Optische Distanzsensor

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Autor
Optische Distanzsensor

    







BID = 28405

wettertosch

Gerade angekommen


Beiträge: 7
 

  


Hallo zusammen,
ich bin besitzer einer elekt. Wettertstation und möchte nun elektronisch die Schneehöhe messen. Nun bin ich nicht der Elektronikfachman und würde mich feuen wenn Ihr mir vieleicht einen Tipp geben könntet.
Ist es wohl möglich einen Optischen Distanzmesser (Conrad Best.Nr. 18 53 09-77 oder 18 17 90-77) anstelle des NTC in den Sensor einzubauen?

Danke euch schon mal im voraus für Eure antworten.

Gruß Peter N.

BID = 28440

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

 

  


Zitat :
Ist es wohl möglich einen Optischen Distanzmesser (Conrad Best.Nr. 18 53 09-77 oder 18 17 90-77) anstelle des NTC in den Sensor einzubauen?


Ich fürchte, daß das nicht klappt.
Häufig wird nämlich der Widerstand des NTC nicht über eine Spannungsmessung mit einem richtigen AD-Wandler bestimmt, sondern es wird lediglich die Zeit bestimmt, die nötig ist, bis dieser Widerstand einen Kondensator auf eine bestimmte Spannung aufgeladen hat.
Das ist für die meisten Microcomputer einfacher.

In diesem Fall muß die Meßgröße wirklich ein Widerstand und nicht etwa eine Spannung sein, wie sie 185309 liefert.


Außerdem weiß ich nicht, ob die Messung bei einem so kontrastarmen Objekt mit schwacher IR-Reflexion, wie Schnee es ist, überhaupt funktioniert.

Im Moment kann man das auch etwas schlecht ausprobieren.


Vielleicht kannst Du ja einfach eine Meßlatte in den Boden rammen und die Schneehöhe mit einer billigen Webcam bestimmen.



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Haftungsausschluß:
Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.
Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 13 Aug 2003 22:01 ]

BID = 28444

wettertosch

Gerade angekommen


Beiträge: 7

Danke erstmal für Deine Antwort,
mh das sieht ja nicht so toll aus.
Ich habe nochmal im Conrad Katalog geschaut und einen Kleinsignal-Feldeffekt Transistor (Bst.Nr. 159204-77) gefunden, diesen Transistor anstelle des NTC und dann erst den Distanzmesser ginge das? Weil im Katalog was von Steuerbarem Wiederstand steht oder wie muß ich mir den Transistor vorstellen?

Gruß Peter N.

BID = 28451

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
...diesen Transistor anstelle des NTC ...ginge das ?


Möglich wär's, aber das ist wirklich schwer vorherzusagen, da ja die Meßschaltung des Thermometers nicht bekannt ist. Hier geht sicher probieren über studieren.

Der BSN10A kommt mir allerdings schon etwas sehr niederohmig vor.

Ich hätte es eher mit einem N-JFET wie etwa BF245A versucht oder Transistoren aus dem CMOS-Transistorarray CD4007.
Besonders letzteres ist wegen der Möglichkeit sowohl p- wie n-Kanal- FETs zu verwenden, bei denen sogar das Substrat zugänglich ist, sehr flexibel.

Wenn Du es trotzdem mit dem BSN10A versuchen willst, dann achte darauf, daß dessen Gate gegen statische Elektrizität empfindlich ist.
BF245 und CD4007 haben damit kein Problem.



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BID = 28528

wettertosch

Gerade angekommen


Beiträge: 7

Hallo und Danke nochmal,
würde es gerne ausprobieren finde den CMOS-Transistorarray CD4007 bei Conrad leider nicht, wo bekommt man den CD4007?
Gruß Peter N.


BID = 28609

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Doch, unter CMOS-ICs, als 4007, Best.Nr. 122545.

Das CD davor ist eine Bezeichnung der Firma RCA (jetzt Harris), die die Serie vor etwa 30...35 Jahren auf den Markt brachte.
Bei Motorola (jetzt ON) wird der gleiche Chip MC14007 heißen.


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BID = 29225

wettertosch

Gerade angekommen


Beiträge: 7

hallo, hir noch ein lösungsansatz aus dem Wetterstationsforum:
Hallo,

ich habe mir einmal den Schaltplan des Temperatur/Feuchtigkeits-Sensors angesehen (und wenn ich weiss wie, füge ich noch den betreffenden Teil hier ein).

Ansonsten kannst Du ihn downloaden unter http://www.produktinfo.conrad.de und der Bestellnummer 107085

An den Portausgängen P3.0 bis P3.3 und P1.0 des Prozessors liegt das Messnetzwerk.

Ich gehe mal davon aus, das P1.0 ein langsames Rechtecksignal abgibt (für die kapazitive Feuchtigkeitsmessung).
Die Temperaturmessung beruht auf einem Spannungsteiler. Der Spannungswert wird an P3.2 abgenommen. Sie wird auch dieser Rechteckspannung unterworfen, dies ist allerdings nicht tragisch da am Ende der Ladekurve statische Zustände herrschen.

Ich vermute mal, wenn in der Temp.-Messroutine keine Kalibrierelemente wären, Du die unterschiedlichen Versorgungsspannugseben und den höheren Strombedarf des optischen Sensors in den Griff bekommst könnte die Anpassung funktionieren.

Hätte ich diesen Sensor programmiert (und ich denke so arbeitet jeder hardwarenahe Programmierer) ist Dein Projekt zum Scheitern verurteilt, da ich eine Routine implementiert hätte die mindestens einmal am Tag die Funktionsfähigkeit des Messsystems prüft und vor (jeder ?) Messung einen Nullabgleich macht.

Koppelst Du nun die Temperaturmessung ab (und nur so kannst Du die vom opt. Ssensor gelieferte Spannung messen) erkennt das System eine Funktionsstörung und macht ????


Probiere das doch einfach mal mit einer externen Spannungsquelle die dem Vss Wert des Signals am Port P1.0 entspricht aus.

Du kannst diese Spannung über ein Potentiometer an P3.2 führen. Vorher solltest Du aber die Temperaturperle und R3 auslöten. Liefert Dein Empfänger dann noch gültige Temperatur-Werte so könnt Deine Idee gehen.
Allerdings stimmen die Feuchtigkeitswerte aus diesem Sensor nicht mehr, denn die Werte für die errechnete Temperatur-Kompensation fehlen.

BID = 31542

wettertosch

Gerade angekommen


Beiträge: 7

Hallo habe den Distanzsensor mal wie folgt angeschlossen

Hochgeladenes Bild : schaltungss.jpg

BID = 31560

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Hallo habe den Distanzsensor mal wie folgt angeschlossen


Ja, und was ist passiert ?

Ich hätte wahrscheinlich mit dem N-FET (Pins 4,5) angefangen, aber solange man nicht weiß, wie die Temperaturmessung funktioniert, ist wirklich probieren angesagt.

Evtl. kann man auch die Versorgungsspannung des CMOS-ICs variieren (wegen Latchup-Gefahr stets über >= 220Ohm zuführen ), denn durch sie wird die Schwellenspannung der FETs beeinflußt.

Allein den Entfernungssensor hätte ich zum Ausprobieren durch ein Poti ersetzt, damit man bequem ein paar Meßpunkte einstellen kann.

Außerdem emfehle ich dem Gate den Meßwert grundsätzlich über 100kOhm zuführen. Wegen der Hochohmigkeit des Gates ändert das nichts am Meßwert, stellt aber einen Schutz gegen ESD dar, oder wenn die Steuerspannung den Bereich der Versorgungsspannung verläßt.

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BID = 31571

wettertosch

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Beiträge: 7

Hallo,
nun ja der Sensor verichtet seine Arbeit aber nicht so wie ich das möchte, das ganze scheint recht nervös zu sein.Siehe Bild
Was meinst du mit Schutz gegen ESD usw. würdest Du mir das nochmal genauer erläutern? Ich bin kein Profi in Sachen Elektronik.

Gruß Peter


Hochgeladenes Bild : 20030825t5.gif

BID = 31574

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Ja, das sieht wirklich sehr brutal aus.

Mich überrascht besonders, daß das einem relativ geringen Temperaturbereich entspricht.

Ich denke, Du solltest mal für ein paar Entfernungswerte das Signal des Senors messen, und ebenso anstelle des Temperatur gebers ein geignetes Poti anschließen und ein paar Widerstandswerte nebst zugehöriger Temperaturanzeige messen.

Es wäre auch hilfreich, wenn die ungefähre Spannung an den Anschlüssen des Temperatursensors bekannt wäre. Vermutlich handelt es sich dabei um zeitlich veränderliche Spannungen, die man am besten mit einem Oszilloskop mißt, aber wenn das nicht zur Hand ist, ist eine ungenaue Messung besser als garkeine.


ESD heißt "Electrostatic Discharge" und beschreibt die Tatsache, daß viele Bauteile der Mikroelektronik durch statische (Reibungs-)elektrizität beschädigt werden können.

Viele ICs, so auch der CD4007, enthalten zwar Schutzvorrichtungen, aber die sind nicht unbegrenzt wirksam, und können unter gewissen Umständen auch selbst Probleme verursachen.




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BID = 31806

wettertosch

Gerade angekommen


Beiträge: 7

Hallo,
ich habe mal einige Entfernungswerte mit Spannungswerten gemessen.
0,15cm = 2,76V
0,20cm = 2,56V
0,25cm = 2,21V
0,30cm = 1,89V
0,35cm = 1,61V
0,40cm = 1,40V
0,45cm = 1,23V
0,50cm = 1,10V
0,55cm = 1,00V
0,60cm = 0,91V
0,65cm = 0,84V
Die Werte mit dem Poti reiche ich nach.

Mfg Peter N.

BID = 32231

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Ich glaube mir ist eben eine gangbare Lösung eingefallen:

Man baue einen Heizer, der einen Metallblock auf eine dem Schneehöhensignal proportionale Temperatur aufheizt. Das geht z.B. mit den LM35 o.ä. Typen ganz gut.

In diesen Metallblock hinein kommt der Temperatursensor und fertig ist die Laube.

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