人を検出するための安価な効果的な近接センサー?


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私は天井に(他の多くの同じものと一緒に)下向きに取り付けられる小さなデバイスを構築しています。誰かがその下を歩いたときを検出したいのですが。私のシステムの制約により、センサーは次のようにする必要があります。

  • 安価-デバイス全体の費用は約5ドルであるので、センサーに1ドル以上を費やすことは避けたいです。
  • コンパクト-デバイス全体の直径は約3cmなので、センサーはそれよりも大幅に小さくする必要があります。
  • 適切な範囲-誰かがデバイスの下に立っているとき、彼らの頭は50cm-1メートル離れているかもしれません。

センサーは高速である必要はありません-1秒あたり数回のチェックで十分です。

安価なものはほとんど「パッシブIR」高温計を除外し、コンパクトで安価なものは超音波トランスポンダを除外します。静電気検知器を試しましたが、帯電したプラスチック物体の検知には優れていますが、木の床に立っている人にはまったく反応しません。

これまでのところ、最良のオプションはフォトダイオードとしてIR LEDであるようです(実際のフォトトランジスターを試しましたが、奇妙なことにLEDよりも信号が弱くなりました)。1つのLEDがIRを放射し、もう1つの逆バイアスLEDがArduinoのアナログに接続されているセットアップを使用すると、最大0.5メートルの距離で手から反射する有用な反射を識別できます。これは使用可能ですが、範囲の端にあり、完成したシステムでは機能しない可能性があるのではないかと心配しています。各ボードにLEDを1つだけ配置して、1つのボードをセンシングモードで使用し、別のボードで照明を提供できるという大きな利点があります。

誰かが近接検出のより良いオプション、またはその範囲を拡張するためのアクティブIRオプションの改良を提案できますか?


適切な価格のPIRコンポーネントについては、futurlec.com / PIR_Sensors.shtmlを参照してください。
ラッセルマクマホン

@ラッセルありがとうございます。ただし、センサーあたりの予算は少なくとも2倍です。
Nick Johnson

あなたは5ドルの総予算を言います-それによって何がカバーされますか?センサー制御電子回路とPCBは1ドル未満にすることができます。各ユニットには他に何があり、何をしますか?
ラッセルマクマホン

@Russell PCB(約$ 1)、マイクロコントローラー(ATTiny45の場合は約$ 2)、LED(部品によって$ 0.3-$ 1)、それを隣接するデバイスに接続するケーブル(約$ 1、おそらく数量は少ない)、およびその他パッシブコンポーネント($ 0.1風)。
Nick Johnson、

ATTiny45-在庫ありDigikey。$ 2.20 / 1。$ 1.38 / 25。$ 1.23 / 100。仕様全体と、何が必要であるかを知ることで、より安価なプロセッサが可能になるでしょう。記述されているように、プロジェクト全体は、ほぼ間違いなく、材料に対して5ドル、センサーに対して最大2ドルで実行可能です。ATTiny25はおそらく上記のように$ 1.89 / $ 1.19 / 1.05ボリュームで問題ありません。おそらくあなたのために働くだろうより安い部品があります。トータルスペックは?何巻?
ラッセルマクマホン

回答:


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説明やその他の質問から、IR LEDをADC入力に直接接続しているようです。私はこれが遠くでうまく機能するとは思わない、ADC入力はおそらくあなたの信号を減衰させるかなり低いインピーダンスを持つでしょう。フォトダイオードのインピーダンスは非常に大きいため、電流を電圧に変換するにはトランスインピーダンスアンプが必要です。
私はフォトダイオードやIRフォトトランジスターのように発光ではなく検知用に設計されたものを使用し(機能しない場合はおそらく正しく使用していません)、これをオペアンプに供給し、次にADCに供給します。
リンクしているアプリノートには、信号を増幅/バッファするためのトランジスタやオペアンプを含む回路の例がたくさんあります。これらのいずれかを試して、それがどのように機能するかを確認してください。


私は本当に部品点数とコストを削減しようとしています、そして同じデバイスを感知と放出に交互に使用することはそれを行う良い方法のように思えました。すべてのサンプル回路にオペアンプが含まれているわけではありません。AVRに表示される電圧は、オペアンプなしで使用できる範囲にあります。何が最適に機能するかを理解しようとしています。
Nick Johnson

どのサンプル回路を見ていますか?私が見ることができるすべてのものは、トランジスタまたはオペアンプのいずれかを含みます。放射照度は距離の2乗に比例し、使用されている20 Megが問題を引き起こす可能性があるため、妥当な距離に1つもなければ、かなり不安定になる可能性があります。コンポーネントの数を減らしたい場合は、フォトトランジスタを使用しますが、感度ははるかに高くなります。私はコストを抑えたいという欲求を理解していますが、ジェリービーントランジスターに対して0.02ドルは、物事が正常に機能することを保証する価値があるように思えます。
Oli Glaser、2011

2A、これは実際には「基本回路」ですが、私が観察したように、電圧範囲は妥当です。オペアンプでも照度は距離の2乗に比例するので、バックグラウンドとの差はとにかく50cm以上は測れないかもしれませんが、オペアンプでやってみます。IRフォトトランジスタは、残念ながら0.02ドルより0.5ドルに近いものです。
Nick Johnson

選択したマイクロコントローラー(ATTiny45)のデータシートを見ると、実際には差動ADCで20倍のゲインがサポートされているため、分圧器の抵抗部分の適切なパラメーターがわかっている場合は、外部オペアンプをスキップできます。私はまだ暗闇の中で、まだ実験が唯一の本当の解決策のように聞こえます。
Nick Johnson、

したがって、私は、アプリケーションノートの回路6Aのオペアンプを試しました。10M抵抗を使用すると、単純な10M分圧器よりも実際に感度が低くなります。
Nick Johnson、

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IR

(1)変調されたIRで上からエリアを洗浄するために使用されるLEDは、最も安価なIR検出器で動作します。(LED、フォトダイオード、...)

(2)床面を上に向けてエミッターを提供できる場合は、上のセンサーでビーム遮断を使用できます。IRエミッターは非常に目立たなくなる可能性があります(IRフィルターは黒く、可視光に対して不透明である場合があります)。

(3)床レベルの反射板を備えた上記のエミッター-目に見える反射性である必要はありません。低レベルのエミッターよりも損傷を受けやすい。

(4)Alibaba Indiaには、Rs157 = ~~~ $ US3でアクティブなIRセンサーボードがあります。これはPCB全体であり、体積は不明です。完了したユニットのコストの最低の順序のアイデアを提供します。


(5)容量性は、あなたの範囲で動作するようにできるかもしれません。

Philips PCF8883は有望聞こえ、Digikeyで1.08 / 2500または$ 2.80 / 1で販売されています。

ターゲットの上ではなく床面にセンサープレートを設置できる場合は、静電容量センシングが非常に適しています。

ここでは、Google画像を介してさまざまなメリットを持つ多くの静電容量センサー回路


適切な価格のPIRセンサーコンポーネント


超音波センサーのペア $ 2.90からペア1、$ 2.30 / 100から。


提案をありがとう。アイデア1は、多かれ少なかれ、私の主要なオプションとして考えているものです。センサーと検出器の両方としてIR LEDを使用することしかできません。1つのモジュールは、他のモジュールが検出している間に放出します。ただし、床に何かを配置して電源を入れる必要はありません。パイロエレクトリックセンサーは、Aliexpressで1ドルほど安いのを見てきましたが、角度が広すぎる傾向があり、インターフェイス回路が必要です。
Nick Johnson

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あなたは光とフォトレジスターを使用することができます。これは最も安価ですが、フォトレジスターはすべてのライトに敏感です。アイデアは、光が地面によって反射され、ldrによって測定されるというものです。障害物である場合、読み取られる値は同じではありません:so検出。しかし、私が言ったようにldrは敏感なので、どこで使用されているかが重要です

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