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Thema: IS 471F und IR-Dioden Abstand

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    IS 471F und IR-Dioden Abstand

    Hallo!,
    ich experimentiere momentan mit dem IS 471F.
    Bei meinem 1. Versuch betrug der Abstand zwischen Sensor und Diode so ca. 3-4cm.
    Das Ergebniss war zwar zufriedenstellend allerdings wollte ich eine größere Reichweite erreichen.
    Deswegen hab ich nun den Sensor "direkt" neben die LED gebaut.
    Desweiteren bekam die LED einen Reflektor, unterhalb dessen ich den Sensor anbrachte.
    Ende vom Lied ist nun, das ich eine maximale Reichweite von ca. 25cm bei hellen Gegenständen erreiche, sobald ich den Widerstand weiter verringere scheint es zu Reflexionen zu kommen, da der Sensor den Ausgang auf Dauer schaltet.

    Hat jemand Erfahrung mit diesem Problem?
    Wie bringt ihr den Sensor an?

    MfG
    Batti

  2. #2
    Administrator Robotik Einstein Avatar von Frank
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    1
    Dazu wurde ja schon sehr viel geschrieben. Denke 25 cm ist schon ganz ok wenn er da deine Hand erkennt. Viel mehr wirst du da nich trausholen können. Aber in der Praxis reicht das doch auch

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Ende vom Lied ist nun, das ich eine maximale Reichweite von ca. 25cm bei hellen Gegenständen erreiche
    Ich finde, das ist ein reichlich gutes Ergebnis. Ich habe vor ca. zwei Wochen ziemlich lange mit dem IS471 rumprobiert. Anfangs lag ich mit der Reichweite sogar noch unter deinen 3-4 cm. Nach langem herumexperimentieren mit der Position der LED, einem Transistor und unterschiedlichen Vorwiderständen an der Basis des Transistors bin ich dann auch irgendwann auf wesentlich höhere Reichweiten gekommen.

    Hin und wieder hat meine Schaltung dabei zwar auch schon mal mit 25 cm Abstand auf die Hand reagiert, allerdings nicht wirklich zuverlässig. Richtig zuverlässig hat meine Schaltung die Hand eigentlich erst ab maximal 15 cm erkannt.

    sobald ich den Widerstand weiter verringere scheint es zu Reflexionen zu kommen, da der Sensor den Ausgang auf Dauer schaltet.
    Solange ich auf dem Experimentierboard herumprobiert habe, hatte ich diese Phänomen auch. Dabei habe ich allerdings 2 unterschiedliche Beobachtungen gemacht. Zum Teil lag es bei mir wohl auch an Reflektionen. Teilweise ist mir aber auch aufgefallen, dass die Schaltung ein Hinderniss erkannt hat, aber nicht wieder abgeschaltet hat, wenn ich dieses Hindernis entfernt habe. Die Schaltung schaltete erst wieder ab, wenn ich den IS471 kurz komplett abgeschirmt habe. (habe dafür immer die kurz Kappe von einem schwarzen Filzstift drüber gestülpt)

    Je nach Anordnung auf dem Experimentierboard funktionierte die Schaltung aber auch nur, wenn ich irgendwelche Barrieren zwischen IS471 und LED gehalten habe. Das lag dann vermutlich an den Reflektionen die bei dir auch aufgetreten sind.

    Wie bringt ihr den Sensor an?
    Ich habe mal ein Bild gepostet. Zuerst hatte ich nur die Linke LED die etwas weiter vom IS471 entfernt ist. Von der Reichweite her hat die Schaltung damit einen dünnen Schraubenzieher auf mehr ca 10 cm zuverlässig erkannt. Allerdings war die Erfassungsbreite nur ca 1-2 cm breit. Dann habe ich die zweite LED rechts in etwas geringerem Abstand zum IS471 angebracht. Da ich die zweite LED einfach parallel zur ersten geschaltet habe, leuchten die nicht mehr ganz so hell und die Reichweite ist ein wenig zurückgegangen. Dafür ist die Erfassungsbreite aber stark gestiegen. Bei einem Abstand von knapp 10 cm wird der dünne Schraubenzieher jetzt im gesamten Bereich zwischen den beiden LEDs (ca 5cm) zuverlässig erkannt. Probleme mit Reflektionen habe ich bei dieser Anordnung gar nicht mehr.

    Ich habe diesen Schaltplan nachgebaut: http://www.roboternetz.de/bilder/IS471_IRSchalter.jpg

    An der Basis des Transistors habe ich allerdings nur noch ca. 200 Ohm und statt einer habe ich 2 IR-LEDs parallel geschaltet.

    Was ich da zusammenprobiert habe ist aber mit Sicherheit nicht die beste Anordnung und Schaltung. Das ist einfach nur der Stand bis zu dem ich mit meinen Versuchen bisher gekommen bin. Die Reichweite liegt auf jeden Fall weit unter deinen 25 cm.
    Also bitte nicht nachbauen und mich dann verfluchen, dass das schlechter funktioniert als wa du vorher hattest
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken is471.jpg  

  4. #4
    Gast
    die Dioden nicht paralell sondern in Reihe schalten !
    Versorgungspannung mit 100nF + 47µF stützen!
    RG

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    569
    die ir-dioden kann man schalten wie man will
    Haftungsausschluß:
    Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
    Rechtsansprüche dürfen daraus nicht abgeleitet werden.
    Besonders VDE und die geltenden Gesetze beachten sowie einen gesunden Menschenverstand walten lassen!

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    die Dioden nicht paralell sondern in Reihe schalten !
    Die Dioden in Reihe habe ich zwischendurch auch mal probiert. Dabei ging die Reichweite aber etwas weiter runter als bei der Parallelschaltung.

    Aber das gilt natürlich nur für die Versuchsanordnung mit der ich getestet habe. Bei anderen Widerstands oder Kapazitätswerten, oder anderen Änderungen kann es natürlich sein, dass die Reihenschaltung besser funktioniert.

    Versorgungspannung mit 100nF + 47µF stützen!
    100nF habe ich direkt hinter dem Spannungsregler und das rote Ding oben links in der Ecke sind auch nochmal 33nF.

    Eigentlich funktioniert die Schaltung für meinen Zewck auch erst mal gut genug.

  7. #7
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Nachdem die Schaltung nun durch so viele Höhen und Tiefen gegangen ist, wäre es ja fast etwas schade wenn nicht alles an Erfahrung auch weitergegeben werden könnte. Also habe ich noch zwei Fragen :

    Wie wurden die Dioden ausgewählt nach Wellenlänge, Leistung, vorgeschlagener Typ. Was ist über die eingesetzten Dioden davon bekannt, inklusive Schwellspannung ? Und drittens :
    Kommentar RG 9:30: Spannung stützen,

    Kann man über die Pulsdauer von typisch 8us einen Spannungseinbruch feststellen, den man mit größeren Kondensatoren ausgleichen könnte? Das wäre anzunehmen. (Das kann man wohl nur mit Oszilloskop messen.)

    Der der Hintergrund der Frage ist, wenn bei stabiler Spannung der IS471 einen 8us 50mA Impuls generiert, dann müßte das auch ohne Transistor reichen höchstwahrscheinlich auch für Dioden in Reihe. Wenn die Spannung einbricht, dann holt man mit Paralellschaltung und Transistor noch ein bischen was raus, aber ein Kondensator wäre die elegantere Lösung.

    Wenn es lästig erscheint, sich jetzt, da alles läuft, noch Gedanken darum zu machen, ziehe ich die Fragen auch zurück und komme nicht vor nächster Woche wieder damit.
    Manfred

  8. #8
    Gast
    Wie wurden die Dioden ausgewählt nach Wellenlänge, Leistung, vorgeschlagener Typ.
    Ich habe 3 unterschiedliche Typen. 2 davon habe ich irgendwann mal bei Conrad bestellt. Da die recht teuer waren hatte ich da aber nur ganz wenige von. Den 3. Typen habe ich bei Reichelt bestellt und weil die da recht günstiger waren gleich ein paar mehr. Zufällig war genau dieser Typ auch irgendwo in dem Thread über die Reichweite des IS471 erwähnt, daher habe ich die beim Experimentieren verwendet und bin bei denen geblieben.

    Sobald, (bzw. falls) ich das sorgfälltig beiseite gelegte Tütchen mit den restlichen LEDs und der Artikelbezeichnung wiederfinde kann ich dir da genaueres zu sagen.

    Kommentar RG 9:30: Spannung stützen,
    jetzt nachdem ihr mir das geschrieben habt, denke ich auch, dass da irgendwo der Schlüssel zum Glück liegt.

    Der der Hintergrund der Frage ist, wenn bei stabiler Spannung der IS471 einen 8us 50mA Impuls generiert, dann müßte das auch ohne Transistor
    Ohne Oszilloscop sind das für mich leider rein esoterische Grössen.
    Da nix besseres zur Verfügung stand, habe ich die Helligkeit der LEDs mit ner Webcam abgeschätzt und mit diversen Gegenständen die Reichweite getestet.

    Wenn die Spannung einbricht, dann holt man mit Paralellschaltung und Transistor noch ein bischen was raus, aber ein Kondensator wäre die elegantere Lösung.
    Bei der Parallelschaltung ist die Helligkeit der LEDs trotz Transistor deutlich in die Knie und dadurch die Reichweite etwas zurück gegangen.
    Ich habe es dann nur so gelassen, weil mir der breitere Erfassungswinkel wichtiger war als ein paar cm Reichweite.

    Wenn es lästig erscheint, sich jetzt, da alles läuft, noch Gedanken darum zu machen, ziehe ich die Fragen auch zurück und komme nicht vor nächster Woche wieder damit.
    Naja, die Schaltung ist verlötet und funktioniert. Da diese Kombination bei mir bisher echten Seltenheitswert hat, werde ich es auch erst mal so lassen.
    Ich habe aber noch zwei weitere IS471 und mit ein bischen Glück und viel Suchen finde ich vielleicht auch die restlichen LEDs wieder.
    Dann kann ich gerne die nächste Versuchsreihe starten und es mal mit Stützkondensator oder auch mit ein paar anderen Transistoren durchtesten.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    @Manfred
    na klasse, da bin ich gestern wohl mal wieder beim tippen abgemeldet worden. Aber das das obige Posting von mir war konntest du dir sicherlich auch so zusammenreimen.
    Das Tütchen mit den IR-LEDs habe ich inzwischen wiedergefunden.
    Es sind LD274, womit Wellenlänge und Leistung dann bekannt wären: www.w-r-e.de/robotik/data/ld274.pdf

    Die LD274 haben eine Wellenlänge von 950nm, im Datenblatt des IS471 steht etwas von 940nm.
    Den maximalen Durchlaßstrom von 100mA auzureizen dürfte so wie ich das verstehe mit dem IS471 ohne Transistor allerdings nicht klappen.

  10. #10
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Im Datenblatt Seite 5 sehe ich jetzt auch, daß die Diode ld274 bei einem Duty cycle von 0,05-0,1 (Betrieb mit IS471) mit 1-1,5 A betrieben werden kann und dabei die "Radiant Intensity" noch einigermaßen gut ansteigt.

    Anstieg der Strahlungsleistung von 50mW (If =100mA) auf 350mW(If =1A).

    Also doch ein Photonenantrieb.
    Mnafred

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