猫门铃采用近距离传感器

文章作者:Andreas Freiherr

就像大多数猫一样，莱奥妮喜欢探索周围的环境，在满足了好奇心之后，她喜欢回到温暖、干燥、有食物的家。通常会有人为她打开外面的门，但进入她的公寓比较困难。然而，有一间公寓的门，每当莱奥妮坐在门前，门铃就神奇地响了起来。这扇门是我的，所以我可以解释魔法是怎么起作用的。
利用TSSP4P38接近传感器，我制作了一个小装置，当它感觉到门前有任何东西时，它就会激活电路按响门铃。典型的报警系统会使用被动红外(PIR)传感器，但对莱奥妮来说，这些设备有两个缺点。首先，为了避免错误警报，它们被设计成忽视宠物。其次，它们只对移动的物体有反应，不能感觉到猫坐在门前。在最好的情况下，他们会在猫又开始走动时按门铃;也就是说，当她离开的时候。有了TSSP4P38，我的感应装置会探测到莱奥妮何时到达，等几秒钟看她是否停留，如果她停留了，它就会按铃。

这是一个红外中程近距离传感器。

为此，我将传感器放置在门框的一侧，并将其连接到微控制器，该微控制器附加连接到VSLB3940红外发射器的驱动电路，以及控制门铃的IRLD024 MOSFET。所有这些都是Vishay部件，发射器和传感器安装在TSSP-HA中用于光学隔离。微控制器是Microchip PIC10F200，是其家族中最小的成员。该芯片可存储256条程序指令，足以处理传感器，并实现程序将一些重要变量的值发送到PC机的串行接口进行调试，而不是摇铃。

当有东西在门前等待时，这个猫传感器就会按门铃。

组件计数的很大一部分进入了发射极LED的驱动电路，这是一个恒流源。跳线确定电流，从而使传感范围与环境相匹配。如果电流太小，猫坐在门的另一边时可能察觉不到;如果它太高，传感器可能会“看到”太多门框的另一边，并在不应该的时候敲响门铃。

这是猫门铃的电路设计原型。

电力消耗是如此之小，以至于通过使用开路开关上的电压，可以从门铃变压器获得供电电流，从而形成简单的两线连接。按门铃时，设备会断开电源，一个电解电容会让控制器保持工作状态，直到门铃再次关闭。
单片机中的软件采用定时回路产生38kHz载波供VSLB3940发射器使用，并测量TSSP4P38输出脉冲的持续时间。程序然后计算最新读数的移动平均值，并使用它来微调将下一个读数归类为接近或遥远的阈值。关闭读数计数，并在预定义的数量连续关闭读数后，MOSFET接通铃。
关于如何操作传感器的细节，我发现John Fisher和Anika的应用笔记“Vishay的TSSP-AGC P sensor Series For Proximity Sensing”Kühnle非常有帮助。
对莱奥妮来说，好消息是她不需要知道这一切是如何运作的。每当我为她开门时，她总是很开心。但如果她知道TSSP4P38能创造奇迹，我肯定她会发出赞许和赞赏的声音。