Sensor de distancia inalámbrico en miniatura

Soy novato en electrónica, así que tengan paciencia conmigo.

Estoy buscando un sensor de distancia pequeño (lo más pequeño posible) que pueda usar para medir una distancia entre 0 y 30 cm con precisión (precisión inferior a 1 mm). Este sensor debe poder comunicar los datos de distancia de forma inalámbrica (wifi o bluetooth) con una PC. ¿Podría decirme si hay algún sensor que cumpla con estos requisitos?

Sería bueno más información. ¿Qué tan grande puede ser? ¿Cuál es el tamaño y el material de la parte que desea medir la distancia?
¿También está bien el acoplamiento mecánico entre los dos? Las distancias de tipo 0-1 mm serán un desafío para muchos sistemas ópticos y acústicos. También se puede desplazar hacia atrás un poco, es decir, ¿podría el rango ser de 10-40 cm en su lugar?
@kimliv debe ser preferiblemente menos de 4 x 4 x 4 cm. El sensor debe fijarse en el brazo ajustable (su longitud varía entre 15 y 45 cm), por lo que se utilizará para medir la longitud ajustada.
@PeterJ Debería haber un acoplamiento mecánico porque el sensor se fijará en una parte deslizante y se usará para medir la distancia entre la parte deslizante y una parte fija. De hecho, no puedo cambiar el rango porque el tamaño de las piezas mecánicas es limitado.
@kimliv con respecto a la precisión, si no tenemos esa solución, puede tolerarse a 1 o 2 mm.
@HeavyRain aquí hay una buena selección de sensores: pewa.panasonic.com/automation-controls/sensors/… pero con una mirada rápida no encontré uno que se ajuste a todos sus requisitos.
@kimliv Gracias por el sitio. Acabo de estudiar la posibilidad de modificar el diseño de la estructura mecánica para cambiar el rango entre 10 y 40 cm (en lugar de 0 y 30 cm). Entonces, es posible cambiar el rango, ¿podría proponer alguna otra solución que pueda satisfacer los requisitos?
@HeavyRain, vale la pena preguntar: ¿necesita una precisión de 1 mm para todo el rango o solo para puntos específicos? He trabajado con sensores IR antes y pueden dar una precisión de hasta 1 mm para los de gama alta. SIN EMBARGO, generalmente no son lineales entre delta V y la distancia delta y deben linealizarse.

Respuestas (6)

¿Ha pensado en los dispositivos LVDT (transformador diferencial variable lineal)? Han pasado 20 años desde que los usé y podría obtener dispositivos de menos de 30 mm con una resolución de 10 bits sin formato.

Medimos en un rango de 4 mm, era mecánica y eléctricamente ruidoso y con sobremuestreo se logró una resolución/repetibilidad de 1 um. El procesamiento y la analogía eran difíciles en ese entonces, ahora serían inmensamente simples. Puede volver a visitarlo nuevamente solo para ver.

Para medir la distancia en el rango de 0 - 30 cm, el sensor IR es bueno, aquí hay algunos sensores que puede mirar:

Sensor infrarrojo de proximidad de largo alcance - Sharp GP2Y0A02YK0F

Sensor de distancia IR incluye cable (10cm-80cm) - GP2Y0A21YK0F

Para enviar datos de forma inalámbrica a una PC, puede usar módulos Bluetooth/WiFi/RF/Xbee. Aquí desea comunicarse con la PC, por lo que Bluetooth/WiFi sería la mejor opción. Si solo está planeando una conexión a Internet, elija Bluetooth en lugar de WiFi.

Supongo que puedes usar cualquier procesador de 8 bits para este proyecto.

Los sensores IR propuestos por SHARP tienen capacidades bastante limitadas. Al principio pensé que la salida analógica podría proporcionar una gran resolución, pero me equivoqué. Los sensores utilizados en esta imagen son SHARP GP2Y0A41SK0F (4 a 30 cm). Inicialmente pensé que era mi resolución DAC la que limitaba mi resolución. Después de conectar los sensores a un osciloscopio de alta resolución, obtuve las mismas lecturas. La salida de voltaje cambia entre niveles claramente visibles. Incrementos de aprox. 10 mV/0,5 mm

Esta no es una respuesta completa porque no aborda el problema inalámbrico por completo, pero según su comentario acerca de que está montado en un brazo ajustable, algo que se usa a menudo en equipos de mecanizado es algo llamado "escala" que es algo así como un calibrador digital . Puede ver una pregunta que hice hace un tiempo DRO escala la identificación del conector de 4 pines para tener una idea general de cómo se ven.

El proyecto OpenDRO tiene código fuente completo disponible que lee los valores de las escalas. Desde allí, podría leer las escalas en un microcontrolador y transferirlas a través de Bluetooth / WiFi. Dependiendo de su nivel de experiencia, puede ser una tarea bastante complicada, pero podría darle un indicador en la dirección correcta.

No he usado la interfaz RS-232 en OpenDRO (por lo que es posible que desee verificar primero con ellos si es posible), pero presumiblemente podría usarse para transferir datos a través de un enlace inalámbrico que admita una operación transparente. Si bien es algo costoso, podría ser otra posibilidad si solo busca algunos sistemas.

Gracias PeterJ por tu propuesta. Ya he buscado y visto todos los codificadores lineales magnéticos que se pueden utilizar. En cuanto a precisión, el encoder es la mejor solución pero el problema es que la conexión al PC es vía RS232 y si queremos añadir la electrónica para la conexión inalámbrica (microcontrolador, transmisor, batería,…), esto aumentará el tamaño del sensor a más de 4x4x4 cm. De hecho, estoy buscando un sensor de distancia inalámbrico en el que el módulo inalámbrico (wifi o bluetooth) y la batería ya estén integrados en el sensor.
¿Hay algún sensor de distancia láser que pueda satisfacer estos requisitos (módulo inalámbrico integrado y batería) y que aún sea pequeño? ¿Algún sensor estándar?
Los sistemas láser son realmente complejos para esa resolución: necesitaría un sistema de tipo de diferencia de fase, por lo que no puedo pensar en nada práctico que se acerque a ese límite de tamaño / potencia. Creo que lo que está buscando sería posible usando varios codificadores lineales, pero realmente tendría que ser un diseño personalizado para integrarlo todo y lograr ese tamaño. No estoy al tanto de nada disponible, pero podría haberlo.
Por favor, ¿tiene alguna idea sobre la precisión de los sensores láser disponibles? y el tamaño mínimo de tales sensores?
Los únicos que he usado en un proyecto hace bastante tiempo fueron los siguientes, pero como pueden ver son bastante grandes... sick.com/group/en/home/products/product_portfolio/…
Gracias PeterJ por tu ayuda (no pude votar porque necesito al menos 15 reputaciones para hacer eso).

He tenido algo de experiencia con sensores de distancia ultrasónicos con la placa Arduino Uno. He notado que no puede medir distancias tan precisas como un milímetro (más como cm). Es posible que desee buscar sensores de distancia infrarrojos. Tenga en cuenta que el sensor ultrasónico más común tiene aproximadamente 1,5 cm de altura por 4 cm de longitud y los sensores de distancia infrarrojos se encuentran en la misma área. Para la transmisión inalámbrica, considere obtener otra placa de eBay que venden por 2 dólares.

Puede usar un sensor ultrasónico y enviar los datos a través de wifi o bluetooth, buscar Arduino, sensor ultrasónico y wifi/bluetooth.

Bienvenido a EE.SE. Proporcione detalles adicionales en su respuesta en lugar de simplemente decirle al autor de la pregunta que "busque" algo.

Los pares de sensores IR están comúnmente disponibles en el mercado, son de corto alcance por naturaleza, si desea medir distancias más pequeñas, busque sensores o circuitos de medición de distancia ULTRASÓNICOS.

Esta respuesta es demasiado complicada: "Hay sensores por ahí. Ve a buscarlos".
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