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Sensor de proximidad infrarrojo con alcance de 30 cms. para el sistema Bolt 18F2550

 

 

Video de alta resolución: sensor de proximidad infrarrojo para el sistema Bolt 18F2550

 

Figura 1: la foto muestra el sistema Bolt 18F2550 conectado con el circuito sensor de proximidad infrarrojo. El relevador activa una lámpara de prueba.

 

 

Figura 2: El módulo detector de proximidad se conecta al puerto LCD del Bolt. El sistema puede alimentarse ya sea desde el cable USB, como se muestra ó bien a través de un eliminador externo.

 

 

Antecedentes:

En un proyecto anterior, se describió un control remoto por infrarrojo, basado en el circuito detector TMF5360, TSOP1736, ó HS0038A2 (Vishay), el cual integra un fotodiodo, así como un demodulador para señales de 36 kHz. Este control se llevó a cabo con un dispositivo Philips de control remoto RC-5 estándar y opera hasta una distancia de 10 metros.

 

Descripción:

En este proyecto, utilizando el mismo circuito TMF5360 y un diodo emisor, se diseñó un módulo sensor de proximidad. El circuito se conecta al puerto LCD en el sistema Bolt 18F2550 y permite detectar objetos a distancias de hasta 30 a 50 cms.

El principio de funcionamiento es generar, por medio del firmware en el microcontrolador, un tren de 100 pulsos modulando a una portadora de 36 kHz, cada uno con una duración de de 835 us, y seguido por un espacio de la misma duración, como se muestra en la imagen de abajo. Para generar tal señal, se utiliza la función PWM (Modulación por ancho de pulso) integrada en el hardware del microcontrolador 18F2550.

 

 

Esta señal se emitida por el  diodo infrarrojo TN153B, y reflejada por el objeto, y es finalmente detectada por el receptor de infrarrojo TMF5360. La señal de 36 khz demodulada es analizada por un algoritmo en el firmware del microcontrolador 18F2550, que posteriormente activa el relevador cuando se detecta una señal válida.

El sensor de proximidad puede detectar la señal reflejada por el objeto hasta una distancia de entre 30 y 50 cms, y opera en 3 modos, seleccionados con los dip switches SW1..SW4 de la tarjeta Bolt.

 

Archivos completos del firmware del proyecto, para MPLAB-IDE y compilador C18:

C18-BOLT-PROXIMITY-2.zip

 

 

 

El circuito sensor de proximidad se conecta al puerto LCD de 14 pines de la tarjeta Bolt. El diodo infrarrojo se cubre con una pieza de termofit para concentrar la energía de la señal en una misma dirección.

El valor de la resistencia R1 (1.5 kohms) puede modificarse en una gama de 1 kohm a 2,2 kohm para aumentar ó disminuir la potencia de transmisión del diodo de infrarrojo.

Sin embargo, dar demasiada potencia a la señal de infrarrojo puede derivar en un comportamiento inestable del circuito, dado que la señal emitida puede ser reflejada por paredes u objetos lejanos, y alcanzar al circuito TMF5360 con suficiente potencia como para activar el relevador, incluso en ausencia de un objeto cercano.

 

 

Por medio de los 4 dip switches (módulo de color azul en la tarjeta Bolt) SW1..SW4, el usuario puede seleccionar los siguientes 3 ​​modos de funcionamiento:

Modo 1 DETECTOR DE PROXIMIDAD (SW1..SW4 OFF): El relé se activa cuando un objeto se acerca a una distancia de 30- 50 cm o menos del LED infrarrojo. Permanece activo hasta que el objeto se aleja.

Modo 2 MODO SWITCH TOGGLE (SW1=ON, el resto OFF): Si el objeto está cerca, activa el relevador si estaba apagado y lo desactiva si estaba encendido.

Modo 3 MODO TEMPORIZADOR (SW1=ON, SW2=ON, el resto OFF): activa el relé durante 6 segundos cuando el objeto está cerca.

 

 

El circuito funcionará a más distancia con un eliminador de baterías externo conectado a la tarjeta Bolt, debido a que cuenta con regulador de 5 volts integrado. La distancia media del objeto al circuito sensor para para activar el relé será de alrededor de 40-50 cms.

También es posible alimentar la tarjeta por medio del cable USB de la computadora. En este caso, la distancia para la detección será de unos 25-35 cms.

Para realizar las pruebas, se conectó una lámpara de 40 watts a las terminales del relevador.

 

 

Durante la prueba, usted obtendrá resultados diferentes dependiendo del tipo de objeto reflejando la señal de infrarrojo.

Cuanto más grande sea el objeto, se obtendrá más potencia de la señal reflejada, por lo que la distancia mínima para la detección será mayor.

Además, un objeto blanco o pálido reflejará la señal de infrarrojo con más eficiencia que un objeto oscuro.

Por ejemplo, con una hoja de papel blanco reflejando la señal de infrarrojo, se pueden obtener distancias de detección aproximadas a los 50 cms.

DIAGRAMA ELECTRONICO DEL CIRCUITO SENSOR DE PROXIMIDAD