Abstandserkenung mit IS471F - (Sensor gesucht)

[cb01]

Hi,

ja der Sensor ist mit knapp 20,- etwas teuer, da ich mit einem ja nicht auskomme...

Gruß

Chris

[TorstenO]

Hallo,
bin zwar neu hier, gebe aber um so mutiger meinen Kommentar ab.


Der [highlight=red:9440900ab7](billige)[/highlight:9440900ab7] ISF471F gibt ja bei einer intern definierten Empfangsleistungsschwelle ein digitales High-Signal ab und ist im ersten Moment dafür nicht zu gebrauchen.

Um quasi eine Entfernungsinformation mit diesem IC trotzdem zu erhalten, schlage ich zunächst mal ganz abstrakt folgendes vor:

1. Am Hinterteil des voranfahrenden Fahrzeugs befindet sich ein selbstklebender Reflexfolienstreifen (z.B.:10mm hoch und fast so breit wie das Fahrzeug, Bezugsquelle z.B.: 3M)
2. An der Front des verfolgenden Fahrzeugs ist der IS471F, daneben, mit optischer Entkopplung, eine IR-LED (z.B.:LD271)
3. Mittels [highlight=red:9440900ab7]einfacher[/highlight:9440900ab7] Elektronik wird die Sendeleistung der IR-LED von einem minimalen bis zu einem maximalen Wert durch einen MC zyklisch erhöht (gewobbelt, PWM-Signal, das proportional zur Sendeleistung ist, genügt). Je nach Entfernung wird dann die Empfangsschwelle des IS471F früher oder später erreicht. Die in diesem Moment erreichte Sendeleistung ist ein Maß für die Entfernung.

Es gilt ja hier: Je näher dran, desto mehr Empfangsleistung.
In Gegensatz zur rein diffusen Reflexion (weißes Papier, quadratisches Entfernungsgesetz)) dürfte die Reflexfolie hier sogar die Kennlinie etwas "begradigen".
Das Ganze funktioniert aber nur reproduzierbar, wenn die Reflexfolien nicht nennenswert verschmutzt werden und die Temperatur (Schaltschwelle des IRF471F) möglichst konstant sind.
Es handelt sich hierbei nämlich um ein energetisches und nicht um ein geometrisches Entfernungsverfahren.

Das zu später Stunde

[Manf]

Der [highlight=red:68c2448a63](billige)[/highlight:68c2448a63] ISF471F gibt ja bei einer intern definierten Empfangsleistungsschwelle ein digitales High-Signal ab und ist im ersten Moment dafür nicht zu gebrauchen.

Um quasi eine Entfernungsinformation mit diesem IC trotzdem zu erhalten, schlage ich zunächst mal ganz abstrakt folgendes vor:

3. Mittels einfacher Elektronik wird die Sendeleistung der IR-LED von einem minimalen bis zu einem maximalen Wert durch einen MC zyklisch erhöht (gewobbelt, PWM-Signal, das proportional zur Sendeleistung ist, genügt).

Die vom IS471F generierten Impulse des sollen mit PWM gewobbelt werden?
Meinst Du vielleicht man sollte eine einfache Fotodiode als Empfänger nehmen?
Manfred

[TorstenO]

Hallo,
sorry, ich habe mich gestern total bekloppt und missverständlich ausgedrückt. Es war wohl doch ziemlich spät.

Ich habe die Mittagspause genutzt und im Anhang findet ihr den eigentlichen Gedankengang in Wort und Bild.

Gruß
Torsten

[TorstenO]

Ich habe noch einen Nachtrag zu diesem Verfahren:

- Es genügt, wenn man das Tastverhältnis D, bei dem Vo gerade geschaltet hat, zu betrachten. D ist genauso ein Maß für die Entfernung wie die Zeit Tr. Das heißt, dass keine Zeitmessung erforderlich ist.
Somit wird das Verfahren noch einfacher.

- Die Rampensteigung der Empfangsleistung Pe ist abhängig von der Entfernung. Pe ist aber auch abhängig von den Reflexionseigenschaften der Reflexfolie und von deren Verschmutzung.

Allgemein: Pe=K(d)*Kr*Kv*Ps
wobei:
Ps: Sendeleistung
k(d): entfernungsabhängiger Faktor (was eigentlich interessiert)
kr: Reflexionsfaktor der Folie (=konstant, weil an jedem Fahrzeug gleich)
Kv:Reduktionsfaktor durch Verschmutzung (möglichst gering halten)

Die Folie sollte deswegen so breit wie das Fahrzeug sein, damit auch bei seitlichem Versatz der Fahrzeuge in Kurven definierte Reflexionen zustande kommen.

Unter normalen Verhältnissen ohne große Verschmutzung wird dieses Verfahren m.E. reproduzierbare Ergebnisse liefern.

[Manf]

Hast Du es einmal ausprobiert?, es wäre sich er gut wenn man ein paar Erfahrungswerte, dazu angeben könnte. Bei LED Typ und Re oder den Abstand als Funktion des PWM Wertes.
Manfred

[TorstenO]

Nein, ich habe es nicht ausprobiert.
Es ist einfach nur die Idee eines billigen und kleinen Quasi-Entfernungsmessers auf Retroreflexfolie.
Da ich mir aber lauthals diese Suppe eingebrockt habe, werde ich sie auch wieder auslöffeln:
Ich werde in absehbarer Zeit das anhängende Konzept aufbauen und Messungen mit den konkreten Randbedingungen machen.
Dabei versuche ich, ohne kostspielige und aufwändige Optik auszukommen. Die Sende-LED wird in einen Tubus mit ca. 20mm Länge gesteckt, der IS471F wird sich direkt neben diesem Tubus im vorderen Bereich befinden.
Der Abstrahlwinkel der Sende-LED (wahrscheinlich SFH484) wird ca. +/-8° sein. Daraus resultiert, ohne die Randstrahlen, ein Leuchtfleckdurchmesser=ca. 30mm bei 100mm Abstand. Eine Beeinflussung entgegen kommender Fahrzeuge kann damit fast ausgeschlossen werden, sofern sie parallel zueinander fahren.
Den Einsatz eines kleinen MC (ATtiny13) schlage ich vor, weil hiermit auch eine annähernde Linearisierung zwischen gemessenem Tastverhältnis D und gewünschter Messwertausgangsspannung möglich wäre.

[Manf]

Ich bin mal gespannt auf die Ergebnisse, oder ZwischenErgebnisse.
Manchmal gibt es etwas Probleme mit den Impulsen und der Versorgungspannung, aber wenn man darauf achtet wid es ja gehen.
Für eine Meßkurve könnte man auch pro konstantem PWM Wert ermitteln, bei welchem Abstand die Erkenung eintritt.
Viel Erfolg und berichte bitte auch falls es nicht geht.
Manfred

[TorstenO]

Hallo,

wie versprochen hier Ergebnisse.

Ich habe den ursprünglichen Ansatz, die Sendeleistung rampenförmig bis zu Erreichen der Empfangschaltschwelle (=Maß für die Entfernung) geändert, sodass keine externe Ansteuerung mittels MC mehr notwendig ist. Die Erzeugung einer PWM ist auch nicht mehr nötig.

Als Egebnis kommt ein Oszillator mit optischer Rückkopplung heraus, dessen Frequenz ein Maß für die Entfernung ist.

Die Schaltung besteht nur noch aus dem IS471F, einer LED, zwei Transistoren, vier Widerständen und drei Kondesatoren.

Meines Erachtens können sich die Ergenisse durchaus sehen lassen, für Kritiken und Anregungen bin ich aber sehr dankbar.

[Manf]

Das sieht ja wirklich beeindruckend aus.

Hier wird ein IS471F mit seiner oberen und unteren Hysteseschwelle so eingesetzt, dass er über zwei Kleinsignaltransistoren verstärkt seine Ausgangsleistung zwischen den beiden Schwellen regelt.

Die Periodendauer der Zweipunktregelung mit Tiefpass ist abhängig von der Streckendämpfung und kann bei konstanten Reflexionsverhältnissen gleich als Ausgangsgröße der Entfernungsmessung genommen werden.

In einem Experiment wurde damit ein Abstand bis 300mm gemessen.

Wirklich ein sehr schönes Ergebnis.
Auch wenn bei geringerer Entkopplung oder geringerer Reflexion nur ein kleinerer Abstand erricht wird, sollte man die Schaltung für einfache Abstandsregelungen in Betracht ziehen.
Manfred