장거리 센서를위한 최고의 접근법


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프로젝트

프로젝트 아이디어가 있습니다. (신음 소리)

간단한 근접 경보를 만들기 위해 여러 모션 및 / 또는 초음파 센서를 모니터링하고 싶습니다. 집 주변 (야외)의 주요 지점에 센서를 "배치"하고 싶습니다. 나중에 Z-wave 알림을 내 홈 컨트롤러에 보내고 큰 신호에 대해 부드러운 경고음을 재생하고 싶지만 ... 아기 단계 ... 지금은 간단한 출력을 설정합니다 (점등 된 LED는 ) 일을 처리하는 것입니다.

문제

나는 필요한 구성 요소를 알고 있으며 스케치를 구동하기 위해 아이디어를 가지고 있습니다 (Uno 3가 차폐 후 지원 할 수있는 하나 이상의 센서로).하지만 거리와 관련하여 손실되었습니다. 나는 자체 센서가있는 여러 Arduinos 중에서 선택할 수 있습니다. 각각은 홈베이스와 다시 통신하거나 여러 센서가있는 로프트에서 하나의 Arduino와 각각에 hydra와 같은 케이블 세트를 제공합니다. 후자의 접근 방식은 여러 가지 방법으로 낭비가 적고 확실히 저렴합니다 (특히 라디오 쉴드 고려).

실제 질문

내가 원하는 것은 센서 구성 요소를 Arduino에 장거리 연결하는 방법에 대한 권장 사항입니다 (가능한 경우). 구체적으로 특별히:

  • 내가 누워있는 여분의 Cat-5가 이것과 잘 어울릴 수 있습니까?
  • 그렇지 않다면 왜 (내가 배우려고 노력하고 있습니다-좋은 독서에 대한 언급 만하면됩니다)?
  • 내가 고려하지 않은 대안이 있습니까?
  • 걸을 수 있기 전에 달리려고합니까?
  • 어머니는 당신의 어린 소년을 찢을 것입니까? *

* 그래, 그건 단지 핑크 플로이드 참조 일뿐입니다. 방금 새로운 취미로 Arduino를 시작하고 있습니다 ( 거래 경험이 있거나 EE 배경이나 경험이없는 소프트웨어 엔지니어입니다 ). 저는 현재 "좋은 질문을하기 위해 알아야 할 것이 무엇인지 모른다"는 문제에 직면하고 있습니다. 인지 게으름을 용서해 주시고 학교에 자유롭게 가십시오. :-)

최신 정보

더 많은 연구가이 실을 밝혀 냈습니다.누군가가 이것이 가능하다고 제안한 곳에서 밝혀 냈지만 OP는 한 센서가 응답하지 않을 것이라고 말했다. 한 응답자는 한 센서 제조업체가 연결부의 센서쪽에 가능한 한 근접한 저역 통과 필터를 제안했다고 말했다. 생각?

또한 네트워크 엔지니어링 배경에서 여러 cat-5가 다른 방향으로 실행되면 8 가닥 중 2 가닥 이상을 낭비하는 경우 팁이 납땜되어 있다고 가정하면 2 쌍 전화 데이터 케이블도 제대로 작동합니다. 브레드 보드로 연결됩니다. 다시, 생각?


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Z-Wave 는 약 900MHz의 홈 오토메이션 라디오 구현입니다. 그것에 익숙하지 않은 사람들을 위해.
JYelton

@ JYelton 감사합니다-나는 그것을 연결시켜야합니다. 알림 단계는이 단계에서 중요하지 않지만 "CAT-5 실행이 끝날 때의 센서"아이디어 (또는 유선 대안)의 실행 가능성 만 중요합니다.
Joshua Nozzi

센서 모듈을 설계 할 때의 유연성에 따라, 산업 응용 분야에서 긴 케이블에 일반적으로 사용되는 일반적이고 고대의 신호 / 센서 방식은 4-20 mA 또는 10-50 mA 신호입니다. 케이블 및 센서 모듈은 전류 루프를 구성합니다 , 모듈은이를 통해 전류를 4mA (아날로그 최소 또는 디지털 LOW)에서 20mA (아날로그 풀 스케일 또는 디지털 HIGH)로 조절합니다. 개방 회로 = 0 mA = 센서 오프라인 경보. 단락 = 전류 제한 = 센서 단락 경보.
Anindo Ghosh

따라서 전류 루프 신호를 사용하면 주어진 센서를 우회하는 보안 위반을 식별하는 추가 이점을 제공합니다. 이것을 답변으로 만들어 주시겠습니까?
Anindo Ghosh

@AnindoGhosh 매우 유익합니다. 예, 다른 커뮤니티의 다른 StackExchange 사용자의 경우 게시 대기중인 답변처럼 들립니다. :-) 감사. 그동안 할 인터넷 검색이 있습니다. 이것이 어떻게 달성 될 수 있는지에 대한 회로도 (Arduino 또는 no)는 내가 그것을 읽을 수 있기 시작했을 때 먼 길을 갈 것입니다.
Joshua Nozzi

답변:


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위의 내 의견에서 비유

센서 모듈을 설계 할 때 사용할 수있는 유연성에 따라, 산업 응용 분야에서 긴 케이블과 함께 일반적으로 사용되는 일반적인 신호 / 센서 방식은 4-20mA ( 장거리 던지기 또는 EMI 집약적 환경의 경우 10-50mA ) 전류 루프 신호 표준입니다. .

  • 케이블 및 센서 모듈은 전류 루프를 구성하고이를 통해 전류를 조절하는 모듈
  • 4mA의 전류는 아날로그 최소 또는 디지털 LOW를 나타냅니다.
  • 20mA는 아날로그 풀 스케일 또는 디지털 HIGH를 나타냅니다.
  • 개방 회로 = 0 mA = 센서 오프라인 경보
  • 단락 = 전류 제한 = 센서 단락 경보

산업용 센서 모듈은 종종 동일한 전류 루프로 전원을 공급 받도록 설계되므로 로컬 전원 공급 장치가 필요하지 않습니다. 물론 센서 모듈에 4mA 이상의 구동 전류가 필요하지 않은 경우에만 가능합니다.

BJT, MOSFET 또는 보완 TrenchFET 부품 사용과 같은 신호 조정을위한 다양한 옵션이 있습니다.

데이터 수집이 종료되면 션트 저항에서 생성 된 전압은 아날로그 센서의 경우 연산 증폭기를 사용하여 증폭됩니다. 일부 히스테리시스로 설계된 적절히 트리밍 된 비교기 회로를 사용하여 디지털 신호를 캡처 할 수 있습니다.

전송 케이블을 따라 감지되는 낙뢰 또는 기타 고전압 위험에 따라 션트 전압을 증폭하기 위해 기존의 연산 증폭기 대신 절연 증폭기가 권장 될 수 있습니다. 이를 통해 데이터 조합 장치가 유도, 접지 전위차 또는 기타 원인을 통해 발생할 수있는 전위차로부터 보호됩니다.

예를 들어 TI의 AMC1100 완전 차동 절연 증폭기 는 HV 절연을 통한 전류 션트 감지를 위해 특별히 설계되었습니다.


현재 루프 신호 방식을 사용하면 추가로 문제가 암시 된 가정 보안 시스템에 대한 보안 침해가 발생하거나 센서가 단락되거나 연결이 끊어진 경우이를 감지 할 수 있다는 이점이 있습니다.


고마워 그것은 나에게 많은 공부를 제공합니다. 나를 위해 무언가를 명확히 해 주시겠습니까? "센서의 전원 공급 장치"라는 문구를 많이 읽고 있습니다. 이것은 센서 자체가 Arduino와 별도로 자체 공급 장치를 가져야한다고 믿게합니다. 이 경우입니까, 아니면 오해 했습니까 (예 : "Arduino에서 공급되는 전원 공급 장치는 '전원 공급 장치'가 될 수 있습니다")?
Joshua Nozzi

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@JoshuaNozzi 그것은 우리가 말하는 센서에 달려 있습니다. 빛에 의존하는 저항과 같은 것에는 추가 공급이 필요하지 않습니다. 일렉 트릿 마이크의 경우, 낮은 전류가 필요하지 않으며 낮은 전류가 필요합니다. 초음파 에코 센서의 경우 몇 볼트에서 몇 밀리 와트가 필요합니다. 어떤 경우에는 Arduino 공급이 충분하고 다른 경우에는 추가 전원이 필요합니다. 많은 센서 = 필요한 총 공급은 Arduino의 레귤레이터가 공급할 수있는 것보다 오버 슈트합니다.
Anindo Ghosh

지금 나는이 작업을 (아직 전달되지 않음) 얻을 행복 할 것 : amazon.com/gp/product/B009BTHQ26/ref=oh_details_o02_s00_i00는 -이 (커넥터에도 불구하고)와 같은 기본 구성 요소로 나타납니다 sparkfun.com/products/를 8630 : - 워크를 통해이 여기에서 찾을 수 있습니다 bildr.org/2011/06/pir_arduino 이 아마 별도의 질문 가치가있다,하지만 난 당신의 대답은 특히이 상대적으로 저렴한 구성 요소 나에게 미치는 영향을 해결하기 위해 노력하고있어. 별도로 게시할지 여부는 커뮤니티에 달려 있습니다.
Joshua Nozzi

다음 사람을 제외하고는 다른 것들을 제외하고는 방해 행위에 대해 걱정하지 않습니다. 왜냐하면 이것이 감각의 확장만큼 보안 시스템이 아니기 때문입니다. 알람을 발생시키지 않고 알림 만 발생 시키며 알람을 발생 시키려고 시도하기 때문에 알람이 발생하지 않을 것입니다. 알림). 어쨌든 내 이론이기 때문에 위변조 탐지 측면은 문제가되지 않습니다.
Joshua Nozzi

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@JoshuaNozzi 나는 정확히 같은 PIR 센서 모듈을 가지고 있으며, $ 1.90에 eBay를 사들였다. 전원을 공급하기 위해 약 7mA에서 5V를 사용하며 출력은 5V 신호입니다. 전류 루프 시그널링을 위해 센서 끝에서 MOSFET에 출력을 연결할 수 있습니다. 게이트 로우 = Rds 높음, 약 7mA 끌어 오기 게이트 높음 = Rds 낮으므로 20mA 정도로 제한하면 좋습니다. 자세한 내용은 별도의 질문이 필요합니다.
Anindo Ghosh
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