Sharp GP2D12 Genauigkeit / Rauschen?

Hallo,

ich wollte mal generell fragen welche Erfahrungen ihr bei dem Sensor in Sachen Genauigkeit und Schwankung der Ausgabe gemacht habt.
Bei einer Distanz von ca. 30 cm Schwankt mein Wert am ADC von ca. 186 bis 202, also von 0,908 V bis 0,986 V.

Den Sensor frage ich so ab (nur relevanter Code):

Code:

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Config Adc = Single , Prescaler = Auto

  Do
      Waitms 500
      Start Adc
      Ws = Getadc(0)
      T = Ws
      Cls
      Ws = Ws - 3
      Ws = 6787 / Ws
      Ws = Ws - 4
      Lcd Ws
      Lowerline
      Lcd T

  Loop

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Der Sensor selbst hat einen Elko mit 10uF zwischen V und GND bekommen, wie ich mal hier im Forum gelesen hatte.

Ist das normal oder sind die Schwankungen zu stark?

Vielen Dank im Voraus

Peter

Normal ist es auf alle Fälle nicht, er sollte auf ca. 10mV seinen Wert halten.
Woran es liegt weiß ich damit noch nicht. Ist denn das Objekt kritisch, dunkel oder bewegt?
Manfred

Zur Zeit ist das Objekt ein weißes Blatt Papier, unbewegt. Fremdlicht kommt durch eine Energiesparlampe (ca. 10 m entfernt).
Habe jetzt nochmal getestet auch mit meinem 2. Sensor:

Sensor1: 186-192 (mit Elko 10uF)
Sensor2: 194-200 (ohne Elko)

Bei dieser Messung habe ich statt eines Netzteils 8 Akkus drangehangen, hat sich anscheinend positiv ausgewirkt.

Bin aber aufgrund deiner Aussage noch nicht wirklich zufrieden, 10 mV wäre ja nur eine Schwankung von 2 statt wie jetzt 6.

Ist der Elko vielleicht falsch dimensioniert? Das Gehäuse ist übrigens nicht seperat mit GND verbunden, hatte gelesen, dass dies bereits mit der kleinen Schraube am Sensor gemacht ist.

Peter

ist doch klar, das netzteil glättet nicht zu 100%.

hast du villeicht als anschluss einen antennenwald mit den kabeln eingerichtet.

die boards werden manchmal von laien ganz blöd zusammengebaut ohne auf elekrische kritische einflüsse zu achten.

man soll dabei auch die stromversorgung seperat machen und nicht zusammen mit dem platinenakku.

Castle

Zitat:

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Fremdlicht kommt durch eine Energiesparlampe (ca. 10 m entfernt).

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Ziemlich dunkle Ecke in der Du die Experimente machst, kannst Du alles gut erkennen? O:)

So ganz schlecht scheint es ja nicht zu sein, 30mV geht ja schon fast. Es geht normalerweise noch besser.

Störungen von der Versorgungsspnnung und von wechelndem Licht (Impulse wie von einem 2. Wandler) sind die häufigsten Ursachen.

Gibt es sonst starke elektrische Störungen in der Umgebung die eine Erdung (Schirmung) erfordern würden?
Manfred

Hi an alle,

habe jetzt einen 1000µF Elko zusätzlich zwischen V und GND gehangen und damit schwanken die Werte jetzt zwischen 195 und 197, also im annehmbaren Bereich. Ich werde wohl noch einen seperaten Spannungsregler nur für die Sensoren nehmen, um da auf der sicheren Seite zu sein.
Vielen Dank nochmals für die nette Hilfe!

Peter

Hallöchen!
Ich habe ein kleines Problem, was ungefähr zur Fragestellung passt ...
Ich habe drei GP2D12 auf einem Sensorwinkel im Abstand von etwa 2cm montiert, dieser Sensorwinkel hat zwei Knicke mit 45° nach hinten, sodass die Messachsen der Winkel exakt 45° auseinanderliegen.
Nun habe ich das Problem, dass die Sensoren regelmäßig rauschende Messwerte ausgeben.
Zuerst dachte ich, dass ich die Leitungen vielleicht zu wenig entstört hatte, aber auch größere Kondensatoren brachten wenig Erfolg.

Kann dieses Rauschen vielleicht an der dichten Lage der Sensoren liegen, dass diese sich gegenseitig beeinflussen?
Was kann man dagegen am Besten tun?
Soll ich die Sensoren vielleicht nacheinander ein- und ausschalten?

Danke für eure Hilfe und ich hoffe, dass ihr mir nicht böse seit, dass ich hier so zwischenfunke ... ;o)

Zitat:

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Zitat von PeterJ

...habe jetzt einen 1000µF Elko zusätzlich zwischen V und GND gehangen und damit schwanken die Werte jetzt zwischen 195 und 197, also im annehmbaren Bereich...

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@PeterJ Das freut mich einerseites für Dich, aber auch für das Vertrauen dass ich in den Sensor setze, es ist ein universelles Stück das sehr vielfältig eingesetzt werden kann.

@Florian Die Frage passt ja ganz gut dazu.
Es könnte ja das gleiche Problem sein. Optisch sind die Wandler wie Du es beschrieben hast ja ganz gut entkoppelt. Wenn sie dicht beieinander liegen, dann stören sie sich vielleicht über die Versorgunsspannung. Wenn die Störung bei einem Wandler reprodzierbar ist dann könntest Du die Versorgung zu den anderen erst einmal unterbrechen und sehen, ob sich das Verhalten ausreichend verbessert.

Mit lokalen Kondensatoren über der Versorgungsspannung (schlimmstenfalls mit Entkopplung durch RC-Gieder) sollte es sich dann auch verbessern lassen.
Erzähle mal wie es sich soweit verhält.
Manfred

Hallo Manf!

Zitat:

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Die Frage passt ja ganz gut dazu.

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Ja, das dachte ich mir auch! :o)
Ich werde es heute abend wohl nicht mehr schaffen vernünftig zu antworten, ich schiebe und weite meine Erklärungen morgen aus ...

Bis morgen dann! ;o)

Zitat:

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Ich werde es heute abend wohl nicht mehr schaffen vernünftig zu antworten

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Das sind jetzt aber Feinheiten O:) , na gut, mich drängt es ja nicht.

Wie gesagt, einen Sensor der rauscht beobachten und die bekannten potentiellen Störungsquellen dabei zunächst abschalten.
Manfred

Hallo Manfred!

Zitat:

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Das sind jetzt aber Feinheiten O:) , na gut, mich drängt es ja nicht.

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Was willst Du mir damit sagen!? *verwundert*
Wie lang sollte man Deiner Meinung nach die Kabel (unverschirmt) für den GP2D12 maximal machen?
Ich vermute mal, dass es bei mir eventuell auch daran liegen könnte ...
Ich bastel gleich endlich weiter und werde dann mal ein paar Excel-Diagramme posten, wenn ich es heute noch schaffen sollte ...

Hallo nochmals!
Ich habe jetzt drei Diagramme in Excel erstellt, bei denen man sehr gut das Rauschen erkennen kann.
Wie man sehen kann, ist das Rauschen wirklich extrem und geht über mehrere mV ...
In Messwertdiagramm 1 kann man zwei Messwertlinien der beiden GP2D12-Sensoren sehen, während ich ein DIN-A4-Blatt davor halte und hin und her bewege.
Der Grundeffekt, dass die eine Kurve mal höher oder niedriger als die andere ist, ist so gewollt, aber das Rauschen ist wirklich nervig.
In Diagramm 2 kann man die Messwerte der beiden Sensoren erkennen, wenn ein Gegenstand in ihrer Reichweite das Licht refelktiert, auch hier kann man wieder sehr deutlich das Rauschen erkennen.
Im letzten Diagramm, Messwertdiagramm 3, kann man die Messwerte erkennen, wenn Sensor 2 nicht mit dem ADC-Eingang des AVR's verbunden ist, das Rauschen auf der Messwertlinie von Sensor 2 kann durch den unbeschalteten Eingang kommen, aber auf der Linie von Sensor 1 kann man ein deutliches, fast sinusförmiges (wellenlinienförmiges) Rauschen erkennen.

Die Leitungen Vcc (5V) und GND habe ich mit einem 100nF Kelko und einem 470µF Elko meiner Meinung ausreichend entstört.

Die Analogausgänge habe ich noch nicht entstört, wollte ich eigentlich auch vermeiden.

Ich wollte eigentlich das Diagramm hier hochladen, aber es ist leider zu groß, deshalb habe ich es auf meinen Webspace hochgeladen:
Messwertdatei [Excel -> 1,87MB]

Wir werden schon weiterkommen. Das mit den vernünftigen Antworten, ob sie gestern Abend noch gekommen wären oder nur unvernünftige, ist nicht so wichtig. O:)

Manchmal kommt es darauf an, dass man versucht ein einzelnes Problem zu isolieren und zu lösen. In den 3 Diagrammen sind noch einige Probleme zusammen, lästig aber üblich.

Der Sensor soll in der geplanten Konfiguration störungsfreie Daten liefern. Wie kann er das? Kann er das überhaupt?

Wenn man den Sensor herauslöst, aus der Systemumgebung und unter optimalen Umständen messen läßt schafft er es dann? Welche Möglichkeiten gibt es den Zustand zum Vergleich herzustellen? (auch teilweise).

Manfred

Guten morgen Manfred!
Irgendwie sprichst Du für mich heute morgen in Hieroglyphen ... mag wohl am mangelnden Schlaf liegen. ;o)

Zitat:

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Wir werden schon weiterkommen.

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Das denke ich auch, irgendwo finden wir/ich den Fehler schon.

Zitat:

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Das mit den vernünftigen Antworten, ob sie gestern Abend noch gekommen wären oder nur unvernünftige, ist nicht so wichtig.

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Ich finde schon, dass vernünftige Antworten besser sind, als unvollständige oder unlesbare Antworten! ;o)

Zitat:

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Manchmal kommt es darauf an, dass man versucht ein einzelnes Problem zu isolieren und zu lösen. In den 3 Diagrammen sind noch einige Probleme zusammen, lästig aber üblich.

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Inwieweit sind sie denn üblich?
Am Montag werde ich versuchen weiter zu suchen, heute nachmittag fahre ich erstmal in die Ski-Ferien! :o)

Zitat:

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Der Sensor soll in der geplanten Konfiguration störungsfreie Daten liefern. Wie kann er das? Kann er das überhaupt?

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Ich gehe davon aus, dass der Sensor das in einem gewissen Rahmen kann, ein gewisses, unterschwelliges Rauschen wird sich wohl aber nicht 100%ig vermeiden lassen.

Zitat:

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Wenn man den Sensor herauslöst, aus der Systemumgebung und unter optimalen Umständen messen läßt schafft er es dann? Welche Möglichkeiten gibt es den Zustand zum Vergleich herzustellen? (auch teilweise).

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Ich werde den Sensor am Mo. mal an mein Oszi anschließen und dann ein wenig mit Kabellängen und Kondensatoren spielen, um zu schauen, welche Wirkung sie haben ...

Bis So. oder Mo. und ein schönes Wochenende!
Viele Grüße aus dem leicht verschneiten Wolfenbüttel
Florian

Stimmt, sehr viel kürzer wäre:
Es ist die Frage zu klären ob die Störung von Sensor ausgeht oder ob sie von außen auf ihn wirkt.
Hierzu ist er alleine zu testen.
Na, denn erst mal viel Spaß bei Skifahren.
Manfred

Zitat:

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Wie lang sollte man Deiner Meinung nach die Kabel (unverschirmt) für den GP2D12 maximal machen?

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Der Sensor gibt dort wo er ist, am Ende der Leitung sein Signal als Spannung gegen Masse ab. Der Spannungsabfall auf der Masseleitung geht damit ins Messergebnis ein.
Die Versorgungsspannung am Ende des Kabels soll stabil sein dort kann man bei einer längeren Leitung noch einen Kondensator spendieren.

Hallo

Zum Thema Eigenstörungen des Sensors hab ich hier mal etwas experimentiert: http://people.ee.ethz.ch/~althaufe/robots/8bit (die Sache hab ich schon mal in einem früheren Thread gebracht, aber passt auch hier).

Ist auf der obigen Seite nicht drauf, aber so ab <50cm sollte der Sensor, bei gutem Ziel, eigentlich nur ein einziges (8Bit-aufgelöstes) Vout-Signal liefern. Wenn da noch Rauschen drauf ist, würde ich das in der externen Schaltung suchen: z.B. ADC-Referenz, Störquellen auf 5V (ein MAX232 killt z.B. alle guten Messwerte), schlechte 5V-Regelung, u.ä.

Gruess
Fritzli

Zitat:

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Na, denn erst mal viel Spaß bei Skifahren.

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Danke schön, es war wirklich schön ... und ziemlich kalt ... ;o)

Zitat:

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Wenn da noch Rauschen drauf ist, würde ich das in der externen Schaltung suchen: z.B. ADC-Referenz, Störquellen auf 5V (ein MAX232 killt z.B. alle guten Messwerte), schlechte 5V-Regelung, u.ä.

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Oje, daran wird es liegen ...
Ich habe die Vref und Vcc nicht direkt am Pin entstört, das muss ich bei der neuen Platine ändern ... :o)
Außerdem habe ich einen MAX232 auf der Platine, er wird sicherlich auch einiges dazu beifügen ... :o(
Fritzli, was würdest du mir als Gegenmaßnahme für den MAX232 empfehlen?

"Außerdem habe ich einen MAX232 auf der Platine, er wird sicherlich auch einiges dazu beifügen ... :o(
Fritzli, was würdest du mir als Gegenmaßnahme für den MAX232 empfehlen?"

das würd mich auch interessieren, ich hab nämlich das selbe problem. wie "weit" stört der max denn in die stromversorgung zurück? reicht es, wenn ich ihm nen eigenen spannungsregler spendier oder muss ich ihn mit einer komplett neuen spannungsquelle ausstatten?
vielleicht hatte jemand schonmal so en ähnliches problem und kennt sich da aus.

Zitat:

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Fritzli, was würdest du mir als Gegenmaßnahme für den MAX232 empfehlen?

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Für korrekte RS232-Levels - keine Ahnung. Ich hab meinem Sensor-Testboard ein Optokoppler-Interface gespendet, das geht bei ca 2-3m Kabel und 115kBaud problemlos, ist aber nicht spezifiziert..
Für reine Tranistor-Konverter (auch die nicht nach Spezifikation): http://www.piclist.com/techref/io/serial/ttl-rs232.htm

Ev. ist bei meiner Schaltung auch nicht unbedingt (nur) der MAX232 das Problem, sondern das Layout/die Abblockkondensatoren zu schlecht (Prototyp). Für grössere analoge Präzision würde ich den Konverter bzw. die Vref (ev. nut LC-TP) aber entkoppeln.

Gruess
Fritzli

Hallo,

hab auch ein Problem mit dem GP2D12, leider haben die Lösungen die gepostet wurden nichts gebracht.
Die Spannungsversorgung ist stabil, hab es mal an den ADC gehängt und es variiert um nur 1 digit.
Der Sensor soll an den 10Bit ADC von nem Atmega 128, aber die Werte schwanken um bis zu 50!!!!!!!!
Hat jemand ne Idee?

diese billigen sensoren sind eigentlich für pissrinnen und andere sachen gemacht worden, da kommt es nicht auf den cm drauf an.

Zitat:

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Zitat von pebisoft

... da kommt es nicht auf den cm drauf an.

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Ich glaube meine Mama war da aber viel strenger als Deine ... nach solchen Ungenauigkeiten mußte ich immer das ganze Klo putzen :-(

Hallo,
ich greife mal diesen Thread auf, da ich unerklärliche Phänomene beobachtet habe. Vielleicht kennt jemand das Problem und kann mir schnell die Lösung nennen.
Also im Datenblatt ist ja zu erkennen, dass der GP2D12 bei 80cm Abstand eine Spannung von ca. 0,4V ausgeben soll. Bei mir ist es jedoch um eine Zehnerpotenz anders. Bei 80cm Abstand gibt er 0,04V aus und an dem Wert ändert sich nichts, auch nicht im Mikrovoltbereich (bis auf Störungen, aber ohne Tendenz), bis ich auf eine Entfernung von vielleicht 40cm komme und dann fängt er an, die Kurve halbwegs richtig abzufahren. Bei ungefähr 5cm erreicht er einen Peak von ca. 3,2V, ist also ein wenig höher als im Datenblatt und bischen weiter nach links verschoben.
Es ist auf jeden Fall sehr ärgerlich, dass bis auf einen Abstand von ca. 40cm keine Spannungsänderung stattfindet. Das begrenzt die Reichweite extrem und ich würde schon gerne die 80cm nutzen. Hat einer von euch mal die Kurve aufgenommen? Sind die Werte bei euch wie im Datenblatt?

Also ich muß gestehen, dass ich die Testschaltung mal eben so hingeflickt habe und es bestimmt einige Störungen geben kann, aber dennoch müßten halbwegs brauchbare Werte herauskommen.
Den Stecker habe ich abgelötet und ein ca. 3m langes Kabel 0,5mm^2 angelötet. Das Kabel ist nicht geschirmt. Ich habe bisher keinen Entstörkondensator in die Schaltung geklemmt, da mir die Schwankungen erstmal nicht die Sorgen bereiten.
Die 5V Spannungsversorgung erziele ich mit dem IC A7805, wie ich ihn auch für meinen Mikrocontroller benutze. Auf einer Platine mit den entsprechenden Kondensatoren ist dieser an eine Autobatterie angeschlossen.
An den Pins des Sensors werden genau 5,00V gemessen.

Kann sich jemand vorstellen, warum der Sensor bei unendllicher Entfernung nur 0,04V anstatt 0,4V ausgibt und warum eine Änderung erst bei ca. 40cm eintritt???

Würde mich über Ratschläge freuen.
Danke

Zitat:

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Hat einer von euch mal die Kurve aufgenommen? Sind die Werte bei euch wie im Datenblatt?

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Grundsätzlich funktioniert der Sensortyp, hier ist ein Beispiel für aufgenommene Werte.

https://www.roboternetz.de/phpBB2/ze...?p=34344#34344

Hallo Manf,
du kannst dir also leider auch nicht diese extremen Unterschiede erklären, oder? Die Werte unterscheiden sich ja nun wirklich extrem von den Datenblattwerten.
Würde gerne wissen, woran es liegen könnte.
danke

Was kann man bei drei Anschlüssen grundsätzlich machen?
Die Versorgungsspannung mit Kondensator glätten. Er bracht ja kurze kräftige Impulse.
Sind die Linsen verschmutzt? Wurd der Sensor schon einmal demontiert? Bei einer falschen Justierung können sich solche Probleme ergeben.
Manfred

Zitat:

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Bei 80cm Abstand gibt er 0,04V aus und an dem Wert ändert sich nichts, auch nicht im Mikrovoltbereich (bis auf Störungen, aber ohne Tendenz), bis ich auf eine Entfernung von vielleicht 40cm komme und dann fängt er an, die Kurve halbwegs richtig abzufahren. Bei ungefähr 5cm erreicht er einen Peak von ca. 3,2V, ist also ein wenig höher als im Datenblatt und bischen weiter nach links verschoben.

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Klingt nach GP2D120 - gleicher Sensortyp wie GP2D12, aber Meßbereich 4cm..30cm.

Gruß H.A.R.R.Y.

Dann sollte man als erstes mal die Typenbezeichnung ansehen, damit ließe sich einiges klären.
Manfred

Ich will diesen Tread noch einmal aufgreifen, da ich gestern in meinem Lehrbetrieb mit dem Ozilloskop meine GP2D12 Sensoren ausgemessen habe.

Dabei kam heraus, das bei einer Versorgungsspannung von 5V diese bei jedem impuls des Sensors um 2V eingerissen wird. (habe vergesen die Bilder auszudrucken ](*,) ). Das heisst Zwei Sensoren miteinander funktionierten gar nicht mehr richtig sondern die Werte Schwanken immer +/- 0.4mV. Erst nachdem ich die Versorgung mit einem 3mF Elko geglättet habe, funktionierte alles ohne Probleme...

Das ist sicher wichtig, bei dem relaiv geringen mittleren Stromverbrauch kann man leicht übersehen, die Spannung zu stabilisieren. Das ist schon für den ersten Sensor vorteilhaft.
Manfred

Ja sicher, ich habe noch nicht begonnen mich in die uController einzuarbeiten aber ich nehme an, auch die Vertragen keine solche Betriebsspannung..

Die Sharp Sensoren arbeiten mit gepulstem Infrarot-Licht. Immer wenn ein Lichtpuls ausgesendet wird, zieht der Sensor kurzzeitig einen hohen Strom, der zum Einbrechen der Versorgungsspannung führt, wenn diese nicht ausreichend stabilisiert ist. Bei mehreren Sensoren an einer Versorgung können diese sich dann auch gegenseitig stören.

Entschuldige, aber habe ich nicht das so ungefähr geschrieben?

PS: Um die doch ziemlich grossen Spannungseinbrüche auszugleichen werde ich mir einen Hochkapazitiven (10mF) Elko bei Conrad bestellen.

@Borki: im Prinzip schon, allerdings war aus Deiner Darstellung nicht ersichtlich, warum die Spannung so stark einbricht. Das versteht man dann besser, wenn man weiss, daß die IR-LED mit Strömen bis zu 1 A gepulst werden, und zwar mit Pulslängen von etwa 6µs, die etwa alle 100µs wiederholt werden, wenn ich mich richtig erinnere.