Uzun Mesafe Sensörleri için En İyi Yaklaşım

Proje

Yani bir proje fikrim var. (inilti)

Basit bir yakınlık uyarısı oluşturmak için çoklu hareket ve / veya ultrasonik sensörleri izlemek istiyorum. Sensörleri evimin çevresi boyunca (dış mekan) anahtar noktalara “yerleştirmek” istiyorum. Daha sonra, ev denetleyicime z dalgası bildirimleri göndermek ve büyük sinyaller için hafif bir uyarı sesi çalmak istiyorum ama ... bebek adımları ... Şimdilik basit bir çıkışa razı olacağım (yanan bir LED ) sadece işleri halletmek için.

Sorun

İhtiyaç duyduğum bileşenlerin farkındayım ve eskiz için onu kullanmak için bir fikrim var (Uno 3'ün kalkanlardan sonra destekleyebileceği bir veya daha fazla sensörle), ancak mesafe konusunda kaybım var. Kendi sensörleri ile birden fazla Arduino arasında seçim yapabilirim, her biri ev tabanına geri dönüyor VEYA çatı katında birden fazla sensör ve her birine hidra benzeri bir kablo seti ve bir SINGLE kablolu kablolu çizim var. İkinci yaklaşımı çok çeşitli şekillerde daha az savurgan ve kesinlikle daha ucuz olduğu için seviyorum (özellikle radyo kalkanları göz önüne alındığında).

Gerçek Soru

İstediğim, sensör bileşenlerinin Arduino'ya uzun mesafeli bağlantısına (hatta mümkünse) nasıl yaklaşılacağına dair öneriler. özellikle:

Döşediğim ekstra Cat-5'in bazıları bunun için iyi bir eşleşme olabilir mi?
Değilse, neden (öğrenmeye çalışıyorum - tek istediğim iyi okumaya bir referans)?
Düşünmediğim bir alternatif var mı?
Yürümeden önce koşmaya mı çalışıyorum?
Anne küçük oğlunuzu parçalayacaklar mı? *

* Tamam, bu sadece bir Pink Floyd referansı. Arduino'yu yeni bir hobi olarak kullanmaya başladım ( ticaretle yazılım mühendisiyim , EE geçmişi veya deneyimi yok). Şu anda "iyi bir soru sormak için bilmem gerekeni bilmiyorum" sorunuyla karşı karşıyayım. Lütfen algılanan tembelliği affedin ve beni okula çekinmeyin. :-)

Güncelleme

Daha fazla araştırma, birisinin bunun uygun olduğunu önerdiği ancak OP'nin bir sensörün yanıt vermeyeceğini söylediği bu konuyu ortaya çıkardı . Bir yanıtlayıcı, bir sensörün üreticisinin bağlantının sensör tarafında mümkün olduğunca yakın bir alçak geçiren filtre önerdiğini söyledi. Düşünceler?

Ayrıca, ağ mühendisliği geçmişime göre, birden fazla cat-5 farklı yönlerde çalışırsa, 8 ipliğin en az 2'sini boşa harcarsa, belki de 2 çift telefon veri kablosunun da iyi çalışacağını varsayarsak, uçları sağlamlaştırmak için lehimlendiği varsayılarak breadboard içine lider. Yine, düşünceler?

arduino distance

— Joshua Nozzi
kaynak

Z-Wave 900MHz civarında bir ev otomasyonu radyo uygulamasıdır; aşina olmayanlar için.

— JYelton

@JYelton Teşekkürler - Bunu bağlamalıydım. Ancak bu aşamada bildirim katmanı önemli değil, sadece "CAT-5 çalıştırma sonunda sensörünümün" (veya kablolu alternatifler) uygulanabilirliği.

— Joshua Nozzi

Sensör modüllerinizi tasarlarken sahip olduğunuz esnekliğe bağlı olarak, endüstriyel uygulamalarda uzun kablolarla geleneksel olarak kullanılan ortak ve eski bir sinyal / sensör yaklaşımı 4-20 mA veya 10-50 mA sinyallemesidir - kablo ve sensör modülü bir akım döngüsü oluşturur 4 mA (minimum analog veya dijital DÜŞÜK) ile 20 mA (analog tam ölçekli veya dijital YÜKSEK) arasındaki akımı düzenleyen modül. Açık devre = 0 mA = sensör çevrimdışı alarmı. Kısa devre = Akım sınırı = sensör kısa devre alarmı.

— Anindo Ghosh

Böylece, bir akım döngüsü sinyalinin kullanılması, belirli bir sensörü atlayan güvenlik ihlallerini belirlemenin ek avantajını sağlayacaktır. Bunu bir cevap haline getirmemi ister misiniz?

— Anindo Ghosh

@AnindoGhosh Çok bilgilendirici. Evet, başka bir topluluktaki başka bir StackExchange kullanıcısından bu yanıt gönderilmeyi bekleyen bir yanıt gibi görünüyor. :-) Teşekkürler. Bu arada, yapmam gereken bir şeyler var. Bunu nasıl başarabileceğimize dair bir devre şeması (Arduino ya da hayır) okumaya yeni başladım.

— Joshua Nozzi

Yukarıdaki yorumlarımdan yorumlandı

Sensör modüllerinin tasarımındaki esnekliğe bağlı olarak, endüstriyel uygulamalarda uzun kablolarla geleneksel olarak kullanılan ortak bir sinyal / sensör yaklaşımı, 4-20 mA ( veya daha uzun atışlar veya EMI yoğun ortamlar için 10-50 mA ) akım döngüsü sinyalizasyon standardıdır. .

Kablo ve sensör modülü bir akım döngüsü oluşturur, modül içinden akımı düzenler
4 mA akım analog minimum veya dijital DÜŞÜK gösterir
20 mA analog tam ölçekli veya dijital YÜKSEK gösterir
Açık devre = 0 mA = sensör çevrimdışı alarmı
Kısa devre = Akım sınırı = sensör kısa devre alarmı

Endüstriyel sensör modülleri genellikle aynı akım döngüsünden beslenecek şekilde tasarlanmıştır, böylece yerel güç kaynaklarına olan ihtiyaç ortadan kalkar. Bu, elbette, sadece sensör modülü 4 mA sürücü akımından daha fazlasını gerektirmiyorsa mümkündür.

BJT'ler, MOSFET'ler veya tamamlayıcı TrenchFET parçaları kullanmak gibi akım regülasyonunu sinyallemek için çeşitli seçenekler mevcuttur.

Veri toplama sonunda, bir şönt direnç üzerinden üretilen voltaj, analog sensörler için bir op-amp kullanılarak yükseltilir. Dijital sinyaller, bir histerezis ile tasarlanmış uygun şekilde kesilmiş bir karşılaştırma devresi kullanılarak yakalanabilir.

İletim kabloları boyunca algılanan herhangi bir yıldırım veya diğer yüksek voltaj riskine bağlı olarak, şönt voltajını yükseltmek için geleneksel op-amperlerin yerine izolasyon amplifikatörleri önerilebilir. Bu, veri harmanlama cihazlarının indüksiyon, toprak potansiyel farklılıkları veya diğer nedenlerle sızabilecek potansiyel farklılıklardan korunmasını sağlar.

Örneğin, TI'nin AMC1100 Tam Diferansiyel İzolasyon Amplifikatörü , HV izolasyonlu akım şönt algılaması için özel olarak tasarlanmıştır.

Mevcut bir döngü sinyalleme yaklaşımı kullanmanın ek bir avantajı, herhangi bir sensörün kısa devre yapması veya bağlantısının kesilmesi durumunda, söz konusu ima edilen ev güvenlik sistemine güvenlik ihlallerinin tespit edilebilmesidir.

— Anindo Ghosh
kaynak

Bunun için teşekkürler. Çalışmam için bana çok şey veriyor. Benim için bir şeyi açıklığa kavuşturmak ister misiniz? "Sensörün güç kaynağı" ifadesini çok okuyorum. Bu, sensörün kendisinin Arduino'dan ayrı bir kaynağı olması gerektiğine inanmamı sağlıyor. Durum böyle mi yoksa yanlış mı anladım (yani, "Arduino'dan gelen güç kaynağı 'güç kaynağı' olabilir")?

— Joshua Nozzi

@JoshuaNozzi Hangi sensörden bahsettiğimize bağlı. Işığa bağımlı bir direnç gibi bir şey için ek besleme gerekmez. Bir elektret mikrofon için, düşük bir ön gerilim gereklidir, önemli bir akım yoktur. Ultrasonik bir eko-sensör için, birkaç voltta birkaç miliwatt gereklidir. Bazı durumlarda, Arduino arzı yeterlidir, diğer durumlarda ek güç gerekir. Birçok sensör = gerekli toplam arz, Arduino regülatörünün sağlayabileceğinden fazladır.

— Anindo Ghosh

Şimdilik bu çalışmayı (henüz teslim edilmedi) almaktan memnuniyet duyarım : amazon.com/gp/product/B009BTHQ26/ref=oh_details_o02_s00_i00 - bununla aynı temel bileşen gibi görünüyor (konektör rağmen): sparkfun.com/products/ 8630 - bir gözden geçirme burada bulunabilir: bildr.org/2011/06/pir_arduino Bu muhtemelen ayrı bir soruya değer, ancak cevabınızın özellikle bu nispeten ucuz bileşenle beni nasıl etkilediğini çözmeye çalışıyorum. Ayrı ayrı yayınlasam da topluluğa kadar.

— Joshua Nozzi

Takip eden herkes için bir başka kenara, sabotajla ilgili pek endişe duymuyorum çünkü bu duyuların bir uzantısı olarak bir güvenlik sistemi değil. Asla bir alarmı tetiklemeyecek, sadece bir bildirimde bulunacak ve kör etmeye çalışacağını tetikleyecektir, bu nedenle doğru konumlandırılır ve hedeflenirse teli ilk etapta kesmek için gizlice girilmez (ancak yine alarm için değildir) , sadece bildirim). Bu benim teorim zaten, bu yüzden kurcalama algılama yönü bir endişe değil.

— Joshua Nozzi

@JoshuaNozzi Aynı PIR sensör modülüne sahibim, eBay'i 1,90 dolara satın aldım. Güç vermek için yaklaşık 7 mA'da 5 volt kullanır ve çıkış 5 Volt'luk bir sinyaldir. Çıkış, akım döngüsü sinyali için sensör ucundaki bir MOSFET'e bağlanabilir: Kapı düşük = Rds yüksek, bu nedenle yaklaşık 7 mA çekildi. Kapı yüksek = Rds düşük, bu yüzden 20 mA ya da daha fazla sınırlayın ve iyisiniz. Daha fazla ayrıntı için ayrı bir soruyu hak ediyor, öneririm.

— Anindo Ghosh