Entfernungssensor anschließen

[Dominik1616]

Hey ich habe ein paar Fragen.

Ich will für meinen Roboter mehrere Distanzsensoren (Sharp GP2Y0A21YK0F) einbauen.

Nun aber ein paar grundlegende Fragen (in manchen bin ich mir eh sicher, aber ne Bestätigung ist oft nicht schlecht).

Also: hab einen 8051: NXP P98LPC836 uC und der kann maximal 20mA (im Low fall) liefern. Der Sensor braucht aber 30mA. Ich vermute mal der läuft damit nicht, also muss ich ihn über extra Versorgung anschließen und kann ihn nicht direkt von Controller aus betreiben?

Nächste Frage:
Habe vor für den Distanzsensor keinen AD Wandler zu verbraten und hab mir gedacht, ich löse das Problem über Hardware. Indem ich einfach einen Komperator nehme und ein Poti, mit dem ich dann eig die Referenzspannung einstelle, also wann der OPV springt (und somit meine fixe Distanz einstelle).

Würde das so funktionieren?:
Bild hier  
oder soll ich da was anders machen?

nach der Simulation nach, triggert der Komperator wenn >0,7V auf mein V6 (also vom Sensor) liegen.
-> aus dem PDF würden das ca 45cm sein?
ist meine Berechnung richtig?
mit dem Poti kann ich halt die Schwelle wann er springt beliebig verschieben.
und den Ausgang vom OPV (TTL Pegel) kommt dann in den uC.

____

Bin für jede Hilfe dankbar

MfG Dominik

[BMS]

Hallo,

den Sensor kannst du nicht über einen Controllerpin versorgen.
Den Grund hast du selber ja schon geschrieben. Die Stromaufnahme bei den Sensoren kann täuschen,
ich möchte hier noch auf RN-Wissen Sensorarten verweisen, 3. Kasten (mit Schaltplan rechts).

Die Schaltung sieht schon mal gut aus, würde so in Hardware auch ziemlich sicher funktionieren.

Wo genau soll das Poti sein? Wird es durch R5 und R6 dargestellt?
Bei den angegebenen Widerstandswerten und 5V Versorgung läge an der Stelle 1V an.
Bei dieser Schaltung würde der OpAmp dann umschalten.
Woher also die 0,7V in der Simulation?

Wozu sollen die zwei Dioden gut sein? Sind meiner Meinung nach überflüssig.
Die begrenzen hier die Differenzspannung am Eingang des OpAmps, klar.
Den R9 kann man notfalls auch weglassen.
Übrigens: Der LM324 kann bei +5V Versorgung am Ausgang nur bis ca. 3,5V aussteuern.
Reicht das, um vom Mikrocontroller als High erkannt zu werden?

Du könntest auch noch eine Hysterese hinzufügen (hochohmiger Widerstand vom Ausgang zum nichtinvertierenden Eingang),
dann "flattert" das Ausgangssignal nicht wenn sich das Sensorsignal im
Bereich der Referenzspannung aufhält.

Grüße,
Bernhard

[Dominik1616]

Danke erstmal für die Antwort.

Ja bezüglich der Stromaufnahme hab ich gesehen dass der überhaupt stark ansteigen kann (>40mA), was dann sowieso klar auf der Hand liegt, da die IR Led dann ne ziemlich starke Intensität hat (davon geh ich mal aus).
-> danke dafür mal


Zur Schaltung:
Ja das Poti soll R5 und R6 darstellen (geht nur so in dem Programm, PSpice). ja vom Kopf aus 1V eig (Spannungsteiler) interessanterweise ergibt die PSpice simulation was anderes, ich hab das zurückgeführt auf den OPV (real). werd aber mit 1V weiterdenken
Die Dioden, stimmt ja!!, sind eig quatsch. also hier unnötig, hab ich weggelassen.
R9 nur da, um die SImulation zu machen (braucht PSpice).

Hmm sowas hab ich schonmal gehört dass der LM324 bei +5V max. 3,5V aussteuern kann. Also theoretisch reicht das ja aus, da das schon ein akzeptiertes "1" ist, aber kannst du mir ne abhilfe etwaig sagen (LM311?? ist gleich ein direkter Komperator).

Wenn ich jetzt die Hysterese hinzufüge ergibt das ja nen nicht invertierenden Schmitt Trigger. Hab das mal gemacht mit ner negativen Rückkopplung und nen hochohmigen Widerstand, weil du hast recht. kann mir gut vorstellen dass es im Referenzbereich immer umherspringt.

ich hab die Schaltung mal umgeändert:

Bild hier  

wie sieht es jetzt aus?
etwaig noch etwas hinzuzufügen?

[BMS]

Das sieht gut aus!

Zu den 3,5V: entweder du verwendest einen besseren OpAmp, der weiter nach oben aussteuern kann (rail-to-rail, z.B. LMC6484)
oder einen Komparator mit open-Collector-Ausgang (z.B. LM339, LM393) und schaltest noch einen Pullup dazu.

Alternativ: wenn du beim LM324 bleiben möchtest, dann noch so etwas dahinter:

Bild hier  
Bildquelle: http://www.kpsec.freeuk.com/images/trinvert.gif

Dann werden die Logikpegel zwar invertiert, das lässt sich aber in der Software des Controllers wieder beheben.

Kleinigkeiten: Das Poti kann beim Verstellen etwas kratzen, Kondensator vom Schleifer nach Masse schadet nicht.
Und die Versorgung wirst du ja sowieso mit 100nF abblocken, das dürfte für dich nichts Neues sein.

Na dann gutes Gelingen beim Aufbau

Grüße,
Bernhard

[Dominik1616]

ok danke. ich glaub ich werd noch ne normaler transistorschaltung ranmachen. ja das das signal dann invertiert ist mach tja softwaremäßig 0 unterschied.

ähhm aber ironischerweise hab ich
"Kondensator vom Schleifer nach Masse schadet nicht" nicht verstanden ;D
und wo genau soll ich den 100nF reinlöten (zwischen Vcc und GND)?

[BMS]

Also ich meinte damit 2 Kondensatoren, wobei jeder z.B. 100nF hat:

Der eine Kondensator zwischen Vcc und GND, der kommt ja immer rein, um die Versorgungsspannung abzublocken.

Der zweite Kondensator zwischen dem Schleifer des Potis und GND. Das wäre in deinem Schaltplan also parallel zum R6.

[Dominik1616]

ok danke.
ich verwende jetzt auch noch die transistorschaltung
wo könnte ich in der Schaltung eine LED einbauen, die mir anzeigt, wann beim uC "1" liegt.
normalerweise wäre es ja einfach nach dem Pull up eine LED dranzuhängen. nur die zieht ja auch 20mA was mein uC nicht packt...
iwie nachm OPV oder so?

Edit: Danke, Problem hat sich gelöst. hab einfach nen pnp Transistor rangehängt, so gibts jetzt auch keine stromprobleme.
oder ich nehm iwelche low current leds. sind ja nur da, damit ich erkenne, wann der OPV schaltet und das sieht man schon wenn die led auch schwach leuchtet

[Dominik1616]

So, habe, das soweit gemacht, nun steh ich vor dem nächsten problem (tut mir leid dass ich nervig bin )

aber habs jetzt im Eagle mal so versucht:

Bild hier  

Also, das mit dem 100nF Kondensator bin ich mir noch immer unsicher... weiß zwar dass ich da am besten nen Kerko nehm, aber ne aufklärung wäre echt toll.

hab jetzt nen anderen opv genommen, da mein lm324 bei Eagle irgendwas hat.
will das für 4 Sensoren haben. also das ganze 4mal??

oder geht das alles irgendwie viel viel einfacher?

PS: auf dem bild kann man schlecht die verbindungen erkennen, vom Ausgang und zwischen den Transistoren. Ihr kenner könnte euch das eh vorstellen

danke schon im voraus