कैसे दिन के उजाले के लिए आईआर निकटता डिटेक्टर प्रतिरक्षा बनाने के लिए?

Question

मैं एक अवरक्त निकटता माप उपकरण बनाने की कोशिश कर रहा हूं।

मैं चाहता हूं कि यह 10cm या 4 "(शायद 15 सेमी?) की सीमा में हो। मेरे द्वारा उपयोग की जाने वाली आवृत्ति 10 KHz है। यहां वह सर्किट है जिसका मैंने उपयोग किया है, सिवाय इसके कि मैंने 1 nF कैपेसिटर और प्रतिरोधों का उपयोग किया है जो उन्हें बैंड के लिए सूट करता है। -10 KHz को पार करना। मैंने OP-AMP के लिए LM358A का उपयोग किया है और मुझे अपने IR डायोड के पार्ट आईडी का पता नहीं है।

संवेदनशीलता बढ़ाने और ऑफसेट को हटाने के लिए, मैंने LM353A के अंदर अन्य ओपी-एएमपी का उपयोग करके 10 के लाभ के साथ एक अंतर प्रवर्धक जोड़ा। मैंने वोल्टेज को सेट करने के लिए नीचे के सर्किट से बाहर निकालने के लिए एक पोटेंशियोमीटर का उपयोग किया है।

यह काम करता हैं! एक उचित रैखिकता के साथ। हालांकि, दिन की तीव्रता के साथ वोल्टेज का स्तर बदलता रहता है।

क्या LDR का उपयोग करके इस डिवाइस को दिन के उजाले में बदलने का कोई तरीका है? मैंने एलडीआर को पोटेंशियोमीटर हटाने के ऑफसेट के साथ समानांतर में जोड़ने की कोशिश की है, हालांकि, स्पष्ट रूप से, यह अच्छा, तार्किक परिणाम नहीं देता है। मेरे पास कोई आईआर फ़िल्टर नहीं है और तुर्की में उन्हें फ़ारनेल या इस तरह से प्राप्त करना वास्तव में महंगा है।

से यहाँ ।

संपादित करें:

यहाँ मेरा योजनाबद्ध है:

Comments

आप एक ऑफसेट हटाने वाले पोटेंशियोमीटर का उल्लेख करते हैं लेकिन मैं इसे आपके योजनाबद्ध में नहीं देखता हूं?

— जॉनीबोट्स

@JonnyBoats क्षमा करें, मैं भाग गया। मैं इसे आकर्षित कर रहा हूं, मैं जोड़ूंगा।

— अब्दुल्लाह कहरामन

अब्दुल्ला: मूल योजनाबद्ध में ऑप-एएमपी के लिए इनपुट एक पुलअप रोकनेवाला के माध्यम से 2.5 वी से बंधा हुआ है, लेकिन मुझे नहीं लगता कि आपके संशोधित योजनाबद्ध में। क्या वह निरीक्षण था?

— जॉनीबोट्स

@JonnyBoats मैं तुम्हें नहीं समझता; यह R8 के माध्यम से जुड़ा हुआ है

— अब्‍दुल्‍ला कहारमन

एक काले पैकेज में फोटोट्रांसिस्टर्स / फोटोडायोड्स प्राप्त करना वास्तव में आसान है जो आपके द्वारा उपयोग किए जा रहे PD15-22C के बजाय IR को फ़िल्टर करता है।

— जोफॉर्कर

Answer 1

मुझे नहीं लगता कि एलडीआर के संकेत का उपयोग करना बहुत कुछ कर सकता है क्योंकि सर्किट में पहले से ही कुछ प्रकार के परिवेश प्रकाश दमन हैं: यह कैपेसिटर सी 8 पर उच्च पास फिल्टर है।

मैं माइकजे-यूके से सहमत हूं कि संकेत संभवतः परिवेशीय प्रकाश द्वारा संतृप्त है।

यदि आप अधिक निकटता प्रकाश के साथ काम कर रहे निकटता सेंसर को प्राप्त करना चाहते हैं, तो मैं डिटेक्टर के सामने एक आईआर फिल्टर लगाने का सुझाव दूंगा।

यदि यह बहुत आसान है (या आपके पास बहुत अधिक परिवेश आईआर प्रकाश है, जैसे कि क्योंकि सूरज डिटेक्टर पर चमक रहा है):
आपको संकेत की समस्या को पूरी तरह से परिवेशी प्रकाश से जाम होने की समस्या को हल करना होगा।

मान लीजिए कि सिग्नल के कारण होने वाली फोटोक्रॉफ़्ट कुछ माइक्रो एम्प्स या कम है और परिवेश प्रकाश आपको पहले से ही कुछ 0.1mA देता है इनपुट वोल्टेज डिवाइडर (D1 / R10) पर केवल एक बहुत ही छोटा सिग्नल वोल्टेज है। अधिक वर्तमान (परिवेशी प्रकाश के कारण) वोल्टेज विभक्त में बह रहा है, आपका सिंगनल जितना छोटा होगा।

केवल बढ़ाना बढ़ाना मदद नहीं करता है, क्योंकि शोर को भी बढ़ाया जाएगा और मुझे लगता है कि आप उन क्षेत्रों में आते हैं जहां सिग्नल-टू-शोर अनुपात वह है जिसके बारे में आपको ध्यान रखना है।

इसलिए डिटेक्टर में वोल्टेज डिवाइडर होने के बजाय एक ट्रांसपेरिडेंस एम्पलीफायर का उपयोग करना बेहतर होगा:

इसका आउटपुट वोल्टेज फोटो करंट के लिए रैखिक होता है। तो यह आपको कम से कम निरंतर सिग्नल स्तर देगा, चाहे आपके पास कितना भी परिवेशीय प्रकाश हो ( इस समस्या के बारे में इस लेख को बॉब नीज़ द्वारा देखें)।

बेशक यह सीमा के भीतर ही सही है: यदि आपका एम्पलीफायर जाम हो जाता है, तो आप बहुत कुछ नहीं कर सकते।

तो बैंडपास फ़िल्टरिंग से पहले प्रवर्धन बहुत बड़ा नहीं होना चाहिए। लेकिन अगर आप अपने बैंडपास फ़िल्टर को पर्याप्त संकीर्ण बनाते हैं तो आप बाद में (रेडियो रिसीवरों की तरह) विशाल प्रवर्धन कर सकते हैं।

Comments

यह एक अच्छा जवाब है, दिन के उजाले में, आप आईआर फिल्टर का उपयोग करते हैं, फिर भी सूर्य के डीसी के शॉट शोर से पिट जाते हैं। मैं ऊपर दिए गए डायोड में एक सकारात्मक पूर्वाग्रह जोड़ूंगा और कैथोड और ओपैंप के बीच एक टोपी डालूंगा।

— फ्रैंक

@Frank: क्या आप प्रस्तावित करते हैं कि सर्किट को वापस उसमें बदल दिया जाएगा जो पहले था .... अपनी सभी समस्याओं के साथ।

— दही

Answer 2

आप डायोड सिग्नल से एक ज्ञात आवृत्ति के आयाम को निकालना चाहते हैं। जैसा कि आप पहले ही करने की कोशिश कर चुके हैं एक बहुत ही संकीर्ण बैंड पास फिल्टर के साथ किया जा सकता है, हालांकि सीमाएं हैं। एक अन्य विकल्प लॉक-इन एम्पलीफायर का उपयोग करना है । वे एनालॉग बैंड पास फिल्टर की तुलना में बेहतर परिमाण के कई आदेश हो सकते हैं।

एक लॉक-इन एम्पलीफायर मूल रूप से वांछित इनपुट के संदर्भ सिग्नल के साथ आपके इनपुट सिग्नल को गुणा करता है। आउटपुट तब कम-पास फ़िल्टर्ड होता है। इस प्रक्रिया में सभी आवृत्ति घटक जो संदर्भ से मेल नहीं खाते हैं, कोई महत्वपूर्ण डीसी आउटपुट उत्पन्न नहीं करते हैं क्योंकि विभिन्न अवधियों के मान एक दूसरे को विनाशकारी रूप से क्षतिपूर्ति करते हैं।

मैंने कुछ अच्छे चित्रण खोजने की कोशिश की और एक LabView ऐप नोट और एक संक्षिप्त कार्यात्मक विवरण पाया ।

सॉफ्टवेयर दृष्टिकोण: माइक्रोकंट्रोलर

चिप का उपयोग करने के लिए तैयार: AD630 (वहाँ सस्ता होना चाहिए)

Comments

आप मेरे साथ मजाक कर रहे हैं, है ना? जैसा कि मुझे पता है, लॉक-इन एम्पलीफायरों वे हैं जो रुबिडियम ऑसिलेटर्स में उपयोग किए जाते हैं?

— अब्दुल्लाह कहरामन

मुझे खेद है कि मैं इतना संक्षिप्त था, मैंने अपना उत्तर संपादित कर लिया है।

— क्रिस

+1 बहुत अच्छा विचार! मैं लॉक-इन एम्पलीफायर के बारे में भी सोच रहा था, लेकिन इसका उल्लेख नहीं किया, क्योंकि मुझे लगा कि यह मौजूदा सर्किट से बहुत दूर हो सकता है। यह एक बहुत ही दिलचस्प परियोजना होगी (कुछ साल पहले मैंने लॉक-इन प्रवर्धन का उपयोग करके एक इलेक्ट्रॉनिक कम्पास बनाया था)।

— दही

Answer 3

ठीक है, हालाँकि यहाँ के विचार काफी सुरुचिपूर्ण हैं। ठीक है, अगर आप इसे सरल बना सकते हैं तो यह सही नहीं हो सकता है। ओली ग्लेसर के पास शायद सबसे अच्छा विचार यहां था, यहां तक ​​कि मैंने पहले भी खुद को आजमाया है। आपको परिवेशीय प्रकाश के नमूने के लिए आईआर एलईडी को बंद करना होगा, और फिर अपने पढ़ने के नमूने को फिर से चालू करना होगा, उन उपायों को घटाकर आपको सही उपाय मिलेगा। फोटो ट्रांजिस्टर के संतृप्ति स्तर के कारण कुछ असुविधाएं होने वाली हैं, लेकिन सबसे अच्छा है कि आप इससे बाहर निकल सकते हैं। आईआर कैप फिल्टर वास्तव में अनुशंसित नहीं हैं यदि आपके पास कम पावर एलईडी है।

Answer 4

मुझे संदेह है कि इनपुट संतृप्त है। उच्च परिवेश प्रकाश स्तर पर 100uA के पास गुजरने वाले डायोड के साथ कोई पूर्वाग्रह नहीं बचेगा। 50k रोकनेवाला को कम करने का प्रयास करें।

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नहीं, मदद नहीं करता है। मैंने इसे 39K और 33K और 56K के साथ बदल दिया है। इसने आईआर के प्रति संवेदनशीलता को भी कम कर दिया।

— अब्दुल्ला कहारमन

Answer 5

यदि आप सिग्नल को एक माइक्रोकंट्रोलर में खिला रहे हैं, तो आप परिवेश प्रकाश के लिए समायोजित करने के लिए अंशांकन दिनचर्या का उपयोग कर सकते हैं।

उदाहरण के लिए यदि आप उस स्तर को पढ़ते हैं जब कुछ भी प्रेषित नहीं किया जा रहा है, तो आप अपने आईआर एमिटर के कारण अंतर प्राप्त करने के लिए "चालू" रीडिंग से इस मान को घटा सकते हैं।
कुछ इस तरह मदद करनी चाहिए। आप लाभ को समायोजित करने के लिए opamp प्रतिक्रिया में एक LDR के साथ भी ऐसा ही कर सकते हैं, लेकिन यह सही पाने के लिए मुश्किल होगा।

एक और बात यह हो सकती है कि शार्पर बैंडपास फिल्टर (जैसे स्टैगर 2 या 3 स्टेज) हो, ताकि केवल मॉड्युलेटेड फ्रीक्वेंसी ही "दिखे"।

Answer 6

विकिपीडिया पर सूर्य के प्रकाश स्पेक्ट्रम को देखते हुए, वायुमंडल में जल वाष्प द्वारा IR के अवशोषण के कारण 940nm पर एक डुबकी है।

940nm पर ऑपरेटिंग आईआर स्रोत और सेंसर का उपयोग करने से परिवेश प्रकाश पिक-अप कम हो जाएगा।

RPR220 एक है, जिसमें 800nm ​​और 940nm संस्करण है।

Comments

आपका उत्तर बेहतर होगा यदि इसमें विकिपीडिया पर उस पृष्ठ का लिंक शामिल है जिसे आप देख रहे हैं, या चित्र के रूप में आपके पोस्ट में स्पेक्ट्रम डाला गया है।

— निक एलेक्सीव

Answer 7

मैं एक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करने के ओली ग्लेसर के सुझाव के साथ जाऊंगा, लेकिन मैं एक दो सर्किट परिवर्तन भी सुझाऊंगा:

1. मैं photodiode से डीसी स्तर को समझने के लिए माइक्रोकंट्रोलर के लिए एक दूसरा एडीसी इनपुट जोड़ने का सुझाव दूंगा। मेरा अनुमान है कि फोटोडायोड की संवेदनशीलता गैर-रैखिक है। यदि आपके एसी इनपुट में डीसी इनपुट का 100 गुना लाभ है, तो इनपुट के संयुक्त मूल्य की गणना करें (100x डीसी मूल्य एसी मूल्य) और एक रैखिक मूल्य प्राप्त करने के लिए कुछ परिवर्तन (या एक लुकअप तालिका का उपयोग करके प्रक्षेपित) करें।
2. एक एनालॉग बैंडपास फिल्टर को जोड़ने के लिए कुछ फायदे हो सकते हैं लेकिन डिमॉड्यूलेटर को हटा सकते हैं। प्रोसेसर को 40KHz पर इनपुट का नमूना लें। चार रोलिंग-औसत फ़िल्टर (फ़िल्टर करने के लिए पहला रैखिककृत नमूना 0, फ़िल्टर 1 के आगे, फिर 2, 3, 0, 1, 2, 3, आदि) का उपयोग करें और AC सिग्नल स्तर की गणना करें (f2-f0) * (f2) -f0) + (F3-F1) * (F3-F1)। यह दृष्टिकोण एक पीक डिटेक्टर की तुलना में बेहतर शोर प्रतिरक्षा प्रदान करेगा।

Answer 8

मैंने डायोड पूर्वाग्रह को नियंत्रित करने के लिए IR preamp सर्किट के कुछ वेरिएंट देखे हैं, उदाहरण के लिए, इस Elmos डिवाइस के साथ डायोड पूर्वाग्रह को नियंत्रित करने के लिए और यह बहुत पुराना IR preamp SL480 मैंने एक आउटडोर निकटता सेंसर के लिए पहले उदाहरण के आधार पर एक सर्किट का उपयोग किया है यह बहुत अच्छा काम किया।

Answer 9

एक mechincal समाधान भी संभव है, एक "स्नूट" जो एक ट्यूब है जो अधिकांश परिवेश प्रकाश से बचावकर्ता को बचाता है।

Answer 10

क्या आपने नियंत्रण समूह के रूप में एक अतिरिक्त सेंसर लगाने की कोशिश की, जो कि एक ही एंबियन लाइट के संपर्क में है, लेकिन उस बाधा का पता नहीं लगाता है जो आपका असली सेंसर करता है? उसके बाद, आप नियंत्रण समूह सेंसर का संकेत काम कर रहे संवेदक को प्रतिस्थापित करते हैं।

यह मेरे लिए कुछ समय के लिए विद्वान परियोजनाओं में काम करता है, हाहा। यही कारण है कि जब मुझे पता नहीं था कि सॉफ्टवेयर फ़िल्टर कैसे किया जाता है।

Comments

यह आमतौर पर सिंगल सेंसर को मॉड्यूलेट करने की तुलना में सेटअप के लिए अधिक कठिन होता है।

— क्रिस स्ट्रैटन