센서 리포트 - Proximity and Presence Sensors

목차

1)Capacitace 근접센서

2)How do capacitive proximity detectors work?

3)LC oscillator circuits

4)Electrometer circuits

5)Bridge Methods

6)Single-object protection

7)Capacitance presence sensor

8)Inductive proximity sensors

9)Magnetic proximity switches

10)Light-operated proximity/presence sensors

11)Mico wave proximity/presence sensor

12)Induction to radar devices

13)Pulse properties

14)Radar range equation

15)Radar and Micro wave systems

16)Doppler effect and Velocity measurement

17)Ultrasonic proximity detector

본문내용

)
PRT : pluse repetition time (s)
·Duty cycle
D = P_a over P_p
,
D = {P_a over P_p} AST 100%
,
D = T over PRT
,
D = T AST PRF
14)Radar range equation
-effective radiated power(GRP)
P ={ P_p TG} over{ 4 pi R^2}
T : pulse width
P_p
: peak power
G : antenna gain
-single energy
s = {P_p {TGA_e} sigma} over {16 pi^2 R^4}
w·s
P_p
: peak power (w)
T : pulse width (w)
G : antenna gain
A_e
: effective aperture of the receiver antenna (
m^2
)
sigma
: radar cross section of the target (
m^2
)
R : range to the target ( m )
-S/N 비
{S over N} ={ P_p TGA_e sigma} over { 16 pi^2 R^4 KTL}
K : Bltzman's constant ( 1.38 *
10^-23
j/k )
T : noise temperature (k)
L : sum of all losses in the system
15) Radar and Micro wave systems
-단일 radar antenna가 transmitter와 receiver의 역할을 한다.
신호가 공간으로 보내어 지고 만일 공간에 물체가 없으면 신호는 계속 방사되어 질 것이 다. 그러나 물체가 존재하면 반사되어 receiver로 돌아오게 될 것이다.
신호탐지는 간단하게 diode circuit이나 더 복잡한 회로를 사용할수 있고 감지된 신호는 증폭과 필터링 되어 Threhold detector로 보내어 진다.
<그림 9-18>
정확히 확인할 수 있는 거리는 두 번째 방사된 펄스보다 먼저 도착한 펄스이기 때문에 최 대거리는 최대시간
T_max
가 된다.
물체를 확인할 수 있는 거리는 방사된 펄스와 되돌아온 펄스의 시간 t로 결정되는데 모든 경우에
t <= T_max
가 되어야 한다.
16) Doppler effect and Velocity measurement
- 음원의 관측자의 이동에 의해 청취자에게 들려오는 음의 주파수에 변화가 오는 현상을 도플러 효과라고 한다.
·Doppler shift
F_d = 2v over lambda
v : 상대속도 (m/s)
F_d = 2vF over c
lambda
: radar wavelength (m)
F_d = 89.4v over lambda
c : 광속 (
3 TIMES 10^8
)
F_d = 2vF over c cos theta
theta
: 도착 각도
도플러 속도 측정은 물체가 움직이면 원래의 신호에 Doppler shift가 일어난다.
만약 안테나의 신호가
F_o
이고 Doppler shift되어 반사된 신호가
F_d
라면
F = F_O - F_d
가 필터회로에 출력 된다. 이 회로는 Doppler shift된
DELTA F
의 진폭을 제한하고 카운터가 속도를 측정하게 된다.
여기서 안테나와 물체 사이의 각
theta
가 중요한데 이것이 너무 크면 에러가 아주 커지게 된다.
17)Ultrasonic proximity detector
- 초음파 근접감지센서에서 주로 사용되는 주파수는 20kHz와 60kHz이다. 방에서 초음파를 직접 receiver로 가는 초음파와 반사되어 receiver로 가는 파가 있을 것이다. 두 파가 서로 간섭 되어지면 standing wave가 만들어지는데 이것이 파장은
lambda ={ 12.480} over 2F_s
in./s
로 나타내어 진다.
초음파 근접감지센서는 이 standing wave의 amplitude를 측정하게 된다. 방에 사람이 없 다면 standing wave는 일정하겠지만 침입자가 있는 경우 새로운 반사경도가 생기므로
standing wave의 amplitude가
·Doppler effect
F_d = 2v_i over lambda _s
,
v_i
: velocity of the intrude object
lambda _s
: 초음파의 파장
침입자가 없을 때 -
F_d
는 영이다.
침입자가 있을 때 -
F_d
가 생기므로 침입자를 알 수 있게 된다.

키워드

센서,   근접센서,   초음파,   리모콘,   에어컨