Skocz do zawartości
qwee

Para dioda - fototrazystor na odleglosc okolo 10 cm.

Pomocna odpowiedź

Potrzebuje pomocy. Mianowicie interesuje mnie pomiar przyspieszenie pewnego obiektu. Chciałbym to rozwiązać na zasadzie transoptorów odbiciowych lecz zakres działania powinien mieć większą odległość czujnika od obiektu. Obiektem jest obracające się aluminiowe ramie a czujnik może być oddalono o około 10 cm. Gotowe transoptory mają bardzo małą odległość działania wiec postanowiłem wykorzystać parę dioda - fototranzystor.

Czy taka para https://botland.com.pl/analogowe-czujniki-odleglosci/1977-odbiornik-i-nadajnik-ir-liteon-940nm-para.html ma prawo działać w tym przypadku? Ramie ma kolor czarny lecz nie ma problemu z ewentualnym oklejeniem na biało. Ponadto czy jest sens zwiększenia czułości poprzez zastosowanie dwóch diod nadawczych? Nie interesuje mnie pomiar wartości analogowych tylko binarny sygnał pochodzący z odbicia.

Może ktoś zna gotowe dedykowane rozwiązania? Częstotliwość pomiaru nie wiesza niż 500 Hz.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Narysuj to, nawet odręcznie. Jeden obraz to 1000 słów.

Co to znaczy "Częstotliwość pomiaru nie wiesza niż 500 Hz"? Czy chodzi o wykrywanie pojedynczego zdarzenia, tj. jednokrotnego przejścia ramienia przed (kolejnymi?) czujnikami? Czy raczej interesuje Cię przyspieszenie kątowe? A więc wiele przejść (raz na obrót?) tego samego elementu przed jednym czujnikiem? Nie ma problemu z wykryciem jakiegoś odbłyśnika z odległości 10cm. Ważne, żeby czujnik patrzył tylko w miejsce gdzie ten element się pojawi a nie wszędzie, bo sygnał stałoprądowy jest nieodróżnialny od światła z otoczenia. Będzie konieczna jakaś rurka, soczewka i/lub wąski stożek zarówno nadajnika (żeby nie marnować energii na świecenie na boki - także bezpośrednio w sam czujnik) jak i detektora (żeby sygnał odbity był silny w stosunku do tła).

Elementy które wskazałeś będą o tyle niewygodne, że trudno je "skupić". Mają prostopadłościenne obudowy i żeby jeden nie świecił na drugiego i żeby jeszcze ten drugi patrzył tylko do przodu trzeba robić jakieś domki itp wynalazki. Jeśli weźmiesz zwykłe, 3mm obudowy diody i detektora, wsuwasz je w osobne, czarne rurki termokurczliwe, montujesz na PCB, kierujesz w tym samym kierunku i z głowy. Gdybyś robił samodzielnie obudowę do tego czujnika (i tak jakaś musi przecież być) to możesz rozsunąć oba elementy na skrajne końce płytki albo przynajmniej na kilka cm. Przecież nie muszą stać obok siebie. Ważne, by oba patrzyły w miejsce gdzie pojawi się odbłyśnik.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Tak, są gotowe rozwiązania, na przykład cała gama optycznych czujników SHARP-a. A jak chcesz dobrej czułości, to ostatnio nawet się pojawiły tanie czujniki oparte na time-of-flight, które nie mierzą siły odbicia, tylko działają na zasadzie podobnej do sonaru (ale ze światłem, nie dźwiękiem). Żyjemy w przyszłości.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Tak, ale:

1. Te czujniki mierzą odległość,
2. Są wolne,
3. Ich wewnętrzny cykl pomiarowy jest nieznany więc nie wiesz jakie opóźnienie wprowadzą akurat teraz.

One po prostu nie są do tego, sprawdź ich czasy reakcji. Spróbuj czymkolwiek co zaproponowałeś zmierzyć okres pojawiania się odbłyśnika 2ms, tj. obroty 30000rpm.

Do pomiarów prędkości obracających się wałków czy co tam będzie się kręcić, nawet w przyszłości używane będą enkodery, czujniki indukcyjne lub zwykłe fotokomórki odbiciowe lub szczelinowe. O ile dla zasięgów do kilku mm można użyć popularnych KTIRów itp, o tyle trochę dalej już nie bardzo, bo ich dookólne ch-ki kierunkowe (brak jakiejkolwiek optyki odbiornika) "rozmazują" sygnał i nici z pomiaru. No chyba, że zamkniemy układ obiekt-detektor w całkowitej ciemności.

Na pewno są gotowe przemysłowe czujniki odbiciowe oparte na zwykłej diodzie IR i fototranzystorze działające powyżej 10mm:

http://www.tme.eu/pl/details/hoa1180-002/czujniki-fotoelektryczne-do-druku/honeywell/

ale są bezsensownie drogie na to czym są w istocie. Oczywiście laserowe mogą dużo więcej i dalej, ale kosztują jeszcze 20x tyle.

A zbudowanie tego własnoręcznie - szczególnie przy podanych wymaganiach - jest trywialne, działa na tej samej zasadzie i kosztuje ułamek gotowego zestawu. Co w tym złego?

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Dziękuję za zainteresowanie.

Co to znaczy "Częstotliwość pomiaru nie wiesza niż 500 Hz"? Czy chodzi o wykrywanie pojedynczego zdarzenia, tj. jednokrotnego przejścia ramienia przed (kolejnymi?) czujnikami? Czy raczej interesuje Cię przyspieszenie kątowe?

Dokładnie to mam na myśli - Wykrywanie pojedynczego zdarzenia ma nastąpić nie częściej niż 500 razy na sekundę.

Elementy które wskazałeś będą o tyle niewygodne, że trudno je "skupić". Mają prostopadłościenne obudowy i żeby jeden nie świecił na drugiego i żeby jeszcze ten drugi patrzył tylko do przodu trzeba robić jakieś domki itp wynalazki.

Nie upieram się nad wykorzystaniem czujników optycznych aczkolwiek czujnik sharp GP2Y0A41SK0F byłby całkiem spoko.

Nie wykluczam także czujników magnetycznych jednak czy osiągnę wymaganą czułość z odległości około 10 cm? Jaki magnes i jaki czujnik mogą spełniać takie wymagania? Maksymalny wymiar magnesu to około 2-3 cm szerokości i 10 cm długości.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Ależ ja cię właśnie do samodzielnego zrobienia i użycia czujnika optycznego namawiam. Właśnie takiego z diody IR i fototranzystora. Natomiast wskazany SHARP to czujnik odległości. Jeżeli masz tam jakiś element (rysunek!) który będzie np. pojawiał się przed nosem czujnika raz na obrót, to OK. Natomiast nie wykryje on odbijającej nalepki na równym wałku lub wirującym kole - on nie jest do tego. No i czas reakcji: to nie jest prosty wzmacniacz, jego układ pracuje w cyklu ok. 2.5ms (o ile pamiętam) więc jeśli ma coś pokazać się na krócej niż jakieś 5-10ms to bym się w to nie pchał.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Ja założyłem (głównie z tej odległości 10cm), że to nie ma być enkoder, tylko właśnie czujnik odległości, mierzący kąt ramienia przez zmierzenie odległości do niego, a nie prędkości obrotowej wałka przez mierzenie częstotliwości pojawiania się naklejonej na nim naklejki. 2.5ms daje 400Hz, w praktyce będzie wolniej, ale można przecież to PID-em wyekstrapolować -- zależnie od tego do czego ma to być, bo nadal nie wiemy.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Dokładnie - element będzie pojawiał się przed nosem czujnika raz na obrót.

W takim razie spróbuje z parą fototranzystor i dioda IR. Czy możecie polecić jakieś konkretne elementy? Jeśli to nie spełni moich oczekiwań to planuje umieścić magnes a jako czujnik wykorzystać czujnik halla. Pozostaje tylko problem jaki czujnik? Magnes rozumiem, że neodymowy, jak najmocniejszy.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Nie ma sensu czegoś polecać konkretnego, bo jest tego cała masa a Ty będziesz próbował kupić coś wskazanego. Plan jest taki: sam coś dobierz 🙂 Wejdź na stronę jakiegoś sklepu z elementami elektronicznymi, może być nawet Botland. Znajdź dwie kategorie "czujniki/fototranzystory" i "diody IR podczerwone". Przejrzyj i wybierz parę która będzie:

a. pracowała na tej samej lub podobnej długości fali, np. 870nm ±20nm,
b. miała wąskie wiązki, np. 10-15 stopni,
c. miała dobrą cenę i małą obudowę, np. obie o średnicy 3mm.

Tym samym wykonasz to samo co ja musiałbym zrobić a jeszcze dodatkowo rozejrzysz się trochę i poczytasz o ciekawych elementach.

Napisz nam o swoim wyborze. Taki samodzielnie zmajstrowany czujnik zadziała na pewno pod jednym, ale za to ważnym warunkiem: sygnał odbierany przez fototranzystor musi być jak największy w czasie przechodzenia odbłyśnika i jak najmniejszy "po ciemnej stronie". To oznacza, że:

- Dioda IR musi być skierowana na cel a jej "światło" nie może bezpośrednio przedostawać się do detektora. Oba elementy musisz oddzielić czymś nieprzezroczystym dla IR: czarnym kartonem, blaszką, rurką termokurczliwą itp

- Detektor musi patrzeć bezpośrednio na miejsce gdzie pojawi się odbłyśnik a to miejsce musi być tak dobrane, by IR z diody odbijało się wprost do tranzystora. Pamiętasz, że kąt padania równa się kątowi odbicia, prawda? To wykorzystaj to.

- Detektor musi być osłonięty przed zakłóceniami podczerwonymi od świetlówek, słońca itp. Jeżeli fototranzystor będzie widział tyle samo lub więcej śmieci jak sygnału z odbłyśnika - nici z detekcji.

- Upewnij się, że materiał wałka/koła nie jest wystarczająco dobrym odbłyśnikiem. Np obrobione metale (toczone wałki lub koła) lub błyszczące powierzchnie tworzyw sztucznych doskonale odbijają IR. Wtedy wręcz przeciwnie - zamiast "lusterka" musisz nakleić kawał czarnego, matowego kartonu.

Idea jest prosta. Jeśli to działać nie będzie, coś spaprałeś. Wtedy patrz na jeden z powyższych punktów.

Czujnik magnetyczny na prostym hallotronie o zasięgu 10cm będzie trudny. To już bardziej jakiś z wyjściem analogowym i układ wzmacniacza, ale to będzie rzeźba. Szkoda, że nie piszesz czym jest element, którego obroty chcesz mierzyć. Naprawdę taka to tajemnica? Byłoby łatwiej coś radzić, a tak błądzimy w oparach domysłów.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Anonim
Dołącz do dyskusji! Kliknij i zacznij pisać...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.


×
×
  • Utwórz nowe...