Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Distanzsensor TOF10120 extreme Streuung


von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Ich bin gerade dabei, den Distanzsensor TOF10120 (I2C/UART) hinsichtlich 
seiner Brauchbarkeit für ein Projekt zu testen. Angeblich deckt dieser 
einen Bereich von 8 - 180cm ab (laut Datenblatt).

Bis etwa 50...60cm "tanzen" die gemessenen Entferungen (weisse Wand mit 
Rauhfaser) nur wenig, so um die 10mm - das wäre ok. Je mehr sich die 
Entferung aber den 180cm nähert, desto chaotischer werden die Messwerte. 
Bei 160cm kommt alles an, von 30mm bis 2000mm.

Auch wenn der Sensor jetzt nicht zu den teuersten gehört, das finde ich 
das schon ein wenig schräg. Könnte es sein, dass z.B. beim Auslesen 
Timing-Fehler gemacht werden?

Arduino-Code ist hier:

https://surtrtech.com/2019/03/18/easy-use-of-tof-10120-laser-rangefinder-to-measure-distance-with-arduino-lcd/

im Bereich "Simple use with the Serial Monitor"

Danke fürs Draufsehen.

Angeschlossen ist der Sensor an einen Uno per I2C und an GND/5V. der Uno 
wird gespeist aus dem USB-Port eines 27er iMac (kurzes Kabel, Port 
sollte genug Power haben). Ein Wechsel des USB-Ports ergab keinen 
Unterschied.

: Bearbeitet durch User
von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ist die Versorgungsspannung am Sensor gut abgeblockt?

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Ist die Versorgungsspannung am Sensor gut abgeblockt?

Bisher nicht, hängt ja mit ca. 10cm Dupond-Kabeln direkt am Arduino 
GND/5V. Ich weiss nicht, ob das so gut ist, diese Leitung mit einem Elko 
zu belasten?

Ich probier mal einen "kleinen" mit 10yF ...

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Frank E. schrieb:
> Ich probier mal einen "kleinen" mit 10yF ...

Das wäre schon sehr klein
https://de.wikipedia.org/wiki/Vors%C3%A4tze_f%C3%BCr_Ma%C3%9Feinheiten#SI-Pr%C3%A4fixe

Frank E. schrieb:
> Je mehr sich die
> Entferung aber den 180cm nähert, desto chaotischer werden die Messwerte.
> Bei 160cm kommt alles an, von 30mm bis 2000mm.

Im Datenblatt sind die Reichweiten für verschiedene Targets und 
Umgebungslichtbedingungen angegeben. Wer verspricht, dass das Ding bei 
160cm noch irgendwelche sinnvollen Messwerte liefern soll?

von Helmut -. (dc3yc)


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Frank E. schrieb:
> weisse Wand mit
> Rauhfaser

Ist nicht gerade der beste Reflektor für Licht. Probiere doch mal ein 
anderes Reflektormedium aus. Metallplatte oder so.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Rainer W. schrieb:

> Im Datenblatt sind die Reichweiten für verschiedene Targets und
> Umgebungslichtbedingungen angegeben. Wer verspricht, dass das Ding bei
> 160cm noch irgendwelche sinnvollen Messwerte liefern soll?

Wird so verkauft.

Aber eigentlich brauche ich das auch nur bis ca. 60 ... 80cm. Aber wenn 
der anfängt, darüber Unsinn mit teilweise deutlich geringeren Werten zu 
liefern, kann man das nicht mehr unterscheiden ... das ist der Mist.

Ist wohl zu billig, muss anderen Sensor testen.

: Bearbeitet durch User
von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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Frank E. schrieb:
> Ich weiss nicht, ob das so gut ist, diese Leitung mit einem Elko
> zu belasten?
???
Und was stellst Du Dir vor was der Elko so als Last macht?

Momentan speist Du eine empfindliches optisches Messsystem das 
Laserpulse generiert und in ps Auflösung Reflektionszeiten mist auf die 
möglichst dilletantischte Weise und wunderst Dich das die Werte Mist 
sind.

Gibst Du auch den Maserarti zurück weil er auf dem Kartoffelacker nicht 
die versprochene Fahrleistungen bringt?

von Klaus R. (klaus2)


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was sagen denn andere berichte / youtube?

Frank E. schrieb:
> Bisher nicht, hängt ja mit ca. 10cm Dupond-Kabeln (sic!) direkt am Arduino
> GND/5V.

Oha. Ich glaube ich habe keine weiteren Fragen.

Sie können sich wieder setzen, Danke.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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2*180cm entspricht einer maximalen Laufzeit von 1.2 Nanosekunden oder 
knapp 1 GHz. Da kann eine Störung auf der Betriebsspannung schon Fehler 
bewirken. Es sind vermutlich nur ein paar Mikrovolt, die der Sensor 
auswerten muss.

https://www.waveshare.com/wiki/TOF_Laser_Range_Sensor

anscheinend gibt es nur ein chinesisches Datenblatt
https://drive.google.com/file/d/1uaMZ421smI0FN40iJgn-ZKQG42KUvFfh/view

Hier die Google-translate-Übersetzung ins Englische

: Bearbeitet durch User
von Helmut -. (dc3yc)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> 2*180cm entspricht einer maximalen Laufzeit von 1.2 Nanosekunden oder
> knapp 1 GHz. Da kann eine Störung auf der Betriebsspannung schon Fehler
> bewirken. Es sind vermutlich nur ein paar Mikrovolt, die der Sensor
> auswerten muss.

Na, dann solltest du dir mal das Prinzip von TOF-Sensoren zu Gemüte 
führen! Bei der Signalverarbeitung ist die Höhe der Betriebsspannung 
ziemlich egal und auch eventuelle Störungen. Spannungen im 
Mikrovoltbereich werden da nicht gemessen!

von Peter (pittyj)


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Ich habe viel mit den Sensoren von STM herumgespielt.
VL53L5 und L7. Den neuesten habe ich schon herum liegen, aber noch nicht 
getestet.
Die Sensoren haben einen Integrierten Prozessor, da ist nichts mit 
Millivolt-Versorgungsspannung etc. Das machen sie selber.
Programmierung geht über I2C, der neueste kann auch SPI.
Ein bisschen schwankt die Entfernung auch, aber nicht so stark. Die 
Sensoren liefern nicht nur einen Wert, sondern ein 8x8 Bild mit 15Hz.

Was ich immer nicht verstehe: Da liefern die Europäer einen ordentlichen 
Sensor, mit besseren Fähigkeiten. Das Evalboard Doppelpack kostet nur 19 
Euro, und trotzdem wird billiger Krams aus China gekauft.
Bei STM ist alles dokumentiert, und Beispielprogramme gibt es auch.
Aber nein, da schimpft man lieber über China-Datenblätter und lötet 
Kondensatoren. Muss halt billig sein.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Peter schrieb:
> Ich habe viel mit den Sensoren von STM herumgespielt.
> VL53L5 und L7. Den neuesten habe ich schon herum liegen, aber noch nicht
> getestet.

Der oben genannte TOF10120 war einfach der erste, den ich in der 
Bastelkiste fand. Ich habe jetzt mal einen VL53L5CX bestellt ... kein 
Problem, hauptsache das Ding funzt.

Wird zwischen Weihnachten u. Sivester eintreffen - ich berichte.

von Harald A. (embedded)


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Ich hoffe, dieser Hinweis gilt auch noch für die Generation L5: Falls 
der Sensor hinter ein Schutzglas kommt (wie auch immer beschaffen) führe 
unbedingt die Kalibrierung aus dem Democode aus. Mit Scheibe ohne 
Kalibrierung können die Werte stark rauschen, mit Kalibrierung hingegen 
wird es sehr viel besser.
Die Kalibrierwerte werden im Sensor gespeichert, darum braucht man sich 
nicht weiter kümmern.

von Mani W. (e-doc)


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Frank E. schrieb:
> Christoph db1uq K. schrieb:
>> Ist die Versorgungsspannung am Sensor gut abgeblockt?
>
> Bisher nicht, hängt ja mit ca. 10cm Dupond-Kabeln direkt am Arduino
> GND/5V. Ich weiss nicht, ob das so gut ist, diese Leitung mit einem Elko
> zu belasten?
>
> Ich probier mal einen "kleinen" mit 10yF ...

Nimm 470µF und 100nF parallel zur Versorgung...

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Im Datenblatt steht, der TOF10120 benutzt eine "SPAD" in CMOS-Technik:
https://de.wikipedia.org/wiki/Avalanche-Photodiode#Einzelphoton-Avalanche-Diode_(SPAD)
Die hat demnach kurzzeitig eine Verstärkung von 10hoch8, aber danach 
eine Totzeit von 100ns, also viel länger als die Licht-Laufzeit <1ns. 
Das bedeutet vermutlich, der Laser sendet kurze Licht-Impulse mit 
höchstens 10 MHz Folgefrequenz aus.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Ausser dem oben verlinken Code gibts nur wenig Infos und keine 
vollständig übersetzte Doku zum TOF10120 im Netz. Möglicherweise 
berücksichtigt dieser Code irgendwelche Timing-Vorgaben nicht richtig.

Bis der andere Sensor eintrifft, werde ich mal mit dem Code 
experimentieren. Insbesondere die starre Wartezeit und das Auslesen von 
lediglich 2 Byte finde ich verdächtig.

Möglicherweise gibts da noch mehr zu lesen (Status-Infos?) ... mal sehen 
...

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