Phương pháp tốt nhất cho cảm biến đường dài

Dự án

Vì vậy, tôi có một ý tưởng dự án. (than van)

Tôi muốn theo dõi nhiều cảm biến chuyển động và / hoặc siêu âm để xây dựng một cảnh báo gần đơn giản. Tôi muốn "triển khai" các cảm biến tại các điểm quan trọng dọc theo chu vi của nhà tôi (ngoài trời). Sau đó, tôi muốn gửi thông báo sóng z đến bộ điều khiển nhà của mình và phát âm báo nhẹ nhàng cho tín hiệu lớn nhưng ... các bước nhỏ ... Bây giờ tôi sẽ giải quyết một đầu ra đơn giản (đèn LED sẽ sáng ) chỉ để mọi thứ hoạt động.

Vấn đề

Tôi nhận thức được các thành phần tôi cần và có ý tưởng cho bản phác thảo để điều khiển nó (với một hoặc nhiều cảm biến mà Uno 3 có thể hỗ trợ sau các tấm khiên) nhưng tôi bị mất khoảng cách. Tôi có một sự lựa chọn giữa nhiều Arduinos với các cảm biến của riêng mình, mỗi giao tiếp trở về cơ sở gia đình HOẶC một Arduino trên gác xép với nhiều cảm biến và một bộ dây cáp giống như hydra cho mỗi bộ cảm biến, cũng như rút điện mạnh mẽ SINGLE. Tôi thích cách tiếp cận thứ hai vì nó ít lãng phí hơn theo một số cách và chắc chắn rẻ hơn (đặc biệt là xem xét các lá chắn vô tuyến).

Câu hỏi thực tế

Những gì tôi muốn là các khuyến nghị về cách tiếp cận (nếu nó khả thi) kết nối đường dài của các thành phần cảm biến với Arduino. Đặc biệt:

Có thể một số Cat-5 bổ sung mà tôi đã đặt xung quanh là một kết hợp tốt cho việc này?
Nếu không, tại sao (tôi đang cố gắng học - một tài liệu tham khảo để đọc tốt là tất cả những gì tôi yêu cầu)?
Có một sự thay thế tôi đã không xem xét?
Tôi đang cố chạy trước khi tôi có thể đi bộ?
Mẹ sẽ xé cậu bé của bạn ra sao? *

* Được rồi, vì vậy đó chỉ là một tài liệu tham khảo Pink Floyd. Tôi mới bắt đầu với Arduino như một sở thích mới ( Tôi là một kỹ sư phần mềm bằng thương mại, không có kinh nghiệm hoặc nền tảng EE). Tôi hiện đang phải đối mặt với vấn đề "không biết những gì tôi cần biết để hỏi một câu hỏi hay." Xin vui lòng tha thứ cho bất kỳ sự lười biếng nhận thức và cảm thấy tự do đến trường. :-)

Cập nhật

Nghiên cứu sâu hơn đã đưa ra chủ đề này , nơi ai đó cho rằng điều này là khả thi nhưng OP cho biết một cảm biến sẽ không đáp ứng. Một người phản hồi cho biết nhà sản xuất của một cảm biến đề xuất bộ lọc thông thấp ở phía cảm biến của kết nối, càng gần càng tốt. Suy nghĩ?

Ngoài ra, điều này xảy ra với nền tảng kỹ thuật mạng của tôi rằng nếu nhiều cat-5 chạy theo các hướng khác nhau sẽ lãng phí ít nhất 2 trong số 8 sợi, có thể cáp dữ liệu điện thoại 2 cặp cũng sẽ hoạt động tốt, giả sử các mẹo được hàn để làm cho chúng chắc chắn dẫn vào bảng. Một lần nữa, suy nghĩ?

arduino distance

— Joshua Nozzi
nguồn

Z-Wave là một đài phát thanh tự động hóa gia đình khoảng 900 MHz; cho những người không quen thuộc với nó.

— JYelton

@JYelton Cảm ơn - Tôi nên liên kết nó ra. Tuy nhiên, lớp thông báo không quan trọng trong giai đoạn này, chỉ có khả năng tồn tại của "cảm biến ở cuối ý tưởng chạy CAT-5" (hoặc các lựa chọn thay thế có dây).

— Joshua Nozzi

Tùy thuộc vào tính linh hoạt của bạn trong việc thiết kế các mô-đun cảm biến, cách tiếp cận tín hiệu / cảm biến phổ biến và cổ xưa thường được sử dụng với cáp dài trong các ứng dụng công nghiệp là tín hiệu 4-20 mA hoặc 10-50 mA - mô-đun cáp và cảm biến tạo thành một vòng lặp hiện tại , mô-đun điều chỉnh dòng điện qua nó, từ 4 mA (tối thiểu tương tự hoặc kỹ thuật số THẤP) đến 20 mA (quy mô toàn bộ tương tự hoặc kỹ thuật số CAO). Mạch mở = 0 mA = cảm biến báo động ngoại tuyến. Đoản mạch = Giới hạn hiện tại = báo động cảm biến ngắn.

— Anindo Ghosh

Do đó, sử dụng tín hiệu vòng lặp hiện tại sẽ cung cấp lợi ích bổ sung cho việc xác định các vi phạm bảo mật mà bỏ qua một cảm biến nhất định. Bạn có muốn tôi làm điều này thành một câu trả lời?

— Anindo Ghosh

@AnindoGhosh Rất nhiều thông tin. Có, từ một người dùng StackExchange khác trong một cộng đồng khác, điều này nghe giống như một câu trả lời đang chờ được đăng. :-) Cảm ơn. Trong khi đó, tôi có một số việc phải làm. Một sơ đồ mạch về cách thực hiện điều này (Arduino hoặc không) sẽ đi một chặng đường dài khi tôi mới bắt đầu có thể đọc chúng.

— Joshua Nozzi

Diễn giải từ ý kiến của tôi ở trên

Tùy thuộc vào tính linh hoạt có sẵn trong việc thiết kế các mô-đun cảm biến, cách tiếp cận tín hiệu / cảm biến phổ biến thường được sử dụng với cáp dài trong các ứng dụng công nghiệp là tiêu chuẩn tín hiệu vòng lặp 4-20 mA ( hoặc 10-50 mA cho các cú ném dài hơn hoặc môi trường thâm dụng EMI ) .

Mô-đun cáp và cảm biến tạo thành một vòng lặp hiện tại, mô-đun điều chỉnh dòng điện thông qua nó
Dòng điện 4 mA biểu thị mức tối thiểu tương tự hoặc kỹ thuật số THẤP
20 mA biểu thị mức tương tự toàn thang hoặc kỹ thuật số CAO
Mạch mở = 0 mA = báo động ngoại tuyến cảm biến
Đoản mạch = Giới hạn hiện tại = báo động cảm biến ngắn

Các mô-đun cảm biến công nghiệp thường được thiết kế để được cung cấp bởi cùng một vòng lặp hiện tại, do đó loại bỏ nhu cầu cung cấp điện cục bộ. Điều này là khả thi, tất nhiên, chỉ khi mô-đun cảm biến không yêu cầu dòng điện lớn hơn 4 mA.

Các tùy chọn khác nhau tồn tại để báo hiệu quy định hiện hành, chẳng hạn như sử dụng các BJT, MOSFET hoặc các bộ phận TrenchFET bổ sung.

Ở đầu thu thập dữ liệu, điện áp được tạo ra trên một điện trở shunt được khuếch đại bằng cách sử dụng op-amp cho các cảm biến analog. Tín hiệu số có thể được ghi lại bằng cách sử dụng mạch so sánh được cắt tỉa phù hợp được thiết kế với một số độ trễ.

Tùy thuộc vào bất kỳ rủi ro sét hoặc điện áp cao nào khác được nhận thấy dọc theo cáp truyền, bộ khuếch đại cách ly có thể được đề xuất thay vì op-ampe thông thường để khuếch đại điện áp shunt. Điều này đảm bảo rằng các thiết bị đối chiếu dữ liệu được bảo vệ khỏi các khác biệt tiềm ẩn có thể xuất hiện thông qua cảm ứng, khác biệt tiềm năng mặt đất hoặc các nguyên nhân khác.

Ví dụ, Bộ khuếch đại cách ly hoàn toàn khác biệt AMC1100 của TI được thiết kế dành riêng cho cảm biến shunt hiện tại với cách ly HV.

Một lợi thế bổ sung của việc sử dụng phương pháp báo hiệu vòng lặp hiện tại là các vi phạm an ninh đối với hệ thống an ninh gia đình ngụ ý trong câu hỏi, có thể được phát hiện nếu có bất kỳ cảm biến nào bị tắt hoặc ngắt kết nối.

— Anindo Ghosh
nguồn

Cảm ơn vì điều đó. Nó cho tôi rất nhiều để học. Bạn có phiền làm rõ điều gì cho tôi không? Tôi đang đọc cụm từ "nguồn cung cấp năng lượng của cảm biến" rất nhiều. Điều này khiến tôi tin rằng bản thân cảm biến phải có nguồn cung riêng biệt với Arduino. Đây có phải là trường hợp hay tôi đã hiểu nhầm (nghĩa là "nguồn cung cấp năng lượng từ Arduino có thể là" nguồn cung cấp năng lượng "")?

— Joshua Nozzi

@JoshuaNozzi Điều đó phụ thuộc vào cảm biến mà chúng ta đang nói đến. Đối với một cái gì đó như một điện trở phụ thuộc vào ánh sáng, không cần cung cấp thêm. Đối với micro electret, cần có điện áp phân cực thấp, không có dòng điện đáng kể. Đối với một cảm biến tiếng vang siêu âm, một vài milliwatts ở một vài volt là cần thiết. Một số trường hợp, cung cấp Arduino là đủ, các trường hợp khác, cần thêm năng lượng. Nhiều cảm biến = tổng nguồn cung cần thiết vượt quá những gì bộ điều chỉnh của Arduino có thể cung cấp.

— Anindo Ghosh

Bây giờ tôi sẽ rất vui khi làm việc này (chưa được phân phối): amazon.com/gp/product/B009BTHQ26/ref=oh_details_o02_s00_i00 - dường như là thành phần cơ bản giống như điều này (trình kết nối không hiểu): sparkfun.com/products/ 8630 - có thể tìm hiểu sơ qua tại đây: bildr.org/2011/06/pir_arduino Đây có thể là một câu hỏi riêng biệt, nhưng tôi đang cố gắng tìm hiểu xem câu trả lời của bạn ảnh hưởng đến tôi như thế nào với thành phần tương đối rẻ tiền này. Cho đến cộng đồng cho dù tôi đăng nó một cách riêng biệt.

— Joshua Nozzi

Một khía cạnh khác cho bất kỳ ai theo dõi, tôi không quá quan tâm đến việc phá hoại vì đây không phải là một hệ thống bảo mật như là một phần mở rộng của các giác quan. Nó sẽ không bao giờ kích hoạt báo động, chỉ có một thông báo và cố gắng làm mù nó sẽ kích hoạt nó, vì vậy sẽ không lén lút cắt dây ở vị trí đầu tiên nếu nó được định vị và nhắm đúng (nhưng một lần nữa, nó không phải là báo động , chỉ cần thông báo). Dù sao đó cũng là lý thuyết của tôi, nên khía cạnh phát hiện giả mạo không phải là vấn đề đáng lo ngại.

— Joshua Nozzi

@JoshuaNozzi Tôi có mô-đun cảm biến Pir chính xác, được mua ngoài eBay với giá $ 1,90. Nó sử dụng 5 volt ở khoảng 7 mA để cấp nguồn cho nó, và đầu ra là tín hiệu 5 Volt. Đầu ra có thể được nối với một MOSFET ở đầu cảm biến cho tín hiệu vòng lặp hiện tại: Gate low = Rds high, do đó, khoảng 7 mA được rút ra. Cổng cao = Rds thấp, vì vậy hãy giới hạn ở mức 20 mA hoặc hơn và bạn vẫn ổn. Tôi xứng đáng có một câu hỏi riêng để biết thêm chi tiết, tôi đề nghị.

— Anindo Ghosh