Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Elektronik-Spaß & Grundlagen: Sensor Smörgåsbord

Die Massenproduktion zuerst von Automobilen und jetzt von Smartphones hat zu einem Überschuss an kostengünstigen Sensormodulen geführt. Geräte dringen schnell in den Markt für Hobbyisten vor. Industrielle Komponenten für die Oberflächenmontage werden auf Breakout-Boards zum einfachen Löten installiert. Ich bin gerade dabei, die Sensorik für mein neues Buch zu erforschen. Machen Sie: mehr Elektronik, wollte aber eine Pause machen und ein paar meiner interessantesten Funde teilen.

Das Open-Collector-System

Viele All-in-One-Sensormodule arbeiten nach dem Prinzip von Open-Collector-Ausgang. Das Erfassungselement im Sensor ist mit der Basis eines internen Transistors verbunden, dessen Kollektor „offen“ ist, dh Sie können über eine der externen Leitungen darauf zugreifen.

Abbildung A

Eine typische Anordnung ist in Abbildung A dargestellt. Die positive Seite des Netzteils senkt den Strom durch einen externen Pull-Up-Widerstand durch den Transistor auf negative Masse. Wenn das Erfassungselement den Transistor einschaltet, fällt sein effektiver Innenwiderstand und die Kollektorspannung fällt ab. Wenn der Transistor ausschaltet, steigt die Spannung nahe an den Stromversorgungswert an (vorausgesetzt, der Kollektor ist nicht mit einem niederohmigen Gerät verbunden, das zu viel Strom verbraucht).

Abbildung B

Anstelle des Messgeräts in Abbildung A können Sie einen Eingangspin zu einem Mikrocontroller oder die Basis eines anderen Transistors einsetzen. Ein PNP-Transistor gibt einen positiven Ausgang eines Sensors ab, dessen effektiver Innenwiderstand bei Auslösung abfällt. Das Datenblatt für einen Sensor sollte Ihnen seine Betriebsspannung und den maximalen Strom, den es sinken kann, mitteilen, aber nicht unbedingt den entsprechenden Wert des Pull-Up-Widerstands angeben. Sie können dies feststellen, indem Sie mit 100K beginnen und nach unten arbeiten, während Sie die Spannung prüfen (wie in

Abbildung A) und der Strom (wie in Abbildung B). Der Strom sollte die vom Hersteller angegebene Grenze nicht überschreiten.

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