Kapacitivt stängsel
Postat: 1 februari 2017, 14:06:17
Kapacitiva stängsel. Ja, det finns ju sådana - typiskt kring skyddsobjekt. Men hur svårt ät det att bygga ett själv?
Jag har redan ett hönsnätssaket runt tomten - huvudsakligen för att inte hunden ska rymma. På staketpinnarna skulle man kunna fästa en friledare - typ kostängsel - och sedan mäta kapacitansen mot jord. Jag hittar att en människa ligger på ca 100 pF mot oändligheten. Gissar att det är i huvudsak är vattendipolen som ger den kapacitansen och att det inte är nödvändigt att helt nudda elektroden.
Tänkte att jag skulle hitta motsvarande siffra på en hundra meter lång friledning 1 meter ovan mark men det gör jag inte just nu. Men min gissning är mellan 1-10 nF. En människas närvaro skulle kanske ändra kapacitansen någon procent isåfall.
Som detektor tänker jag att man laddar upp stängslet med konstant ström och sedan mäter tiden att passera två spänningsreferenser. Tid går ju att mäta näst intill oändligt exakt.
Tiden jämförs mot en referens som är ett lågpassfiltrerat medelvärde av uppmätta tider. Filtrets tidskonstant ska vara kort nog att följa med förändringar i t.ex. luftfuktighet.
Vad tror ni om detta? Eller kommer t.ex. ett häftigt störregn att misstolkas som intrång? Svajande buskar i närheten?
Stängslet är ju så långt att friledningen måste modelleras som transmissionslina. Jag tror inte att man kan utnyttja det utan det gäller snarare att reducera dess inverkan genom att ladda med så låg ström och mäta under så lång tid att reflektionerna "ebbar ut" (approximativt en icke utbredd kapacitans). Detta är inte trivialt. 1 mA laddström som möter Z = 100 ohm (jag tar värdet för partvinnad tråd - det är säkert några gånger högre för en friledning) skulle ge ett språng på 0.1V per löptid som är omkring 600ns. Av detta följer också att rampen blir språngartad med ungefär 0.1V/600ns så länge inget stör utbredningen. Dessa språng istället för linjär ramp stör ju också själva tidmätningen. Upplösningen blir väl inte bättre än 600ns. Hur kringgår man detta alternativt utnyttjar det till sin fördel?
Kanske är det helt fel att mäta tid? Kanske ska man istället titta på den reflekterade vågens språng men det är betydligt svårare att se en skillnad på någon % på det viset.
Slutligen har vi rådjur som hoppar in på tomten över stängslet. Själva hoppet är så kort (och elegant) att det nog skiljer sig mot en gärningsman. Däremot kan man ju inte hindra att det sedan uppehåller sig i närheten av stängslet. Skyddsobjekten brukar ha ett högt mekaniskt stängsel med de kapacitiva tåtarna på insidan. Dels förhindrar det djuren att ta sig in, dels skärmar anagligen det mekaniska stängslet den kapacitiva inverkan föremål på utsidan. Men jag vill bortse från rådjuren till att börja med.
Jag har redan ett hönsnätssaket runt tomten - huvudsakligen för att inte hunden ska rymma. På staketpinnarna skulle man kunna fästa en friledare - typ kostängsel - och sedan mäta kapacitansen mot jord. Jag hittar att en människa ligger på ca 100 pF mot oändligheten. Gissar att det är i huvudsak är vattendipolen som ger den kapacitansen och att det inte är nödvändigt att helt nudda elektroden.
Tänkte att jag skulle hitta motsvarande siffra på en hundra meter lång friledning 1 meter ovan mark men det gör jag inte just nu. Men min gissning är mellan 1-10 nF. En människas närvaro skulle kanske ändra kapacitansen någon procent isåfall.
Som detektor tänker jag att man laddar upp stängslet med konstant ström och sedan mäter tiden att passera två spänningsreferenser. Tid går ju att mäta näst intill oändligt exakt.
Tiden jämförs mot en referens som är ett lågpassfiltrerat medelvärde av uppmätta tider. Filtrets tidskonstant ska vara kort nog att följa med förändringar i t.ex. luftfuktighet.
Vad tror ni om detta? Eller kommer t.ex. ett häftigt störregn att misstolkas som intrång? Svajande buskar i närheten?
Stängslet är ju så långt att friledningen måste modelleras som transmissionslina. Jag tror inte att man kan utnyttja det utan det gäller snarare att reducera dess inverkan genom att ladda med så låg ström och mäta under så lång tid att reflektionerna "ebbar ut" (approximativt en icke utbredd kapacitans). Detta är inte trivialt. 1 mA laddström som möter Z = 100 ohm (jag tar värdet för partvinnad tråd - det är säkert några gånger högre för en friledning) skulle ge ett språng på 0.1V per löptid som är omkring 600ns. Av detta följer också att rampen blir språngartad med ungefär 0.1V/600ns så länge inget stör utbredningen. Dessa språng istället för linjär ramp stör ju också själva tidmätningen. Upplösningen blir väl inte bättre än 600ns. Hur kringgår man detta alternativt utnyttjar det till sin fördel?
Kanske är det helt fel att mäta tid? Kanske ska man istället titta på den reflekterade vågens språng men det är betydligt svårare att se en skillnad på någon % på det viset.
Slutligen har vi rådjur som hoppar in på tomten över stängslet. Själva hoppet är så kort (och elegant) att det nog skiljer sig mot en gärningsman. Däremot kan man ju inte hindra att det sedan uppehåller sig i närheten av stängslet. Skyddsobjekten brukar ha ett högt mekaniskt stängsel med de kapacitiva tåtarna på insidan. Dels förhindrar det djuren att ta sig in, dels skärmar anagligen det mekaniska stängslet den kapacitiva inverkan föremål på utsidan. Men jag vill bortse från rådjuren till att börja med.