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):
Pro: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.
* 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):
Evtl. muß auch hier noch ein großer Kondensator zwischen VCC und GND geschaltet werden.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.
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!
