¿Cómo hacer que el detector de proximidad IR sea inmune a la luz del día?

No creo que usar la señal de un LDR pueda hacer mucho porque el circuito ya tiene algún tipo de supresión de la luz ambiental: es el filtro de paso alto en el condensador C8.

Estoy de acuerdo con MikeJ-UK en que la señal probablemente esté saturada por la luz ambiental.

Si solo desea que el sensor de proximidad funcione con más luz ambiental Yo sugeriría colocar un filtro de infrarrojos delante del detector.

Si esto es demasiado fácil (o también tiene mucha luz infrarroja ambiental, por ejemplo, porque el sol está brillando) en el detector):
Tienes que resolver el problema de la señal que está totalmente atascada por la luz ambiental.

Supongamos que la fotocorriente causada por la señal es de algunos micro amperios o menos y la luz ambiental le da ya alrededor de 0.1 mA, solo hay un voltaje de señal muy pequeño en el divisor de voltaje de entrada (D1 / R10). Mientras más corriente (causada por la luz ambiental) fluya en el divisor de voltaje, más pequeño será su singal.

Simplemente aumentar la amplificación no ayuda, porque el ruido también se amplificará y Creo que entras en regiones en las que debes preocuparte por la relación señal / ruido.

Entonces, en lugar de tener un divisor de voltaje en el detector, un mejor enfoque sería utilizar un amplificador de transimpedancia:

Suvoltajedesalidaeslinealalacorrientedelafoto.Porlotanto,estoledaráalmenosunniveldeseñalconstante,sinimportarcuántaluzambientaltenga.(veatambiéneste artículo sobre este problema por Bob Pease) .

Por supuesto, esto solo es cierto dentro de los límites: si su amplificador está atascado, no puede hacer mucho.

Por lo tanto, la amplificación antes del filtrado de paso de banda no debe ser demasiado grande. Pero si haces tu filtro de paso de banda lo suficientemente estrecho Puede hacer una gran amplificación después (como en los receptores de radio).

Desea extraer la amplitud de una frecuencia conocida de su señal de diodo. Eso, como ya ha intentado, puede hacerse con un filtro de paso de banda muy estrecha, sin embargo, existen límites. Otra opción es usar un amplificador de bloqueo . Pueden ser muchos órdenes de magnitud mejores que los filtros de paso de banda analógicos.

Un amplificador de bloqueo básicamente multiplica su señal de entrada con una señal de referencia de la frecuencia deseada. La salida es entonces filtrada paso bajo. En este proceso, todos los componentes de frecuencia que no coinciden con la referencia no generan ninguna salida de CC significativa, ya que los valores de diferentes períodos se compensan entre sí de forma destructiva.

Intenté encontrar algunas buenas ilustraciones y encontré una nota de la aplicación LabView y un breve descripción funcional .

Enfoque de software: Microcontroller

Chip listo para usar: AD630 (debe haber otros más baratos)

Bueno, aunque las ideas aquí parecen bastante elegantes ... bueno, si no puedes hacerlo simple, puede que no sea correcto. Oli Glaser tuvo quizás la mejor idea aquí, incluso yo mismo lo he intentado antes. tiene que apagar el LED IR para tomar muestras de luz ambiental, y luego volver a encenderlo para tomar muestras de su lectura, al restar esas medidas obtendrá la medida correcta. Habrá algunos inconvenientes debido a los niveles de saturación del transistor fotográfico, pero es lo mejor que puede obtener de él. Los filtros de tapa IR no son realmente recomendados si tiene un LED de baja potencia.

Sospecho que la entrada está saturando. A niveles de luz ambiente altos con el diodo pasando cerca de 100uA, no quedará ninguna desviación. Intenta reducir la resistencia de 50k.

Mirando el espectro de la luz solar en Wikipedia, hay un descenso a 940nm debido a la absorción de IR por el vapor de agua en la atmósfera.

El uso de una fuente de infrarrojos y un sensor que funcionen a 940 nm reducirá en gran medida la captación de luz ambiental.

El RPR220 es uno, que tiene una versión de 800nm y 940nm.

Si está alimentando la señal a un microcontrolador, entonces podría utilizar una rutina de calibración para ajustar la luz ambiental.

Por ejemplo, si lee el nivel cuando no se transmite nada, puede restar este valor de la lectura "ON" para obtener la diferencia causada por su emisor de IR.
Algo como esto debería ayudar. Podría hacer lo mismo con un LDR en la retroalimentación opamp para ajustar la ganancia, pero sería más difícil hacerlo bien.

Otra cosa podría ser tener un filtro de paso de banda más definido (por ejemplo, escalonar 2 o 3 etapas) para que solo se "vea" la frecuencia modulada.

Estaría de acuerdo con la sugerencia de Oli Glaser de usar un microcontrolador, pero también sugeriría un par de cambios en el circuito:

1. Sugeriría agregar una segunda entrada de ADC al microcontrolador para detectar el nivel de CC desde el fotodiodo. Mi conjetura sería que la sensibilidad del fotodiodo no es lineal. Si su entrada de CA tiene 100 veces la ganancia de la entrada de CC, calcule el valor combinado de las entradas (100 veces el valor de CC el valor de CA) y realice alguna transformación (o interpole utilizando una tabla de búsqueda) para obtener un valor linealizado.
2. Puede haber algún beneficio si agrega un filtro de paso de banda analógico pero elimina el demodulador. Haga que el procesador muestre la entrada a 40KHz. Use cuatro filtros de promedio móvil (primera muestra linealizada para filtrar 0, junto al filtro 1, luego 2, 3, 0, 1, 2, 3, etc.) y calcule el nivel de señal de CA como (f2-f0) * (f2 -f0) + (f3-f1) * (f3-f1). Este enfoque ofrecerá una inmunidad al ruido mucho mejor que un detector de picos.

He visto algunas variantes de circuitos de preamplificador IR para controlar la polarización del diodo para evitar la saturación, por ejemplo Este muy antiguo preamplificador de infrarrojos SL480 He utilizado un circuito basado en el primer ejemplo para un sensor de proximidad al aire libre y funcionó muy bien.

También es posible una solución mecánica, un "snoot" que es un tubo que protege al receptor de la mayor parte de la luz ambiental.

¿Intentó tener un sensor adicional como grupo de control, uno que esté expuesto a la misma luz ambiental pero no detecte la obstrucción que hace su sensor real? Luego, restas la señal del sensor del grupo de control al sensor de trabajo.

Me funcionó algunas veces en proyectos académicos, jaja. Fue entonces cuando no sabía cómo programar un filtro de software.