Sharp GP2Y0A41SK0F - Versionsgeschichte

Ulrich Schneider: /* Arduino Bibliothek/Beispiele */

2023-11-09T09:34:13Z

Arduino Bibliothek/Beispiele

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	== Arduino Bibliothek/Beispiele ==		== Arduino Bibliothek/Beispiele ==
	*[[Arduino:_Bibliothek_einbinden\| Anleitung: Arduino Bibliothek einbinden]]		*[[Arduino:_Bibliothek_einbinden\| Anleitung: Arduino Bibliothek einbinden]]
	[https://svn.hshl.de/svn/Informatikpraktikum_1/trunk/Arduino/ArduinoLibOrdner/ SVN: Arduino Bibliothek/Beispiele]		*[https://svn.hshl.de/svn/Informatikpraktikum_1/trunk/Arduino/ArduinoLibOrdner/ SVN: Arduino Bibliothek/Beispiele]

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Ulrich Schneider: /* Arduino Bibliothek/Beispiele */

2023-11-09T09:34:05Z

Arduino Bibliothek/Beispiele

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	== Arduino Bibliothek/Beispiele ==		== Arduino Bibliothek/Beispiele ==
	*[[~~https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/~~Arduino:_Bibliothek_einbinden\| Anleitung: Arduino Bibliothek einbinden]]		*[[Arduino:_Bibliothek_einbinden\| Anleitung: Arduino Bibliothek einbinden]]
	[https://svn.hshl.de/svn/Informatikpraktikum_1/trunk/Arduino/ArduinoLibOrdner/ SVN: Arduino Bibliothek/Beispiele]		[https://svn.hshl.de/svn/Informatikpraktikum_1/trunk/Arduino/ArduinoLibOrdner/ SVN: Arduino Bibliothek/Beispiele]

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Ulrich Schneider: /* Arduino Bibliothek/Beispiele */

2023-11-09T09:33:57Z

Arduino Bibliothek/Beispiele

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	== Arduino Bibliothek/Beispiele ==		== Arduino Bibliothek/Beispiele ==
			*[[https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Arduino:_Bibliothek_einbinden\| Anleitung: Arduino Bibliothek einbinden]]
	[https://svn.hshl.de/svn/Informatikpraktikum_1/trunk/Arduino/ArduinoLibOrdner/ SVN: Arduino Bibliothek/Beispiele]		[https://svn.hshl.de/svn/Informatikpraktikum_1/trunk/Arduino/ArduinoLibOrdner/ SVN: Arduino Bibliothek/Beispiele]

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Ulrich Schneider: /* Datenblatt */

2023-11-09T09:32:48Z

Datenblatt

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	* [[Medium:GP2Y0A41SK0F-Datenblatt.pdf\| Datenblatt Sharp IR Abstandssensor GP2Y0A21YK0F]]		* [[Medium:GP2Y0A41SK0F-Datenblatt.pdf\| Datenblatt Sharp IR Abstandssensor GP2Y0A21YK0F]]

			== Arduino Bibliothek/Beispiele ==
			[https://svn.hshl.de/svn/Informatikpraktikum_1/trunk/Arduino/ArduinoLibOrdner/ SVN: Arduino Bibliothek/Beispiele]

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Ulrich Schneider am 11. April 2023 um 11:47 Uhr

2023-04-11T11:47:44Z

← Nächstältere Version		Version vom 11. April 2023, 13:47 Uhr
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	[[Kategorie:Arduino]]		[[Kategorie:Arduino]]
			[[Kategorie:Sensoren]]
	[[Datei:SHARP IR Abstandssensor GP2Y0A21YK0F.png\|thumb\|rigth\|200px\|Abb. 1: IR Abstandssensor GP2Y0A21YK0F]]		[[Datei:SHARP IR Abstandssensor GP2Y0A21YK0F.png\|thumb\|rigth\|200px\|Abb. 1: IR Abstandssensor GP2Y0A21YK0F]]
	'''Autoren:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider\| Prof. Dr.-Ing. Schneider]], [[Benutzer:Patricio-emiliano hernandez-murga\| Patricio Emiliano Hernandez Murga]]		'''Autoren:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider\| Prof. Dr.-Ing. Schneider]], [[Benutzer:Patricio-emiliano hernandez-murga\| Patricio Emiliano Hernandez Murga]]

Ulrich Schneider am 10. November 2022 um 13:01 Uhr

2022-11-10T13:01:04Z

← Nächstältere Version		Version vom 10. November 2022, 15:01 Uhr
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	[[Kategorie:Arduino]]		[[Kategorie:Arduino]]
	[[Datei:SHARP IR Abstandssensor GP2Y0A21YK0F.png\|thumb\|rigth\|200px\|Abb. 1: ~~HC-SR501 PIR Bewegungsmelder~~]]		[[Datei:SHARP IR Abstandssensor GP2Y0A21YK0F.png\|thumb\|rigth\|200px\|Abb. 1: IR Abstandssensor GP2Y0A21YK0F]]
	'''Autoren:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider\| Prof. Dr.-Ing. Schneider]], [[Benutzer:Patricio-emiliano hernandez-murga\| Patricio Emiliano Hernandez Murga]]		'''Autoren:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider\| Prof. Dr.-Ing. Schneider]], [[Benutzer:Patricio-emiliano hernandez-murga\| Patricio Emiliano Hernandez Murga]]

Ulrich Schneider: /* Messverfahren */

2022-10-28T07:57:42Z

Messverfahren

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	<gallery widths="300" heights="200" perrow="3">		<gallery widths="300" heights="200" perrow="3">

	Biaxiale Optik.png\|Abbildung 3: Prinzipielles Schema beim Triangulations-, Puls-, Phasen- und Frequenzmessverfahren mit biaxialer Optik [2]		Biaxiale Optik.png\|Abbildung 3: Prinzipielles Schema beim Triangulations-, Puls-, Phasen- und Frequenzmessverfahren mit biaxialer Optik [1]
	Typische Verlauf biaxialer Optik.png\| Abbildung 4: Typischer Verlauf einer biaxialer Optik [2]		Typische Verlauf biaxialer Optik.png\| Abbildung 4: Typischer Verlauf einer biaxialer Optik [1]
	</gallery>		</gallery>

	Die Berechnung der Entfernung erfolgt über das geometriesche Verfahren der Triangulation. Das Sender (eine Infrarot-LED) erzeugt Licht und dieses wird auf dem zu detektierenden Objekt reflektiert. Das reflektierte Licht geht durch das für die Detektion verantwortliche Lens mit einem bestimmten Winkel je nach Abstand d. Die Stelle x auf dem PSD-Element ist dann abhängig von dem Eingangswinkel des Lichtes. Durch das Messen der Stelle x ergibt sich dann der Abstand d.		Die Berechnung der Entfernung erfolgt über das geometriesche Verfahren der Triangulation. Das Sender (eine Infrarot-LED) erzeugt Licht und dieses wird auf dem zu detektierenden Objekt reflektiert. Das reflektierte Licht geht durch das für die Detektion verantwortliche Lens mit einem bestimmten Winkel je nach Abstand d. Die Stelle x auf dem PSD-Element ist dann abhängig von dem Eingangswinkel des Lichtes. Durch das Messen der Stelle x ergibt sich dann der Abstand d.

	[[Datei:Prinzip triangulation.png\|350px\|thumb\|links\|Abbildung 5: Prinzipielles Schema bei Triangulation [2]]]		[[Datei:Prinzip triangulation.png\|350px\|thumb\|links\|Abbildung 5: Prinzipielles Schema bei Triangulation [1]]]

	: <math>B</math> – Basisabstand zwischen der optischen Achse der Sende- und der Empfangsoptik.		: <math>B</math> – Basisabstand zwischen der optischen Achse der Sende- und der Empfangsoptik.

Ulrich Schneider am 28. Oktober 2022 um 07:46 Uhr

2022-10-28T07:46:38Z

← Nächstältere Version		Version vom 28. Oktober 2022, 09:46 Uhr
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	== Interne Signalverarbeitung ==		== Interne Signalverarbeitung ==
	[[Datei:Schaltung GP2Y0A21YK0F.png\|400px\|thumb\|right\|Abb. 6: Schaltung des GP2Y0A41SK0F]]		[[Datei:Schaltung GP2Y0A21YK0F.png\|400px\|thumb\|right\|Abb. 6: Schaltung des GP2Y0A41SK0F [3]]]
	Das Sensorsystem (vgl. Abb. 6) verarbeitet die Entfernung gemäß der Kennlinie in Abb. 8 zu einer analogen Spannung. Laut Datenblatt entstehen zyklische Verarbeitungsfehler, so dass es zu instabilen Ausgangsspannungen kommt, die gefiltert werden müssen. Abb. 7 zeigt einen Ausschnitt des Datenblatts, der diese Störungen erklären kann. Nach jeder Messung (<math>16,5\,ms\pm3,7\,ms</math>) folgt für max. <math>5\,ms</math> ein instabiler Ausgang. Bei einer Abtastung mit 1 ms würden 5 Fehlmessungen erfasst werden. Eine mögliche Lösung für die Behandlung dieses Fehlers wird in Abschnitt [[Sharp_GP2Y0A41SK0F#Median-Filter_für_die_Störungen\|Median-Filter]] vorgeschlagen.		Das Sensorsystem (vgl. Abb. 6) verarbeitet die Entfernung gemäß der Kennlinie in Abb. 8 zu einer analogen Spannung. Laut Datenblatt entstehen zyklische Verarbeitungsfehler, so dass es zu instabilen Ausgangsspannungen kommt, die gefiltert werden müssen. Abb. 7 zeigt einen Ausschnitt des Datenblatts, der diese Störungen erklären kann. Nach jeder Messung (<math>16,5\,ms\pm3,7\,ms</math>) folgt für max. <math>5\,ms</math> ein instabiler Ausgang. Bei einer Abtastung mit 1 ms würden 5 Fehlmessungen erfasst werden. Eine mögliche Lösung für die Behandlung dieses Fehlers wird in Abschnitt [[Sharp_GP2Y0A41SK0F#Median-Filter_für_die_Störungen\|Median-Filter]] vorgeschlagen.
	[[Datei:TimingChart Sharp GP2Y0A41SK0F.jpg\|400px\|thumb\|right\|Abb. 7: Das Datenblatt beschreibt einen systematischen Messfehler alle 20 ms]]		[[Datei:TimingChart Sharp GP2Y0A41SK0F.jpg\|400px\|thumb\|right\|Abb. 7: Das Datenblatt beschreibt einen systematischen Messfehler alle 20 ms [3]]]
	[[Datei:Kennlinie Sharp GP2Y0A41SK0F.jpg\|400px\|thumb\|right\|Abb. 8: Das Datenblatt beschreibt die nichtlineare U/d-Kennlinie]]		[[Datei:Kennlinie Sharp GP2Y0A41SK0F.jpg\|400px\|thumb\|right\|Abb. 8: Das Datenblatt beschreibt die nichtlineare U/d-Kennlinie [3]]]

	== Funktionsprinzip des positionsempfindlichen Detektors ==		== Funktionsprinzip des positionsempfindlichen Detektors ==
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	=== Ermittlung der Position ===		=== Ermittlung der Position ===
	[[Datei:Darstellung PSD.png\|thumb\|rigth\|200px\|Abb. 9: Schematischer Aufbau und Funktionsweise eines PSD-Elements. [2]]]		[[Datei:Darstellung PSD.png\|thumb\|rigth\|200px\|Abb. 9: Schematischer Aufbau und Funktionsweise eines PSD-Elements [2]]]
	Die Position wird durch die Bildung der Stromdifferenz zwischen zwei gegenüberliegenden Kontakten ermittelt (siehe Abb. 9).		Die Position wird durch die Bildung der Stromdifferenz zwischen zwei gegenüberliegenden Kontakten ermittelt (siehe Abb. 9).
	Um die Differenz der Verteilung des gesamten Photostromes unabhängig der Intensität von der einfallenden Lichtintensität zu bilden, wird ein Verhältnis daraus gebildet:		Um die Differenz der Verteilung des gesamten Photostromes unabhängig der Intensität von der einfallenden Lichtintensität zu bilden, wird ein Verhältnis daraus gebildet:

Ulrich Schneider: /* Signalvorverarbeitung auf einem Mikrocontroller */

2022-10-28T07:45:41Z

Signalvorverarbeitung auf einem Mikrocontroller

← Nächstältere Version		Version vom 28. Oktober 2022, 09:45 Uhr
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	== Signalvorverarbeitung auf einem Mikrocontroller ==		== Signalvorverarbeitung auf einem Mikrocontroller ==
	=== Kennlinie ===		=== Kennlinie ===
	Dadurch dass der IR-Abstandssensor ein analoges Signals liefert, muss jedem Spannungswert ein Abstand zugewiesen werden. Dies erfolgt anhand einer Kennlinie. Die Kennlinie des IR-Abstandssensors kann im Datenblatt [4] gefunden werden (siehe Abb. 8). Seine Kennlinie entspricht der allgemeinen Kennlinie eines Triangulationssensors mit einer biaxialen Optik. Dabei gibt es kein monoton wachsendes oder fallendes Verhalten über den gesamten Messbereich. Daraus folgt, dass einer Spannung mehrere Abstände zugeordnet werden. Dieser Sensor ist erst ab einem Abstand von 3 cm nutzbar.		Dadurch dass der IR-Abstandssensor ein analoges Signals liefert, muss jedem Spannungswert ein Abstand zugewiesen werden. Dies erfolgt anhand einer Kennlinie. Die Kennlinie des IR-Abstandssensors kann im Datenblatt [3] gefunden werden (siehe Abb. 8). Seine Kennlinie entspricht der allgemeinen Kennlinie eines Triangulationssensors mit einer biaxialen Optik. Dabei gibt es kein monoton wachsendes oder fallendes Verhalten über den gesamten Messbereich. Daraus folgt, dass einer Spannung mehrere Abstände zugeordnet werden. Dieser Sensor ist erst ab einem Abstand von 3 cm nutzbar.

	Für eine einfache Datenverarbeitung kann die Kennlinie in einer Tabelle (engl. lookup-table) abgelegt werden. Werte zwischen den abgelegten Stützstellen werden linear interpoliert.		Für eine einfache Datenverarbeitung kann die Kennlinie in einer Tabelle (engl. lookup-table) abgelegt werden. Werte zwischen den abgelegten Stützstellen werden linear interpoliert.

Ulrich Schneider: /* Median-Filter für die Störungen */

2022-10-28T07:41:07Z

Median-Filter für die Störungen

← Nächstältere Version		Version vom 28. Oktober 2022, 09:41 Uhr
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	Die Ausreißer sind alle 13-15 ms zu verzeichnen. Ein Median über 5 Werte würde diese Werte "wegsortieren": 108 116 '''116''' 117 127		Die Ausreißer sind alle 13-15 ms zu verzeichnen. Ein Median über 5 Werte würde diese Werte "wegsortieren": 108 116 '''116''' 117 127<br>
	Der Digitalwert 116 entspricht der Spannung 0,57 V und dieser Wert entspricht laut Abb. 8 ca. 24 cm Abstand.		Der Digitalwert 116 entspricht der Spannung 0,57 V und dieser Wert entspricht laut Abb. 8 ca. 24 cm Abstand.