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Home >  Elektronik  > Einfache IR Objekterkennung

Einfache Infrarot-Objekterkennung


Diese Schaltung eignet sich hervorragend zur Reflex-Hindernisserkennung für Roboter. Sie kann aber auch als Signalbarke zur Ortsbestimmung oder zur primitiven Datenübertragung verwendet werden. Sie ist ausgelegt für den Empfängerbaustein TSOP 17xx. Die Schaltung besteht aus 2 Taktgebern auf der Basis des NE555 Timerbausteins. Der TSOP ist dafür gedacht, das Signal von Infrarotfernbedienungen zu empfangen und zwar unabhängig vom Umgebungslicht und anderen Fehlerquellen. Deswegen hat er einen passiven Tageslichtfilter, der aus einem speziellen Kunstoff besteht und einen Bandpass, der nur Signale in einem bestimmten Frequenzbereich an die Empfangselektronik durchlässt. Da in der Natur solch hochfrequente Infrarotstrahlung nicht existiert ist er also optimal abgesichert gegen andere äussere Einflüsse. Das Protokoll der Infrarot Datenübetragung von TV Ferbedienungen sieht im Grossen und Ganzen so aus, das ein Bit durch die Dauer eines 40 kHz Signals bzw, die Dauer der Sendepausen definiert wird. Dies geschieht ungefähr im Millisekundenbereich (je nach Protokoll, siehe: SB-Projects)

Einer der NE555 erzeugt ein 40 kHz Signal, das von dem anderen NE555 ca. 10 mal in der Sekunde an- und ausgeschaltet wird. Dadurch ergibt sich in etwa folgendes Ausgangssignal:




Der NE555 mit dem kleineren Widerstand erzeugt die Höhere Frequenz, demnach ist auch dessen Poti verantwortlich für seine Frequenz. Am rechten Potentiometer kann man 40 kHz einstellen (+/-20% oder so) Die Empfindlichkeit des TSOPs sinkt nun, je weiter sich das Signal aus dem für ihn vorgesehen Frequenbereich entfernt. Dies bewirkt man mit dem rechten Poti.




Beim TSOP17xx ist es ja so, das die Zahl hinter der 17 den optimalen Frequenzbereich angibt. Also beim TSOP1740 sollte man für grösst mögliche Empfindlichkeit ziemlich genau 40 kHz einstellen. Man wird aber merken, dass je nach Stromversorgung und Vorwiderstand der IR-LEDs dies in mittlgrossen geschlossenen Räumen bereits viel zu empfindlich ist. Um nun die Erkennungsentfernung einzustellen "verunreinigt" man nun das Signal, indem man die Frequenz durch das rechte Poti verändert. Am besten eignen sich dazu Spindelpotentiometer, damit man hier sehr feinfühlig einstellen kann. Dieses Verfahren mag nicht die "feine englische Art" sein, sie ist dafür relativ einfach, variabel und funktioniert in der Praxis recht zuverlässig. Bei entsprechender Anordung der Sendedioden und des Empfängers lässt sich auch der Blickwinkel noch optimieren und man erkennt selbst dünne Rohre am Rande des Blickfeldes noch in einer ausreichenden Entfernung.

Alle hier angegebenen Werte sind nicht so genau, auch die erzeugten Frequenzen und alles andere ist nur "so ungefähr", dies spielt aber für den TSOP keine Rolle, der merkt keinen Unterschied, er schaltet durch. Das ausgegebene Signal des TSOP ist ein TTL Pegel und kann ohne Probleme z.B. von einen Mikrocontroller eingelesen werden. Das erzeugte Signal lässt sich aber auch mit dem PC auslesen, z.B. mit dieser TSOP Schaltung