Sensor - Leerlaufspannung

[Tibha]

Hallöchen RN-Community :D

Ist nun schon etwas länger her das ich hier war, habe aber nun eine wichtige Frage / kniffliges Problem.

Habe nun ein funktionsfähiges Fahrgestell, zwei Schrittmotoren mit 2:1 Zahnradumsetzung treiben den Roboter an. Diese werden über die Polulu-Treiber mit integriertem Spannungsregler gesteuert. Ein Arduino gibt die Impulse aus und liest gleichzeitig 3 Sensoren aus.

Und genau an dieser Stelle komme ich zu meinem Problem. In Verwendung sind zwei GP2-0430 mit 4-30cm reichweite für die Seiten und ein GP2-1080 mit 10-80cm. Leider wusste ich zum Zeitpunkt des Kaufes noch nicht, dass genannte Sensoren eine Leerlaufspannung von 1,1 - 1,6V (Meistens schwankt es bei 1,6V im 20mV Bereich) ausgeben. Selbe Spannung wird ebenfalls bei 40-50cm ausgegeben. Was für mich wiederum heißt:
Die tatsächliche Gegenstandserkennung des 80cm Sensors, funktioniert nur bei 10-39cm +- 5cm (Je nachdem wie stark die Spannung schwankt). Um auf Nummer sicher zu gehen, rechne ich mit 30cm. 30cm sind jedoch viel zu wenig, da der Roboter 1. Anhalten muss und 2. Dann auch noch eine Kurve fahren muss, bei der er nicht perfekt um die eigene Z-Achse fährt.
Jetzt muss ich entweder die Sensoren gegen andere tauschen (Was ich ungern tun würde - Kostet ja immerhin auch wieder Geld, was ja letzendlich nicht auf Bäumen wächst :D) oder aber hier hat jemand eine super-prickelnde Idee, wie man die Leerlaufspannung auf verlässlich stabilisierte 0V runterregeln kann.

Bedanke mich im Vorraus für Antworten ;)

[021aet04]

Ich habe die gleichen Sensoren, habe sie aber nur getestet. Da ist mir aber so ein Fehler nicht aufgefallen. Die Spannung ist sehr konstant.

Könnte es sein das du die Versorgung besser buffern musst und eventuell entstören (was hast du an Kondensatoren montiert)?

Notfalls kannst du einen Mittelwert von z.B. 5 Messungen machen und diesen Mittelwert weiter verarbeiten. Ansonsten gibt es hier im Forum einen Thread mit einem ähnlichen Problem, müsstest aber suchen.

MfG Hannes

[Tibha]

Die 5V-Versorgung kommt von einem 7805, der ganz regulär an Ein- und Ausgang 2 Keramikkondensatoren sitzen hat. Zusätzlich hab ich noch einmal die 5V mit einem 470μF versehen.
Werde mal nach dem Thread schauen, vielleicht sogar mal einen Sensor demontieren und seperat ausprobieren.

Vielen Dank für deine schnelle Antwort :)

- - - Aktualisiert - - -

Also: Sensoren habe ich nun alle drei einzeln geprüft - Erstaunlicherweise laufen alle drei perfekt von 0-2.9V (+- Ein wenig - kann man aber verschmerzen). Ich bin nun erhlich gesagt ziemlich verwundert :confused:. Zumal die 5V Spannung konstant ist.
Kann es sein, dass die Sharpsensoren es nicht mögen parallel Versorgt zu werden? Dürfte doch eigentlich nichts ausmachen, 5V stehen an allen an und Stromregelung ist auch nicht vorhanden (Was auch ganz andere Auswirkungen hätte).

[BMS]

Also: Sensoren habe ich nun alle drei einzeln geprüft - Erstaunlicherweise laufen alle drei perfekt von 0-2.9V (+- Ein wenig - kann man aber verschmerzen). Ich bin nun erhlich gesagt ziemlich verwundert :confused:. Zumal die 5V Spannung konstant ist.
Kann es sein, dass die Sharpsensoren es nicht mögen parallel Versorgt zu werden? Dürfte doch eigentlich nichts ausmachen, 5V stehen an allen an und Stromregelung ist auch nicht vorhanden (Was auch ganz andere Auswirkungen hätte).
Hallo,
verstehe ich das richtig: einzeln funktionieren die Sensoren wie gewünscht, nur wenn du alle drei parallel betreibst gibt es diese Offsetspannung ("Leerlaufspg.") am Ausgang?
die Sharp-Sensoren ziehen kurzzeitig hohe Spitzenströme, um ihre Infrarot-LED zu treiben. Die Spannung muss wirklich gut gepuffert sein. Gerne nicht nur C (470µF und größer) allein, sondern auch noch ein R (1-3 Ohm) längs in die Leitung. Dann gibt es auch weniger Rückwirkungen auf die 5V-Leitung.

Den Offset am Ausgang kann man sonst mit einem Differenzverstärker/Subtrahierer (OpAmp + 4 Widerstände) bzw. einem Instrumentationsverstärker (Subtrahierer mit hochohmiger Eingangsstufe) abziehen.
Grüße,
Bernhard

[PICture]

Hallo!

@ Tibha


... sondern auch noch ein R (1-3 Ohm) längs in die Leitung. Dann gibt es auch weniger Rückwirkungen auf die 5V-Leitung.

... oder Schottky Dioden, die die drei Sensoren vollständig abkuppeln könnten. ;)

D1

+ >----+->S---+-----> Sensor 1
Spannungs- | |+
quelle | === C1
- >-+ | /-\
| | |
=== | ===
GND | D2 GND
|
+->S---+-----> Sensor 2
| |+
| === C2
| /-\
| |
| ===
| D3 GND
|
+->S---+-----> Sensor 3
|+
=== C3
/-\
|
===
GND

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

[Manf]

Grundsätzlich können sich die Sensoren ja auch optisch stören, den Fall sollte man zumindest betrachten um ihn auszuschließen.
https://www.roboternetz.de/community/threads/10919-GP2D12-hat-manchmal-aussetzer-Ist-das-normal?p=100715&viewfull=1#post100715

Dann kommt natürlich auch eine Belastung des Ausgangs durch die nachfolgende Schaltung in Frage.

[Tibha]

Um vielleicht ein klein wenig mehr Licht ins Dunkel zu bringen (:p):

Die drei Sensoren die am Fahrgestell montiert sind, stehen in 90°-Winkeln zu einander, heißt in soviel, dass sie sich gegenseitig nicht beeinflussen können. Damit fällt diese Möglichkeit schon einmal weg. Habe natürlich auch schon ausprobiert ob in der Werkstatt ein größerer Infrarotanteil ist - Ebenso wie bei der Beinflussung: Keine Störmöglichkeit.

Bin jetzt gerade dabei die Akkus des Gefährts wieder aufzuladen. Komme daher heute nicht mehr zum probieren. (Projekt auf der Arbeit :p)

Um aber mal ein paar mehr Details zur Schaltung zu sagen:

Die Grundversorgung wird durch 2 in Reihe stehende Blei-Vlies sichergestellt (ca. ~ 23-27V). Von dort aus (Natürlich abgesichert :D) gehts an einen L7812 (470uF) welcher einen Arduino speist und weiter auf den schon genannten L7805 geht (Habe noch einmal nachgesehen, dieser hat sogar einen 1000uF an seinem Ausgang). Der 7805 speist seinerseits noch einmal einen Atmega32 und einen in einer Matrix verschalteten Bargraphen (Ladestatus des Akkus). Zusätzlich geht es von dort aus weiter an die 3 Sensoren - Meine Sorgenkinder :D.

Werde morgen einmal BMS' Idee umsetzten und noch einmal Widerstände davorschalten, bzw. sollte das nicht funktionieren, dann PICtures Vorschlag mit den Schottky.

Finde das ganze ehrlich gesagt ein wenig Mysteriös. Die am 7805 gemessene Spannung beträgt 4,98V, hingegen die an der Sensorleitung 4,45V. Der Gesamtwiderstand von Leiterbahn + Leitung bis hin zu den Sensoren beträgt satte 0.01 Ohm. Kalte Lötstellen können ausgeschlossen werden. Fällt also nichts an der Leitung ab - Und selbst wenn: wie kann man sich dann die gemessenen 1.6V am Sensor-Ausgang erklären? (Heißt ja das die Sensoren doch noch im Betrieb sind, auch bei unterschreitung der angegebenen 4.5V - 5.5V)

Fragen über Fragen :D

Vielen Dank für die bisherigen Antworten :)))

[Tibha]

Problem gelöst! :D

Problemlösung:

Die Sensoren beeinflussen weder Spannungsquelle, noch sich gegenseitig durch die gennanten Stromspitzen. Der Fehler war ziemlich knifflig - habe nun, nachdem nichts funktioniert hat, noch einmal alle Lötstellen kontrolliert - und nichts gefunden.
Durch Zufall habe ich erneut den Widerstand vom 7805 bis zu den Sensoren gemessen und festgestellt das ich einen Widerstand von 9Ohm hatte. Bei der ersten Messung ist mir das nicht aufgefallen, da es sich um einen Wackler handelt.
Die vorgeschaltete Sicherung für meinen 5V-Bereich war an einer ihrer Kontaktkappen locker, je nachdem wie ich die Platine nun bewegt habe oder sie unter Erschütterung stand, hat die Kappe entweder Kontakt oder nicht gehabt.

Nun sind die vollen 5V des Reglers zur Verfügung und die Sensoren laufen sauber von ~0mV - 3V.

[021aet04]

Schon wenn es jetzt funktioniert.

MfG Hannes