Detectar la presencia de un objeto sólido

Un par de opciones vienen a la mente.

Buscador de rangos

Use un buscador de rango ultrasónico o, si cree que el objeto sería lo suficientemente opaco, un sensor de proximidad de infrarrojos . Coloque el sensor en la parte superior de la caja, apuntando hacia arriba y afuera de un agujero que haya cortado allí y encuestelo de vez en cuando. Cuando la distancia medida disminuye rápidamente, y como método de filtrado de ruido se mantiene bajo para un número determinado de muestras, hay un objeto en el camino.

Sensor de carga colocado correctamente

Otra forma es colocar los sensores de carga en la parte inferior de la caja. Suponiendo que el objeto se coloca realmente en el cuadro, la carga detectada aumentará y puede significar la presencia de un objeto.

Medidor de deformación

Haga que la parte superior de la caja sea elástica, es decir, se levante ligeramente desde un punto de descanso sólido. Ahora coloca un medidor de tensión en el espacio. Cuando un objeto se coloca en la parte superior, se presiona y dobla la galga extensiométrica. Esto significa la presencia de un objeto.

Las opciones anteriores no necesariamente le dan un uno / cero lógico para la presencia, pero tampoco lo haría un sensor óptico.

Pulsadores momentáneos

Si tiene conocimientos mecánicos, incluso podría usar uno o más botones pulsadores. Por ejemplo, en la tapa de la caja de su proyecto, coloque tres / cuatro interruptores de botón pulsador y fije (pegue) una plataforma para el objeto encima de ellos. Sin embargo, este método puede no ser terriblemente confiable. Intentaría evitar demasiadas partes móviles.

Personalmente, me gustaría ir con el sensor óptico de rango / proximidad.

Puede implementar un sensor capacitivo en la parte superior de la caja. Plastic tiene una permitividad relativa que es aproximadamente 2.0 o superior y el vidrio es mayor que 4.0. Por lo tanto, ambos deben ser fácilmente distinguibles del aire, que es esencialmente 1.0.

La biblioteca Arduino CapSense utiliza un método muy simple basado en un pin GPIO para medir la capacidad. Podrías hacer esto fácilmente en tu proyecto. La parte más interesante sería diseñar el diseño del sensor para maximizar la confiabilidad de detectar el objeto de interés sin lecturas falsas, por ejemplo. cuando la mano de alguien está cerca de la superficie.

El sensor funcionaría con el objeto de vidrio o plástico haciendo que la capacitancia del campo marginal entre los dos electrodos del sensor aumente cuando el objeto está presente, en comparación con la capacitancia cuando solo hay aire por encima de la superficie del sensor. Un electrodo se conectaría a tierra y el otro a la MCU "recibir pin" como se muestra en el siguiente diagrama:

Ahoraesperoquequierausardoselectrodosyusarlacapacitanciadelcampodeflecosparahacerladetección,enlugardelmodelode"un electrodo" usado en la figura anterior, ya que el objeto de plástico o vidrio no será bien acoplado al suelo.

Puede usar un sensor de punto, como un sensor circular y un plano del suelo circundante, o puede implementar un sensor de área más amplia utilizando electrodos coplanares interdigitados.

Puede probar una variación en un detector de "ojo mágico" (interrupción de haz).

Sin ningún objeto que bloquee el haz, la salida del fototransistor sería BAJA. Con un objeto en la forma en que la salida sería ALTA.

Si el objeto contiene algún material metálico, una opción muy simple (y económica) es usar detección inductiva. Puede hacer una bobina de cable con unos pocos bucles y usar esto como un inductor en un oscilador LC. Es bastante sencillo usar un arduino (o cualquier otro controlador de día) para estimular y medir la frecuencia de resonancia del oscilador. Cuando un objeto (en particular un objeto metálico) se acerca o en el bucle, la inductancia del bucle cambia al igual que la frecuencia de oscilación. De este modo, puede detectar la presencia del objeto observando la frecuencia de oscilación. Esta técnica funciona bien dependiendo de tu material. En teoría, casi cualquier material central cambiará el valor de los inductores, pero la SNR podría ser cuestionable. Introduje un sensor similar a este en unos 30 minutos hace unos meses para intentar detectar materiales no metálicos. Aunque los cambios de frecuencia, la SNR es baja, es posible que necesite un procesamiento de señal más complicado para diferenciar el objeto. En ese momento, probablemente querrá considerar otros sensores (ultrasonidos, IR, células de carga, etc.) ya que lo bueno de esta opción es la simplicidad / costo.

Por cierto, esta es la forma en que las luces de parada detectan la presencia de automóviles. Si alguna vez has visto un corte de bucle en el pavimento con una luz, aquí es donde realmente incrustan bobinas de cable para hacer la L en el oscilador LC.