長距離センサーに最適なアプローチ


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プロジェクト

だから私はプロジェクトのアイデアを持っています。(うめき声)

複数のモーションセンサーや超音波センサーを監視して、単純な近接アラートを作成したいと考えています。家の周囲(屋外)に沿った重要なポイントにセンサーを「展開」したい。後で、私はホームコントローラーにz波通知を送信し、大きな信号に対して穏やかなアラートトーンを再生したいのですが...ベビーステップ...とりあえず、簡単な出力で解決します(LEDが点灯すると、 )物事を機能させるためだけに。

問題

私は必要なコンポーネントを知っており、スケッチがそれを動かすためのアイデアを持っています(Uno 3がシールド後にサポートできる1つまたは多くのセンサーを使用して)。しかし、距離に関して途方に暮れています。独自のセンサーを備えた複数のArduinoを選択します。それぞれがホームベースと通信するか、複数のセンサーを備えたロフト内の1つのArduinoとそれぞれへのヒドラのようなケーブルのセット、および単一のハードワイヤードパワードローです。後者のアプローチは、多くの点で無駄が少なく、確かに安価であるため(特に無線シールドを考慮すると)、気に入っています。

実際の質問

私が欲しいのは、センサーコンポーネントをArduinoに長距離接続する(可能な場合でも)方法の推奨です。具体的には:

  • 私が敷設している余分なCat-5のいくつかがこれに適しているでしょうか?
  • そうでない場合、なぜですか(私は学習しようとしています-良い読書への参照は私が尋ねるすべてです)?
  • 検討していなかった代替案はありますか?
  • 歩く前に走ろうとしていますか?
  • 母はあなたの小さな男の子を引き裂きますか?*

*それで、それは単なるピンクフロイドのリファレンスです。私はArduinoを新しい趣味として始めたばかりです(私は貿易業界のソフトウェアエンジニアです。EEの経歴や経験はありません)。私は現在、「良い質問をするために何を知る必要があるかわからない」という問題に直面しています。知覚された怠惰を許して、私を遠慮なく教えてください。:-)

更新

さらなる調査により、このスレッドは実現可能であると誰かが示唆したが、OPは1つのセンサーが応答しないと述べた。レスポンダーは、1つのセンサーのメーカーが接続のセンサー側にできる限り近いローパスフィルターを提案したと述べました。考え?

また、私のネットワークエンジニアリングの背景では、異なる方向に複数のcat-5を実行すると、8ストランドの少なくとも2つが無駄になる場合、チップがはんだ付けされてしっかりしていると仮定すると、2ペアの電話データケーブルも問題なく機能する可能性があります。ブレッドボードにつながる。もう一度、考えは?


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Z-Waveは、900MHz前後のホームオートメーション無線の実装です。慣れていない人のために。
JYelton 2013年

@JYeltonありがとう-私はそれをリンクする必要がありました。ただし、この段階では通知層は重要ではありませんが、私の「CAT-5実行終了時のセンサー」というアイデア(または有線の代替案)の実行可能性のみが重要です。
Joshua Nozzi 2013年

センサーモジュールの設計における柔軟性に応じて、産業用アプリケーションで長いケーブルで従来使用されてきた一般的な従来の信号/センサーアプローチは4-20 mAまたは10-50 mA信号です-ケーブルとセンサーモジュールは電流ループを構成します、4 mA(アナログ最小、またはデジタルLOW)から20 mA(アナログフルスケール、またはデジタルHIGH)までの電流を調整するモジュール。開回路= 0 mA =センサーオフラインアラーム。短絡=電流制限=センサー短絡アラーム。
Anindo Ghosh 2013

したがって、電流ループシグナリングを使用すると、特定のセンサーをバイパスするセキュリティ違反を特定するという追加の利点があります。これを答えにしてくれませんか?
Anindo Ghosh 2013

@AnindoGhosh非常に有益。はい、別のコミュニティの別のStackExchangeユーザーから、投稿を待っている回答のように聞こえます。:-)ありがとう。その間、私はいくつかグーグルする必要があります。これがどのように行われるか(Arduinoまたはno)の回路図は、私がそれらを読み取ることができるようになったばかりなので、長い道のりになります。
Joshua Nozzi 2013年

回答:


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上記の私のコメントから言い換えた

センサーモジュールの設計で利用できる柔軟性に応じて、従来工業用アプリケーションで長いケーブルで使用されている一般的な信号/センサーアプローチは、4-20 mA(または、スローが長い場合やEMIが多い環境では10-50 mA)の電流ループ信号規格です。

  • ケーブルとセンサーモジュールは電流ループを構成し、モジュールはそれを通る電流を調整します
  • 4 mAの電流はアナログ最小、またはデジタルLOWを示します
  • 20 mAはアナログフルスケールまたはデジタルHIGHを示します
  • 開回路= 0 mA =センサーオフラインアラーム
  • 短絡=電流制限=センサー短絡アラーム

多くの場合、産業用センサーモジュールは同じ電流ループから給電されるように設計されているため、ローカル電源の必要がありません。もちろん、これは、センサーモジュールが4 mAを超える駆動電流を必要としない場合にのみ可能です。

BJT、MOSFET、または相補的なTrenchFETパーツの使用など、電流レギュレーションの信号伝達にはさまざまなオプションがあります。

データ収集の終わりに、シャント抵抗器で生成された電圧は、アナログセンサーのオペアンプを使用して増幅されます。デジタル信号は、ヒステリシスを備えて設計された適切にトリミングされたコンパレータ回路を使用してキャプチャできます。

伝送ケーブルに沿って感知される雷またはその他の高電圧リスクに応じて、シャント電圧を増幅するために、従来のオペアンプの代わりに絶縁アンプが推奨される場合があります。これにより、誘導、グラウンド電位差、またはその他の原因によって侵入する可能性のある電位差からデータ照合デバイスが確実に保護されます。

たとえば、TIのAMC1100完全差動絶縁アンプは、HV絶縁を備えた電流シャントセンシング用に特別に設計されています。


現在のループシグナリングアプローチを使用することの追加の利点は、質問に示されているホームセキュリティシステムへのセキュリティ違反が、センサーが短絡または切断された場合に検出できることです。


これをありがとう。それは私に勉強する多くを与えます。何かはっきりさせていただけませんか?「センサーの電源」という言葉をよく読んでいます。これにより、センサー自体にArduinoとは別の独自の電源が必要であると思います。これは本当ですか、それとも私は誤解しましたか(つまり、「Arduinoからの電源は「電源」である可能性があります)」?
Joshua Nozzi 2013年

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@JoshuaNozziそれは私たちが話しているセンサーに依存します。光に依存する抵抗器などの場合、追加の電源は必要ありません。エレクトレットマイクの場合、低いバイアス電圧が必要で、大きな電流は必要ありません。超音波エコーセンサーの場合、数ボルトで数ミリワットが必要です。Arduinoの電源で十分な場合もあれば、追加の電力が必要な場合もあります。多くのセンサー=必要な総供給量は、Arduinoのレギュレーターが供給できる量をオーバーシュートします。
Anindo Ghosh 2013

今のところ、私はこれを動作させて喜んでいます(まだ提供されていません):amazon.com/gp/product/B009BTHQ26/ref=oh_details_o02_s00_i00-これと同じ基本コンポーネント(コネクタはありますが):sparkfun.com/products/ 8630 -ウォークスルーはここで見つけることができます:bildr.org/2011/06/pir_arduinoこれはおそらく別の質問の価値があるが、私はあなたの答えは、特にこの比較的安価なコンポーネントで私にどのように影響するかをうまくしようとしています。個別に投稿するかどうかはコミュニティ次第です。
Joshua Nozzi 2013年

これをフォローしている人は別として、破壊工作は感覚の延長としてのセキュリティシステムではないので、私は妨害行為についてそれほど心配していません。それはアラームをトリガーすることはなく、通知のみであり、それをブラインドしようとするとそれがトリガーされます。そのため、適切に配置され、狙われていれば、最初からワイヤーを切断するためにこっそりはありません(ただし、アラーム用ではありません)。 、通知のみ)。とにかくそれは私の理論なので、改ざん検出の側面は問題ではありません。
Joshua Nozzi 2013年

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@JoshuaNozzi私は$ 1.90でeBayから購入したまったく同じPIRセンサーモジュールを持っています。約7 mAで5ボルトを使用して電力を供給し、出力は5ボルトの信号です。電流ループシグナリングのために、出力をセンサー端でMOSFETに配線できます。ゲートが低い= Rdsが高いため、約7 mAが消費されます。ゲートが高い= Rdsが低いため、20 mA程度に制限すれば問題ありません。詳細については別の質問に値すると思います。
Anindo Ghosh 2013
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