Sharp IR Sensor Ausgabe verbessern

Die Sensoren der Sharp GP2Dxxx IR Familie werden sehr oft als Distanz Sensoren in der Robotik eingesetzt. sie sind preiswert und weltweit verfügbar. Normalerweise werden diese Sensoren für automatische Wasserhähne, Händetrockner und Urinale eingesetzt, weniger für Robotik.

Es gibt folgende Sensoren mit analogem Ausgang:

  • Der Sharp GP2Y0A02YK hat einen Bereich von 20..150cm
  • Der Sharp GP2D12 (ersetzt durch GP2YA21YK) hat einen Bereich von 10..80cm
  • Der Sharp GP2D120 hat einen Bereich von 4..30cm

Wenn man diese Sensoren, bzw. Sensoren mit analogem Ausgang allgemein, in einer Umgebung wie der Robotik einsetzt, muß man mit gestörten Ausgangs Signalen rechnen. Bei den Sharp Sensoren ist es sogar so, das selbst unter optimalen Labor Bedingungen das Asugangssignal gestört ist. Betrachtet man sich da Signal mit einem Ozillokop, sieht man ein verrauschtes Signal mit einer Menge an üblen Spikes.

Lösung

Die Lösung für dieses Problem ist recht simpel. Man muß nur die Versorgungsspannung stabilisieren, dann ist auch das Ausgangssignal in Ordnung. Gegen die Spikes hilft ein 100nF Kondensator zwischen VCC und GND. Ein zweiter Kondensator mit 10..100µF hilft gegen die Sprünge des Ausgangssignal. Allerdings müssen beide Kondensatoren so nah wie möglich am Sensor sitzen, damit der Effekt spürbar wird.
Das folgende Bild zeigt die Modifikation mit Hilfe zweier SMD Kondensatoren.

Der Schaltplan für die Modifikation:

Video

Das folgende Video zeigt das Ausgangssignal eines Sharp GP2D120 Sensor auf dem Oscilloskop. Zunächst das Signal des unmodifizierten Sensors, danach derselbe Sensor mit Modifikation.

Mehr Tips

  • Das Gehäuse der Sharp Sensoren ist elektrisch leitend. Wenn man den Sensor an ein Metall Chassis schraubt, sollte man das Gehäuse isoliert am Chassis befestigen, sonst liefert der Sensor überhaupt kein Signal.
  • Das Ausgangs Signal des Sensors ist nicht linear. Besonders bei Objekten, die sich näher am Sensor befinden als der minimale Abstand ist das Sensor Signal nahezu unbrauchbar.

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