Есть прибор в пластиковом корпусе (поликарбонат), который крепится на металлическую поверхность магнитами. Магниты приклеены внутри корпуса. Нужно как-то понять что корпус оторвался от поверхности. Проблема в том что корпус герметичный и простой концевик не "пройдет" (если только это не специальный датчик с герметичным креплением). Металлическая поверхность может нагреваться и охлаждаться, поэтому что будет с инфракрасным датчиком представить тяжело (только опять же если он не заточен специально для этого случая). Интересуют, в особенности, идеи, потому как ничего готового найти не получилось - может искал плохо.

Прибор крепится на автомобиле и трясет его "конкретно". С магнитами проблем нет, но положение его, при покачивании, меняется.

Есть идея (ПЛИС, наберитесь терпения, чтобы её прочувствовать, а потом уже понять, осмыслить, рассчитать, а потом уже - воплотить):
1. Есть два магнита, которые осуществляют постоянные магнитные поля определённой формы.
2. При расположении магнитов рядом их постоянные поля взаимодействуют и изменяют форму.
3. В вакууме (воздухе, инертном газе и т.д.) в какой-то определённой точке пространства между магнитами существует определённая индукция магнитного поля.
4. В случае размещения этих же магнитов, расположение которых друг относительно друга не изменилось, вблизи поверхности сильномагнитного металла их постоянные магнитные поля сильно искажаются, а индукция в этой точке сильно изменяется.
5. Последнее значение индукции в процессе решения задачи следует считать нормальным, а первое (п.3) - неномальным.
6. Решение задачи сводится к подбору системы магнитов и датчика Холла, который будет отслеживать весь диапазон нормальных и ненормальных индукций постоянного магнитного поля в некоторой точке, экстремальной для данной системы магнитов!
Идея ясна???

А какое расстояние между металлом и внутренней поверхностью корпуса (толщина стенки, если с прокладкой - то все вместе) ?

Мне идея показалась здоровой. Во всяком случае, ее стоит проработать.

Бомба? Денежная работа...

Все кому рассказывали про задачу практически с первой попытки угадывали трекер. И только Вам (Tanya) удалось найти достойную альтернативу . Мы это потом заказчику предложим

Толщина стенки корпуса от 3 до 5 миллиметров - GAINTA в чистом виде.

Идея с магнитами безусловно ясна и уже даже хочется попробовать из спортивного интереса.

Остался только один вопрос - слово ПЛИС это какая-то производная от английского please или я торможу...

В виде опции


У меня отдаленно схожая задача (детектирование немагнитной мишени через слой пластика) решается измерением добротности катушки. 3-5 mm - можно даже попробовать в качестве катушки какие-нибудь ширпотребные мелкие (но не очень уж мелкие - магнитопровод сопоставимого размера) дроссели (мне, для большей надежности, пришлось применять заказные, намотанные литцендратом, добротность гораздо выше), схемотехника примитивная.

Но с магнитами (раз уж они есть) тоже как-то само собой напрашивается. Интуитивно чувствуется, что если внутри магниты соединены магнитным шунтом (ведь должны), то, если на этот шунт намотать обмотку, момент отрыва должен весьма энергично проявляться. Хотя правильнее делать этот шунт цельной пластиной, а тогда эффект резко уменьшится). А, ну или прямо вокруг магнита намотать....

Чем Вас простое, периодическое измерение емкости не устраивает? Две пластины - в корпусе устройства, третья- корпус автомобиля. Отрыв от поверхности, по-моему, определяется элементарно....

Сильный дождь, пожалуй, емкостному методу может подгадить...
А, вот еще что подумалось - как-то извернуться на тему тензометрического метода, ведь когда устройство прилипло к поверхности, магниты с шунтом очень даже серьезно притянулись у стенке корпуса. Если вся эта халабуда будет связана с несложным тензодатчиком (ну там пружина, рычаг, флажок, оптопара, а то и просто контактная группа), то факт прилипания или отрывания зарегистрировать вполне даже получится. Одну сторону подпружинить и хватит этого...

К корпусу должен изнутри притянуться и магнит-датчик. 3-4 мм многовато. конечно, GAINTA разная бывает...Т.е еще и чистая рычажная механика со счетов не сбрасывается.
Но замкнутый и разомкнутый магнитный поток цифровой датчик Холла должен уловить. Идея с внутренней магнитомягкой перемычкой меж магнитами заслуживает проработки тоже.

ПЛИС = Программируемая Логическая Интегральная Схема.

От английского: CPLD, FPGA.

Ну до этого то я догадался и именно поэтому надеюсь что ставить ее туда не придется. Какая бы низкопотребляющая она не была - мне от того источника еще GSM/GPS кормить всю дорогу. Я вообще надеюсь какой нибудь атмегой легко отделаться. Или я отстал от жизни и за датчиками холла мегой уже не угнаться?

Сразу даже не разглядел....



эта мысль значительно проще в реализации - разобрать готовую релюшку (ту что поудобней) и, используя ее пружинный механизм и контактную группу, сделать то что предложил rx3apf.
это мы попробуем прямо завтра...

Прошу пардона за неуместное использование всем известной аббревиатуры, в моём тексте ПЛИС - это большое пожалуйста. Не думал, что это вызовет двусмысленное прочтение, естественно ни CPLD, ни FPGA для считывания показаний датчика Холла не нужны. Впредь обещаю больше не выделываться, там где не надо...
Хочу ещё добавить пару мыслей к идее с магнитами.
1. Самое сложное в ней ИМХО найти экстремальную точку, в которой индукция меняется сильнее всего при размыкании магнитного поля, поэтому мне кажется, что именно в системе магнитов такую точку найти проще (а не с одним магнитом).
2. Недостаток - ложное срабатывание при воздействии внешнего магнита, однако обмануть систему и добиться несрабатывания будет не так просто.

Идея с обмоткой весьмп перспективна.
Есть ещё вариант:
Поместить внутрь печатную (плоскую) катушку, запитанную 1 МГц, например, и контролировать ток. Отрыв будет чётко фиксироваться скачком тока.

Проще геркон расположить рядом (надо подбирать расстояние) с магнитом так, чтобы при отрыве геркон срабатывал, а при приближении магнита к железному листу магнитное поле устремлялось туда, покидая геркон...

Так получилось, что у нас все производство определяет. Мне проще впаять в плату реле (рублей за 30 из Платана) , удалить с нее кожух (пластиковый или металлический) подобрать по параметрам и приклеить магнит. Я уверен что наше производство повторит эту процедуру без проблем. В вот как установить на плате подпружиненный магнит, где для него пружины и крепеж купить (очень надеемся сначала 50 а потом и до 300 штук) я просто не знаю. Пока rx3apf не подкинул эту мысль, мы успели найти копеечные держатели для батареек типа 2032 (только потолще - не помню номер) в которых смогут надежно держаться на плате магниты (ими ЧИП-ДИП торгует) и подходящий датчик. Пока правда не оплатили.

Магнит имелся в виду тот самый, который цепляется за железку и держит весь прибор.

по-моему самое красивое решение

Я вот только потом сообразил, что не все так просто. Действительно надежно держат магниты не только с ярмом, но и с минимальным (лучше бы нулевым) расстоянием до плоскости крепления. А тут - три миллиметра толщины корпуса плюс, вероятно, прокладка - надежность крепления значительно уступает. Примеры ведь все помнят - защелки хозяйственных шкафов, когда еще были только ферритовые слабенькие магниты. Брусок, два магнитопровода - при непосредственном контакте очень даже держат, зазор в 0.1 mm - резко снижается усилие отрыва. А, ну вот взял и проверил - через пластину 3.7 mm усилие отрыва уменьшилось в 10 раз. Так что основные крепежные магниты надо выносить наружу. А вот для детектирования можно свой, отдельный.


Но очень нетехнологичное, уже даже и потому, что у герконов чувствительность может различаться. Тут бы больше подошел какой-то аналоговый детектор (магниторезистор, холловский датчик), а пороги запоминать и обрабатывать контроллером.

не факт, все зависит от того, насколько сильно искажается магнитное поле. пробовать надо

недорогой холловский датчик имеет порог 50-150 гаусс.
это куда лучше, чем любая механическая система.

Прошу прощения - сразу не понял. Идея неплохая, но требует проверки и результат, похоже, будет зависеть от параметров магнитов и толщины листа, на который лепить. Про лист мы пока не знаем ничего. Но попробовать надо - потому как действительно еще дешевле и проще.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
если снизу лист металла, то силовые линии замыкаются на него и геркон переключается

Кроме всего прочего, у герконов весьма приличный гистерезис. Да и величина гистерезиса, подобно порогу срабатывания, величина весьма индивидуальная и сильно отличается от образца к образцу.

Механическая подгонка местоположения геркона в конкретном образце изделия - вещь нетехнологичная и геморная.

Поставить ультразвуковой датчик расстояния до метала к которому крепится прибор. УЗ через пластик пройдёт, а от металла отразится. Если ответ не пришел, значит уже отвалился. Если частота опроса небольшая, то и энергии много не нужно. Схема сравнения может быть пороговая, по компаратору.

Для геркона можно применить несколько извращенный метод - использовать неэкранированное (магнитно) мелкое герконовое реле, и подавать на обмотку пилообразное напряжение, контролировать одновременно состояние группы и ток через обмотку в момент срабатывания-размыкания (а если реле заведомо не требует соблюдение полярности на катушке, то во внешнем магнитном поле еще и будет заметная разница в зависимости от полярности). Но изврат, да... Магнито-резистивные датчики дороговаты, холловские типично чисто исполнительные (вот если к такому катушку добавить, можно было бы, наверное, точнее зарегистрировать изменение поля). А что пихают в зазор кольца в датчиках тока ?

Гистерезис - полезен. А про технологичность и разброс. Вы видели серийные герконовые кнопки? Или серийные герконовые реле?


Автору ОЧЕНЬ хочется питание экономить.
В моем предложении есть только одно технологическое затруднение - возможно, придется правильно ориентировать магнит относительно корпуса при монтаже...

Вот, кстати, о кнопках и реле - реле имеют разброс параметров, а что до кнопок... Я помню серийные кнопки совковых клавиатур к терминалам ЕС-7927 и совковых же настольных калькуляторов. Непременная их особенность - наличие магнитного шунта, иначе из-за разброса характеристик герконов с такими клавиатурами просто невозможно было бы работать. Потом, правда, появились варианты с другой конструкцией - кольцевым магнитом в толкателе и одиноко торчащем герконе в центре...

Странно, думала, что магниты Вы уже попробовали...
Если они не будут держать, то вся Ваша затея...


Вот лист железа и будет шунтом. А разбросы и гистерезис намного меньше, чем изменение поля при его закоротке через шунт.

Типичное время срабатывания реле - единицы ms. Возьмем 10 mS, для надежности, и чтобы растянуть измерительный интервал. Ток срабатывания типично 25 mA, средний за интервал будет 12. Если опрашивать каждую секунду - <150 ua. Менее одного процента от потребления лучших GPS-приемников (правда, реле, наверное, трехвольтовое надо искать - пяти вольт там не будет, или надо с бустером).
Но мне сама идея сильно не нравится, чую, будут тут проблемы...


Я так и не понял - "крепежные" магниты предполагается поместить внутрь корпуса (удалив от листа на 3 mm) ? Забудьте, как страшный сон. Все это действительно надежно держит только при непосредственном контакте (ну, почти непосредственном) с поверхностью. Я вот просто взял и проверил - 3.7 mm и два хороших магнита от актуатора HDD с штатным ярмом. Отрыв (один магнит оторвался) от 2-mm стального листа - около 5 кило. Прокладка 3.7 mm - отрыв при 520 граммах. А кузовная жестянка держит гораздо слабее...

Автору с очевидностью нужно знать, что не отрывали. За этим можно следить (с герконом) непрерывно. А с Вашим методом... Злодеи быстро оторвут и приложат к другой железке... Они-то будут знать. Вероятность их удачи пропорциональна Вашей экономии.
А GPS можно ведь включать не часто совсем.

Из техзадания я, кстати, не вполне понял назначение этого датчика. Контролировать злонамеренное перемещение изделия или защититься от его утери ?

"Они-то будут знать"... Ха-ха-ха.... Вариант с герконом обойти можно точно так же (если "знать") - просто положить рядом кусок жестянки и аккуратненько передвинуть прибор на него, после чего с этим же куском убрать. Если уж следить - то "полноценно", регистрируя изменения магнитного поля, а не "пороговые" явления.
А это, по-любому, "энергетические" затраты. Короче, я бы смотрел в сторону "аналоговых" датчиков магнитного поля (раз уж есть магнитная присоска) с их периодическим опросом. Ну, и тот метод, что я предлагал первоначально, с измерением добротности контура - он весьма экономичен (в частности, у меня, при 100+ Hz опроса потребление было порядка 10 uA, и больше определялось потреблением опорника 32768 Hz таймера), и в какой-то мере чувствителен к материалу "мишени" (и позволяет довольно неплохо регистрировать изменение расстояния).

Угу, как бы, видел. Еще >30 лет назад. Соседи по КБ разрабатывали коммутационные изделия, в том числе и на герконах, в основном "на войну". Советские герконы - самые герконистые в мире. Кое-что из разработок КБ производилось заводом, была предварительная разбраковка герконов не взирая на то, что они были с приемкой ВП. Вот, вроде, так.


Кстати, этот нюанс я тоже хотел упомянуть. Конечно, если автора топика он интересует. Геркон - устройство пороговое.

Tanya, а Вы можете вспомнить множество примеров применения герконов в последние 20-30 лет? Я лично работал с герконами, имею один патент на устройство, в основе которого пришлось использовать геркон (из-за мизерного потребления тока), но он так и не был востребован.
Ещё вопрос: как геркон может следить за магитным полем? Он может лишь переключаться только при очень резких изменениях индукции магнитного поля, коих может и не быть. Кроме того, такой датчик очень легко обмануть, заблокировав внешним магнитом.
Следить за магнитным полем могут только аналоговые датчики (Холла, магниточувствительные элементы, дроссели и т.д.). А что Все сконцентрировались на постоянном магнитном поле? Был предложен небезынтересный метод ультразвукового детектора контакта, наверняка что-то ещё всплывёт. Вспомните ОСНИ, это же мозговая атака. Все сомнительные решения должны отсеяться, все стоящие - перейти на этап анализа.
В качестве примера, с металлом, на котором крепится трекер, можно взаимодействовать с помощью переменного э-м поля, как в металлоискателе или детекторе проводки/арматуры, а магниты использовать для усиления эффекта. Чем ни мысль?

а что все сконцентрировались на том, что кто-то собрался обманывать датчик? по-моему в вопросе о защите от взлома речи не было.
чтобы удержать прибор, магниты должны быть достаточно мощными, значит и поле они мощное создадут, достаточное для уверенного переключения геркона

А поклонников герконов вот этот момент:
не смущает?

с дребезгом по-любому придется бороться

я всем по порядку отвечу
Сначала Tanya - на магнитах держится это же издели в другом корпусе. Там проблем нет - наше будет потяжелее, но этот вопрос можно считать закрытым.

На счет времени срабатывания реле можно не беспокоиться - потому как реле не будет - будет его механизм без катушки - по крайней мере он мне таким "привидился" . магнит будет приклеен к движущейся пластине и прислонен к той стенке корпуса, которая будет приладываться к металлу. Того времени срабатывания будет вполне достаточно. Даже если на миллисекунду оторвется - атмега поймает. Но вариант с двумя магнитами и датчиком холла тоже обязательно попробуем - уже просто интересно самому.

Изделие может отскочить само (трясет его в пути), может быть повреждено непреднамеренно, могут и стащить - у нас страна такая . Магниты будут точно снаружи -и видимо еще пластины будут - две по краям (не во все днище, но достаточной площади) чтобы была плоскость (без зазоров). А вот в промежутке между пластинами будут датчики.

что касаемо листов - то они разной толщины - по крайней мере об этом говорилось, когда обсуждалось крепление.

Честно говоря геркон не очень нравится. Я представляю, что не каждая поверхность (из-за толщины) может "отвлечь" магнитное поле так чтобы оно геркон не "потянуло". Ручная настройка на толщину исключается в принципе.

Вам подойдет ОДИН неодимовый магнит (круглый, типа таблетка - удобнее отверстие сверлить) и монополярный датчик холла с гистерезисом, например типа S441A. (Honeywell)

Далее надо представить себе, как идут силовые линии от этого магнита, если рядом нет железа - Используется краевой эффект.

Датчик располагаем рядом с магнитом. При подносе БОЛЬШОГО куска железа снизу большинство магнитных линий устремится в него и количество силовых линий пронизывающих датчик- упадет, он выключится. У меня такой датчик чувствовал кривошип двигателя внутреннего сгорания через 4мм стенку картера и зазор в 1мм.

Если Ваше предложение не плагиат то подтверждение, что гениальная мысль никогда не приходит в одну голову, а бьет сразу в несколько . Ваше сообщение N39 а на первой странице есть сообщение N2 - помоему если и не "pin-to-pin" то точно функциональный аналог. Мы уже заложили подобный "датчик" как вариант. Но за partnumber отдельное спасибо.

На авторские права не претендую, предположение о плагиате напрасно, тем более это несколько иная идея, более надёжная и оригинальная, скорее всего, проверенная практикой.
На самом деле идея витала в облаках и была спровоцирована описанием устройства в посте №1. Но всё же повторюсь, лучше проанализировать все варианты. Удачи!

Я просто привел вам реализацию датчика, успешно работающего уже несколько лет в нескольких десятках изделий
А промоделировать датчик можно в Femm-e очень хорошо все видно.
Кстати, название датчика я немного наврал- забыл еще одну буукву S - SS441.
Вообще, подойдет любой датчик с малым гистерезисом.