Cảm biến tiệm cận hiệu quả giá rẻ để phát hiện người?


8

Tôi đang chế tạo một thiết bị nhỏ sẽ được gắn trên trần nhà (cùng với nhiều thiết bị giống hệt khác), hướng xuống dưới. Tôi muốn phát hiện khi ai đó đi bên dưới nó. Do những hạn chế của hệ thống của tôi, cảm biến cần phải là:

  • Giá rẻ - toàn bộ thiết bị cần có giá khoảng 5 đô la, vì vậy tôi không muốn chi nhiều hơn khoảng 1 đô la cho cảm biến.
  • Nhỏ gọn - toàn bộ thiết bị có đường kính khoảng 3cm, vì vậy cảm biến cần phải nhỏ hơn đáng kể.
  • Phạm vi hợp lý - khi ai đó đang đứng dưới thiết bị, đầu của họ có thể cách họ 50 cm - 1 mét.

Cảm biến không cần phải nhanh - một vài kiểm tra một giây nên là đủ.

Giá rẻ khá nhiều quy tắc ra khỏi pyromet 'thụ động', và nhỏ gọn và rẻ tiền loại trừ các bộ phát đáp siêu âm. Tôi đã thử một máy dò eletrostatic, nhưng trong khi nó làm rất tốt việc phát hiện các vật thể bằng nhựa tích điện, nó không phản ứng với một người đứng trên sàn gỗ.

Cho đến nay, tùy chọn tốt nhất dường như là một đèn LED IR dưới dạng photodiode (tôi đã thử một phototransistor thực tế, nhưng kỳ lạ là có tín hiệu kém hơn so với đèn LED). Sử dụng một thiết lập với một đèn LED phát ra IR và một đèn LED phân cực ngược khác được kết nối với tín hiệu tương tự của Arduino, tôi có thể nhận ra sự trở lại hữu ích phản chiếu từ tay tôi ở bất cứ thứ gì lên đến nửa mét. Mặc dù điều này có thể sử dụng được, nhưng nó ở ngay rìa của phạm vi và tôi lo ngại nó có thể không hoạt động trong hệ thống hoàn chỉnh. Nó có lợi thế lớn là tôi có thể đặt một đèn LED trên mỗi bảng và sử dụng một bảng ở chế độ cảm biến trong khi bảng khác cung cấp ánh sáng.

Bất cứ ai cũng có thể đề xuất một tùy chọn tốt hơn để phát hiện gần, hoặc sàng lọc tùy chọn IR hoạt động để mở rộng phạm vi của nó?


Xem futurlec.com/PIR_Sensors.shtml để biết một số thành phần Pir có giá tốt.
Russell McMahon

@Russell Cảm ơn, nhưng họ vẫn ít nhất gấp đôi ngân sách của tôi cho mỗi cảm biến.
Nick Johnson

Bạn nói tổng ngân sách là 5 đô la - những gì được chi trả bởi điều đó? Cảm biến điện tử điều khiển và PCB có thể dưới 1 đô la. Những gì khác trong mỗi đơn vị và họ làm gì?
Russell McMahon

@Russell PCB (khoảng $ 1), bộ vi điều khiển (khoảng $ 2 cho ATTiny45), đèn LED ($ 0,3 - $ 1 tùy theo bộ phận), cáp để kết nối nó với các thiết bị lân cận (~ $ 1, có thể ít hơn về số lượng) và linh tinh thành phần thụ động ($ 0,1-ish).
Nick Johnson

ATTiny45 - trong kho Digikey. $ 2,20 / 1. $ 1,38 / 25. $ 1,23 / 100. Biết toàn bộ thông số kỹ thuật và những gì được yêu cầu một bộ xử lý rẻ hơn có lẽ sẽ có thể. Toàn bộ dự án đã được giải mã gần như chắc chắn có thể thực hiện được với giá 5 đô la cho các vật liệu có thể lên tới 2 đô la cho cảm biến. ATTiny25 có thể OK $ 1,89 / $ 1,19 / 1,05 như trên. Có những phần rẻ hơn có thể sẽ làm việc cho bạn. Tổng số spec là gì? Khối lượng bao nhiêu?
Russell McMahon

Câu trả lời:


5

Từ lời giải thích của bạn và câu hỏi khác, có vẻ như bạn đang kết nối trực tiếp đèn LED IR của mình với đầu vào ADC. Tôi không nghĩ rằng điều này sẽ hoạt động quá tốt ở khoảng cách xa, đầu vào ADC có thể sẽ có trở kháng khá thấp sẽ làm giảm tín hiệu của bạn. Photodiodes có trở kháng rất lớn, do đó bạn cần một bộ khuếch đại transimpedance để chuyển đổi dòng điện thành điện áp.
Tôi sẽ sử dụng thứ gì đó được thiết kế để cảm nhận chứ không phải phát ra, như photodiode hoặc IR phototransistor của bạn (nếu nó không hoạt động thì có lẽ bạn không sử dụng nó một cách chính xác), và đưa nó vào opamp, sau đó vào ADC.
Trong ứng dụng lưu ý bạn liên kết đến, có rất nhiều mạch ví dụ, tất cả đều liên quan đến một bóng bán dẫn hoặc opamp để khuếch đại / đệm tín hiệu. Hãy thử một trong những điều này và xem cách nó thực hiện.


Tôi thực sự đang cố gắng cắt giảm số lượng và chi phí thành phần, và sử dụng cùng một thiết bị để cảm nhận và phát ra dường như là một cách tốt để làm điều đó. Không phải tất cả các mạch mẫu đều liên quan đến opamp và các điện áp mà tôi thấy trên AVR nằm trong một phạm vi có thể sử dụng mà không cần một - tôi chỉ đang cố gắng tìm ra cái gì hoạt động tốt nhất.
Nick Johnson

Những mẫu mạch bạn đang xem? Tất cả những cái tôi có thể thấy liên quan đến một bóng bán dẫn hoặc opamp. Tôi nghĩ rằng nó có thể khá dễ vỡ nếu không có khoảng cách hợp lý, vì sự chiếu xạ sẽ tỷ lệ thuận với bình phương khoảng cách và 20 Meg được sử dụng có thể gây ra vấn đề. Nếu bạn đang cố gắng giảm số lượng thành phần thì tôi sẽ sử dụng phototransistor, nó sẽ nhạy hơn nhiều. Tôi hiểu mong muốn giảm chi phí, nhưng 0,02 đô la cho một bóng bán dẫn thạch có vẻ đáng giá để đảm bảo mọi thứ hoạt động như họ cần.
Oli Glaser

2A, thực sự là một 'mạch cơ bản', nhưng như tôi đã quan sát, phạm vi điện áp là hợp lý. Sự chiếu xạ sẽ tỷ lệ thuận với bình phương khoảng cách ngay cả với op-amp và tôi nghĩ rằng sự khác biệt giữa nó và mức nền có thể không thể đo được trong khoảng 50 cm, nhưng tôi sẽ thử op-amp. Thật không may, một phototransistor IR giống như 0,5 đô la hơn 0,02 đô la, thật không may.
Nick Johnson

Nhìn vào bảng dữ liệu của bộ vi điều khiển đã chọn của tôi (ATTiny45), nó thực sự đã hỗ trợ mức tăng 20 lần cho ADC vi sai, vì vậy tôi hy vọng tôi có thể bỏ qua opamp bên ngoài, nếu tôi chỉ biết các tham số phù hợp cho phần điện trở của bộ chia điện áp - về Tôi vẫn ở trong bóng tối và có vẻ như thử nghiệm là giải pháp thực sự duy nhất.
Nick Johnson

Vì vậy, tôi đã thử một opamp với mạch 6A từ appnote - với điện trở 10M, nó thực sự kém nhạy hơn so với bộ chia điện áp 10M đơn giản.
Nick Johnson

5

IR

(1) Đèn LED được sử dụng để rửa khu vực từ trên cao bằng IR được điều chế với máy dò hồng ngoại rẻ nhất phù hợp với bạn. (Đèn LED, điốt quang, ...)

(2) NẾU bạn có thể cung cấp các bộ phát ở mức sàn hướng lên trên, bạn có thể sử dụng ngắt chùm với các cảm biến ở trên. Các bộ phát hồng ngoại có thể dễ dàng rất khó hiểu (Bộ lọc hồng ngoại có thể có màu đen và mờ đối với ánh sáng khả kiến.) Các bộ phát nên có thể được thực hiện "chống lại" khả năng chống thiệt hại.

(3) Bộ phát ở trên với gương phản xạ mức sàn - không cần phải phản chiếu rõ ràng. Có nhiều khả năng chịu thiệt hại hơn so với các trình phát cấp thấp.

(4) Alibaba Ấn Độ có các bảng cảm biến hồng ngoại hoạt động ở mức £ 157 = ~~~ $ 3. Đây là toàn bộ PCB và khối lượng chưa biết. Đưa ra một ý tưởng về thứ tự dưới cùng của chi phí cho các đơn vị hoàn thành.


(5) Điện dung có thể được chế tạo để hoạt động ở phạm vi của bạn.

Philips PCF8883 nghe có vẻ hứa hẹn , có giá tại Digikey ở mức $ 1,08 / 2500 hoặc $ 2,80 / 1 .

Nếu bạn có thể cài đặt các tấm cảm biến ở mức sàn chứ không phải trên các mục tiêu thì cảm biến điện dung sẽ rất phù hợp.

Nhiều mạch cảm biến điện dung có giá trị thay đổi ở đây thông qua hình ảnh Google


Một số thành phần cảm biến Pir có giá tốt


Các cặp cảm biến siêu âm Từ US $ 90 / cặp 1, $ 2,30 / 100 '.


Cảm ơn những lời đề nghị. Ý tưởng 1 ít nhiều là những gì tôi nghĩ là lựa chọn hàng đầu của mình, chỉ tôi mới có thể sử dụng đèn LED hồng ngoại làm cả cảm biến và máy dò; một mô-đun phát ra trong khi các mô-đun khác phát hiện. Tuy nhiên, tôi không muốn yêu cầu đặt và cấp nguồn cho bất cứ thứ gì ở mức sàn. Tôi đã thấy các cảm biến nhiệt điện rẻ như $ 1 trên Aliexpress, nhưng chúng có xu hướng góc quá rộng, cũng như yêu cầu mạch giao diện.
Nick Johnson

0

bạn có thể sử dụng ánh sáng và quang điện trở. Giá nào sẽ rẻ nhất. Nhưng các chất phát quang nhạy cảm với tất cả các đèn. Ý tưởng là ánh sáng sẽ được phản xạ bởi mặt đất và được đo bởi ldr. Nếu trở ngại là giá trị đọc sẽ không giống nhau : vì vậy phát hiện. Nhưng ldr như tôi đã nói là nhạy cảm vì vậy nó được sử dụng ở đâu là quan trọng

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.