Comunicaciones inalámbricas para la estimación de la distancia (¿RFID quizás?)

El uso de la intensidad de la señal de RF para estimar una distancia como " a unos 25 cm de distancia " no funcionará por varios motivos:

1. La intensidad de la señal variará entre los dos dispositivos, incluso cuando existe una línea de visión aparentemente sin obstrucciones entre ellos, debido a los cambios en la constante dieléctrica del aire debido a la presión barométrica, la humedad, las partículas suspendidas y quizás otros factores. Esto significa que habrá variación incluso a lo largo del ciclo diurno. En las pequeñas distancias en cuestión, esta variación será significativa.
2. La presencia de materiales conductores (y superficies reflectantes de RF) en la vecindad también causará una variación en la intensidad de la señal, al igual que la intensidad de la luz de un LED medida por un sensor variaría debido a la luz reflejada del entorno.
3. No se garantiza que la intensidad de la señal de emisión sea constante, ni exactamente igual entre dos dispositivos RFID. Además, algunos dispositivos aumentan la señal periódicamente para mejorar la lectura desde tokens RFID pasivos, o para buscar dispositivos de baja señal.
4. Cuando las distancias involucradas son comparables a la longitud de onda utilizada, otros efectos como la polarización de la señal y la difracción también agregan comodines al esfuerzo de estimación de la distancia. Esto es especialmente cierto en la banda RFID de 900 MHz, con longitudes de onda cercanas a los 30 centímetros.

Ahora para algunas soluciones ...

Para las distancias mencionadas, se suele utilizar la detección ultrasónica de distancias.

Si los dos objetos están en una orientación conocida entre sí, o al menos uno de ellos puede orientarse hacia el otro, muchos de los populares pares de sensores TX-RX ultrasónicos o módulos de sensores (como Parallax Ping))) ) puede usarse.

Si la orientación no es fija, entonces se usa una emisión ultrasónica omnidireccional en lugar de las unidades de TX direccionales comunes, y las unidades de RX múltiples dispuestas para cubrir un círculo, proporcionan una detección de pulso de retorno para el cálculo de la distancia.

Alternativamente, si la precisión de la distancia no es tan importante, y si el albedo (coeficiente de reflexión) del objeto detectado es esencialmente fijo, entonces una alternativa es utilizar un módulo de detección de proximidad por infrarrojos, como la serie Vishay TSSP4Pxx . Esta respuesta tiene más información sobre este enfoque.

Dependiendo de lo generoso que estés dispuesto a estar en la palabra "acerca de", puedes usar el bluetooth para esto.

Lockitron usa bluetooth para determinar cuándo su teléfono celular con Bluetooth está a unos pocos pies de la cerradura de la puerta delantera de Lockitron (que tiene bluetooth) . La idea es que el bluetooth se puede poner en un modo de emparejamiento automático y la mayoría de los módulos tienen la capacidad de cambiar la alimentación de los transceptores, por lo que una vez que su teléfono celular tenga una cerradura de puerta de bluetooth, la cerradura sabe que su teléfono debe estar a una distancia de X pies del dispositivo.

Algunos de los problemas que Anindo menciona en su respuesta se mitigan mediante el uso del protocolo bluetooth, pero en general sus preocupaciones siguen siendo válidas en un 110%. No obtendrás resultados muy precisos usando este método. Espere tal vez de 6 a 12 pulgadas de variación a menos que sepa algo que yo no sepa e implementarlo de manera más inteligente. Además, un último pensamiento, el proceso de emparejamiento toma unos pocos ms, por lo que hay una latencia en el lado del protocolo.

Si cree que este es un enfoque aceptable, le sugiero que examine varios temas relacionados con el bluetooth (especialmente el bluetooth 4.0, que tiene las ventajas de menor potencia y menor latencia) y luego vuelva con nuevas preguntas específicas sobre sus intentos de implementación.

Lo que no te interesa en tu pregunta es la orientación. Una simple antena vertical, por ejemplo, generará un campo uniforme que (aparte de las obstrucciones y los reflejos de objetos cercanos) se extiende 360 grados alrededor de la antena. Pero si vas verticalmente demasiado alto o demasiado bajo, el patrón de campo ha cambiado dramáticamente.

No estoy diciendo que use RF, sino que trato de usar el ejemplo de una antena de radio para demostrar que necesita definir mejor los dos objetos en movimiento. Si son libres de moverse totalmente entre sí, es poco probable que una antena electromagnética funcione de manera consistente.

Sin embargo, es posible que tenga mejor suerte con los campos magnéticos: las antenas de bucle se pueden "apilar" para que obtenga una cobertura más "uniforme" y se vean menos afectadas por las cosas normales que afectan a las ondas de radio.

Si tienes poder en ambos extremos, facilita mucho las cosas. Si no lo ha hecho, entonces podría obtener suficiente energía en la unidad "impotente" del campo generado por la unidad "alimentada". Tengo un sistema que conecta la potencia (2W) a un circuito remoto y puedo obtener 5 cm de él. No necesitará nada como 2W, probablemente menos de 20 mW. Creo que el Sr. Tesla podría tener algo que decir sobre esto si estuviera vivo.

Si hay poder en ambos extremos, ambos pueden medir su distancia entre sí.

Suponiendo que es como un sistema de transpondedor, es decir, con potencia en un extremo, entonces deberá diseñar una antena de bucle que esté altamente sintonizada / resonante. No necesita trabajar en VHF, unos pocos cientos de kHz o unos pocos MHz funcionarán. El dispositivo "remoto" que ingresa al campo captará el campo magnético y, al utilizar una bobina / condensador altamente resonante, comenzará a cargar energía en un capacitor más grande que puede alimentar un pequeño circuito de "respuesta" durante unos pocos milisegundos. El circuito de respuesta podría enviar una respuesta posiblemente al reajustar la bobina de alimentación y esto podría ser detectado por la unidad alimentada. Incluso podría "patear" un transmisor de RF para enviar algo y esto podría ser detectado.

Esta solución necesita ingeniería para que funcione, pero la sensatez me dice que debería.