Герметизация УЗ датчика

Всем привет!
Есть задача попробовать для эксперимента изготовит простой щелевой датчик. Для этого из модуля HC-SR04 нужно выпаять УЗ-сенсоры и расположить их на расстоянии 40мм друг против друга. При полном или частичном пересечении зоны чувствительности будет формировать определенный сигнал.
Но у этих датчиков недостаточная степень герметизации, может попадать пыль и т.п.
Собственно вопрос - как изолировать сенсоры от пыли соблюдая при этом прозрачность для ультразвука?

Герметизация УЗ датчика Автоматизация, КИПиА, Электроника, Arduino

Лига Радиолюбителей

1.1K постов9.3K подписчиков

Добавить пост

Правила сообщества

Соблюдайте правила Пикабу. Посты выкладывать лишь касаемо нашей тематики. Приветствуется грамотное изложение. Старайтесь не использовать мат.

Постарайтесь не быть снобами в отношении новичков. Все мы когда-то ничего не знали и ничего не умели.

За попытку приплести политику или религию - предупреждение. 2 предупреждения - бан.

2
Автор поста оценил этот комментарий
По опыту использования могу сказать: датчики говно.
На столе ещё кое-как работают, в полевых условиях абсолютно бесполезны.
делал уровнемер для бака с водой на чердаке
раскрыть ветку (1)
2
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Из-за многократных переотражений от стенок бака будут приняты ложные импульсы. УЗ датчики уровня существуют, но в них учтены все эти огрехи и стоят они раз в 50 больше
Автор поста оценил этот комментарий
ТС, а насколько сильно натянута пленка во время процесса? На сколько точно нужно вычислять расстояние?
раскрыть ветку (1)
1
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Сила на растяжение - около 2 кг. Край кромки полотна +-5 мм.
показать ответы
1
Автор поста оценил этот комментарий

В этом модуле один работает на излучение, а другой на приём, никакого пересечения зон вы не получите.

раскрыть ветку (1)
1
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Прочтите внимательнее что я написал: "друг на против друга"
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Не-не, может быть всё что угодно, просто это примерно как с GPS будет, каждые 100мкс будет новое значение в диапазоне -1,5+1,5мм от реального края плёнки. Это примерно 0-1,5 вольта на выходе, когда плёнка пойдёт через поле.

раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Задача регулятора держать пленку в значении 2,5 вольта.
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Не-не, может быть всё что угодно, просто это примерно как с GPS будет, каждые 100мкс будет новое значение в диапазоне -1,5+1,5мм от реального края плёнки. Это примерно 0-1,5 вольта на выходе, когда плёнка пойдёт через поле.

раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Ну это ожидаемо. Сигнал должен быть обработан.
Автор поста оценил этот комментарий

Просто если мы возьмём дискретный датчик с рабочим полем в 1 мм мы получим большую точность, чем аналоговый в 3 мм.

Всю систему будет нещадно колбасить и занчения придётся загрублять и фильтровать, в результате получим пятно размером в 3мм на пятне размером 20мм.

Сюда стоит накинуть скорость реакции системы чтоб получить окончательную точность позиционирования.

раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Почему 3 мм, может 5мм, может 2мм. Цифровой тоже не обеспечит, т.к. будут ложные срабатывания от самой неровности полотна и их придётся прогонять через фильтр. У щелевого датчика из описания следует что его отклик 100мкс, чего с избытком достаточно и придется даже прогонять через скользящее среднее. Я уже собрался собрать схему на 3 ОУ на макетке. Также можно будет попробовать ИК датчик с рефлектором напротив; у него большая зона, но может оказаться так, что этого хватит. Также может если есть, попробую оптическую пару с зоной 2мм поставить, а чтобы не было просвета насквозь, можно пригубить излучатель. Есть двигатель шаговик, будет давать воздействие на корректор, который направляет полотно.
В целом проблем с откликом быть не должно, система не требует больших скоростей.
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Диаметр излучателя у него примерно 20 мм, точность 3 мм.

Это именно то, что можно ожидать от перекрытия рабочего поля, точность 60%. При этом данные срабатывания в диапазоне будут случайными. Не получится настроить его и получить повторяемость.

В пределах трёх миллиметров данные будут плавать как угодно.


Описание.

https://www.newic.ru/catalog/sensors/Edge_sensors/ultrasonic...

раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Спасибо за описание
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Потому что это линейный актюатор на который сверху прикручен линейный энкодер.

Чудес не бывает. Это просто манипулятор, который хватает и тащит край.


Актюатор

https://aliexpress.ru/item/1005003526045615.html?spm=a2g2w.p...

Энкодер

https://aliexpress.ru/item/1005002726690736.html?spm=a2g2w.p...

Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Я бросил ссылку именно на отдельный датчик и задал вопрос именно по нему.
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Расчётная точность. Детектим край, далее шагаем.

раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Тогда почему у датчика аналоговый выход?https://a.aliexpress.com/_Alt2m9
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Он тянет до срабатывания потом делает шаг назад. Стандартная система.
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Но как он определяет абсолютное положение? Есть другое объяснение которое не совпадает с моим?
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Ага, которые являются его точностью. Чем чаще, тем точнее. Струйный принтер разбирали? Там под головой над направляющей натянута лента полосатая, вот это оно и есть.
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Принтер который печатает дату - да разбирал, но уже не помню даже его потроха. Его часто промывали т.к. забивается.
показать ответы
1
Автор поста оценил этот комментарий
У нас на производстве одна из машин пленку заправляет зацепом с линейным энкодером. Тоесть край позиционируется не по пленке, а по манипулятору. Энкодер оптический, Выглядит как диодная линейка с фотоприемниками.
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Да знаком с такими, часто используются в зона куда нельзя совать свои тело, чтобы не отрубило)
Автор поста оценил этот комментарий
Он тянет до срабатывания потом делает шаг назад. Стандартная система.
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Но у него есть деления обозначающие текущую позицию края.
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Идею с перекрытием рабочего поля я понимаю, но разве недостаточно знать, что полное рабочее поле например 1мм и в него попадать? Ну, нет объекта тянем вперёд, есть объект тянем назад, далее PID процесс с ограничением итераций.
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Хмм, в теории можно. Как вариант можно рассмотреть.
1
Автор поста оценил этот комментарий
Ультразвуком никак.
Движение ленты обычно контролируют по линейным энкодерам либо оптическими системами распознавания меток.
Можно конечно попробовать по перекрытию рабочего поля, но повторяемость будет исключительно хреновая.
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
46 716,24 руб. | DAN-WBEPG система управления положением края с ультразвуковым датчиком
https://a.aliexpress.com/_A1kUGZ
показать ответы
1
Автор поста оценил этот комментарий
Ультразвуком никак.
Движение ленты обычно контролируют по линейным энкодерам либо оптическими системами распознавания меток.
Можно конечно попробовать по перекрытию рабочего поля, но повторяемость будет исключительно хреновая.
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
На прозрачной пленке нет меток. Можно пример с линейным энкодером? Просто везде где есть такие системы стоят именно такие датчики, продаются даже готовые наборы для выравнивания пленки.
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Хм, нет, такое обычно не делают. Обычно время срабатывания+скорость движения из этого делаются расчеты нахождения кромки. Естественно разрешение и повторяемость должны быть соответствующие. Есть смысл повышать точность и скорость реакции всей системы, чтобы позиционирование было более точным. Аналоговый сигнал позиционирования имеет крайне хреновую повторяемость. Для ультразвука будут мешать плотность воздуха, пыль и температура и значения эти будут постоянно плавать.
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Дело в том что такие щелевые датчики не посылаю импульсы как радары. В них тупо работает сверху генератор, снизу приемник. Если мы на половину перекроем эту зону между ними то сформируется 50% на выходе. Один раз его настроил и далее он вполне точно работает. Т.к. расстояние между сенсором и передатчиком 40мм, влажностью воздуха можно пренебречь.
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Мы измеряем дальность до "стола". Ставим на стол "чашку" получаем новое значение дальности, делаем вывод о наличии объекта.
Этим занимается микроконтроллер. Ему просто надо указать, в каких случаях выдавать единицу, а в каких ноль. Этож элементарно, расстояние 100мм пусто, расстояние менее 80, есть объект.
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Как определить "расстояние" от стенки до края, а не только 0 - объекта нет, 1 - объект есть?
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Мы измеряем дальность до "стола". Ставим на стол "чашку" получаем новое значение дальности, делаем вывод о наличии объекта.
Этим занимается микроконтроллер. Ему просто надо указать, в каких случаях выдавать единицу, а в каких ноль. Этож элементарно, расстояние 100мм пусто, расстояние менее 80, есть объект.
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Дело в том что если мы получим 1 (объект в зоне) это недостаточно. Нужно знать где объект находится. Я уже писал что значение должно быть абсолютным (0-5В) для формирования управляющего воздействия.
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Ещё обратите внимание на такой момент: как у вас на производстве относятся к остановкам, поломкам и прочим авариям.
У нас например отрицательно. Это я к чему, если колхозный датчик будет регулярно тормозить линию, а из-за этого и весь завод, то сначала будут полоскать мозги, а потом попытаются пристроить убытки инициатору.
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Если это было бы важно, я бы не кулибничал и купил бы хороший датчик. Нужно проверить как это будет работать, если все получится я куплю хорошие герметичные сенсоры
Автор поста оценил этот комментарий
Есть не щелевые с разрешением 0.18мм
https://www.sick.com/ru/ru/distance-sensors/ultrasonic-senso...

Или можно поставить ёмкостной датчик этикеток, они отлично с любыми плёнками работают.

Но если нужен именно колхоз, то да из рефлекторного датчика можно попробовать сделать щелевой, только наверное излучатель нужен с меньшей линзой, иначе 5мм точность не получить.
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Нужно измерять не дальность. У меня есть похожий с точностью в доли миллиметра.
Для измерения дальности передатчик посылает пакет импульсов, приемник принимает вернувшийся пакет, разницу во времени между отправкой и посылкой вычисляет МК и преобразует в расстояние. Если мы разместим датчик сверху, то конечно он будет работать. Но как определить расстояние не от датчика до пленки, а расстояние от края пленки до стенки (между ними 20-30мм)?
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Есть такой вариант. На парктроники ставится.
https://m.aliexpress.ru/item/1005003683104654.html?spm=a2g2w...

Но если материал лёгкий, то есть шанс ложных не срабатываний. Ещё есть момент насколько точно нужно контролировать край? Там ширина зоны детекта на расстоянии 10 сантиметров будет примерно 5 сантиметров и есть шанс, что пока не будет перекрытия бОльшей части зоны детекта, датчик надёжно не сработает.
Промышленные решения пока бюджет не позволяет поставить?
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Нужно +- 5мм. Такой датчик но промышленный у меня есть за 12к р. Нужен именно щелевого типа и с быстрым откликом.
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
В ИК тоже прозрачная? Если включить камеру на телефоне и с обратной стороны посветить пультом от телека, диод виден?
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Можешь сам попробовать. Даже ИК датчики имеют пластиковое окошко которое пропускает очень хорошо
Автор поста оценил этот комментарий
В ИК тоже прозрачная? Если включить камеру на телефоне и с обратной стороны посветить пультом от телека, диод виден?
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Проверялось, не работают ИК датчики, много ложных срабатываний. Там где есть стеклянные либо прозрачные материалы например бутылки или пленка, на производстве ставятся уз датчики.
показать ответы
1
Автор поста оценил этот комментарий
Дык лазерный дальномер. С точностью до миллиметра. Выход UART или i2c. Конвертировать можно во что угодно.
Материал из чего?
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Прозрачная пленка.
1
Автор поста оценил этот комментарий
Может микроволновой радар поставить?
Что нужно контролировать?
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Нужно контролировать положение края наматывающегося материала. Например этим -
https://a.aliexpress.com/_9hTxy9.
Там нужен не радар, а простой детектор излучения с аналоговым выходом
показать ответы
1
Автор поста оценил этот комментарий
Презервативы, самый оптимальный и дешёвый вариант. Самые дешёвые.
Перчатки в большинстве своём уже не латексные.
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
На работе не получилось выполнить задуманное, т.к. принцип работы у этого измерителя не тот что мне нужен. Буду выпаивать сенсоры и собирать генератор для передатчика 40кГц и приемник с преобразованием в аналоговый сигнал 0-5 В, который подам на пин микроконтроллера. И презик естественно натяну)
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Тогда латексными мембранами решить. Схему залить компаундом, наружу выставить только головки излучателей. Снаружи головки обернуть мембраной, и сверху зафиксировать пластиковым кольцом.
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Это самый подходящий вариант. Спасибо. Латекс правда только дома лежит, попробую от резиновой перчатки взять
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Вот кстати он же, видимо, но проблему герметичности как-то решили.

https://m.aliexpress.ru/item/4001287816907.html?spm=a2g2w.pr...
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Под рукой только эти. Если будет нужда, конечно заменю герметичными.
показать ответы
1
Автор поста оценил этот комментарий
Может быть всё-таки лазерные датчики?

https://m.aliexpress.ru/item/1005001769229999.html?spm=a2g2w...

https://m.aliexpress.ru/item/1005002898074620.html?spm=a2g2w...

Если всё-таки ультразвук, то как уже выше советовали за сетками нужно поставить максимально лёгкую мембрану.
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
1.Нужно снимать абсолютное значение степени пересечения. 2.Материал - прозрачная пленка, будут ложные срабатывания
показать ответы
5
Автор поста оценил этот комментарий
Именно эти - никак. Нужны датчики которые изначально герметичные, например от парктроников.
раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Под рукой только эти. Если будет нужда, конечно заменю герметичными.
показать ответы
2
Автор поста оценил этот комментарий

Как уже сказали вижу только вариант герметизации "на ультразвуковой датчик надевают известное резиновое изделие", или любая другая мембрана, которая будет вибрировать и во внутреннем пространстве датчика от нее через "среду" будет оказываться давление на сенсор. (аналог - музыкальный барабан).
Но всё это так, чисто предположения....

раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Спасибо
Автор поста оценил этот комментарий

Для ультразвука разве не любой материал препятствие?

раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Есть промышленные аналоги работающие на ультразвуке
3
Автор поста оценил этот комментарий

Оптопара не проще?

раскрыть ветку (1)
1
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
1.Нужно снимать абсолютное значение степени пересечения. 2.Материал - прозрачная пленка, будут ложные срабатывания