Entfernungsmesser Werner Kanera 5AHELT.

Präsentation zum Thema: "Entfernungsmesser Werner Kanera 5AHELT."—  Präsentation transkript:

1 Entfernungsmesser Werner Kanera 5AHELT

2 Themenübersicht Was versteht man unter „Entfernungsmessung“?
Entfernungsmesser – Sharp GP2Y0A21YK0F Wie ist er aufgebaut? Wie funktioniert er? Entfernungsmesser

3 Was versteht man unter „Entfernungsmessung“?
Messung des Abstandes zweier Punkte im Raum Gibt direkte und indirekte Messungen Entfernungsmesser

4 Direkte Entfernungsmessung
Entfernungsmesser

5 Indirekte Entfernungsmessung
Entfernungsmesser

6 Was versteht man unter „Entfernungsmessung“?
Messung des Abstandes zweier Punkte im Raum Gibt direkte und indirekte Messungen Entfernungsmessungen bei Landvermessung, Wegstrecken, Flugentfernung, etc. Direkte Messung Die unmittelbarste Form der Entfernungsmessung ist die sogenannte direkte Messung. Darunter versteht man den direkten Vergleich der zu bestimmenden Entfernung mit einem Maßstab. Diese Art der Messung ist nur in einem begrenzten Längenbereich möglich, da Vergleichsmaßstäbe nicht in beliebiger Größe hergestellt werden können. z.B. mit einem Lineal etwas abmessen ist direkte Längenmessung Indirekte Messung Die direkte Messung kann in vielen Fällen nicht eingesetzt werden. Schon bei der Bestimmung des Abstandes zweier Inseln vom Festland aus scheitert sie, da die beiden Punkte nicht zugänglich sind. Universeller und meist auch komfortabler einzusetzen sind indirekte Methoden. Alle indirekten Methoden haben gemeinsam, dass sie nicht die Entfernung selbst messen, sondern eine von der Entfernung abhängige Größe wie die Helligkeit eines Sterns, die Laufzeit eines Echos oder die Richtung einer Peilung. Indirekte Messungen erfolgen durch einen Vergleich mit bekannten Größen. Entfernungsmesser

7 Themenübersicht Was versteht man unter „Entfernungsmessung“?
Entfernungsmesser – Sharp GP2Y0A21YK0F Wie ist er aufgebaut? Wie funktioniert er? Entfernungsmesser

8 Entfernungsmesser – Sharp GP2Y0A21YK0F
Nachfolger von Sharp GP2D12 Stromaufnahme: 30 mA Versorgungsspannung: 4,5 – 5,5 Volt Messbereich zwischen 10 und 80 cm Sharp hat eine ganz interessante Serie von Bausteinen herausgebracht, mit denen ein Roboter sogar recht genau Entfernungen messen kann. Das Messergebnis ist nahezu unabhängig von der Farbe und Helligkeit des gemessenen Objektes. Die Ansteuerung ist sehr einfach, der Sensorausgang kann zum Beispiel direkt an einen analogen Eingang eines Mikrocontrollers angeschlossen werden. Die Sensoren sind unter den Roboter-Bastlern weit verbreitet. Bei vielen Händlern erhältlich kosten die Sensoren derzeit je nach Typ und Händlerspanne zwischen 13 bis 25 Euro. Distance Measuring Sensor Unit – Distanz Messungs Sensor Einheit also ein Entfernungsmeser. Ist ein Infrarotentfernungsmesser. Dieser neue Sensor GP2Y0A21YK0 ist der Nachfolger des beliebteste Sensors GP2D12, da dieser seit 2010 nicht mehr produziert wird. Versorgungsspannung: 4,5 – 5,5 Volt Stromaufnahme: 30 mA Messbereich: 10 – 80 cm (Toleranz 0,5 cm) Abmessungen: 29.5×13×13.5 mm Der Sensor ermöglicht eine Abstandsmessungen des Objekts zwischen 10 und 80 cm. Dabei entsprechen 10 cm etwa 2,6 V und 80 cm etwa 0,4 V. Entfernungsmesser

9 Charakteristik Abstandsmessungscharakteristik
Der Sensor ermöglicht genaue oder relative Abstandsmessungen des Objekts zwischen 10 und 80 cm. Dabei entsprechen 10 cm etwa 2,3 V und 80 cm etwa 0,4 V. Man beginnt erst am 10 cm, weil sonst Fehler auftreten könnten, denn z.B. 0,5 Volt wären dann ca 2 cm oder 60 cm. Die Ausgangskurve ermöglicht es nicht, dass man unterhalb von 10 cm fehlerfrei messen kann. Entfernungsmesser

10 Entfernungsmesser – Sharp GP2Y0A21YK0F
Einfache Ansteuerung Die Besonderheit besteht in der einfachen Ansteuerung. Diese besteht nur aus Stromversorgung und einem Ausgangs-Signal (Analogsignal). Es muss kein aufwändiges Taktsignal mehr generiert werden. Farbunabhängig ermittelt die Auswertelektronik die Entfernung und gibt sie über ein Analogsignal aus. Entfernungsmesser

11 Anschlüsse Entfernungsmesser

12 Anschlüsse Entfernungsmesser

13 Entfernungsmesser – Sharp GP2Y0A21YK0F
Einfache Ansteuerung 870 ± 70 nm Wellenlänge Anwendung bei Robotern, Einparkhilfen, etc. Ist nahes Infrarot mit einer Wellenlänge von 870 ± 70 nm ( 375 THz bis 320 THz) und ist für das menschliche Auge nicht sichtbar, denn dieses in einem Wellenlängenbereich von etwa 700 nm (Rot) bis 380 nm (Violett) empfindlich. Anwendungsbeispiele sind neben Robotern auch Händetrockner, Einparkhilfe am Kfz, Toilettenspülung, Türöffner, Alarmanlagen, Wasseraufbereitung u.v.m. Entfernungsmesser

14 Themenübersicht Was versteht man unter „Entfernungsmessung“?
Entfernungsmesser – Sharp GP2Y0A21YK0F Wie ist er aufgebaut? Wie funktioniert er? Entfernungsmesser

15 Wie ist er aufgebaut? Besteht aus: PSD (position sensitive detector)
IRED (infrared emitting diode) Signal processing circuit Entfernungsmesser

16 Fotodiode Entfernungsmesser

17 Optischer Positionssensor
Bei den konventionellen analogen PSD-Sensoren wird ein flächiger Halbleiter, eine sogenannte pin-Diode, punktförmig belichtet. Durch die Belichtung verändert sich der lokale Widerstand und dadurch die Ströme, die über die vier an den Rändern liegenden Elektroden fließen. Aus den mittleren Strömen der Elektroden kann der Ort der Belichtung berechnet werden. Die Analyse und Messwert-Berechnung basiert hier also nur auf dem Mittelwert. Vorteil des Verfahrens ist die kontinuierliche Messung der Mittelwert-Position mit Messraten bis weit über hundert Kilohertz zu einem sehr günstigen Preis. Entfernungsmesser

18 Wie ist er aufgebaut? Besteht aus: PSD (position sensitive detector)
IRED (infrared emitting diode) Signal processing circuit 2) IRED (infrared emitting Diode = Infrarotsende Diode) Eine Infrarot-LED ist eine spezielle Leuchtdiode (englisch light emitting diode, LED, daher auch Infrarotdiode), die Licht im nahinfraroten Bereich mit einer Wellenlänge von 700 nm bis 1000 nm emittiert. Dieser Bereich des Lichtspektrums ist für das menschliche Auge nicht sichtbar, lässt sich jedoch mit Strahlungsdetektoren aus pyroelektrischen Materialien oder Halbleitern messen, beispielsweise mit Photodioden oder Phototransistoren. Digitalkameras sind - sofern nicht ein Infrarotfilter eingebaut ist - neben sichtbarem auch für infrarotes Licht empfindlich. Entfernungsmesser

19 Infrarotdioden im Vergleich
Entfernungsmesser

20 Wie ist er aufgebaut? Besteht aus: PSD (position sensitive detector)
IRED (infrared emitting diode) Signal processing circuit Besteht aus: 1) PSD (position sensitive Detector = Optischer Positionssensor) 2) IRED (infrared emitting Diode = Infrarotsende Diode) 3) Signal Processing circuit (Siganlverarbeitung) Kann die Position des Lichtstrahls messen Ein eindimensionaler PSD erlaubt die kontinuierliche Positionsbestimmung eines Lichtfleckes entlang einer Achse. Er verfügt über 3 Kontakte. Kundenspezifische PSDs können konstruiert werden. Ein positionsempfindlicher Detektor (PSD – position sensitive detector) arbeitet ähnlich wie eine normale Photodiode. Das auf das aktive Gebiet fallende Licht generiert einen Photostrom, der in Richtung des p- und des n- Gebietes abfließt. Im Gegensatz zu einer Photodiode verfügt ein PSD jedoch über mehrere elektrische Kontakte. Dadurch kommt es zu einer Aufteilung des Photostromes unter den Kontakten, in Abhängigkeit von der Position des Lichtflecks. Entfernungsmesser

21 Wie ist er aufgebaut? Entfernungsmesser

22 Themenübersicht Was versteht man unter „Entfernungsmessung“?
Entfernungsmesser – Sharp GP2Y0A21YK0F Wie ist er aufgebaut? Wie funktioniert er? Entfernungsmesser

23 Prinzip der Triangulation
Entfernungsmesser

24 Funktionsweise Entfernungsmesser

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!!
Entfernungsmesser