Optischer Sensor mit Konstantstrom

[Bert S. (kautschuck)]

Hi,

Ich möchte gerne einen optischen Sensor verwenden um Pulse auf einem 
schwarz/weiss Etikett zu detektieren. Das ganze soll ein linearen 
Encoder darstellen.

Nun gibt es diverse Sensoren, die gemäss Datenblatt solche schwarz/weiss 
unterschiede über IR detektieren, z.B den GP2S60B:

https://eu.mouser.com/datasheet/2/365/gp2s60_e-106.pdf

Wenn ich das Datenblatt richtig verstanden habe, dann kann ich z.B 
folgendes machen:

Ich appliziere einen If = 7mA, was mir gemäss Datenblatt einen 
Kollektorstrom Ic von um die 150uA erzeugt. Nun gibt es in Figure 10 
einen Graphen, der mir einen relativen Kollektorstrom angibt in % wenn 
ich eine reflektierende Oberfläche auf einer gewissen Distanz habe. Kann 
ich hier jetzt einfach sagen, ich möchte alles über 40% detektieren, 
heisst mein Kollektor Strom für HIGH ist mindestens 40% von 150uA, also 
60uA. Dann gibt es noch Graph 12, welcher mir angibt, wie sich Ic 
ändert, wenn eine schwarze Fläche auftaucht. Bei schwarz müsste es also 
nur noch so 20% von Ic sein, also 20% von 40% von 150uA = 12uA. Stimmt 
das so?

Im Anhang habe ich mir mal eine Stromquelle aufgebaut, die auf einen 
Schmitt Trigger geht um die Flanken zu detektieren. Kann man das so 
machen?

Grüsse

[Bert S. (kautschuck)]

Ich habe mal noch ein Schaltschema gezeichnet, wie ich den Sensor 
anschliessen würde. R5 habe ich so gewählt, dass ein ON Strom (Weisse 
Fläche) den Pullup runterreissen kann und ein OFF Strom (Schwarze 
Fläche) nicht gegen den Pullup ankommt. Dann das ganze in einen 
invertierenden Schmitt Trigger.

[Bert S. (kautschuck)]

Ich habe das ganze nun noch einmal simuliert und dabei die 
Konstantstromquelle so limitiert, dass keine negative Spannung anliegen 
kann. Soweit sieht das ganz gut aus und scheint zu klappen, jedoch 
machen mir bei diesen kleinen Strömen die Ileak ein bisschen sorgen, 
gerade z.B der MCP6476T-E_LT OPAMP kann was leaken, daher habe ich mal 
noch einen Eingangswiderstand von 270kOhm vorgesehen.

Evtl. kann ich aber den ganzen Schmitt Trigger weglassen, wenn ich C1 
ein noch bisschen erhöhe. Jedoch führt der Strom bei OFF (24uA) zu einem 
etwas zu grossen Spannungsabfall über R1. Das könnte evtl. knapp werden 
mit der Detektierung der Flanken.

[MaWin (Gast)]

Bert S. schrieb:
> Kann man das so machen?

Ja, bloss wie klein der Abtastpunkt ist, wie breit also deine Striche 
sein müssen, ist im Datenblatt nicht erwähnt, man braucht wohl noch eine 
Optik für ausreichende Auflösung.

Bauteiltoleranzen solltest du mit einem Trimmpoti ausgleichen können.