¿Cuáles son los enfoques viables a un circuito para detectar un paño húmedo / húmedo (mojar la cama)?

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Intentar diseñar un circuito que pueda detectar de manera confiable una situación en la que un niño moja su cama. Los 3 requisitos clave son -

  1. Fiabilidad del enfoque
  2. Facilidad de uso, es decir, un enfoque sin complicaciones
  3. Seguridad del niño (por daños) debido a la electrónica

¿Se puede utilizar la técnica de detección de humedad del suelo? ¿Cómo puedo hacer esto fácil de usar en el s.t. ¿Al cambiar de línea de cama? Esto no debería requerir que se ensucie el dispositivo, que se vuelva a cablear, etc.

    
pregunta icarus74

5 respuestas

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La conductividad es probablemente el método más fácil. Sin embargo, este es un caso en el que hay que tener un cuidado extra sobre la seguridad. Esto sería una buena cosa para apagar dos células AA. La salida podría ser un opto, que luego puede ir a cualquier otra cosa alimentada de otra manera. Las líneas que van a la cama SOLAMENTE se conectarán al circuito alimentado por batería, con un buen espacio de 5 mm o más con cualquier otra cosa.

La detección de agua no es tan difícil, y la orina será más conductora que el agua limpia. Dos líneas van a la cama. Cada uno puede ser impulsado fuertemente alto o bajo, o con un levantamiento débil o desplegable (alto o bajo conducido débilmente). Cada uno también entra en un convertidor A / D.

La mayoría de las veces no pasa nada y ambas líneas se pueden arrastrar al suelo. El micro se despierta periódicamente para realizar una prueba. Hay 4 pruebas separadas, pero el micro solo necesita ejecutar una de ellas cada vez que se despierta. Debería realizar un ciclo a través de todos ellos en secuencia para evitar cualquier flujo neto de CC. Conduce una línea sólidamente alta o baja, coloca el débil pullup / pulldown en la otra línea en la dirección opuesta, espera un momento y luego toma una lectura A / D de la segunda línea. Los cuatro casos son qué línea se maneja y si se maneja alto o bajo.

Después de un conjunto completo de lecturas A / D, debe saber si hay suficiente conducción entre las dos líneas para declarar que la cama está mojada. Probablemente quiera ver esto afirmado varias veces seguidas para estar seguro. Un retraso de unos segundos no va a importar, y eso es mucho tiempo para un microcontrolador.

Añadido:

Aquí hay más detalles sobre el circuito del que estaba hablando:

Para tomar una de las cuatro lecturas, por ejemplo, el micro ajustaría la salida digital 1 alta, la salida 4 baja, esperar un poco (unos pocos ms) y luego leer la entrada A / D 2. Sin conexión entre los electrodos , la A / D leerá 0. Con una conexión directa, leería casi a escala completa porque la resistencia de conducción 1K R1 es 100 veces más baja que la R4 desplegable.

En la práctica, puede duplicar la entrada A / D y la primera salida digital para cada línea para usar solo dos pines de microcontrolador por electrodo. Mostré los tres por separado para aclarar las funciones.

Las cuatro combinaciones diferentes provienen de las dos opciones de qué electrodo se acciona y cuál es el cable de detección (A se accionó y B en el sentido anterior), y si el electrodo accionado es alto o bajo (alto en ejemplo anterior). El motivo de estas mediciones es cancelar el sesgo causado por los efectos de la batería, los diodos y evitar la red DC para mantener el electrodo simétrico debido a la electrólisis.

Debes usar electrodos que no estén corroídos por la orina, por lo que en teoría no debería haber efectos de diodo o batería, pero suceden cosas, y hacer la lógica es trivial de todos modos.

Estaba imaginando alambres paralelos sueltos cosidos a la parte superior del colchón debajo de cualquiera de las sábanas, con una separación de aproximadamente una pulgada. Un par de correr a través del área húmeda esperada de lado a lado debería ser suficiente, pero puede usar dos o tres cables para cada electrodo alternando para cubrir más área.

No sé qué es una buena elección de cable, pero ciertamente no es de cobre. Nichrome puede ser bueno, pero hay que comprobarlo. No sé qué metales no serán corroídos por la orina, por lo que puede encontrar cables que no cuestan una fortuna. Por ejemplo, el oro funcionaría muy bien de forma química y eléctrica, pero se rompería fácilmente y, por supuesto, costaría mucho, incluso si pudiera encontrarlo. El cable de platino existe y podría ser adecuado, además de ser muy caro. Echa un vistazo a nicrom primero.

Agregado 2:

Aparentemente, todavía hay confusión acerca de la secuencia de prueba de la que estoy hablando. Aquí están las 4 pruebas:

   Num       Drive A       Drive B   Read
   ---   -----------   -----------   ----
     1   strong high      weak low      B
     2      weak low   strong high      A
     3    strong low     weak high      B
     4     weak high    strong low      A

El resultado final es entonces (# 1 + # 2) - (# 3 + # 4). # 1 y # 2 deben ser lecturas altas y # 3 y lecturas bajas # 4. Al hacer los cuatro y sumar el resultado como muestro, cancelas tanto el ruido de modo común como cualquier señal diferencial fija, como podría ser el efecto de la batería debido a la corrosión asimétrica.

Si no crees esto, trabaja con uno o dos ejemplos.

    
respondido por el Olin Lathrop
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Agregaré uno grande a su lista de requisitos: no hay contacto eléctrico directo con el, um, líquido. Ese líquido es corrosivo, sucio y una gran cantidad de otras cosas. Por seguridad, preferiría no tener contacto directo, pero para la "vida útil del sensor" tampoco lo quiere. Además, quieres que la limpieza sea súper fácil.

Esto es lo que yo haría ...

Yo usaría un sensor táctil capacitivo. Algo basado en las cosas de Cypress PSoC "CapTouch", o similar. Esto le permitiría sentir el líquido sin contacto. Los sensores de captouch están grabados en una PCB estándar y cubiertos con máscara de soldado y otras cosas. Deslice esto debajo de una almohadilla de algodón de 1/4 a 1/2 pulgada de espesor, y debajo de las sábanas. Cuando se moja, el sensor captouch registrará algo.

Hice una prueba rápida de esto aquí en mi oficina. No, no mojé la cama. Tenemos un panel táctil basado en esta tecnología. Tomé una toalla de papel mojada y presioné algunos botones y funcionó bien. Luego tomé una "sustancia líquida dentro de una bolsa de plástico sellada" y repetí la prueba con éxito.

La almohadilla de algodón es para separar a la persona del sensor para evitar falsos disparadores. También ayuda a contener el desorden, en caso de que suceda. Tire la almohadilla en la lavadora según sea necesario.

Creo que esto satisface todas tus necesidades:

  1. Confiabilidad: ¡Basado en 2 minutos de pruebas, parece ser confiable! :)
  2. Facilidad de uso: simplemente arréglalo y ve a por ello.
  3. Seguridad: No hay contacto eléctrico directo. Debería ser seguro. Puede ser alimentado por batería para un nivel adicional de protección.
  4. Limpieza: todo lo que necesita es una lavadora y algunas toallitas.
respondido por el user3624
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Me gusta la solución de @ DavidKessner, pero un PCB en el colchón me parece ... incómodo. Yo cosería en hilo conductor (google para otros proveedores) en varias prendas interiores para dormir, creando varias líneas en el área que se moja. Conecte todas las demás líneas para que ahora tenga un par de líneas de sensores. Visualízalo de esta manera:

+----------------------------------- A
+  -----------------------+
+-----------------------  +
+  -----------------------+
+-----------------------  +
   -----------------------+--------- B

Cuando la ropa interior se moja, la resistencia entre A y B disminuirá drásticamente. Puede conectar A y B a cualquier tipo de conector pequeño (estoy pensando en un conector de batería de 9V) que luego conduce al circuito real que podría ser pequeño y con cremallera / botón a una ubicación conveniente en la pierna / frente / detrás del pijama. Podrías apagar un par de celdas de monedas y hay NUMEROSOS circuitos de "detectores de agua" en línea que podrían hacerse MUY pequeños y ligeros.

El lavado es tan simple como quitar la ropa interior del circuito y tirar en el lavado.

    
respondido por el akohlsmith
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Puede medir la conductividad completamente sin contacto (es decir, utilizando cables de sonda completamente aislados) con pruebas de corriente de Foucault (vea mi respuesta a esta pregunta). esta pregunta ).

Tener cables de sonda completamente aislados (= bobina) lo hace seguro contra la corrosión y las descargas eléctricas.

    
respondido por el Curd
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Puede usar un sensor de humedad relativa, este tipo de cosas .

    
respondido por el Toby Jaffey

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