Seite 1 von 1

Distanzsensor Patch

Verfasst: 16 Mär 2006, 21:31
von marvin
Einführung:

Dieser Patch behebt Probleme mit der Spannungsversorgung der Abstandssensoren.

Ursache:

Die GP2D12-Sensoren schicken gepulstes IR-Licht aus. Diese Pulse führen zu Einbrüchen in der Versorgungsspannung. Da der BS250 FET einen relativ hohen Innenwiderstand hat (ca.14Ohm) fällt bei hoher Stromentnahme auch eine entsprechend hohe Spannung über dem FET ab.
Das Ergebnis sind große Schwankungen in der Distanzmessung.

Lösung 1 (Empfehlung der C't Redaktion):
Auf die rechte und linke Sensorplatine lötet man jeweils einen Kondensator mit 100 nF. Er kommt jeweils zwischen Pin 2 und Pin 3 von J103 und J104.
Pro:
* Eliminiert Spikes im Ausgangssignal
* gegenüber Lösung 3 können die Sensoren weiterhin per Software an/abgeschaltet werden.
Contra:
* bringt keine Besserung bei der Versorgungsspannung.

Bilder vom Umbau befinden sich hier

Lösung 2:

Zusätzlich zu Lösung 1 lötet man auf die rechte und linke Sensorplatine jeweils einen Kondensator mit 100uF jeweils zwischen Pin 3 (VCC ) und Pin 2(GND) von J103 und J104. Polung beachten! Am besten verwendet man dafür kleine Subminiatur-Elkos (z.B. SM 100/16RAD Subminiatur-Elko, radial, 100µF/16Volt von Reichelt). Sonst ragen die Elkos in das Transportfach.

Pro:
* Stabilisiert die Versorgungsspannung besser als Lösung 1
* Eliminiert Spkies im Ausgangssignal
* gegenüber Lösung 3 können die Sensoren weiterhin per Software an/abgeschaltet werden.
Contra:
* nichts bekannt

Bilder vom Umbau befinden sich hier
und hier
Schaltplan vom Umbau findet sich hier

Lösung 3 (Danke an PumpkinEater):

Der FET TR1 wird überbrückt. Eine Stück Draht wird zwischen Pin 1 und 3 von TR1 gelötet. Zudem noch ein 1000µF Kondensator über die Versorgungsspannung.

Pro:
* Stabilisiert die Versorgungsspannung besser als Lösung 1

Contra:
* Die Sensoren lassen sich nicht mehr per Software an/ausschalten

Lösung 4 (Danke an Heise-Forum User: pschaefer):
Bei dem Strombedarf ist ein BS250 in der Tat nicht die beste Wahl.
Rds.on ist mit max. 14 Ohm spezifiziert, da fallen bei 100mA 1,4V ab!
Du könntest stattdessen einen pnp nehmen. Wenn man den kräftig in
Sättigung fährt, dann hat er einen konstanten Spannungsabfall
(Vce.sat) von ca 0,3V.
Für die Softwerker unter uns: BC557, Portpin mit 2,2kOhm in Reihe an
die Basis, Emitter an Vcc, Kollektor liefert Sensorplus. Low schaltet
ein.
Evtl. muß auch hier noch ein großer Kondensator zwischen VCC und GND geschaltet werden.

Pro:
* Stabilisiert die Versorgungsspannung besser als Lösung 1
* gegenüber Lösung 3 können die Sensoren weiterhin per Software an/abgeschaltet werden.
Contra:
* Auslöten des FET notwendig

Lösung 5 (Danke an Hr. Thiele von Segor electronics):

Ähnlich wie Lösung 2:
* 100nF Kondensator zwischen VCC und GND direkt am Sensor gegen kleinere Spikes imAusgangssignal.
* 10µF Tantalelko zwischen VCC und GND direkt am Sensor gegen größere Spikes im Ausgangssignal.
* 100µF Elko zwischen VCC und GND auf den Sensorplatinen gegen Spannungseinbrüche über dem BS250.
* zusätzlich seitliche Abstrahlungen verringern durch Klebeband seitlich am Sensor.

Pro:
* Stabilisiert die Versorgungsspannung besser als Lösung 1.
* Eliminiert Spikes im Ausgangssignal
* gegenüber Lösung 3 können die Sensoren weiterhin per Software an/abgeschaltet werden.
Contra:
* nichts bekannt

Bilder vom Umbau befinden sich hier

Weitere Maßnahmen:

* Die Sensorplatinen mit Plastikfolie gegenüber dem Sharp-Sensorgehäuse isolieren. Das Gehäuse ist nämlich nicht 100% isolierend und führt bei Kontakt mit den Lötstellen der Sensorplatinen zu Fehlern.
* Durch die parallele Ausrichtung der beiden Sensoren kommt es zu Übersprechen. Die Signale der beiden Sensoren werden verfälscht. Hier schafft ein Stück Klebestreifen seitlich auf die Sensoren geklebt, Abhilfe.

Offene Problempunkte:

Trotz der oben durchgeführten Änderungen bleiben einige Probleme mit den Distanzsensoren nocht ungeklärt:

* Unterschiedliche Messergebnisse zwischen rechtem und linkem Sensoren.
* Gegenseitige Beeinflussung der Sensoren.
* vom Untergrund abhängige Messwerte.
* Mit zunehmender Entfernung schlechtere Messergebnisse. Bis 50cm sollten eigentlich konstante Messwerte möglich sein.
* Beeinflussung durch Fremdlicht (Halogenlampen)

Die vorgestellten Lösungen sind deshalb noch keine Allheilmittel, sondern erst ein kleiner Anfang!

That's all folks!

Verfasst: 20 Mär 2006, 15:41
von QuisaZaderak
So,

habe mal die alte Version von Lösung 2 (die noch mit 22uF) mit Lösung 1 kombiniert und die Schwankungen gehen merklich zurück.

100nF für die Spikes und 22uF für die groben Schwankungen.

Mache mich als nächstes über nen passenden FET Ersatz, da ich Lösung 4 nicht bevorzuge...

Verfasst: 28 Mär 2006, 18:45
von 99_percent_idle
Hallo,

daran habe ich auch schon gedacht. Aber P-Channel-MOSFETs im TO92-Gehäuse sind seltener als weiße Raben. Der Umbau wird auf alle Fälle fummlig, auch weil TR1 von den Stiftleisten ziemlich eingezwickt wird. Von IR gibt es den IRLML 6401, der bei 4.5 V Gate-Source-Spannung auf schlappe 50 mOhm kommt. Ist aber im SOT23-Gehäuse und somit für Anfänger eher nicht geeignet... :oops:

Grüße
99_percent_idle

Verfasst: 28 Mär 2006, 20:22
von rlishere
Hallo,
aus einem anderen Thread:
http://www.ctbot.de/forum/erweiterung-n ... .html#2532
inky hat Folgendes geschrieben:
als ersatz für die bs250 hab ich noch einen schnuckeligen dual-p-kanal-fet (bei Farnell)gefunden: FDC6306P SOT-6 Case, 0.17 Ohm, sehr platzsparend!
mal schaun,
rl

ersatz

Verfasst: 30 Mär 2006, 16:57
von inky
hi,
der fdc6306 war für die neue platine gedacht...
der alte fet muss nicht unbedingt raus wenn auf der anderen seite der platine noch platz ist, einen 2ten paralellzuschalten(pinout beachten!!!!)
inky

Re: Distanzsensor Patch

Verfasst: 23 Mai 2011, 23:34
von erhart
Ist es möglich die Bilder noch einmal neu einzufügen?

Vielen Dank

Re: Distanzsensor Patch

Verfasst: 26 Mai 2011, 11:02
von marvin
Hallo,

tja, alle Bilder und interne Foren Links sind wohl nach der Umstellung der Foren Software für immer verloren. Schade drum.

Zum Glück habe ich zumindest meine Bilder gerettet. Dort müßten sich auch die Bilder vom Distanz Sensor Patch befinden. Hier befindet sich mein ct-Bot Album.

Viele Grüße
marvin

Re: Distanzsensor Patch

Verfasst: 26 Mai 2011, 12:39
von erhart
Vielen vielen Dank Marvin.