Проект на Болгарском языке.

Автор Румен Желев. Болгария.

Проект,  датчик приближения в котором устранены все недостатки влияния засветки посторонними источниками. Применен совершенно оригинальный принцип контроля ИК излучения.

dp_rjОсновната идея на този датчик на приближение (proximity sensor) е да се управлява светодиодна лента която се използва като осветление над кухненски плот, чрез приближаване с ръка или махване пред него от разстояние около 15см.

Първоначално реших да използвам проекта „Гаджеты для домашней автоматики – Датчик приближения” в режим превключване, като ми допадна идеята с ШИМ (PWM) управление на вкл. и изк. След като реализирах проекта се оказа, че фото транзистора се задейства от дневната светлина и на практика проекта в този си вид не ми вършеше работа.

Най-лесния начин да се избегне този „дефект” е да се постави филтър за дневна светлина пред транзистора и по този начин той да приема само инфрачервената светлина от IR LED.

Това е „Daylight blocking filter ” или „ IR pass filter”.В Интернет има доста информация как да си направим такъв филтър, например LucidScienc .Най-лесно е с осветена филмова лента или диск от флопи дискета.Въпреки това видимата светлина съдържа и IR съставка, която пак ще влияе като светлинна бариера и ще заслепява датчика.

По-лесния вариант е да използваме такъв приемник с вграден филтър, например фото диода BPW83, който както пише в описанието му е с „Daylight blocking filter matched with 870 nm to 950 nm emitters”. За съжаление не намерих фото транзистор с такъв филтър, а фотодиода изисква усилвател на сигнала.

Логично най-оптимално за целта е използването на фото приемник за TV.Той е с IR фотодиод, с вграден филтър, усилвател и като бонус работи на фиксирана честота , най-често 38kHz, така, че вяка IR светлина с друга честота не му влияе и накрая изхода му е с логическо ниво. Подобни устройства има реализирани в 094-Датчик приближения на ИК-лучах (ATtiny13). Там подробно е описано какви проблеми има при такова реализиране и как да се избегнат.Основен недостатък на използването на такъв датчик е, че той е много чувствителен и постоянно се задейства.Избягването на този недостатък се постига чрез регулиране на усилването или “Gain control” в специализирани датчици за тези цели.

Подробна информация за датчиците , режимите на работа , смущенията и всичко, което трябва да се знае може да се намери на страницата на Vishay:

Circuit Description Circuit Description of the IR … – Vishay

Choosing an Infrared Receiver Based on AGC Type – Vishay

Application Overview – Vishay

Disturbance Sources – Vishay

Предимство според мен на датчиците на Vishay е , че освен всичко друго са и с вградена екранировка от EMI, което не е така при други датчици и те се налага външно да се екранират с метален екран.

След всичко това избрах за приемник TSSP4038, който е IR Receiver Module for Light Barrier Systems и е точно това което ни трябва.Има още един датчик TSSP4P38, който има изходен сигнал пропорционален на силата на входа, но за сега не съм го пробвал, а и той изисква друга логика на работа.

clip_image002.gif

clip_image004.gif

По-подробно за избора на датчици може да се види пак на страницата на Vishay

Подобен модул има реализиран от Pololu 38 kHz IR Proximity Sensor, Fixed Gain който ползва SMD вариант на приемника и IR диода, а честотата 38kHz се генерира с таймер 555.

Реализирането на проекта е чрез модифицирането на „Гаджеты для домашней автоматики – Датчик приближения”. За генерирането на 38KHz реших да използван най-новия модул NCO -Numerically Controlled Oscillator, който дава 20 битова резолюция , голяма точност на честотата спрямо PWM модула , не използва таймерите на процесора и понеже е хардуерен модул ,веднъж настроен не се нуждае софтуерно следене или коригиране.

Настройването на NCO:

Особеност е , че във формулата за изчисляване на честотата тя е удвоена 2*38kHz * 2^20/16MHz = 4980 или 1375 в hex

Друг голям недостатък на всички тези датчици е , че те се смущават от дистанционни управления които излъчват на същата или близка честота и се задействат неправомерно.

Избягването на това чрез модулиране на сигнала и следенето му от един и същ процесор, в случая PIC10F320 е доста трудно и на практика се оказа ненужно.

Тъй като излъчваме 38KHz непрекъснато, а всяко дистанционно излъчва импулси с някаква продължителност, въведох изчакване след приемането на входния сигнал от 25ms, установено опитно , което на практика е достатъчно за да не се задейства от сигнали с по-малка продължителност, включително и когато сме приближили датчика , но точно в граничната област (максималния обхват) и той се мъчи да заработи.Това се вижда от светодиода в изхода на IR приемника, който премигва.

clip_image006.jpg

Последното изменение е, че веднъж задействан ШИМ отпушва/ запушва транзистора напълно и чак тогава се прави проверка за ново задействане, което е с цел избягване на двойно сработване.

Предимствата са, че устройството е малко не се влияе от дневната светлина, луминесцентни и др. източници на светлина, дистанционни , не се налага екраниране имаме плавно включване и изключване.

Като конструктивна особеност е , че излъчващия светодиод беше поставен в термо шлаух за да не сработва лъжливо. Тъй като не мен не ми се налагаше да включвам 5м лента , а 2м ключовия транзистор беше заменен с по-маломощен TSM3404 – 30V/5.8A

clip_image008.jpg

След монтиране на устройството установих , че понякога то се включва без причина и остава така докато не го изключа или не се изключи пак само.Това става случайно и доста рядко и най-вероятно се дължи на смущения в мрежата, понеже обикновено е вечер при изключени лампи, на тъмно и без да има никой в стаята. Решение на този проблем е дадено както бях написал по-горе  Application Overview – Vishay

esd

Реших да използвам друг подход, тъй като нямах място на платката, а и не бях убеден , че това ще помогне( добавяне на още 5 елемента). След анализ установихме, че обикновено този вид датчици се задействат за малък период от време 10-15мин. Реших да добавя нова функция : автоматично изключване след 15 минути .По този начин дори да се включи  ще е само за 15 мин., дори забравено не се налага изключване,  а ако се налага по-дълго светене просто се включва отново. Добавена е нова версия v1.1 с автом. изкл.

При реализирането на проекта се оказа, че MPLAB v8.92 неможе да симулира PIC10f320.  Модула NCO не се симулира, TRM0 също, затова съм прикрепил проект на PROTEUS v8.1 където NCO се симулира добре. Друга особенност на NCO модула е , че в домументацията от Microchip –  Data sheets е допусната грешка касаеща конфигурирането, която е отстранена в друг документ  еrrata, но навсякъде в техните примери е с грешката.

Това е верния коригиран вариант:

errata

А това е в оригиналния Data Sheet:

original


Демонстрационное видео работы датчика.

 


Файлы для загрузки

Icon

Датчик приближения от Румена Желева - обновление V1.2 25.83 KB 659 downloads

Датчик приближения от Румена Желева - обновление...
Icon

Датчик приближения от Румена Желева - проект v1.1 18.44 KB 381 downloads

Датчик приближения от Румена Желева - проект...
Icon

Датчик приближения от Румена Желева - проект + схема 136.89 KB 553 downloads

Проект,  датчик приближения в котором устранены...



Это может быть интересно


  • LED драйвер TM1639LED драйвер TM1639
    TМ1639 позволяет работать на матрицу 8*8 или 8 семисегметных индикаторов. Может работать как на индикаторы с общим катодом, но и есть возможность подключать общим анодом. Для управления драйвером используется трех …
  • Самый простой индикатор уровня звукового сигналаСамый простой индикатор уровня звукового сигнала
    Демонстрационный проект создания индикаторов уровня с использованием WS2812B. Изучив этот проект вы сможете  самостоятельно изготавливать и конструировать свои индикаторы уровня звукового сигнала. Дополнительно читайте статью Бегущие огни на WS2812B по подключению …
  • APA102 – светодиоды со встроенным драйвером и SPI интерфейсомAPA102 – светодиоды со встроенным драйвером и SPI интерфейсом
    APA102 В 2014 году фирма Shenzhen Led Color Optoelectronic Co., Ltd http://www.szledcolor.com/ начала производство светодиодов на драйвере APA102. Это серия так называемых светодиодов со встроенным драйвером. Основной особенностью этих светодиодов, что …
  • NeoPixel LED и PIC18NeoPixel LED и PIC18
      Еще раз об управлении светодиодами на драйвере WS2812 и ему подобных. Как известно эти светики управляются по однопроводной шине. Основная особенность, что программно можно описать передачу данных, но это …
  • Инфракрасный датчик движения, PIR-sensorИнфракрасный датчик движения, PIR-sensor
    Домашняя автоматика предполагает наличие датчиков движения, которые способны контролировать движения человека. Самым простым и доступным устройством позволяющие контролировать изменения ИК-излучения, это ПИР-сенсоры. На текущий момент доступны не дорогие модели D203B, D204B, D205B. Все они позволяют …
  • PIC18F25K42 – v. A001 – выявленные баги.PIC18F25K42 – v. A001 – выявленные баги.
    Модуль I2C Не работает при использовании в стандартной конфигурации MCC. Требует особой нестандартной конфигурации и управления для нормальной работы. Обойти Обход проблемы возможен библиотека см статью. Модуль ADC2 На выводе RA0, …
  • Дифференциальный терморегуляторДифференциальный терморегулятор
    Дифференциальный терморегулятор ch-3020 Назначение. Ch-c3020 представляет собой дифференциальный терморегулятор. Основное назначение солнечные системы горячего водоснабжения, а также вентиляционные системы управление притоком свежего воздуха. Контроллер позволяет работать пяти режимах. 1 – …
  • Тестирование модуля генератораТестирование модуля генератора
      Тестирование модуля генератора Настройка, запуск и проверка рабочей частоты на примере PIC18F26K40. PIC18F26K40 Чтобы понять из-за чего зависит производительность микроконтроллера просто надо понять как работает его задающий тактовый генератор. …
  • Проект с использованием MCC часть 12-1Проект с использованием MCC часть 12-1
    В настоящее время без визуализации информации уже не интересно. Поэтому научимся выводить информацию на дисплей. Для это возьмет простенький OLED RET012864E/REX012864J я такой приобретал в фирме “Гамма-Украина”, описание можно почитать здесь …
  • VU Meter Tower ARTVU Meter Tower ART
    Стерео индикатор уровня аудио сигнала. Компактность и удобство проектирования устройств на светодиодах WS2812B, а также легкость реализации алгоритма родило идею созданию своей конструкции. В этом проекте я предоставлю все материалы …



 

Tagged with →  
Share →

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Translate »

Copyright © Catcatcat electronics 2013-2020. Все права защищены.
Копирование разрешается только с указанием активной ссылки на правообладателя.

e-mail: catcatcat.electronics@gmail.com