Frage zur Wärmeerkennung (RoboCup Junior Rescue B)

[teamohnename]

Hallo an alle,
wir werden nächstes Jahr mit dem RP6 am RoboCup Junior Rescue B teilnehmen. Unter anderem wird die Aufgabe sein, ,,Opfer", die an der Wand hängen und Wärme abstrahlen (Oberflächentemperatur max. 45°C, >3µm Wellenlänge) zu finden.
Was meint ihr, womit könnte man das am besten realisieren?
Unsere erste Idee war, den TPA81 zu verwenden. Der ist aber ziemlich teuer. Wir müssen vier Seiten überwachen. Die Einzige Möglichkeit wäre also, den Sensor auf ein Servo zu bauen. Das ist aber vermutlich nicht schnell genug, zu aufwendig und ziemlich Fehleranfällig (wegen der mechanischen Belastung).
Die nächste Idee war, die Snake Vision vom Asuro zu ,,missbrauchen". Davon bräuchten wir dann aber auch zwei Stück und wir müssten etwas rumbasteln. Besser wäre es, das dann komplett selbst zu bauen und die Sensoren von der Snake Vision (Heimann 3161) zu verwenden.
Was gibt es sonst noch für Alternativen oder bessere Möglichkeiten? Könnte man auch PIR Sensoren verwenden?
Worauf müssen wir achten, wenn wir das mit dem 3161 machen? Habe ich es richtig verstanden, dass der Sensor einen Analogwert ausgibt, der mit dem Operationsverstärker verstärkt wird und dann mit dem ADC ausgelesen werden kann? Gibt es fertige Schaltpläne? Muss man irgendwelche Widerstände anpassen, damit man den richtigen Temperaturbereich messen kann?
Vielen Dank für Eure Hilfe schon mal im Voraus und
Viele Grüße
teamohnename

EDIT: Ich habe gerade diese PDF Datei gefunden. Was meint ihr, sieht der letzte Schaltplan brauchbar aus? Welche Werte müssen die Bauteile (Widerstände) haben und welchen OPV können wir verwenden?

[Besserwessi]

Die vorgeschlagenen Sensoren sollten schon gehen. Wobei man beim Heimann 3161 noch eine Optik dazu braucht: wohl entweder ein Hohlspiegel, oder gleich die teurere Version mit Linse. Um das Drehen des Sensors kommt man wohl kaum herum, es sollte aber wohl 1 Sensor ausreichen - zu Not könnte sich auch der ganze Bot drehen.

Die Thermosäule gibt eine eher kleine Spannung aus, die man erst noch verstärken muss. Und dann per AD Wandler messen kann. Je nach nötiger Auflösung muss man ggf. die Verstärkung anpassen - das kann über einen Poti oder auch in Stufen vom µC aus gehen. So kompliziert ist das nicht, und man sollte Pläne irgendwo finden.

PIR Detektoren sind etwas komplizierter, weil sie nur auf Veränderungen reagieren. Da müsste man also noch so etwas wie einen Chopper vor setzen, oder den Sensor ggf. relativ schnell drehen. Auch der Verstärker ist etwas anders.

[teamohnename]

Hallo,
wo bekommt man denn die Heimann 3161 mit Optik bzw. wo kann man sich eine Optik kaufen? Kannst Du da irgendwas empfehlen?
In der PDF Datei meines ersten Posts scheint es einen brauchbaren Schaltplan zu geben. Weiß(t) jemand (Du) welche Widerstandswerte man braucht und welchen OPV man verwenden kann?
Vielen Dank für Eure Hilfe und
Viele Grüße
teamohnename

[Besserwessi]

So eine Thermosäule mit Optik bekommt man z.B. bei TME. Ist allerdings mit rund 20 EUR nicht so ganz günstig. Eine passende extra Optik ist eher schwer zu bekommen - wenn überhaupt am ehesten als Hohlspiegel. Der Spiegel müsste wohl schon eine Oberflächenspiegel sein, also kein gewöhnlicher mit Alu/Silber hinter Glas, sondern Alu auf Glas. Einen einfachen Hohlspiegel kann man sich ggf. auch selber biegen. Zum Probieren wie gut das geht, tut es da auch erstmal eine IR LED und ein Fototransistor als Empfänger.

Bei den nicht so hohen Temperaturen wird man eine Verstärkung für kleine, fast DC Spannungen brauchen. Das kann man z.B. mit einem guten Operationsverstärker (z.B. OP07, OP177, LT1013, AD8551 oder ähnlich) machen. Wie viel man verstärken muss, hängt auch vom Abstand, der Optik und Größe der Strahler ab - um etwas Probieren und ggf. anpassen vor Ort kommt man da kaum herum.

[teamohnename]

Hallo,
ist diese Optik denn wirklich zwingend notwendig? Oder geht das gar nicht? Wir würde in max. 10cm Entfernung bei den gesuchten Objekten vorbeifahren. Wenn die Reichweite zu groß ist, ist das eventuell auch nicht so gut. Die Oberfläche des Opfers ist min. 25cm² groß. Oberflächentemperatur wie gesagt 45°C.
Danke und
Viele Grüße
teamohnename

[Besserwessi]

Eine Gewisse "Optik" braucht man schon, denn der reine Sensor hat eine sehr großen Erfassungswinkel, von etwa +-35 Grad. Ein genaue Zielen ist damit kaum möglich. Als einfachste "Optik" kann man aber auch einfach Blenden verwenden, also so ähnlich wie bei einer Loch-Kamera. Das sollte auch schon gehen, kostet aber ggf. etwas an Intensität und man müsste mehr Verstärken. Ein Eigenbau-Hohlspiegel ist sicher nicht perfekt, kann aber besser werden als die einfachen Blenden.

Die Schaltung für die Verstärkung könnte man wohl so ähnlich wie die 1. Schaltung im Datenblatt machen, ggf. auch ohne den Teil mit dem NTC für die Gehäusetemperatur. Vermutlich so etwas wie 1000-fache Verstärkung, und dann ggf. noch mal ein Faktor 1 , 10 oder 100 mit einem 2. einfachen OP dahinter.