Messkette Abstandssensorik

Autor: Jonas Hokamp
Betreuer: Prof. Schneider

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Der verbaute Infrarot-Sensor Sharp GP2D120

Einleitung

In diesem Artikel wird die Messkette der Abstandssensorik beziehungsweise des Infrarot-Sensors des Carolo Cup Fahrzeugs beschrieben. Dabei wird mit Hilfe der Messkette der Sensor von seiner Signalaufnahme bis hin zum ausgegebenen Signal beschrieben. An dem kompletten Fahrzeug sind vier Infrarot-Sensoren zur Abstandsbestimmung montiert. Sie dienen der Messung von Entfernungen zu Objekten oder Wänden in einem Abstandsbereich von 4-30cm. Der gewählte Sensor ist der Sharp GP2D120 (siehe Bild).

Interner Aufbau

Blockschaltbild des Infrarot-Sensors

Schaltbild

Grundsätzlich kann man den Sharp GP2D120 als IC sehen, der aus mehreren Schaltungen und Komponenten zusammengesetzt ist. Dabei gibt es zwei Hauptelemente in Form von Dioden, eine LED, welche Infrarot-Signale aussendet und eine Photodiode, welche die ausgesendeten Signale wieder aufnimmt. Betrieben und verarbeitet werden diese Elemente durch verschiedene Schaltungen, welche hier kurz aufgeführt sind:

• eine Signalverarbeitende Einheit,
• eine Schaltung zur Steuerung der LED,
• eine Spannungsregelung,
• eine Oszillatorschaltung,
• eine Schaltung zur Nachverarbeitung des Ausgangssignals

Anschlüsse

Der Sensor verfügt über die drei Anschlüsse GND, VCC und Vo. GND wird dabei mit der Betriebserde verbunden und VCC mit der Versorgungsspannung in Höhe von 5V, welche dann an den Block zur Spannungsregelung weitergeleitet wird. Der analoge Ausgang Vo wird mit einem analogen Eingang des
Controllers verbunden, an dem letztendlich der Messwert hängt.

Darstellung der Messkette

Messkette des Infrarot-Sensors

Literatur

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