Optischer Näherungsschalter Sharp GP2S05

Ich versuche endlich, mich ein wenig intensiver mit der Elektronik zu befassen.

Ich habe jetzt hier den optischen Näherungsschalter von Pollin (120 288)vor mir liegen.

Jetzt hab ich nur ein Problem:
Da ich bisher nur recht grobe Kenntnisse in der Elektronik hab (ich kann Schaltungen aus Widerständen, Kondensatoren, Transistoren, etc. also den "Standard-Teilen" bauen.), bräuchte ich hier etwas Hilfe.

Der Sensor hat vier Pins (Datenblatt)

Könnte mir jemand sagen, wie ich den Anschließen muss? oder mir eine ganz kleine Schaltung entwerfen, damit ich sehe, wie es geht?
Am besten wäre etwas wirklich simples. z.B. einfach nur eine Diode leuchten lassen, wenn sich der Sensor irgendwo annähert.

Danke schonmal im Voraus

Ist das eine Art Optokoppler, welcher gegen aussen wirkt?
Wie viel Volt braucht er?
Wenn er mehr oder weniger braucht musst du die Spannung eventuell etwas anpassen.
Du hängst an Pin1 Masse, an Pin2 etwa +3V (zum Test)
an Pin3 an Masse und Pin4 mit der kathode der LED, die Anode der LED an +3Volt
Edit: an die LED und zwischen Pin2 und + kommt noch ein Vorwiederstand

Die Schaltung ist in Bild 9 des Datenblatts.
Rd soll den Diodenstrom auf 20mA oder bei Dauerbetrieb nicht mehr als 40mA begrenzen, bei 5V also 150Ohm oder 100Ohm. Input wird an 5V angeschlossen.
Der RL ist in Bild 9 mit bis zu 10kOhm angegeben. Man kann ihn auch kleiner wählen wenn es nicht so empfindlich sein muß.
Nach Bild 5 kann man bei 20 mA Diodenstrom bis 900µA Kollektorstrom erreichen. Kleiner als ein paar kOhm braucht man RL also kaum zu machen.
Manfred

Danke Manf dass du mir das noch überprüft hast. ;)

Zitat:

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Danke Manf dass du mir das noch überprüft hast.

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Trotz der Zeitdifferenz ist es eine Überschneidung, ich mußte zwischedurch weg.
Jetzt weißt Du, wann ich gefrühstückt habe. O:)
Manfred

Ok vielen Dank, werde das gleich morgen (inzwischen ja schon heute) früh mal testen :)

Sagst du mir dann ob es funktioniert hat?

Ja natürlich :)
Ich muss aber erst noch ein paar Sachen erledigen, ich hoffe aber, dass ich heute noch zum Testen komme.

So, ich habe es einmal versucht, ich glaube einmal habe ich es auch einigermaßen hinbekommen, die LED hatte zumindest mal schwach geleuchtet. Aber sowohl bei "freier Sicht" des Sensors, als auch bei "Kontakt"... Ich hatte aber auch keine Widerstände verwendet.

Dann habe ich es später noch einmal probiert, dann hat aber überhaupt nichts mehr funktioniert.... Anschließend ist mir noch ein Pin abgebrochen, dann habe ich das ganze Zeug erstmal in die Ecke gestellt.

Ich komme irgendwie noch nicht so ganz mit dem Datenblatt zurecht. Ich kann nicht ganz identifizieren, welcher Pin wo ist... könnte mir jemand vielleicht an einem Foto zeigen, welche Pins (1,2,3,4) wo sind?

Auf der ersten Seite des Datenblattes sind bei GP2S05 oben rechts die Pins in der Reihenfolge 1243 angeordnet, ganz unten links bei GP2S05 aber in der Reihenfolge 1234. Wie ich es auch drehe und wende, da ist ein Widerspruch :)

Auch bei Abbildung 9 bin ich mir etwas unsicher. Input, Output, Vcc, RD und RL sind klar, aber was bedeutet das mit den Pfeilen unten? Sorry... ist vielleicht eine Anfängerfrage, aber irgendwo muss man ja mal anfangen :)

Hst du mal ein Foto des Sensors?
Ich könnte mir denken, dass ich dir dann sagen kann welcher Pin wo ist.

http://www.pollin.de/shop/images/art...ig/G120288.JPG

Reicht das? Wenn nicht kann ich auch selbst noch Bilder machen. Dann welche, auf denen der Sensor evtl. von oben u. unten drauf ist...

Ok, ich habe mal schnell gegoogled...

schau auch mal hier:

http://akizukidenshi.com/images/org/buta.jpg

Da sind die Sensoren von allen Seiten drauf :)

Zuständig für die Kennzeichnung der Pins ist dieses Bild von der ersten Seite des Datenblatts mit dem Bauteil von unten, Blick auf die Beine. Wenn die Schräge in der Ecke oder ein Zeichen wie ein S erkennbar ist, dann ist es das.
Manfred

Es ist auch in vier Quadranten aufgeteilt. Aber in dreien davon ist je ein Punkt, in einem nichts. Ich denke mal, dass das, wo nichts ist, dem mit dem S entspricht?

Ja das ist sehr gut möglich.
Aber das ist unten oder?
Hast du gerade ein Treiber-IC zur Hand?
wenn ja, hängst du dieses zwischen Ausgang und kathode der LED.

Ich hatte leider noch keine Zeit, den Sensor zu testen (nachdem mir zwei Beinchen von einem abgebrochen sind habe ich es erst einmal ruhen lassen, ich habe aber noch ein paar *g*)

Ich habe jetzt zufällig beim surfen auf robotikhardware.de diesen Sensor gefunden: CNY 70 OPTO Reflexkoppler der müsste so ähnlich sein. Vielleicht hat ja damit schon jemand Erfahrung?

Ok, ich habe es gerade geschafft, die Schaltung aufzubauen (mit 10 kOhm und 150 Ohm, 5V).

Um zu Testen, ob ich ein Signal bekomme, habe ich einen Piepser angeschlossen.

Wenn ich den Sensor jetzt ganz nah an eine Lichtquelle halte, dann hört man es gaaaaaaaaaanz leise Piepsen. Schon mal ein Erfolg, juhuuuuuuu. Nach drei kaputten Sensoren endlich mal ein kleines Erfolgserlebnis.

Aber wieso bekomme ich das Signal jetzt nur bei Licht? Ich dachte, das ist ein Näherungsschalter... Ich bräuchte ein Piepsen bei Annäherung an ein Objekt. Muss ich da dann die Widerstände ändern, oder vor den Piepser noch einen Inverter bauen?

Sieht aus, als hättest Du jetzt den Phototransistor eindeutig identifiziert.

Die anderen beiden Pins sollten zur IR-Sendediode gehören. Wenn Du die allerdings - wie weiter oben bechrieben - ohne jede Vorwiderstände betreibst, dann ist die sofort kaputt. Am besten testest Du die Reflexkoppler mit einer Batterie samt Vorwiderstand und einem Ohmmeter (oder mit 'ner CCD-Kamera -> siehe weiter unten):
a) Rausfinden wo der Empfangsteil sitzt - Ohmmeter (auf richtige Polung achten!) an die beiden "verdächtigen" Pins und den Sensor auf eine Lichtquelle ausrichten. Geht der Widerstand bei Lichteinfall runter, dann ist es der Fototransistor
b) Batterie (oder Netzteil) mit weniger als 5V - das ist wichtig!! - und Vorwiderstand etwa 390Ohm an die anderen beiden Pins. Postkarte oder weißes Papier etwa 4mm vor den Sensor halten und wegnehmen. Ändert sich der Ohmwert, dann stimmt die Polung der LED-Versorgung, falls nicht: LED-Anschlüsse tauschen. Bei der Aktion darauf achten, daß wenig Fremdlich auf den Phototransistor fällt!

Warum maximal 5V über Vorwiderstand? Bei Verpolung halten LEDs höchstens 5V bis 6V aus, mehr zerstört sie!!

Trick um eine IRED zu testen: Eine CCD-Videokamera (z.B. Kameramodul, Handy-Cam, WEB-Cam oder sowas, egal ob Farbe oder S/W) auf die LED ausrichten und das Bild begutachten. Die Kameras sind IR empfindlich und zeigen typischerweise den Leuchtfleck der IR-LED im Bild. Je schwächer die IR-LED, umso näher geht man 'ran. Mit jeder funktionsfähigen IR-Fernbedienung kann man die Kamera auf den Effekt hin testen. Nur sehr hochwertige Kameras (evtl. auch digitale Photoaparate) verfügen über IR-Sperrfilter; mit denen klappt der Trick halt nicht.

Das mit der Kamera werde ich mal testen, muss aber erst eine besorgen :)


Ich habe den Senor eigentlich genauso angeschlossen, wie es im Datenblatt steht...

Ok, die IR-LED leuchtet, hab es mit meiner Digi-Cam ausprobiert...

Aber nachwievor macht er Piepser nur ein Geräusch, und auch nur ein extrem leises, wenn ich den Sensor sehr nahe an eine helle Glühbirne halte.

Ich denke also mal, dass alles funktionstüchtig ist, nur etwas mit den Widerständen nicht optimal ist oder ich einen Inverter brauche... Den Piepser habe ich an "Output" (siehe Datenblatt in meinem Beitrag oben) angeschlossen...

Ja, damit stimmt wohl die Anschlußbelegung, jetzt ist noch der Phototransistor zu klären:

Nimm anstelle des Piepsers lieber mal ein Ohmmeter - wie oben beschrieben. Der Phototransistor reagiert zwar auf die LED, aber der Strom ist dabei recht gering - hängt ab von der Entfernung, der Reflektion usw. Damit es für Deinen Piepser reicht, mußt Du den Phototransistor extrem stark aufsteuern und das geht nur mit der Glühbirne. Ein Ohmmeter dagegen ist sehr empfindlich und damit solltest Du den Effekt direkt beobachten können.

Ersatzweise kannst Du ein Digitalvoltmeter nehmen um die Ausgangsspannung zwischen Kollektor und Emitter zu messen. Bei Lichteinfall (durch Reflektion) geht die Spannung etwas runter.

Wenn Du unbedingt den Piepser ansteuern willst, dann versuche mal dieses:

Ok, vielen dank, die Schaltung werde ich bei Gelegenheit mal testen...

Meßgeräte habe ich leider überhaupt keine :-/

Schade das Weihnachten so weit ist - ein Digitalmultimeter (DMM) wäre was für Deinen Wunschzettel.

Nachtrag zur Schaltung: R1 ist der unverzichtbare Vorwiderstand für die LED (Du weißt wie man den berechent??), R2 legt sozusagen den "Schaltpunkt" für den Buzzer fest. Der Wert muß durch Probieren ermittelt werden - klassischer Fall für ein Poti (10kOhm-Trimmer für den Anfang).

Ok, vielleicht steht das ja beim nächsten Einkauf mit auf der Liste :)

Kannst du da irgendwas preisgünstiges empfehlen?

Aus Erfahrung:
Nimm nicht das billigste, das teuerste brauchst Du meist aber auch nicht. Mit einem guten Gerät mißt Du viele Jahre bis Jahrzehnte.

Gängige DMMs (mit 3 1/2 digits) haben wenigstens folgende Bereiche:
Gleichspannung: 200mV bis 1000V
Wechselspannung: 200mV bis 1000V (nur für Sinus ca. 30Hz bis 400Hz korrekt, andere Signalformen erzeugen einen Fehler)
Gleichstrom: 200mA bis 10A
Wechselstrom: 1A bis 10A (siehe Anmerkung für Wechselspannung)
Widerstandsmessung: 200Ohm bis 20MOhm

Zusätzlich bieten einige noch so Sachen wie:
Transistortest (hFe)
Frequenzmessung (meist nur im Audiobereich)
Kapazitätsmessung (nF bis µF)
Diodentest/Durchgangspiepser (ist oft mit dem untersten Ohmbereich gekoppelt)
True RMS (echte Effektivwertmessung bei Wechselstrom/-spannung)
zusätzliche Bargraph-Anzeige
Schnittstelle zum PC

Meine Meinung dazu:
Für genaue Frequenzmessungen nimmt man meist einen richtigen Frequenzzähler oder ein Oszilloskop, ansonsten ist das DMM hilfreich.
True RMS brauchst Du fürs Roboterbasteln nicht.
Alle anderen "Add Ons" kann man sich auch für wenig Geld selber bauen.
Besonders die Funktion "Diodentest" ist mit Vorsicht zu geniessen: Für LEDs funktioniert sie schon nicht mehr weil höchstens 1V aus dem Gerät herauskommen. Ein Selbstbau-Diodentester besteht aus Batterieclip, Widerstand, LED und den Prüfanschlüssen - das Gehäuse dazu ist meist das teuerste Bauteil...

Ein DMM hat in den Spannungsbereichen einen Eingangswiderstand von 10MOhm, das ist manchmal ein großer Vorteil. Einen Nachteil haben sie auch: schnell wechselnde Meßwerte (so bis etwa 3Hz) kannst Du nicht gescheit ablesen, weil die Ziffern-Anzeige zu schnell wechselt. Deswegen haben einige Modelle einen zusätzlichen Balken zur schnelleren Anzeige (Bargraph geheißen).

Ein Zeigermultimeter tut es meist auch, hat aber einen deutlich geringeren Innenwiderstand, der öfter das Meßergebnis verfälscht...

Ach ja, die Auflösung (sprich welchen Anzeigeumfang hat das Display):
Standard DMMs haben 3 1/2 (sprich "dreieinhalb") Stellen, bessere 3 3/4 (sprich "dreieinviertel"). Heißt im Klartext:
3 1/2 digits = 0..1999 als Anzeigeumfang
3 3/4 digits = 0..3999 als Anzeigeumfang

Aufpassen mußt Du ein bißchen mit unseriösen Anbietern, die hohe Preise für 3 3/4 digit-Meter verlangen. Die Meßfehler einiger dieser Dinger liegen aber genauso hoch wie die eines guten 3 1/2 digit-Meters. Das heißt, daß das teurere Meter den gleichen Fehler hat wie das billigere und den Aufpreis nicht rechtfertigt. Also vergleiche auch mal die Fehlerangaben der Geräte miteinander.

Ein bestimmtes Gerät kann ich Dir nicht empfehlen, anhand der Punkte oben sollte Dir die Auswahl etwas leichter fallen.

Hersteller (die ich kenne):
Metex
Fluke
Roline

Angebote checken kannst Du z.B. bei:
Reichelt
Conrad
Pollin

Okay, werde mir mal ein paar Geräte anschauen, vielen Dank für die ausführliche Erklärung!