Hemgjord infraröda avståndsmätare (liknande skarpa GP2D120 (4 / 11 steg)

Steg 4: Steg 3: att göra filtret högpass

Ett huvudsakliga problem med hemgjord IR avståndsmätare är problemet med omgivande ljus som påverkar resultaten. Sharp fast den här problem med deras utbud av IR-sensorer med hjälp av en CCD-sensor (ungefär som en liten 25 x 25 pixel kamera) att upptäcka vinkeln vid vilken ljuset reflekteras och genom enkel trigonometri, räkna ut avståndet till objektet. Gör detta på de billiga är inte alltför lätt och så en intensitet baserade sensor kan användas.

För att övervinna effekterna av omgivande ljus, modulerar IR-sändare den sändande LED på en viss frekvens. Om en precision oscillator (en som inte varierar frekvensen mycket, som en kristalloscillator) används, ett band pass filter kunde användas tillräckligt bara passera en viss band av frekvenser, till exempel om en 32.768kHz oscillator används för sändaren (en gemensam crystal värde används i billiga klockor), ett band pass filter inställd på denna frekvens skulle kunna användas att bara passera det frekvensen och gradvis avvisa omgivande frekvenser.

Eftersom jag har beslutat (för att hålla del räkna ner) för att använda en billig oscillator, baserat på 555 timer, frekvensen kommer att variera med både leverans spänning, temperatur och komponent tolerans, därför har jag valt ett högpassfilter bara. Ett högpassfilter gör alla frekvenser över en viss punkt (känd som avskuren frekvens) kan passera och avvisar gradvis frekvenser under denna punkt. "Lutning" filtret bestämmer hur snabbt frekvenser under snittet av punkt avvisas. Jag kunde har använt en enkel RC lågpassfilter för att förkasta frekvenser under denna punkt men detta skulle endast ha ett snitt av lutningen på 6 dB per oktav (som frekvensen under avskuren punkt halveras i frekvens, amplitud är minskade med 6 dB). Jag valde i stället en aktiv högpassfilter uppbyggd kring en gemensam kollektor transistor förstärkare.

Eftersom denna förstärkare innehåller nu en form av vinst (nuvarande vinst i detta fall) kan lutningen ökas till 12dB per oktav. Utan att stora uppmärksamma matematik (som kan hittas på: http://www.radio-electronics.com/info/circuits/transistor_activehighpassfilter/transistor_highpassfilter.php), avskuren frekvens för filtret i schematiskt är omkring 6kHz, valde jag bara detta värde som jag hade lämpliga komponenter.

Endast andra stora källan till IR över denna frekvens är TV fjärrkontroller. Dessa kan störa IR-sensorn (jag inte har provat på dessa ännu.)

Filtret högpass krävs också att filtrera ut 50 / 60Hz IR utstrålade från glödlampor glödlampor.

Filtret högpass fungerar genom en kondensator som likvärdig med en frekvens beroende motstånd. I en normal RC filter fungerar detta genom kondensator och resistor agerar som en frekvens beroende potentiella avdelare och på någon frekvens, har en motsvarande teoretiska motstånd värde (kallas kapacitiv reaktans). I en aktiv hög passera filter, både reaktiva effekten av en kondensator och arrangera gradvis skillnaden på båda sidor av kondensatorn påverkar Frekvensgången. Förklara detta kräver både kunskap om komplexa tal och en rättvis lite matematik så detta kommer att undvikas för detta instructable. Allt du behöver veta är att en aktiv högpassfilter har en brantare avskuren lutning än en passiv motsvarighet!

Avsnittet högpass är grön på schematiskt.

För det första skapas en standard gemensamma collector förstärkare genom att ansluta samlaren av en transistor direkt till positiva järnväg. En 33 k motstånd kopplas sedan från den positiva järnvägen till basen och sedan en annan från basen till marken. Slutliga motståndet för förstärkaren är en utsläppskälla resistor på 4.7k till marken.

För det andra läggs frekvens beroende komponenterna. För det första läggs en 1nF kondensator från basen till ett tomt spår och en 18 k motstånd från det tomt spåret att utsändaren av transistorn (detta är den feedback som ökar lutningen från 6 dB per oct. till 12db per okt.)

En annan 1nF kondensator läggs sedan från här tomt spår till samlaren av det föregående ledet.

Om det lyckas, kommer du nu har byggt de svåraste delarna av projektet!