IR 근접 탐지기를 일광에 면역시키는 방법?

적외선 근접 측정 장치를 만들려고합니다.

10cm 또는 4 "(약 15cm?)의 범위에 있기를 원합니다. 사용하는 주파수는 10KHz입니다. 여기에는 밴드에 적합한 1nF 커패시터와 저항을 사용한 것을 제외하고는 사용한 회로가 있습니다. -10KHz 통과 OP-AMP에 LM358A를 사용했는데 IR 다이오드의 부품 ID를 모릅니다.

감도를 높이고 오프셋을 제거하기 위해 LM358A 내부의 다른 OP-AMP를 사용하여 게인 10의 차이 증폭기를 추가했습니다. 전위차계를 사용하여 아래 회로에서 전압을 빼도록 설정했습니다.

효과가있다! 합리적인 선형성. 그러나 전압 레벨은 일조도에 따라 변합니다.

LDR을 사용하여이 장치를 일광에 면역시키는 방법이 있습니까? 나는 LDR을 오프셋 제거 전위차계와 병렬로 연결하려고 시도했지만 분명히 논리적으로 좋은 결과를 얻지 못했습니다. 나는 IR 필터가 없으며 Farnell 또는 터키의 필터를 얻는 것이 실제로 비용이 많이 듭니다.

에서 여기 .

편집하다:

여기 내 회로도가 있습니다.

회로에 이미 주변 광 억제가 있기 때문에 LDR 신호를 사용하면 많은 일을 할 수 있다고 생각하지 않습니다. 커패시터 C8의 고역 통과 필터입니다.

나는 신호가 주변 광에 의해 포화 될 것이라는 MikeJ-UK에 동의합니다.

근접 센서를 더 많은 주변 광으로 작동 시키려면 IR 필터를 감지기 앞에 놓는 것이 좋습니다.

이것이 너무 쉬운 경우 (예를 들어 태양이 감지기를 비추기 때문에 주변 IR 조명이 많은 경우) :
주변 조명으로 인해 신호가 완전히 걸리는 문제를 해결해야합니다.

신호로 인한 광전류가 약간의 마이크로 암페어 이하이고 주변 광이 이미 0.1mA를 제공한다고 가정하자. 입력 전압 분배기 (D1 / R10)에는 매우 작은 신호 전압 만 존재한다. 전압 분배기에서 더 많은 전류 (주변 광으로 인해)가 흐를수록 더 작을 수 있습니다.

잡음도 증폭 될 것이므로 증폭을 늘리는 것만으로는 도움이되지 않습니다. 신호대 잡음비가 신경 써야하는 영역으로 들어갑니다.

따라서 검출기에 전압 분배기를 사용하는 대신 트랜스 임피던스 증폭기를 사용하는 것이 더 좋습니다.

출력 전압은 광전류와 선형입니다. 따라서 주변 광의 양에 관계없이 최소한 일정한 신호 레벨을 얻을 수 있습니다 ( Bob Pease 의이 문제 에 대한이 기사 참조 ).

물론 이것은 한계 내에서만 적용됩니다. 증폭기가 걸린 경우 많은 것을 할 수 없습니다.

따라서 대역 통과 필터링 전의 증폭은 너무 크지 않아야합니다. 그러나 대역 통과 필터를 충분히 좁 히면 나중에 라디오 수신기에서와 같이 큰 증폭을 수행 할 수 있습니다.

다이오드 신호에서 알려진 주파수의 진폭을 추출하려고합니다. 이미 시도한 것처럼 매우 좁은 대역 통과 필터로 수행 할 수는 있지만 한계가 있습니다. 또 다른 옵션은 잠금 증폭기 를 사용하는 것 입니다. 아날로그 대역 통과 필터보다 훨씬 더 우수 할 수 있습니다.

잠금 증폭기는 기본적으로 입력 신호에 원하는 주파수의 기준 신호를 곱합니다. 그런 다음 출력이 저역 통과 필터링됩니다. 이 과정에서 기준과 일치하지 않는 모든 주파수 성분은 서로 다른주기의 값이 서로를 상쇄 적으로 보상하므로 유의 한 DC 출력을 생성하지 않습니다.

좋은 그림을 찾으려고 LabView 앱 노트 와 간단한 기능 설명을 찾았습니다 .

소프트웨어 접근 방식 : 마이크로 컨트롤러

칩 사용 준비 : AD630 (더 저렴한 칩 이 있어야 함)

글쎄, 여기의 아이디어는 꽤 우아해 보이지만 .. 간단하게 만들 수 없다면 옳지 않을 수도 있습니다. Oli Glaser는 아마도 최고의 아이디어를 가지고 있었을 것입니다. 주변 조명을 샘플링하려면 IR LED를 끄고 다시 켜서 판독 값을 샘플링해야합니다. 측정 값을 빼서 올바른 측정 값을 얻습니다. 포토 트랜지스터의 채도 수준으로 인해 불편이 거의 없지만, 얻을 수있는 최선의 방법입니다. 저전력 LED가있는 경우 IR 캡 필터를 사용하지 않는 것이 좋습니다.

입력이 포화 상태라고 생각합니다. 다이오드가 100uA에 가까운 높은 주변 조도에서는 바이어스가 남아 있지 않습니다. 50k 저항을 줄이십시오.

신호를 마이크로 컨트롤러에 공급하는 경우 캘리브레이션 루틴을 사용하여 주변 조명을 조정할 수 있습니다.

예를 들어 아무것도 전송되지 않을 때 레벨을 읽는 경우 "ON"판독 값에서이 값을 빼면 IR 이미 터로 인한 차이를 얻을 수 있습니다.
이와 같은 것이 도움이 될 것입니다. 게인을 조정하기 위해 opamp 피드백에서 LDR과 비슷한 작업을 수행 할 수 있지만 올바른 결과를 얻는 것이 더 까다로울 수 있습니다.

또 다른 것은 더 선명한 대역 통과 필터 (예 : 스 태거 2 또는 3 단계)를 가지므로 변조 된 주파수 만 "표시"됩니다.

Wikipedia의 햇빛 스펙트럼을 보면 대기 중 수증기에 의한 IR 흡수로 인해 940nm에서 딥이 발생합니다.

940nm에서 작동하는 IR 소스와 센서를 사용하면 주변 광 픽업이 크게 줄어 듭니다.

RPR220은 800nm ​​및 940nm 버전의 제품입니다.

마이크로 컨트롤러 사용에 대한 Oli Glaser의 제안과 함께 진행하지만 몇 가지 회로 변경도 제안합니다.

1. 포토 다이오드의 DC 레벨을 감지하기 위해 마이크로 컨트롤러에 두 번째 ADC 입력을 추가하는 것이 좋습니다. 내 생각 엔 포토 다이오드의 감도는 비선형 일 것이다. AC 입력의 DC 입력 게인이 100 배인 경우 입력의 결합 된 값 (DC 값의 100 배 AC 값)을 계산하고 선형화 값을 얻기 위해 일부 변환 (또는 룩업 테이블을 사용하여 보간)을 수행하십시오.
2. 아날로그 대역 통과 필터를 추가하지만 복조기를 제거하면 이점이있을 수 있습니다. 프로세서가 40KHz에서 입력을 샘플링하도록합니다. 4 개의 롤링 평균 필터 (처음으로 선형화 된 샘플 0으로 필터, 필터 1 옆, 2, 3, 0, 1, 2, 3 등)를 사용하고 AC 신호 레벨을 (f2-f0) * (f2 -f0) + (f3-f1) * (f3-f1). 이 접근법은 피크 검출기보다 훨씬 우수한 노이즈 내성을 제공합니다.

예를 들어 This Elmos 장치 와이 매우 오래된 IR 프리 앰프 SL480 과 같이 포화를 피하기 위해 다이오드 바이어스를 제어하는 ​​IR 프리 앰프 회로의 몇 가지 변형을 보았습니다. 실외 근접 센서의 첫 번째 예를 기반으로 한 회로를 사용했습니다. 그것은 아주 잘 작동했습니다.

mechincal 솔루션도 가능합니다. "스누트 (snoot)"는 대부분의 주변 광으로부터 리시버를 보호하는 튜브입니다.

동일한 주변 광에 노출되었지만 실제 센서의 장애물을 감지하지 못하는 추가 센서를 제어 그룹으로 사용하려고 했습니까? 그런 다음 제어 그룹 센서의 신호를 작업 센서로 빼십시오.

학자 프로젝트에서 몇 번이나 일했습니다. 그때 소프트웨어 필터를 프로그래밍하는 방법을 몰랐습니다.