Infrared närheten Sensing soffbord modul & färgskiftande glödande kran (2 / 6 steg)

Steg 2: IR-sändare

The IR-sändare är 3 mm IR lysdioder som jag fick från mouser.com. För att uppleva större avkänning spänner, måste IR-sändare vara mycket ljus. Således har vi att driva en hel del ström genom dem. Databladet för dessa säger sig vara kan hålla en forward max ström på runt 100 ma och en pulserande ström (på mindre än 100 mikrosekunder) av omkring 1 amp. Nu har en hel rad med IR-sändare som är alltid på skulle bli en mycket makt hungriga ställa in. För att komma runt detta, är IR-sändare anslutna till darlington chip till så registeransvarige kan utlösa när de är på och av. Eftersom en ADC konvertering sker så snabbt, kan vi helt enkelt slå på IR-sändare, vänta lite för IR-sensorn att lösa ett ADC läsa och sedan stänga av dem. Detta tar inte mycket länge, kanske 200 mikrosekunder totalt. Eftersom en IR-sändare är på per varje Timer 1 ISR bränning, kan vi få en genomsnittlig effekt användning av IR-sändare. Timer 1 räknar från 0 till 65535, för sammanlagt 65536 klockcykler. På 8MHz fCPU tar det controller cirka 8,2 millisekunder räkna från 0 till 65535. Så vet vi att en IR sensing sekvens händer en gång var 8,2 millisekunder. Vi får helt enkelt den genomsnittliga energiförbrukningen genom att hitta procentandelen av tid som IR-sändare på. Eftersom den IR fjärranalys sekvensen tar ungefär 200 mikrosekunder (0.2 millisekunder) på den hela 8.2 millisekund, som är 0,2/8,2 == ungefär 2,5%. IR-sändare har ungefär 140mA drev igenom dem. Så bara 2,5 procent av 140mA == ungefär 3.5mA totala att uppnå samma grad av känslighet som om IR-sändare stannade helt på. Detta motsvarar splittras bara 18 mWatts istället för 700mW per modul.

Två IR-sändare är kopplade i serie per pixel. Matningsspänningen är 5 volt. Resten av spänningen bryts av en liten 10 ohms motstånd att reglera hög strömflödet. IR-sändare och IR fotodioder är anslutna till 5V leverans. När IR-sändare är aktiverat, dras faktiskt en liten mängd ström från IR fotodiod spänningsavdelare arrangemanget. Fotodioderna att vara omvänd partisk kan detta hända. Detta omvänt flöde skapar ett dopp i spänningsnivån vid noden där ADC behandlingen tas. Jag fik befria för denna dopp genom att sätta en liten värde kondensator (47pF – 100 pF) över 1Mohm motståndet av spänningsdelare. Detta minskar kraftigt dopp, men också kostar tid att ladda upp kondensatorn när spänningsnivån stiger snabbt. Allt detta är lätt att se med ett oscilloskop. Jag har bifogat snapin skott av min skärm oscilloskop läsning. Detta är källan till att kräva en programvara försening, att ge tid för spänningsnivån att nå sin topp på noden som ingick i urvalet av spänningsavdelaren.