BARRERA INFRARROJA CON IR LED Y FOTODIODOS

[raquena]

Hola a todos !

Necesito construir una barrera infrarroja que detecte cuando se introduce la mano dentro de un contenedor.
La idea básica era construir dos arrays, uno de LED infrarrojos y otro de fotodiodos, alineados ambos, de tal forma que cuando se corte el haz en cualquiera de las parejas LED-fototransistor se genere un nivel lógico alto a la salida del array de fototransistores que detecte que alguien ha introducido la mano en el contenedor.

La idea es encender y apagar los LED infrarrojos de forma secuencial para mantenenerlos encendidos el menor tiempo posible minimizando el consumo.

Realizando las primeras pruebas me dí cuenta de que el fotodiodo se ve muy afectado por la iluminación ambiente, lo cual es un problema serio.

He leído en el foro que en muchos casos se utilizan receptores IR modulados para evitar las interferencias de la luz ambiental, pero que se utilizan más en caso de querer establecer una comunicación mediante infrarrojos, así pues, considero que sería más interesante elegir un fotodiodo o fototransistor adecuado y polarizarlo correctamente en lugar de utilizar un fotorreceptor modulado.

Quisiera saber:

Qué LED infrarrojo y qué fotodiodo/fototransistor me recomendais?
Cómo polarizo el fotodiodo/fototransistor correctamente para evitar las interferencias de la luz ambiental?
(p. ej. coloco una resistencia en el emisor del fotodiodo/fototransistor o utilizo un divisor de tensión?)
Podré utilizar directamente los puertos de un 18f4550 para activar los LED infrarrojos será necesario utilizar transistores para dar mas corriente a los LED?
También he leido que puede ser útil el uso de un citcuito trigger-shmidt para que los niveles alto y bajo queden mejor definidos al activarse a determinado nivel de luminosidad.
Es aconsejable para el circuito que pretendo montar?

[MGLSOFT]

Conecta la salida del fotodiodo a una entrada analogica.
Sin encender el led emisor, mide la lectura del fotodiodo, que deberia ser representativa del valor de luz ambiente.
Luego enciende el diodo emisor, y vuelve a medir, sin que la barrera sea interrumpida.
Por ultimo vuelve a medir con la barrera interrumpida.

Entonces:
medida barrera sin interrumpir - medida sin activar emisor = medida solo luz barrera

Seguramente ese valor no sera ni parecido al valor con barrera cortada, con una simple comparacion deberias detectar el cambio.

pero de ultima, tambien le restas la medida sin activar emisor al de barrera cortada, y te aseguras que no te influye la luz ambiente.
 

[Picuino]

Una salida de pic puede dar directamente los 20mA que necesita el led.

Puedes encender el led con pulsos de alta frecuencia (por ejemplo a 1000 hz)

El fototransistor tienes que hacer que amplifique con más ganancia a la frecuencia del led.
Por ejemplo poniendo una resistencia en el emisor en paralelo con un condensador y la salida por colector.

Luego tienes que detectar los pulsos de 1000 hz y así no te influye la luz ambiente.

Saludos.

[planeta9999]

Usa un TSOP1738 como receptor, integra el fotodiodo, un filtro pasabanda a 38Khz, CAG y un transistor para amplificar la señal. La salida la puedes conectar directamente a un puerto digital del microcontrolador.  Como emisor, usa un Led de infrarrojos modulado con un oscilador a la misma frecuencia.

Para lo que quieres hacer, lo mejor es modular la señal, o tendrás problemas con la luz ambiente.

[raquena]

Bua!
No esperaba tanta afluencia en tan poco tiempo!!!
Un segundo, dadme tiempo que quería colgar alguna cosilla como ésto, con los esquemas de conexión que (imagino) servirán.



Ésta es una de las configuraciones que había pensado, pero creo que será mejor ésta siguiente por el ahorro de pines, ya me comentais

[raquena]

Uy...

Y se me ha olvidado esto, que es el aspecto aproximado de lo que quiero hacer:

[MGLSOFT]

Uyyy!!!
Con esto pdriamos crear un sistema de deteccion de Politicos que meten la mano en la lata !!!

[raquena]

Uyyy!!!
Con esto pdriamos crear un sistema de deteccion de Politicos que meten la mano en la lata !!!

Vaya... Pues no había caido, pero no suena muy mal la idea, por que haberlos, los hay a montones...

Bueno, volviendo a lo que interesa:

La primera opción utiliza más pines y más resistencias, pero le da independencia a los fototransistores, mientras que la segunda ahorra un montón de componentes con el consecuente ahorro de espacio en la PCB y esas cosas.
Qué me recomendais??

[Marioguillote]

Entonces:
medida barrera sin interrumpir - medida sin activar emisor = medida solo luz barrera

Seguramente ese valor no sera ni parecido al valor con barrera cortada, con una simple comparacion deberias detectar el cambio.

pero de ultima, tambien le restas la medida sin activar emisor al de barrera cortada, y te aseguras que no te influye la luz ambiente.
 

Que a nadie se le ocurra correr las cortinas !!! 

Saludos a todos!

Si el sistema está condicionado por la luz ambiental, creo que no te salvas de colocar sistemas modulados.
No en vano los mandos a distancia traen ese sistema. El problema es la luz ambiente. Por eso hice la broma inicial. 

Si bien los fotodetectores vienen con un plástico que filtra mucho la luz ambiente, según la aplicación, no puedes exponerte a "accidentes" o "zonas negras" donde el equipo no funcione o lo haga en forma defectuosa.

Puedes encender el led con pulsos de alta frecuencia (por ejemplo a 1000 hz)
.......
Luego tienes que detectar los pulsos de 1000 hz y así no te influye la luz ambiente.

Esta puede ser una salida elegante, pero deberías estar controlando tantas entradas de frecuencia como detectores tengas y eso podría llevar "un tiempo" de trabajo del microcontrolador que puedes usar en otras cosas.
Creo que el costo de los sistemas modulados usadosen los mandos a distancia (TV, DVD, etc.) se te salvará cuando necesites menos líneas de programa, menos hardware adicional, menos tiempo de desarrollo y mayor robustez de diseño al obtener un sistema confiable y "libre de activaciones accidentales".

Por supuesto, es sólo una opinión más! 

Saludos a todos!
Mario

[ppyote]

Uyyy!!!
Con esto pdriamos crear un sistema de deteccion de Politicos que meten la mano en la lata !!!

sí porque el actual sistema de "leyes" no funciona... Se podría hasta patentar

[raquena]

Al final seguro que me acaba tocando hacerlo con uno modulado, pero aún así...

No se supone que el fotodiodo/fototransistor lleva un filtro(color) para qu sólo pueda pasar la luz infrarroja de 900nm?
No es suficiente un diodo IR un poco potente para enmascarar la luz IR ambiente??

Volviendo a los esquemas, mejor con detectores separados o todos juntos ?

[Marioguillote]

No se supone que el fotodiodo/fototransistor lleva un filtro(color) para qu sólo pueda pasar la luz infrarroja de 900nm?

Bien dicho, "se supone". La teoría y la realidad no siempre son buenos aliados. Además, creo que hay otras fuentes de luz que también irradian en esa longitud de onda (poco o mucho) y podrían afectar el funcionamiento, por muy bueno y selectivo que sea el filtro.

No es suficiente un diodo IR un poco potente para enmascarar la luz IR ambiente??

Prueba y error. Tomar el riesgo. ¿Y si no funciona y se nos termina el tiempo?
Yo iría hacia lo seguro.

Volviendo a los esquemas, mejor con detectores separados o todos juntos ?

Discúlpame, a esto no lo comprendo. No entiendo cuál es la incógnita o a que te refieres con "separados o todos juntos"
Te agradeceré si me lo puedes explicar mejor.

Saludos!
Mario

[planeta9999]

En vez de poner tantos leds y sensores, puedes usar un sensor Piroeléctrico + una lente de Fresnel y arreando, es lo que utilizan la mayoría de alarmas como sensor de movimientos.

[raquena]

Volviendo a los esquemas, mejor con detectores separados o todos juntos ?

Discúlpame, a esto no lo comprendo. No entiendo cuál es la incógnita o a que te refieres con "separados o todos juntos"
Te agradeceré si me lo puedes explicar mejor.

[/quote]
Un poco más arriba hay dos esquemas que se parecen pero no son iguales:

Por una parte, los LED infrarrojos, en uno llevan cada uno su resistencia limitadora, que luego pensé que podía poner una para todos los LED en lugar de una para cada uno, entre otras cosas porque no voy a encender en ningún momento dos LED al mismo tiempo(a parte de que si conecto los LED directamente a los pines del PIC no dan ni de casualidad la coriente suficiente para fundir el LED y no creo que haga ni falta la resistencia).

Por otra, Los fotodiodos/fototransistores/fotoLOQUESEA en el esquema superior, cada uno de éllos va conectado a un pin de entrada, en el segundo, van todos conectados sólo a un pin de entrada, de tal forma que lo que compruebo es si CUALQUIERA de los fotodiodos se encuentra en conducción, provocando un nivel alto, puesto que sólo hay un LED en marcha se supone que se activa el fotodiodo de en frente, pero no tengo claro si afectará a los fotodiodos adyacentes pudiendo provocar un falso negativo.

[raquena]

En vez de poner tantos leds y sensores, puedes usar un sensor Piroeléctrico + una lente de Fresnel y arreando, es lo que utilizan la mayoría de alarmas como sensor de movimientos.

De esos tengo y no molan nada, respuesta lenta, tiempo activo demasiado alto, y si quiero que me cubra toda la caja lo tengo que poner fuera(lejos) de la caja.
Las cajas deben llevar los sensores empotrados porque además se deben poder mover.