Sensores de paso... algún método diferente o más eficiente?

[StickFix]

Muy estimados colegas,

hoy (y ya más de una semana) que ando con el tema de armar sensores de paso que se basan en un rayo de luz (ya sea IR u otro).
He visto miles de planos en google, he armado algunos, pero ninguno es capaz de cumplir con la siguiente tarea:

Ser muy rápidos (de respuesta rápida), medianamente insensibles a luz ambiental, y poder estar separado el emisor del receptor a una distancia de 25[cm].

Tengo que medir la velocidad de un tren ferroviario (real), para lo cual he puesto dos sensores a 1[m] de distancia entre ellos, que cuando el tren pasa, tapa el haz de luz de uno y otro con una diferencia de tiempo, con lo cual calculo la velocidad. Necesito que sean de respuesta rápida, ya que los trenes pasan a 60[km/h] mínimo.

Alguien me puede mencionar otro método efectivo para esto? Ya sea por ultrasonido (que creo que sería demasiado lento), o hasta algún otro que no sea muy común? O algún circuito de barrera de luz que realmente funcione?

Hasta ahora he hecho lo siguiente:
Poner dos alambres en la vía férrea, que cuando pasa el tren, hacen contacto entre ellos y me mandan el pulso, pero al tercer tren que pasa queda totalmente destruído.

Alguna otra idea?

Gracias, y saludos!

 

[Fogonazo]

Lo sensores ópticos pueden ser tan rápidos en su accionar como se desee.

La luz ambiente se puede compensar o directamente descartar mediante modulación del haz de luz.

Por reluctancia variable mediante fijadas a los durmientes, tal como se detecta el exceso de velocidad en carreteras.
Este sistema posee la ventaja de ser inmune a la suciedad de las vías.

 

[eL1ct]

Hola:

Lo primero que se me ocurre es una barrera LASER, quiza sea un poco dificil alinear. Si haces el sensor con un fotodiodo, creo que sera lo suficientemente rapido. Eso si, tendrias que aislar bien el sensor (hacerle como un tunel o algo) y ponerle un filtro de la longitud de onda del laser que vayas a usar, y despues ajustarlo con algun tipo de sensor schmitt triger (digo yo)... y aun asi podrias tener problemas si hay mucho sol?? seria probar, supongo.

PD: dentro del "tunel" (el "aislante"con paredes negras, para que la luz indirecta no refleje), antes del sensor, quiza puedas hacer como un cono (o algo) con algun material reflectante para que el haz refleje, y no sea tan dificil alinear los LASERes. No se si me he explicado bien.

PD2: de todos modos, supongo que seria mas facil si pudieras poner una distancia mayor entre sensores, y corregir el tiempo o retardo "constante" de activacion (suponiendo que sea lo suficientemente constante). (edito, creo que no dije claro para que era): Esto me refiero si usas algun otro sensor que sea "demasiado lento".

Saludos

 

[Daniel Meza]

Para lograr mayor alcance intenta aumentar la corriente en el led emisor pero en pulsos (una especie de modulación como comenta Fogonazo), así aumentas significativamente el alcance de sensado. Como experiencia te comento que he logrado alcances de hasta 4 m con éste método.
Saludos

 

[Gudino Roberto duberlin]

Amigo, sube el esq. que intentas implementar y vemos cómo ayudarte.

 

[StickFix]

Estimados, estoy tratando de responderles... pero ya es segunda vez que la plataforma simplemente se traga lo que respondo y no se publica... problema técnico?

Ya, por lo visto, mi respuesta anterior apareció.

Bien, respondiendo a todos:

La idea del láser debiera servir, no la he probado todavía.

La idea de los sensores de reluctancia variable me parecen particularmente interesante, y he visto algunos recientemente que funcionan hasta 15[mm] de distancia desde el metal. Lamentablemente, bastante caros, y nadie me ha podido decir algo sobre su tiempo de respuesta, aunque creo que lo puedo deducir desde la frecuencia nominal que tienen (800Hz, el más rápido). Veré si me financian para esto.
Ante esto, ví que existen los sensores de reluctancia variable y otros que se basan en el efecto Hall, que son mucho más precisos. Hay uno que venden que ya tiene toda la señal bien filtrada, lo cual sería muuy bueno. Problema es que solamente es el sensor, y estoy tratando de ingeniar cómo crear un campo magnético cuyas líneas se distorsionen como necesito para usar este sensor.

En lo que es transmisión IR, me he preguntado siempre que cómo es posible que entonces el control remoto del televisor funcione a tanta distancia: Modulando la señal.
Ante esto, fui a comprar un receptor IR de 38 kHz, y he modulado el voltaje hacia un led IR a 38 kHz con un 555. Con esto he observado, que el receptor tolera 38 +-2 kHz.
En el receptor he puesto un led que me indique presencia de IR modulada, donde veo que solamente reacciona a un control remoto (RC5), y no al emisor IR que armé... con un osciloscopio ví que tengo la frecuencia bastante bien ajustada a 38 kHz, pero al poner la mano entremedio, el receptor no reacciona a nada. ¿Qué estaré haciendo mal?

Lo que he hecho hasta ayeres usar leds blancos como receptores de luz. Puesto que la zona de trabajo se encuentra a pleno sol, pensé en que si el tren viene y les hace sombra, detectaría su presencia. El problema es que la señal de aquello ya en un par de metros de cable queda totalmente perdida.

Eso...
Nuevamente, muchas gracias por sus respuestas!!



Ah, y otra cosa: los LDR son demasiado lentos, tiene un tiempo de respuesta de décimas de segundo...

Saludos y gracias!

 

[eL1ct]

Hola:

Quiza lo mas sencillo sea lo que estes haciendo con un par de diodos IR (supongo que 940nm) y otro par de receptores de ests con "todo" integrado, supongo que algo parecido a esto. Fijate bien en la grafica (de la figura 10 del ejemplo que he adjunto) que es bastante importante que el IR sea de 940nm por cuensiones de sensibilidad, ya que estos integrados tienen un filtro IR. Por supuesto tambien fijate que hay diferentes tipos de frecuencias de modulacion, asegurate de que usas la correcta (revisalo por si acaso).

En cuanto a sensores los LDR son los mas lentos, luego nombraria a los fototransistores y por ultimo los mas rapidos los fotodiodos (suelen ser de tipo PIN). Puede que haya mas, pero estos son los que yo conozco como sensores.

Luego para que no se te "pierda" la señal tienes que amplificarlo, aqui tienes unas hojas de datos que muestran como amplificar la señal de un fotodiodo:

http://engr.case.edu/merat_francis/eecs245/Datasheets/Sharp%20photodevices.pdf
http://www.ti.com/lit/an/sboa035/sboa035.pdf
http://www.ti.com/lit/an/sboa061/sboa061.pdf

 

[JCAK]

y si en lugar de una barrera usas una cinta refractaria tipo ojo de gato, eso pegada a los vagones y cuando pasa por el transeiver IR lo detecta, o la otra seria instalar sensores hall. ¿Que pinan?

 

[aquileslor]

Bueno, cada cual con su idea. Algunas estás recibiendo. Me inclino por la idea de Fogo de sensar la trepidación de los durmientes. Eso no tiene interferencias, porque, que otra cosa pesada como un tren podría pasar?. Y pondría como sensores resonadores cerámicos, de esos tan baratos que vienen en los juguetes o las tarjetas musicales. Como sensores de vibración funcionan de maravillas, fijensé que se usan hasta en las baterías electrónicas de las bandas de música. Y fácil y barato de probar. Y bien protegidas, indestructibles.

 

[Fogonazo]

. . . La idea de los sensores de reluctancia variable me parecen particularmente interesante, y he visto algunos recientemente que funcionan hasta 15[mm] de distancia desde el metal. Lamentablemente, bastante caros, y nadie me ha podido decir algo sobre su tiempo de respuesta, aunque creo que lo puedo deducir desde la frecuencia nominal que tienen (800Hz, el más rápido). . . . .!

Si estos sistemas sensores son capaces de medir la velocidad de vehículos a >300km/h no creo que tengan problemas en detectar tu tren a 60Km/h

 

[dmc]

Para usar un sensor IR en el exterior, seleccionaría uno de tipo industrial ya armado, aquí (en Argentina) pude conseguir unos muy buenos, de X28 (perdón por las marcas que voy a nombrar)a muy buen precio y confiabilidad, lo ocupé para una barrera de paso exterior, funciona perfectamente desde hace 3 años y esta detectando en el rango de 15 / 18 metros, bajo el sol, la lluvia noche, etc., también hice pruebas con sensores de Siemens con iguales resultados.
Debes tener en cuenta que queres detectar solo trenes y no cualquier cosa que se cruce, por lo que creo tendrías que utilizar por lo menos 2 juegos de sensores distanciados varios metros, y con tres juegos podría detectar la dirección (un par más cerca entre si y otro un poco más alejado), también podrías detectar la masa metálica, existen sensores industriales para esto. El uso de estos sensores es sencillo (3 o 4 cables) alimentación y señal que por lo general es un pulso y de ahí derecho al microcontrolador o circuito lógico. Te dejo un Pdf de sensores que quizás te sirva para darte ideas. Suerte.

 

[Gudino Roberto duberlin]

Porque complicarse la existencia, si utilizando un par Tx-Rx de infrarrojos modulado, será más que suficiente, para esa distancia.

 

[JCAK]

Para mi la estan complicando muchachos, sensar la trepidacion sinseramente me parece que no es para esto, ademas de la calibracion y mantenimiento. La idea de reflejar un haz contra un ojo de gato se usa en los subtes para sincronizar las ventanas del vagon con los cuadros de una publicidad que cuando pasas tiene movimiento, asi que miren si es rapido. Por qué van por el camino dificil no entiendo, claro que es una idea y es valida, pero si hay mas simples por qué insistir con esa, salvo que algo se me pasara por alto pero entendi que solo quiere una barrera.

 

[dmc]

Coincido con Roberto en que los IR son suficientes, solo aclaro que yo usaría sensores industriales por que StickFix mencionó que su medición sería para un tren real, no una maqueta, sería bueno saber si es para estudio o para comercializar. Si es para estudio, si estoy de acuerdo en armar el paquete Tx/Rx + lentes colimadoras, pero si es de otra manera, le sugerí el uso de sensores industriales por su facilidad en la instalación y confiabilidad (inmunidad a la luz ambiente, falsos disparos, gabinetes aptos para una buena instalación, etc.) además de mantenimiento mínimo en condiciones reales.