¿Cómo detectar un objeto que emite calor a una distancia de 10 a 50 cm?

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Si tengo un objeto que emite calor, como un calentador, un radiador o una taza de café, ¿qué sensor puedo usar para detectarlo por el hecho de que está emitiendo calor?

Tengo sensores hc-sr04 pero usan ultrasonido y no son adecuados para esto. He encontrado esto sensor infrarrojo pero no estoy seguro de que detecte calor o solo distancia.

Para poner en contexto lo que estoy pidiendo, digamos que estoy usando el hcsr04 como los ojos delanteros de un robot y también necesito algo para detectar el calor de 10 cm a 50 cm frente al robot.

¿Alguien sabe qué puedo usar o si los sensores infrarrojos que proporcioné anteriormente son adecuados junto con cualquier otro tipo de sensor infrarrojo?

    
pregunta Physix

4 respuestas

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Considere que lo que use para medir el calor, la lectura probablemente disminuirá con la distancia. Por lo tanto, no debe intentar usar un sensor de calor solo para medir la distancia (a menos que el objeto tenga una temperatura constante ya conocida).

Hacen sensores piroeléctricos ("termómetros infrarrojos sin contacto") para lecturas absolutas. Sin embargo, descubrí que, por lo general, tienen un ángulo de visión amplio, lo que puede causar problemas cuando se desea determinar el calor.

El MLX90614 es un ejemplo que creo que mide con un cono de 45 grados. Así que a medida que aumenta la distancia de medición, aumenta el "área" de medición. Por lo tanto, un objeto pequeño y caliente puede ser "lavado" por objetos cercanos más frescos. Por lo tanto, es posible que tenga que colocar "vendas" alrededor para obtener una medición más precisa, aunque las vendas seguirán bajando la lectura promedio. Vea a continuación un diagrama muy técnico:

Como lo mencionó Jack Creasey, los sensores piroeléctricos (el tipo utilizado en los módulos PIR (infrarrojos pasivos) de detección de movimiento) detectarán el calor IR. Sin embargo, las que Jack publicó son para el calor diferenciales , (movimiento de calor). Cada unidad contiene realmente dos sensores de calor IR dentro, uno al lado del otro, y la unidad mide la diferencia entre ellos. Así que cuando hay movimiento de calor, su salida cambia. Sin embargo, son muy asequibles ($ 1-3).

¿Qué debe hacer un fabricante?

Un truco barato sería cubrir un lado de la ventana de una unidad de sensor PIR, de modo que solo un sensor interno pueda ver. Esto da un valor más "absoluto" a las lecturas.

Vea este enlace del blog para obtener valores absolutos de un sensor PIR.

Tenga en cuenta que personalmente he probado los métodos descritos en el enlace anterior para medir el calor corporal. No tuve mucho éxito en detectar a una persona a más de un metro de distancia, y también noté que si mantenía un objeto caliente frente al sensor, la salida se volvería lentamente a la línea de base en un curso de ~ 30 segundos. De este modo, al alejar la fuente de calor, el sensor notifica una lectura negativa hasta que vuelve a normalizarse. Por supuesto, los resultados dependerán de la temperatura del objeto que se mide, la emisividad del objeto y el modelo del sensor (intenté usarlo PIR_D202X y PIS209S. Ah, y no usé una lente de Fresnel, eso también podría marcar la diferencia.
A continuación se muestra la salida de mi prueba del sensor PIR frustrado cuando agité la mano que tenía delante (quizás 10 pulgadas más arriba):

Los datos se adquirieron sin mayores cambios de hardware o software en la señal. Había alrededor de 22 niveles de producción cuantificada. Observe cómo la salida cae por debajo de la línea de base inmediatamente después de eliminar el calor.

Para aumentar aún más la sensibilidad, un plato reflectante (quizás parabólico) aumentaría la cantidad de radiación en el sensor. Se pierde algo de IR en la reflexión, pero el metal liso, incluso el papel de aluminio, reflejará una buena cantidad.
Vea a continuación otro diagrama del estado de la técnica:

Si no necesita lecturas de temperatura real, y en cambio solo necesita detectar algo por encima de una temperatura establecida, puede probar un IR detector de llama . Estos suelen ser sensibles al IR emitido por el CO2 (longitud de onda IR de 4.4μm). Aquí hay un sensor de llama IR barato . Si bien está etiquetado con un rango de 760nm ~ 1100nm (0.76μm ~ 1.1μm), la sensibilidad es ajustable, y es posible que pueda sintonizarla para disparar alrededor de cierta temperatura establecida. Tiene salida tanto digital como analógica. Probablemente necesitarías usar la salida analógica para activar una comparación digital.

ElcalorIRvaríaenlongituddeonda.PuedodecirquemuchascámarastérmicasIRtiendenaestarsintonizadasenelrangode7μm~13μm.Estagamacubreelcalortípicoemitidoporanimalesyobjetoscomunes.Elsensor MLX90614 de más arriba es sensible en el rango de 5.5μm ~ 14μm.

    
respondido por el Bort
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Los sensores IR de DAOKAI funcionan en el IR reflejado y no en el 'calor' del objetivo.

Lo que parece estar buscando es un sensor piroeléctrico como este enlace o este enlace

Lo más probable es que el sensor utilizado en estos productos sea de este tipo: enlace

Estos NO detectan la distancia, sino que detectarán el movimiento de un objeto 'caliente' cuando cruza la lente. Para la aplicación que desee, puede usar un detector de movimiento como los de arriba creando una ventana más delgada y luego explorando el espacio que está frente a usted (móntelo en un servo RC).

PS. Utilizo estos detectores de movimiento exactos para detectar a mis gatos, aunque uso las lentes Fresnel provistas.

    
respondido por el Jack Creasey
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La forma más sencilla de lograr esto es usar dos sensores de temperatura estándar. Uno se coloca dentro del punto focal de un plato reflectante pequeño, el otro es un sensor de temperatura ambiente que le proporciona el valor de polarización correcto.

    
respondido por el Janka
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¿Quieres saber si un objeto HOT apareció repentinamente frente al robot?

Use un diodo de silicona simple, soldado a 1 cm ^ 2 de lámina de cobre. Esa lámina acumulará una gran cantidad de energía, y el diodo será parte de la ruta del flujo de calor, por lo que la respuesta será de 2.000 microvoltios por grado C.

Debes polarizar el diodo, con algo de corriente baja; 1uA o 10uA está bien.

    
respondido por el analogsystemsrf

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