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Thema: TSOP zur Hinderniserkennung: Lösung

  1. #1
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    TSOP zur Hinderniserkennung: Lösung

    TSOP als Trägersignaldetektor.
    Die besondere Empfindlichkeit des TSOP gestattet es, mit kleinsten Signalen auszukommen, er spricht sogar häufig schon bei abgedeckter LED auf die elekrischen Störungen auf dem Board an.

    Beim Dauerempfang des Trägersignals wirkt die automatische Verstärkungsregelung und der TSOP regelt praktisch alle Signale ab. Er tut dies autonom, sodaß man kaum eine Möglichkeit hat, einen mittleren Verstärungswert einzustellen, der für den praktischen Fall geeignet ist.

    Die Lösung:
    Der Abregelvorgang ist reproduzierbar und unter gleichen Bedingungen kommt der TSOP immer beim Abregeln immer wieder am gleichen Verstärkungswert vorbei. Zu diesem Zeitpunkt wird ausgewertet.

    Schaltung:
    Die analoge Einstellmöglichkeit wird über eine einstellbare Verzögerung bis zur Auswertung geschaffen. Die Schaltung kommt ohne analoge Schaltungstechnik außerhalb des TSOP aus.

    Auf der Empfangsseite gibt es nur den TSOP, der an einen digitalen Eingangsport geht. (Er wird über ein RC Glied an die Versorgungsspannung angeschlossen um Störungen auf diesem Weg zu unterdrücken.)

    Auf der Sendeseite gibt verschiedene Möglichkeiten, die sich aus der Testschaltung ableiten lassen.
    Die Testschaltung besteht aus einem 40kHz Generator der mit einem 500ms Takt ein- und ausgeschaltet wird. Das so geschaltete Trägersignal (5V) wird üner einen 1kOhm Widerstand an die IR-LED geführt und liefert einen Strom von ca. 4mA. Dieses Signal reicht aus, um ein Hindernis stark genug anzustrahlen, damit es auf 30cm Abstand dem TSOP so stark ansteuert, daß er von empfindlichsten Zustand aus etwa 200ms lang ein Signal liefert. Danach ist die Verstärkung soweit abgeregelt, daß der TSOP am Ausgang auf Ruhepegel zurückgeht.

    Test:
    Ein reflektierendes Hindernis (im Testfall habe Postkarte, weiß) kann bei Abfrage 150-200ms nach Beginn des Sendeimpulses erkannt werden.
    Gleich zu Beginn werden vielleicht noch elektrische oder optische Kopplungen zwischen Sender und Empfänger erkannt, zu einer späteren Zeit allenfalls noch stärkere Signale. Mit dem Abfragezeitpunkt kann also die Empfindlichkeit gewählt werden. Eine Variation des Sendesignalstromes durch Änderung des LED Vorwiderstandes (2-8mA) beeinflußt wie erwartet ebenfalls die Empfangssignaldauer.

    Für diesen Betrieb ist es wichtig, etwa 500ms Signal- und vor allem Pausenzeiten zu erreichen, damit die Verstärkungsregelung auch einschwingt und damit reproduzierbar wird.

    Schaltungsvarianten:
    Das Sendesignal oder das Schaltsignal für einen autonomen Trägergenerator kann an auch einem einen Port generiert werden.

    Auffällig ist an der Schaltung die Einfachheit und vor allem auch die große Empfindlichkeit, die es gestattet mit Signalströmen von wenigen mA auszukommen und damit weitere Störungen gering zu halten.
    Die Schaltung wurde mit einem TSOP1740 auf einem Steckbrett aufgebaut und erfolgreich getestet.
    Manfred

  2. #2
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    Genial einfach, muss ich schon sagen. Zumindest, wenn es nur darum geht einen Bereich einfach auf Hinderniss vorhanden oder nicht zu überwachen. Für Entfernungsmesungen isses leider nicht zu gebrauchen. Aber wie sieht es eigentlich mit unteschiedlichen Materialien unterschiedlicher Farbe aus ?

    MfG Volker

  3. #3
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Es ging mir um die Ausnutzung der hohen Empfindlichkeit und Störsicherheit des TSOP, die auch schon in anderen Diskussionen angesprochen wurde.
    http://www.roboternetz.de/phpBB2/vie...?p=28203#28203
    Eine Abstandsmessung ist damit zunächst nicht zu machen.

    Dafür ist der TSOP anstelle vergleichbarer IR Hindernisdetektoren (IS471 oder SFH205) einsetzbar, wobei die Sendeleistung wegen des besseren Störabstandes niedriger gehalten werden kann.
    Unterschiedliche Reflexionsfaktoren der Hindernisoberfläche gehen in gleicher Weise in die Erkennbarkeit ein wie bei anderen Sensoren.
    Die Schaltung bietet durch den per SW einstellbaren Parameter Zeit (Empfindlichkeit) die Möglichkeit, sich auf bekannte Hindernisse und deren Oberflächen einzustellen, mehr nicht.

    Neben der halben weißen Postkarte auf 30cm Abstand habe ich bei entsprechender Einstellung auch andere Oberflächen wie dunklen Baumwollstoff auf 50cm Entfernung (größere Fläche) noch gut erkennen können, aber eine vollständige Meßreihe habe ich nicht aufgenommen. Ich habe es erst einmal aufgeschrieben, um es zur Diskussion zu stellen.
    Manfred

  4. #4
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    schaltung posten

    hallo, ich mach auch versuche mit dem tsop1736.
    ich bin totaler anfänger damit. wenn du deine schaltung mal posten könntest, wär wundwerbar. am besten ein foto vom steckbrett mit generator, sender und empfänger. ich programmiere in bascom.
    vielen dank.
    mfg pebisoft

  5. #5
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    am besten ein foto vom steckbrett mit generator, sender und empfänge
    Das ist nun mal leider der Weg von Steckbrettschaltungen, sie besteht wieder aus Einzelteilen.
    Es war ein MC4011 Oszillator (wie NE555) mit MC4040-Teilerkette zur Generierung des Einschaltsignals. 40kHz und 2,5Hz werden über ein Gatter vernüpft und über einen Widerstand einer IR-Diode zugeführt. Bei höherem Strombedarf kann das Gattersignal mit Emitterfolger (oder ähnlichem Treiber) verstärkt werden.
    Empfangsseitung ist es nur der TSOP.
    Soviel zur Versuchsschaltung. Effizienter ist es sicher sicher, die Takte vom Controller zu generieren.
    Manfred

  6. #6
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    Zur Abstandserkennung ist die Lösung echt schön.
    Leider ist ein Zyklus für eine Bake, die man anpeilen kann(darum ging es, glaube ich in dem alten Thread) zu lang(1Sekunde).
    Für diesen Betrieb ist es wichtig, etwa 500ms Signal- und vor allem Pausenzeiten zu erreichen, damit die Verstärkungsregelung auch einschwingt und damit reproduzierbar wird.
    Hast du untersucht, ob das Abregeln auch in kürzeren Intervallen(also sowohl Signal als auch Pause kürzer) regelmäßig ist? Die Empfindlichkeit fällt dann zwar nicht so stark ab, aber bei einem Sender, der sich weder die Stromversorgung noch das Gehäuse mit dem Empfänger teilt, ist die Gefahr von Einkopplungen sicherlich auch geringer.
    it works best if you plug it (aus leidvoller Erfahrung)

  7. #7
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    darum ging es, glaube ich in dem alten Thread
    (Worum es in diesem Thread hier ging, das habe ich sicherheitshalber drübergeschrieben. )

    Zu den Zeiten: Wie gesagt, es sind die Zeiten für sicheren Betrieb.
    Wenn der Empfänger abschaltet dann kann man auch den Sender abschalten, (mehr wird ja nicht empfangen) und man kann gleich die Pause beginnen in der die Verstärkung wieder auf den Maximalwert hochgefahren wird. Der Maximalwert wird dann wohl auch etwas schneller erreicht.
    Kürzt man die Periode weiter, dann stellt sich eine Dreieckfunktion zwischen Abregeln und Verstärkung erhöhen ein, bei der der Pegel weniger gut bestimmbar ist.

    Ich bin mal gespannt, ob es noch einen Trick gibt, den Pegel auch bei kürzeren Impulsen einzustellen. In jedem Fall wird wohl an einer Stelle eine ausreichend lange Pause sein müssen, um einen Bezugspunkt zu erreichen.
    Manfred

  8. #8
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    wofür ist ein condensater am tsop..

    warum wird ein condensator beim tsop... zwischen vcc und gnd angeschlossen. habe ich in den schaltungen mehrmals gesehen.
    mfg pebisoft

  9. #9
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    Bei fast allen Schaltungen möchte man vermeiden, dass Schwankungen der Versorgungsspannung in den Signalpfad gelangen. Die Spannung wird durch den Kondensator stabilisiert.
    Manfred

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