Pololu 38 kHz IR Proximity Sensor, Fixed Gain, High Brightness

PololuSKU: EXP-R25-865

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Description

Dieses Modul verfügt über einen 38 kHz modulierten IR-Sensor mit fester Verstärkung und einer IR-LED mit Oszillatorschaltung, was das Modul zu einem winzigen Näherungssensor macht. Diese Niedrig-Helligkeit-Version zieht durchschnittlich 16 mA bei 5 V und hat eine Sensorreichweite von etwa 60 cm. Eine Niedrig-Helligkeit-Version mit einer Sensorreichweite von 30 cm steht auch zur Verfügung.

Das Sensormodul basiert auf einem modulierten Vishay TSSP77038 Infrarot-Empfänger. Anders als bei den meisten IR-Empfänger-Modulen, die für die Fernsteuerung von Geräten (z.B. Fernseher) konzipiert wurden, hat der TSSP77038 eine feste Verstärkung (Empfindlichkeit). Das lässt den Sensor besser arbeiten, wenn er als Nähe- oder Reflexionssensor verwendet wird.

Das Modul kombiniert den TSSP77038 und eine 555-Timer-basiernde LED-Schaltung und benötigt lediglich 3,3 V bis 5 V.

Mittels des Freigabeeingangs kann kontrolliert werden, ob die IR-LED eingeschaltet ist und mittels des digitalen Ausgangs angezeigt werden, ob ein Objekt detektiert wurde.

Sensorverbindungen

Der Näherungssensor verfügt über vier Anschlüsse: Masse (GND), die Logikstromversorgung (VDD), digitaler Erkennungsindikator(OUT) und IR-Emitter-Freigabe (ENABLE).

Die Logic-Power, VDD, sollte zwischen 3,3 V und 5 V betragen. Eine Versorgung mit weniger als 5 V wird die IR-LED Helligkeit und die Reichweite verringern. Um den Sensor mit voller Helligkeit bei 3,3 V laufen zu lassen, sollte der Jumper auf der Emitterseite der Platine überbrückt werden.

Der OUT-Pin, der standardmäßig hoch ist, bleibt gering, solange der TSSP77038 Empfänger ein ausreichendes Signal erfasst. Am Rand des Detektionsbereiches wechselt der Ausgang zwischen hoch und niedrig. Eine rote LED auf der Emitterseite des Boards wird aktiviert, wenn der Sensor etwas erkennt.

Der ENABLE-Pin schaltet die IR-Emitter-LED aus, wenn er niedrig eingestellt ist. Der Pin ist standardmäßig hoch eingestellt und kann abgeschaltet bleiben, wenn die dynamische Steuerung des IR-Emitter nicht benötigt wird. Eine grüne LED auf der Emitterseite des Boards ist parallel mit der IR-LED verbunden, wodurch man erkennen kann, ob die IR-LED aktiv ist.

Die vier Anschlüsse sind mit einem 0,1"-Abstand entlang der Kante der Platine angeordnet, wodurch eine Kompatibilität zu lötfreien Breadboards oder anderen 0,1"-Rastern erreicht wird.

Drähte können Sie direkt auf die Platine löten oder Sie nutzen die 4x1 Straight-Male-Header oder die 4x1 Right-Angle-Male-Header, die im Lieferumfang enthalten sind.

Einstellen der Emitter-Frequenz

Der Trimmpotentiometer auf der Empfängerseite des Sensors kann verwendet werden, um die Frequenz der IR-Sende-LED einzustellen.

Der Erfassungsbereich kann durch 38 kHz Tuning maximiert werden, oder es kann absichtlich zu Verkürzung des Erfassungsbereichs genutzt werden.

Einschränkungen

  • Dieser Sensor wird Ihnen nur anzeigen, das ein Objekt innerhalb seiner Reichweite ist, nicht, wie weit es weg ist. Am Rande der Erfassungsbereich, wechselt der Ausgang zwischen hoch und niedrig (siehe linkes Oszilloskop-Bild unten).
  • Der Sensor detektiert nur, ob er von einem Objekt ein Signal zurückerhält. Somit beeinflussen die Objektgröße und das Reflexionsvermögen (im IR-Bereich) die Erfassung.
  • Der Erfassungswinkel ist in beiden Richtungen relativ breit. Insbesondere die Hochhelligkeitsversion kann bei der Montage zusätzliche Überlegungen erfordern, um zu verhindern, dass Flächen parallel zur Sichtlinie des Sensors sichtbar werden. Für viele Anwendungen kann eine zusätzliche Abschirmung verwendet werden, um unerwünschte Erfassungspfade, wie etwa Reflexionen von der Erde, zu blockieren oder um Störungen durch Umgebungsbeleuchtung zu verringern. Beachten Sie beim Aufbringen der Abschirmung, dass Reflexionen von der Abschirmung selbst eine unerwünschte Aktivierung des Sensors zur Folge haben können.
  • Dieser Sensor kann durch Umgebungs-IR ausgelöst werden (z.B. von Leuchtstoffröhren - siehe rechtes Oszilloskop-Bild unten). Eine Analyse der Korrelation zwischen dem Ausgang und dem Kippen des Enable-Eingangs kann auch verwendet werden, um Umgebungsstörungen zu mildern.
  • Mehrere Sensoren können miteinander interferieren.
Schematik
Unterschied zwischen low-brightness und high-brightness
Die Niedrig-Helligkeit- und die Hoch-Helligkeit-Version dieses Sensors sehen fast gleich aus, aber es gibt Möglichkeiten, sie auseinander zu halten. Einer ist an den Widerständen R3 und R4 auf der Emitterseite des Sensors.

Ein anderer Ansatz ist es, einen Multimeter zu verwenden, um den Stromverbrauch des Sensors zu messen. Die Niedrig-Helligkeit-Version zieht ca. 8 mA bei 5 V, während die High-Brightness-Version ca. 16 mA bei 5 V zieht. 

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