IR近接ディテクターを日光の影響を受けないようにする方法は？

赤外線近接測定装置を作ろうとしています。

使用する周波数は10 cmまたは4インチ（おそらく15 cm？）です。使用する回路は次のとおりです。ただし、帯域に適した1 nFのコンデンサと抵抗を使用しています。 -10 KHzを通過します。OP-AMPにLM358Aを使用しましたが、IRダイオードのパーツIDがわかりません。

感度を上げてオフセットを除去するために、LM358A内の他のOP-AMPを使用してゲイン10の差動アンプを追加しました。ポテンショメータを使用して、下の回路から電圧が減算されるように設定しました。

できます！合理的な線形性を備えています。ただし、電圧レベルは日中の光の強度によって変化します。

LDRを使用して、このデバイスを日光の影響を受けないようにする方法はありますか？LDRをオフセット除去ポテンショメータと並列に接続しようとしましたが、明らかなように、それは良い、論理的な結果を与えませんでした。私はIRフィルターを持っていませんし、トルコのファーネルなどから入手するのは本当に高価です。

ここから。

編集：

これが私の回路図です：

LDRの信号を使用しても、回路には既に何らかの種類の周囲光抑制が施されているため、多くのことができるとは思いません。これは、コンデンサC8のハイパスフィルターです。

MikeJ-UKには、信号がおそらく周囲光によって飽和していることに同意します。

より多くの周囲光で近接センサーを動作させたい場合は、検出器の前にIRフィルターを配置することをお勧めします。

これがあまりにも簡単な場合（または、検出器で太陽が輝いているなどの理由で周囲のIR光が多い場合）：
周囲の光によって信号が完全に詰まるという問題を解決する必要があります。

信号によって引き起こされる光電流が数マイクロアンペア以下であり、周囲光によってすでに0.1mAが得られ、入力分圧器に非常に小さい信号電圧（D1 / R10）しか存在しないと仮定します。分圧器に流れる電流（周囲の光による）が大きいほど、信号は小さくなります。

ノイズも増幅されるため、増幅率を上げるだけでは効果がありません。S/ N比が重要な領域に来ると思います。

そのため、検出器に分圧器を配置する代わりに、トランスインピーダンスアンプを使用することをお勧めします。

その出力電圧は、光電流に対して線形です。そのため、周囲光の量に関係なく、少なくとも一定の信号レベルが得られます（Bob Peaseによるこの問題に関するこの記事も参照してください）。

もちろん、これは制限の範囲内でのみ当てはまります。アンプが詰まっている場合、多くのことはできません。

したがって、バンドパスフィルタリング前の増幅は大きすぎてはなりません。しかし、バンドパスフィルターを十分に狭くすると、後で（ラジオ受信機のように）巨大な増幅を行うことができます。

ダイオード信号から既知の周波数の振幅を抽出します。すでに試みたように、非常に狭いバンドパスフィルターで行うことができますが、制限があります。別のオプションは、ロックインアンプを使用することですです。アナログ帯域通過フィルタよりも桁違いに優れている場合があります。

ロックインアンプは、基本的に入力信号と目的の周波数の基準信号を乗算します。その後、出力はローパスフィルター処理されます。このプロセスでは、基準と一致しないすべての周波数成分は、異なる期間の値が互いに破壊的に補償するため、重要なDC出力を生成しません。

いくつかの良いイラストを見つけようとし、LabViewアプリノートと簡単な機能説明を見つけました。

ソフトウェアアプローチ：マイクロコントローラー

すぐに使用できるチップ：AD630（安価なものが必要です）

さて、ここのアイデアは非常にエレガントに見えますが..まあ、あなたがそれを単純にすることができないなら、それは正しくないかもしれません。Oli Glaserはここで最高のアイデアを持っているかもしれません。IR LEDをオフにして周囲光をサンプリングし、再度オンにして測定値をサンプリングする必要があります。これらの測定値を差し引くと、正しい測定値が得られます。フォトトランジスタの飽和レベルによる不便はほとんどありませんが、それから抜け出すことができる最高の方法です。低消費電力のLEDを使用している場合、IRキャップフィルターは推奨されません。

入力が飽和していると思われます。ダイオードが100uA近くを通過する高い周囲光レベルでは、バイアスが残っていません。50kの抵抗を減らしてみてください。

ウィキペディアの太陽光スペクトルを見ると、大気中の水蒸気によるIRの吸収により940nmに低下があります。

940nmで動作するIR光源とセンサーを使用すると、周囲光のピックアップが大幅に減少します。

RPR220は1つで、800nmと940nmのバージョンがあります。

信号をマイクロコントローラーに供給している場合は、キャリブレーションルーチンを使用して環境光を調整することができます。

たとえば、何も送信されていないときにレベルを読み取った場合、「ON」の読み取り値からこの値を差し引くと、IRエミッターによる差を取得できます。
このような何かが役立つはずです。オペアンプフィードバックでLDRを使用してゲインを調整することでも同様のことができますが、正しく行うのは難しいでしょう。

別のことは、変調された周波数のみが「見える」ように、よりシャープなバンドパスフィルター（たとえば、2段または3段のスタガー）を使用することです。

マイクロコントローラーを使用するというOli Glaserの提案に沿って進めますが、回路の変更もいくつか提案します。

1. フォトダイオードからDCレベルを検知するために、マイクロコントローラに2つ目のADC入力を追加することをお勧めします。私の推測では、フォトダイオードの感度は非線形です。AC入力にDC入力の100倍のゲインがある場合、入力の結合値（100倍のDC値、AC値）を計算し、何らかの変換（またはルックアップテーブルを使用した補間）を実行して線形化された値を取得します。
2. アナログバンドパスフィルターを追加するが復調器を削除することには、いくつかの利点があります。プロセッサに入力を40KHzでサンプリングさせます。4つのローリング平均フィルター（最初に線形化されたサンプルからフィルター0、次にフィルター1、2、3、0、1、2、3など）を使用して、AC信号レベルを（f2-f0）*（f2 -f0）+（f3-f1）*（f3-f1）。このアプローチは、ピーク検出器よりもはるかに優れたノイズ耐性を提供します。

ダイオードバイアスを制御して飽和を回避するIRプリアンプ回路のいくつかのバリエーションを見てきました。たとえば、 このElmos デバイス とこの非常に古いIRプリアンプSL480 では、屋外近接センサーの最初の例に基づく回路を使用し、とてもうまくいきました。

機械的な解決策も可能です。「スヌート」は、周囲の光のほとんどから受信者を保護するチューブです。

同じ周囲光にさらされているが、実際のセンサーが行う障害を検出しないセンサーを、コントロールグループとして追加しようとしましたか？次に、制御グループセンサーの信号を作業センサーに減算します。

学者のプロジェクトで何回か働いたよ（笑）。それは、ソフトウェアフィルターのプログラミング方法を知らなかったときでした。