Erkennung von Objekten im Nahfeld

[oberallgeier]

Mein Drucker ist auch grade fertig-die haben erstaunlich viel Widerstand. Da hatte ich weniger erwartet (gibts die auch mit weniger?) ..

Es gibt ja (fast) alles was denkbar ist.
(Nicht lesen: momentan sitze ich über meinem 3pi und will den, als neues Teilprojektchen, als Experimentierträger für ne Orientierungseinrichtung "fahr um mehrere Hindernisse" vorbereiten. Der Liniensensor ist dabei KEIN Thema).

Der 3pi hat nen schicken Liniensensor, der ziemlich gut auch als Abstandssensor für kurze Entfernungen benutzt werden kann.

......
......
Als Reflexionssensors dient der Fototransistor in U4, der mit dem Kondensator C21 in Reihe geschaltet ist. Der Mikrocontroller kann einen Pin als Ausgang oder Eingang im laufenden Betrieb neu konfigurieren. Und dann wird "gemessen". Die LED leuchtet Dauerlicht. Der Pin PC0 ist als Ausgang konfiguriert und lädt den Kondensator C21 auf. Der Pin wird dann zum Eingang umkonfiguriert und die Spannung fällt ab, da ein Strom durch den Fototransistor fließt. Die Geschwindigkeit des Stromflusses durch den Transistor hängt vom Lichtpegel ab sowie vom Widerstand R12. Über einer hellen Oberfläche kehrt der Wert viel schneller auf Null zurück als auf einer dunklen Oberfläche. Aber auch mit steigendem Abstand von einer Oberfläche ändert sich der Entladestrom - in einem (nicht linearen) Verhältnis zum Abstand. Bei gleichbleibender Oberfläche (z.B. Platte 3D-Drucker) kann dabei ein recht genauer Zeitabschnitt für einen bestimmten kleinen Abstand gemessen werden, Bereich beim 3pi ca. 0..10 mm. Durch R12 ist dieser Zeitablauf auch einstellbar.
Beim 3pi werden die Spannungen VCC (5,0V) und VBOOST (9,25V) sauber konstant gehalten, daher ist die Messeinrichtung für reproduzierbare Ergebnisse gut geeignet; natürlich kann VBOOST gleich VCC genommen werden. Die Schaltung ist natürlich übertragbar. Ich vermute, dass für die hier diskutierten Einsätze Abstände von 1 mm bis deutlich drunter messbar sind.

Vorteile: Berührungslos - keine Auslösekraft
............Sehr einfacher Aufbau
............Dimensionierung über Widerstand für breiten Einsatzbereich und AD-Wandlung über 10 Bit hinaus.
Nachteil: Verlangt saubere Versorgungsspannung(en).
............ Die Messung ist bei verschiedenen Oberflächen recht unterschiedlich (Albedo im IR-Bereich).

Nachtrag: so ein bißchen ähnlich funktioniert meine Reflexlichtschranke ähnlich "Typ waste" bei WALL-R, MiniD0 etc - nur ist die für größere Abstände, etwa im Dezimeterbereich.