Częstotliwości "migotania" możliwych zakłóceń świetlnych

Cześć,
Realizuję pracę inżynierską z mechatroniki, której tematem jest budowa lap timera do pomiaru czasu okrążenia bolidu na torze. Chciałbym oprzeć rozwiązanie na diodzie ir, która będzie emitowała światło o konkretnej częstotliwości i która będzie umieszczona gdzieś na torze i na odbiorniku opartym na fototranzystorze. W związku z tym muszę się zająć odfiltrowaniem sygnału.

Poszukuję od jakiegoś czasu źródeł, literatury do pracy inżynierskiej z wymienionymi częstotliwościami emitowanego światła. Jak nie będę miał do tego źródła to ktoś może się przyczepić, że piszę jakieś wartości z głowy. Jest mi to potrzebne by dobrać częstotliwość świecenia mojej diody i odfiltrować zakłócenia.

Chodzi mi konkretnie o:

światło słoneczne

światło reflektorów samochodowych

światło flesha w aparacie

Może przychodzą wam do głowy jeszcze jakieś możliwe zakłócenia?

Z góry dzięki za pomoc.

Pozdrawiam

Po pierwsze żadne z wymienionych przez Ciebie źródeł nie ma konkretnych "częstotliwości" nałożonych na promieniowanie. Obwiednia tego jest raczej szumowa i zakłócenia od tych źródeł powinieneś traktować bardziej jak składową stałą przesuwającą punkt pracy diody odbiorczej. Z kolei flash aparatów to jedno wyładowanie w xenonie lub jeden błysk diody LED więc także trudno tu mówić o jakiejś powtarzalności. Może w przypadku niwelowania efektu tzw. "czerwonych oczu" niektóre aparaty produkują kilka szybko po sobie następujących słabszych błysków, ale tu nie ma żadnego standardu. Możesz uznać, że są to okolice 3-10 Hz.

A po drugie ludzie dawno to zrobili i nie masz co wyważać otwartych drzwi. Już lata temu zorientowano się, że linki IR do zdalnego sterowania sprzętu RTV dobrze pracują na nośnych w granicach 32-40kHz (typowo 36kHz) i do tych częstotliwości istnieje cała masa gotowych, tanich odbiorników podczerwieni z wbudowanymi diodami, wzmacniaczami, układami automatyki i filtrami pasmowoprzepustowymi. Ta częstotliwość jest wystarczająco daleko od 100Hz z żarówek i świetlówek a jeszcze na tyle nisko by łatwo i tanio było zrobić niskomocowy wzmacniacz czy filtr. Naprawdę musisz tor odbiorczy robić "na piechotę"? Scalona kostka za 5zł załatwia całość.

Czy układ który planujesz zrobić ma detekować który pojazd przejeżdża przez linię pomiarową czy tylko wykrywać jego obecność? W pierwszym wypadku przyjrzyj się systemom stosowanych w wyścigach dronów. Tam każdy latacz ma nadajnik IR emitujący w przypadkowych momentach pewne ciągi bitów a taśma odbiorcza jest w stanie je wyłapywać o określać który kopter (i kiedy) właśnie przeleciał. Tam krytyczne jest wzajemne niezakłócanie (stąd losowość odstępów czasu i małe wypełnienie kanału IR) i szybkość (krótkie ramki danych). W przypadku robienia jedynie bariery mierzącej czas, masz zadanie dużo prostsze.

W związku z tym muszę się zająć odfiltrowaniem sygnału.

Hmm czyli będziesz się zajmował wynajdywaniem na nowo układu tego typu http://www.vishay.com/docs/82459/tsop48.pdf ?

Marek, dziękuję za odpowiedź.

Fajnie byłoby zastosować gotowe rozwiązanie, ale w odróżnieniu od projektu hobbystycznego, to jest projekt na pracę inżynierską i muszę zrobić układ bardziej od początku niż korzystać z gotowców. Musi on działać w realnych warunkach, czyli będzie zamocowany na bolidzie Formula Student.

Układ nie musi odróżniać, który jest to pojazd, jednakże mam pewne założenia, które wymuszają by detektor był na pojeździe i nie mogę skorzystać z rozwiązania w postaci linii świetlnej, którą będę przecinał. Mianowicie mój system zamocowany na bolidzie ma być połączony z systemem akwizycji danych w pojeździe. Zatem zakładam, że w momencie detekcji sygnału z mojej diody (umieszczonej gdzieś na torze wyścigowym) czujnik wysyła go do mikroprocesora, w momencie sygnału mikroprocesor sprawdza czas i przesyła go na wyjście, tak by z jednej strony nie trzeba go było już dalej wyliczać w systemie akwizycji danych i można było szybko porównać z danymi z pozostałych 16 różnych czujników zamocowanych w bolidzie poprzez telemetrię.

Podsumowując odiltrowanie stałej nie powinno być problemem, zastanawiam się jeszcze z jakimi częstotliwościami mogę się spotkać na torze wyścigowym stąd moje pytanie 🙂

[ Dodano: 23-10-2016, 16:41 ]

Łukasz,
Masz rację to jest bez sensu, ale pracę piszę, żeby pokazać, że umiem coś takiego policzyć, zmontować i zastosować do czegoś, są to bardziej rozważania teoretyczne, wybór metody pomiaru czasu itp. Bo zamiast tej metody, mógłbym na przykład użyć GPS, lap timery tego typu są bardzo popularne, ale nie dają dokładności, którą chciałbym osiągnąć (1/100). Także proszę, żebyś nie traktował tego jako projekt, który zostanie urzeczywistniony, bo wtedy robiłbym to zupełnie inaczej i rozumiem Twoją uwagę. Dziękuję za posta, bo wpadłem na pomysł, żeby w pracy dodać uwagę na temat, że można zrobić to dużo prościej i zastosować gotowe rozwiązania, jednakże gdybym tak zrobił byłoby to zbytnie uproszczenie.

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

Trochę to dziwne, bo jedną z bardzo pożądanych umiejętności inżyniera jest wydajne korzystanie z materiałów i dostępnych narzędzi. Jeżeli ktoś uważa, że użycie scalonego odbiornika podczerwieni jest trywialne (bo jest) to niech wymyśli ciekawszy temat czyli taki, w którym będziesz musiał z przyczyn czysto technicznych użyć innego detektora IR. Odrzucanie rozwiązań narzucających się, ekonomicznych i zgodnych ze zdrowym rozsądkiem tylko dlatego "bo nie" jest głupotą lub dziecinadą. Praca inżynierska absolutnie nie polega na odkrywaniu nowych rzeczy ani robieniu badań naukowych. Ma być za to testem Twojej przydatności jako inżyniera - człowieka umiejącego rozwiązywać problemy techniczne w sposób jak najprostszy i efektywny. A lutownicy ze stabilizacją temperatury możesz użyć? - lepiej dopytaj.

W tym przypadku robota sprowadza się do umieszczenia wąskokątnego emitera IR generującego falę 36kHz gdzieś na słupie lub przy krawężniku, zmodulowaniu tej fali częstotliwością znaną obu stronom (np. 1kHz), wstawieniu do pojazdu gotowego odbiornika IR zasłoniętego od od góry od Słońca i prostego procesorka klasy ATtiny wykrywającego cyfrowy sygnał 1kHz. Po detekcji kilku stabilnych okresów 1ms możesz spokojnie wysłać sygnał "znalazłem" gdzieś dalej - praca na jeden wieczór. No, dwa z dokumentacją.

Przepraszam - moim zdaniem pokazywanie w pracy inżynierskiej, że można było rzecz zrobić wielokrotnie prościej, ale wybrało się rozwiązanie skomplikowane jest kompromitacją. Jeśli chcesz się narobić albo coś komuś (sobie?) udowodnić, postaw poprzeczkę wyżej. Np. obmyśl system detekcji kilku punktów kontrolnych na trasie poprzez jakieś ich własne numery (co wymusi skomplikowanie ramek danych), niech rzecz działa np. do prędkości postępowych rzędu 50m/s (niemożliwe do zrobienia ze scalonym odbiornikiem IR bo jest za wolny) itd itp.