วิธีที่จะทำให้เครื่องตรวจจับความใกล้ชิด IR ภูมิคุ้มกันในเวลากลางวัน?

ฉันกำลังพยายามสร้างอุปกรณ์วัดระยะอินฟราเรด

ฉันต้องการให้อยู่ในช่วง 10 ซม. หรือ 4 "(อาจจะ 15 ซม.) ความถี่ที่ฉันใช้คือ 10 KHz นี่คือวงจรที่ฉันใช้ยกเว้นว่าฉันใช้ตัวเก็บประจุ 1 nF และตัวต้านทานที่เหมาะกับวง ผ่าน 10 KHz. ฉันใช้ LM358A สำหรับ OP-AMP และฉันไม่ทราบรหัสชิ้นส่วนของ IR diode ของฉัน

เพื่อเพิ่มความไวและลบออฟเซ็ตฉันได้เพิ่มแอมพลิฟายเออร์ที่แตกต่างพร้อมกับได้รับ 10 โดยใช้ OP-AMP อื่นภายใน LM358A ฉันใช้โพเทนชิออมิเตอร์เพื่อตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าที่จะลบออกจากวงจรด้านล่าง

มันได้ผล! ด้วยเส้นตรงที่สมเหตุสมผล อย่างไรก็ตามระดับแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนไปตามความเข้มของแสงกลางวัน

มีวิธีใดบ้างที่จะทำให้อุปกรณ์นี้มีภูมิต้านทานต่อแสงแดดโดยใช้ LDR? ฉันพยายามเชื่อมต่อ LDR ควบคู่กับโพเทนชิออมิเตอร์ที่เอาออกตรงข้ามซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่ได้ผลลัพธ์ที่ดีและสมเหตุสมผล ฉันไม่มีตัวกรอง IR ใด ๆ และมันแพงมากที่จะได้รับจาก Farnell หรือในตุรกี

จากที่นี่

แก้ไข:

นี่คือแผนผังของฉัน:

ฉันไม่คิดว่าการใช้สัญญาณของ LDR ทำได้มากเพราะวงจรมีการลดแสงรอบข้างอยู่แล้ว: มันเป็นตัวกรองสัญญาณความถี่สูงที่ตัวเก็บประจุ C8

ฉันเห็นด้วยกับ MikeJ-UK ว่าสัญญาณอาจอิ่มตัวด้วยแสงรอบข้าง

หากคุณเพียงต้องการให้เซ็นเซอร์ความใกล้ชิดทำงานกับแสงรอบข้างมากขึ้นฉันแนะนำให้ใส่ตัวกรอง IR ด้านหน้าของเครื่องตรวจจับ

ถ้ามันง่ายเกินไป (หรือคุณมีแสง IR รอบข้างมากเช่นเนื่องจากดวงอาทิตย์ส่องแสงที่เครื่องตรวจจับ):
คุณต้องแก้ปัญหาสัญญาณที่ติดอยู่โดยรอบโดยสิ้นเชิง

ให้สมมติว่า photocurrent ที่เกิดจากสัญญาณเป็นแอมป์ขนาดเล็กหรือน้อยกว่าและแสงรอบข้างให้คุณแล้ว 0.1mA มีเพียงแรงดันสัญญาณขนาดเล็กมากที่ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าอินพุต (D1 / R10) ยิ่งกระแส (เกิดจากแสงโดยรอบ) ไหลในตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งมีค่าน้อยลง

เพียงแค่การขยายการขยายก็ไม่ได้ช่วยเพราะเสียงจะถูกขยายเช่นกันและฉันคิดว่าคุณมาในภูมิภาคที่อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงเป็นสิ่งที่คุณต้องใส่ใจ

ดังนั้นแทนที่จะมีตัวแบ่งแรงดันที่ตัวตรวจจับวิธีที่ดีกว่าก็คือการใช้แอมพลิฟายเออร์ transimpedance:

แรงดันไฟฟ้าขาออกเป็นแบบเชิงเส้นตรงกับกระแสภาพ ดังนั้นสิ่งนี้จะทำให้คุณมีระดับสัญญาณคงที่อย่างน้อยไม่ว่าคุณจะมีแสงโดยรอบเท่าไหร่ (ดูบทความนี้เกี่ยวกับปัญหานี้โดย Bob Pease)

แน่นอนว่านี่เป็นจริงภายในขีด จำกัด : หากแอมป์ของคุณติดขัดคุณไม่สามารถทำอะไรได้มากนัก

ดังนั้นการขยายก่อนกรอง bandpass จะต้องไม่ใหญ่เกินไป แต่ถ้าคุณทำให้ตัวกรอง bandpass แคบพอคุณสามารถขยายขนาดใหญ่ได้ในภายหลัง (เช่นในเครื่องรับวิทยุ)

คุณต้องการแยกแอมพลิจูดของความถี่ที่ทราบจากสัญญาณไดโอดของคุณ คุณสามารถลองทำได้โดยใช้ฟิลเตอร์ pass band ที่แคบมาก ๆ แต่ก็มีข้อ จำกัด อีกตัวเลือกหนึ่งคือการใช้ล็อคในเครื่องขยายเสียง พวกมันมีขนาดที่ดีกว่าตัวกรองสัญญาณพาสแบบอะนาล็อก

โดยทั่วไปแล้วแอมพลิฟายเออร์ล็อคอินจะคูณสัญญาณอินพุตของคุณกับสัญญาณอ้างอิงความถี่ที่ต้องการ เอาต์พุตจะถูกกรองแบบโลว์พาส ในกระบวนการนี้ส่วนประกอบความถี่ทั้งหมดที่ไม่ตรงกับการอ้างอิงจะไม่สร้างเอาต์พุต DC ที่สำคัญใด ๆ เนื่องจากค่าของช่วงเวลาที่แตกต่างกันชดเชยซึ่งกันและกันแบบทำลายล้าง

ฉันพยายามที่จะหาภาพที่ดีบางอย่างและพบว่าทราบ app LabViewและสรุปรายละเอียดการทำงาน

แนวทางซอฟต์แวร์: ไมโครคอนโทรลเลอร์

พร้อมใช้ชิป: AD630 (ต้องมีราคาถูกกว่า)

ถึงแม้ว่าความคิดในที่นี่จะดูดีมาก .. ถ้าคุณไม่สามารถทำให้มันง่ายมันอาจไม่ถูกต้อง Oli Glaser อาจจะเป็นความคิดที่ดีที่สุดที่นี่แม้ฉันจะเคยลองด้วยตัวเองมาก่อน คุณต้องปิด IR LED ไปที่ตัวอย่างแสงโดยรอบแล้วเปิดอีกครั้งเพื่อสุ่มตัวอย่างการอ่านของคุณโดยการลบการวัดเหล่านั้นคุณจะได้รับการวัดที่ถูกต้อง จะมีความไม่สะดวกเล็กน้อยเนื่องจากระดับความอิ่มตัวของทรานซิสเตอร์ภาพ แต่สิ่งที่ดีที่สุดที่คุณสามารถทำได้คือ ไม่แนะนำให้ใช้ฟิลเตอร์หมวก IR ถ้าคุณมี LED พลังงานต่ำ

ฉันสงสัยว่าอินพุตกำลังอิ่มตัว ที่ระดับแสงแวดล้อมรอบสูงโดยที่ไดโอดผ่านเข้าใกล้ 100uA จะไม่มีอคติเหลืออยู่ ลองลดตัวต้านทาน 50k

หากคุณกำลังส่งสัญญาณไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์คุณอาจจะใช้รูทีนการสอบเทียบเพื่อปรับสำหรับแสงรอบข้าง

ตัวอย่างเช่นหากคุณอ่านระดับเมื่อไม่มีการส่งข้อมูลคุณสามารถลบค่านี้จากการอ่าน "ON" เพื่อรับความแตกต่างที่เกิดจากตัวส่งสัญญาณ IR ของคุณ
สิ่งนี้จะช่วยได้ คุณสามารถทำแบบเดียวกันกับ LDR ในผลตอบรับจาก opamp เพื่อปรับผลได้

อีกสิ่งหนึ่งอาจมีตัวกรอง bandpass ที่คมชัดกว่า (เช่นระยะที่เดินโซเซ 2 หรือ 3) ดังนั้นความถี่มอดูเลตเท่านั้นที่จะ "เห็น"

เมื่อมองไปที่สเปกตรัมแสงแดดในวิกิพีเดียมีการจุ่มที่ 940nm เนื่องจากการดูดซับของ IR โดยไอน้ำในบรรยากาศ

การใช้แหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรดและเซ็นเซอร์ที่การทำงานที่ 940nm จะช่วยลดการรับแสงโดยรอบได้อย่างมาก

RPR220 เป็นหนึ่งซึ่งมีรุ่น 800nm ​​และ 940nm

ฉันจะไปพร้อมกับคำแนะนำของ Oli Glaser เกี่ยวกับการใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ แต่ฉันขอแนะนำการเปลี่ยนแปลงของวงจรเช่นกัน:

1. ฉันขอแนะนำให้เพิ่มอินพุต ADC ตัวที่สองลงในไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อสัมผัสถึงระดับ DC จากโฟโตไดโอด ฉันเดาว่าความไวของโฟโตไดโอดนั้นไม่เชิงเส้น หากอินพุต AC ของคุณได้รับ 100x ของอินพุต DC ให้คำนวณค่ารวมของอินพุต (100x ค่า DC ของค่า AC) และทำการแปลงบางส่วน (หรือสอดแทรกโดยใช้ตารางการค้นหา) เพื่อรับค่าเชิงเส้น
2. อาจมีประโยชน์ในการเพิ่มตัวกรอง bandpass แบบอะนาล็อก แต่การถอดตัวแยกสัญญาณ ให้โปรเซสเซอร์ตัวอย่างอินพุตที่ 40KHz ใช้ตัวกรองค่าเฉลี่ยสี่ตัว (ตัวอย่างเป็นเส้นตรงแรกในการกรอง 0 ถัดจากตัวกรอง 1 จากนั้น 2, 3, 0, 1, 2, 3, ฯลฯ ) และคำนวณระดับสัญญาณ AC เป็น (f2-f0) * (f2 -f0) + (F3-F1) * (F3-F1) วิธีการนี้จะให้ภูมิคุ้มกันทางเสียงที่ดีกว่าเครื่องตรวจจับจุดสูงสุด

ฉันได้เห็นวงจรของแอมป์ IR บางตัวเพื่อควบคุมไดโอดอคติเพื่อหลีกเลี่ยงความอิ่มตัวเช่น อุปกรณ์ Elmos นี้ และIR preamp SL480 รุ่นเก่ามาก ฉันใช้วงจรตามตัวอย่างแรกสำหรับเซ็นเซอร์ความใกล้ชิดกลางแจ้งและ มันทำงานได้ดีมาก

วิธีการแก้ปัญหา mechincal ยังเป็นไปได้ "snoot" ซึ่งเป็นหลอดที่ปกป้อง reciever จากแสงโดยรอบส่วนใหญ่

คุณพยายามที่จะมีเซ็นเซอร์พิเศษเป็นกลุ่มควบคุมตัวหนึ่งที่สัมผัสกับแสง ambien เดียวกัน แต่ไม่พบสิ่งกีดขวางที่เซ็นเซอร์จริงของคุณทำ? จากนั้นคุณลดสัญญาณของเซ็นเซอร์กลุ่มควบคุมไปยังเซ็นเซอร์ที่ใช้งานได้

มันใช้ได้สำหรับฉันสองสามครั้งในโครงการนักวิชาการฮ่าฮ่า นั่นคือตอนที่ฉันไม่รู้วิธีตั้งโปรแกรมตัวกรองซอฟต์แวร์