring sensors. To such disorders too avoid, the sensors are known via an external light grids Control synchronized so that the sensors at certain time intervals activated one after the other. However, this requires a considerable construct tive effort. In the case of a light grid, which consists of the sensors according to the invention external synchronization is not necessary, since each sensor has a Has device for eliminating the interference signals.
Insbesondere ist vorteilhaft, daß die Elimination der Störsignale durch eine Än derung der Sendefrequenz erfolgt, so daß die Aussendung der Sendeimpulse der ersten Lichtschranke in den Sendepausen der anderen Lichtschranken erfolgt. Dies führt im Ergebnis zu einem sich selbst synchronisierenden Lichtgitter. Dies bedeutet zum einen eine erhebliche Einsparung des elektronischen Aufwands eines Lichtgitters. Zum anderen können einzelne Sensoren flexibel und zeitspa rend zu einem Lichtgitter kombiniert werden.It is particularly advantageous that the elimination of the interference signals by a change Change of the transmission frequency takes place so that the transmission of the transmission pulses first light barrier in the transmission breaks of the other light barriers. As a result, this leads to a self-synchronizing light grid. This means on the one hand a considerable saving in electronic expenditure of a light grid. On the other hand, individual sensors can be flexible and time-saving can be combined to form a light grid.
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