Xanboo/Homesite osjetnik laserskog zračenja: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Želim da se igra sa senzorom laserskog snopa u holivudskom stilu. Problem je u tome što imam gomilu Motorola fotoaparata za senzor i senzor, ali nijedna od njih nema lasere! Ovaj projekt dokumentira moja ispitivanja, neuspjehe i uspjehe u izgradnji laserskog senzora od rezervnih dijelova koje nisam namjeravao koristiti dok je softver Motorola Homesight prepoznavao domaći senzor. Motorola Homesight proizvodi za kućnu sigurnost potrošača su rebrendirana verzija Xanboo proizvoda. Oni su gotovo identični.

Izvadit ću kameru i koristiti plastično kućište za postavljanje lasera. Budući da ću uništiti kameru, odlučio sam koristiti jednu od "žičanih" kamera. Bežične kamere su mi i dalje vrlo korisne, pa sam ih za svoje projekte oduzeo … za sada. Senzor vode će se koristiti kao kontakt/bez kontakta u sistemu Homesight. Koristio sam senzor vode umjesto senzora vrata ili temperature jer neću izgubiti ništa ako ga ispržim tijekom eksperimentiranja. Senzori vrata i temperature i dalje su mi korisni. Izazov je izgraditi mali krug koji može otvoriti ili zatvoriti kontakte senzora na osnovu prisutnosti/odsutnosti laserskog svjetla i stisnuti taj krug u odjeljak za baterije vode … ovaj … mislim, laserski senzor. Trebao bih napomenuti da ću koristiti laser izvađen iz zaista jeftine laserske razine koju sam našao pri klirensu za ~ 0,50 USD. Cheap. Dobijate ono što plaćate kada se bavite laserom. U ovom slučaju to je dobra stvar. Ako na ovo priključite zaista moćan laser, izgorjet ćete kroz svoj senzor, svoju kuću, kuću svojih susjeda, potencijalno zapalivši vaš senzor, vašu kuću, susjedovu kuću. Dovraga, možda ćete imati sreće da oslijepite svog uljeza ili mu odrežete noge do koljena ili spalite kosu sa susjedove mačke, itd. Ipak, rizici nadmašuju nagrade, pa samo idite sa svojim tipičnim laserom u stilu laserskog pokazivača. K?

Korak 1: Izbacivanje kamere, postavljanje lasera

Nisam siguran da moram proučiti kako rastaviti plastiku na fotoaparatu. Prilično je jednostavno napred. Kućište kamere ima veliki potencijal koji neću odmah iskoristiti. Otvor za objektiv je savršen za postavljanje lasera iz laserskog pokazivača, laserskog nivoa ili lasera. Postoji mnogo jeftinih izvora crvenih lasera, pa neću ulaziti u to, ali ta rupa na objektivu će laser pucati. Bijeli dio ispod rupe objektiva je infracrveno prozirno sočivo za pasivni infracrveni senzor pokreta kamere. Iščupao sam ga prije nego što sam shvatio koliko bi ovo moglo biti korisno u budućnosti. (Razmišljanje o nevidljivim infracrvenim laserima … sigurnost očiju ipak bi mogao biti problem …) Stoga, u svakom slučaju, izvadite kameru pazeći da ne oštetite plastično kućište. Zatim vruće zalijepite laser na mjesto. Lemite nekoliko dužih provodnika na laser, omotajte lemne spojeve u električnu traku ili cijev za hlađenje, a zatim provucite žice kroz predviđeni otvor i niz grlo kućišta fotoaparata. Usput, sama ploča za kameru je prilično uredna. Konektor navodi na pomisao da je to s-video veza, ali nije. Igle na konektoru služe za kompozitni video, analogni mono zvuk i okidač senzora pokreta (oh, i napajanje i masa također). Vrlo korisno, pa sam ga spakirao, označio i bacio u ormar za neki drugi projekt, kasnije, u budućnosti, u nekom trenutku … iskreno … biste li vjerovali da moja žena prevrće očima pravo na mene sad? Ok, nazad na pravi put. Kako napajati laser? Čitajte dalje.

Korak 2: Napajanje lasera i drugih stvari

Pa, jedini problem sa žičanim kamerama je taj što nemaju prikladan mehanizam za napajanje. Srećom, postoji odvojivo postolje koje dolazi s modulima bežične kamere koji ima utičnicu za napajanje, prekidač za uključivanje i LED za napajanje. Ako otvorite dno, prilično je lako izmijeniti ovu bazu za napajanje lasera. Problem je, međutim, što su zidne bradavice koje dolaze s Homesight opremom 9V i 12V. Budući da laser radi na otprilike 3,3 V (3 x dugmetaste ćelije), morat ću učiniti nešto kako ne bih izgorio laser prije nego što moj uljez zakuca. Dakle, kako odstupiti od izvora od 9 VDC ~ 3.3V? Pa, naravno, koristite krug regulatora napona. Malo sam guglao, našao sam vodič na https://www.sparkfun.com/ o tome kako izgraditi izvor napajanja za matičnu ploču. Savršeno za moje potrebe. Donekle sam ga prilagodio kako bih smanjio komponente, urezao vlastiti PCB (tutorijala ima na ovu temu) i, VOILA! regulirani izvor 3.3VDC.

Korak 3: Voda … ovaj … mislim, laserski senzor

Kako pretvoriti senzor vode u laserski senzor? Pa, osnovna tehnologija je ista. To je jednostavan senzor "zatvaranja kontakata" pri čemu se senzor aktivira kada je krug između dva kontakta zatvoren. Za senzor vode, vodljivost vode zatvara krug između dvije sonde i aktivira senzor. Za laserski senzor moramo smisliti kako zatvoriti kontakte snopom crvenog svjetla. Evo gdje ćete zaista morati obratiti pažnju na slike. Nisam jako opisna osoba, pa radite sa mnom ovdje … Na slici 1 prikazan je raskinuti senzor otvorene vode. Zapravo, velika većina senzora ovog oblika u liniji Motorola je gotovo identična ovoj. Razlika je u tome što je senzorska tehnologija različito naseljena. Dakle, evo kul stvari. Vidite li one jastučiće senzora vrata? Ako ih spojite žicom, senzor se aktivira, isključite ih, resetiraju se. Vidite li kako se radi o sistemu zatvaranja kontakata? Kako ćete laserom premostiti taj jaz? Sa senzorom svetlosti. Čitajte dalje, a ja ću vam pokazati kako da ga napravite.

Korak 4: Izgradnja laserskog senzora

Dakle, postoje ove sjajne stvari koje sam pronašao u Radio Shacku pod nazivom Fotootpornici. Ponekad se nazivaju svjetloosjetljivi otpornici (ili LSR). Menjaju otpor na osnovu količine svetlosti koju vide. Različiti fotootpornici imaju različite vrijednosti, pa ako nemate dovoljno sreće da koristite potpuno iste kao ja, predlažem vam da izmjerite njihov visoki i niski otpor. Reći ću vam kako u sekundi, ali prvo prvo. Iskoristimo jednog od ovih momaka za izradu senzora. Prvo pronađite kemijsku olovku. Znaš, kakve kradeš iz hotelskih soba? Vrsta koju ste koristili za pljuvačke u osnovnoj školi? Da, one. Rastavite olovku i bacite poklopac i kertridž sa mastilom. Ovo vam ostavlja cijev i mali utikač na kraju. Izvadite utikač jer ovdje ide fotootpornik. Ispravite noge fotootpornika i gurnite ga u cijev otprilike 1/2 inča. Savijte vodiče fotootpornika oko ruba cijevi. Zaglavite utikač na svom mjestu, pričvršćujući dva kabela između bočne strane cijevi i utikača. Čestitamo! Upravo ste napravili fotosenzor. Nekoliko napomena … Prvo, olovka ne mora biti crna, ali ako nije, onda namotajte malo električne trake oko cijevi. U stvari, čak i ako je crno, namotajte električnu traku oko cijevi. Ideja je da će samo svjetlo koje dolazi s kraja cijevi doprijeti do fotootpornika. Bijele olovke propuštaju svjetlost kroz stranice cijevi. Moram to zaustaviti jer će kasnije uzrokovati lažna očitanja. Takođe, ovdje će vam, ako imate previše moćan laser, izgorjeti fotootpornik. Držite se jeftinih laserskih pokazivača i bit ćete dobro. Kad ova stvar radi pouzdano, planiram eksperimentirati s kraćim duljinama cijevi. Imati cijev od 5 "kao senzor nije strašno fleksibilna. Uz malo dotjerivanja, želio bih je staviti ispod 1" i u kameru … na … lasersku glavu. Sada je ovaj sljedeći dio važan i nadam se da Neka vam ohm metar bude pri ruci. Uzmite svoj ohmmetar i spojite ga na vodove fotoćelije. Očitat ćemo otpor fotootpornika u potpunoj tami i u uvjetima laserskog osvjetljenja. Prvo, mrak. Umjesto da stavite prst preko kraja senzora (vaša koža zapravo iskrvari ludu količinu svjetlosti), zalijepite ga trakom i bacite u ladicu. Očitajte svoj ohmmetar. To bi trebao biti vrlo veliki broj, stoga provjerite je li vaš mjerač ispravno postavljen. Moja fotoćelija je prešla 2 000 000 Ohma u potpunom mraku, što je premašilo moj mjerač, pa sam je nazvao 2MOhms. Zapisati! Rdark = 2MOhmsSljedeće, uzmite lasersku kameru i usmjerite laser u otvoreni kraj senzora. Uzmite svoja očitanja kao najniži izmjereni otpor. Bit će prilično nisko pa se samo približite. Moje čitanje je bilo oko 100 ohma. Zapisati! Rlaser = 100OhmsZašto ovo radim? Dobro pitanje, ali još vam ne mogu reći, morat ćete pročitati sljedeći korak. Daću vam savjet, djelitelj napona.

Korak 5: Izgradnja zatvaranja kontakata

Evo gde nisam baš siguran da sam ovo uradio ispravno. Sve što znam je da to funkcionira i to mora značiti da mi je matematika barem blizu. Pozdravljam komentare na ovaj dio, pa zaista pozdravljam komentare na bilo koji dio, ali ovaj posebno. Sjećate li se ploče za zatvaranje vode? Pa, odlučio sam upotrijebiti jastučiće senzora vrata za povezivanje senzora. Dakle, evo s čime imamo posla: Jedan od jastučića spojen je direktno na masu. Drugi jastučić je spojen na pin 19 na PIC -u prema dolje na tankom dijelu ploče sa donje strane. Taj pin je digitalni ulaz/izlaz. Tu sam malo zbunjen, ali nisam dopustio da me to zaustavi. Mjereći napon na tom jastučiću, dobivam 0,85V. To je dosta manje nego što sam očekivao. Međutim, čak i pri nižem naponu od očekivanog, ako uzemljim taj jastučić, on aktivira okidač. Dakle, samo moram smisliti krug koji će otvoriti i zatvoriti ovu vezu. Savršen zadatak za tranzistor. Ne znam mnogo o tranzistorima osim što su, prema mom najjednostavnijem razumijevanju, električno upravljani prekidač za uključivanje/isključivanje. Stavili ste dovoljno napona na bazu i to uzrokuje protok električne energije između kolektora i emitera. To je sve što znam, a njegovi projekti poput ovih koji će mi pomoći da naučim više. Sada bismo mogli samo spojiti fotosenzor na tranzistor, ali ne bismo postigli željeni učinak, otpornici ograničavaju struju, a ne napon. Želimo stanja uključivanja i isključivanja, crno -bijela, a ne nijanse sive i želimo to kontrolirati naponom. Za fotootpornike, tipično kolo "uključeno kada je mrak" koristi ono što se naziva djeliteljem napona. Koristi dva otpornika u seriji (jedan od njih je fotootpornik), a opterećenje kruga, svjetlo u većini slučajeva, spojeno je na točku između otpornika. Napon u tom trenutku je dio izvornog napona na osnovu udjela R1/R2. Jednostavno, zar ne? Mislim da nije. Još uvijek ne mogu razmišljati zašto ovo uopće radi, ali radi. U svakom slučaju, baza tranzistora je spojena na točku između otpornika. Naučio sam ovo (i mnoge druge stvari) na web stranici Society of Robots, konkretno https://www.societyofrobots.com/schematics_photoresistor.shtml. Provjeri. Dobre stvari. Ne samo za robotske stvari, koje su odlične, već i za mnoge električne, mehaničke i softwaricalne stvari. Dakle, pogledajte moju shemu i pokušajte se ne nasmijati. Učim, u redu? Moram napajati krug senzora iz izvora napajanja, a ne samo sa senzora na vratima jer jednostavno nema dovoljno napona/struje na tom jastučiću da pokrene tranzistor. Pokušao sam, oh, pokušao sam i nisam uspio uspjeti. Dakle, VCC i GND su spojeni na priključke baterije unutar modula senzora vode. SIG je povezan s jednim od jastučića senzora vrata. Priključite ga na onaj koji ide na PIC, a ne na onaj koji ide na GND. Da biste shvatili koji vam otpornik treba za R2, uzmite papir na kojem ste napisali Rdark i Rlaser u posljednjem koraku. Napravite sljedeći izračun: R2 = sqrt (Rdark * Rlaser), a zatim odaberite najbliži otpornik toj vrijednosti. Kondenzator na C1 nije obavezan. Dodao sam ga na svoju ploču u slučaju da želim prilagoditi vrijeme reakcije okidača. Ovaj kondenzator će uzrokovati lagano odlaganje okidača. Ovo je i dobro i loše. Dobro je što vas štiti od lažnih alarma kada, recimo, dođe đubretar i stvara vibracije u zraku i zemlji koje bi mogle promijeniti vaš laser na djelić sekunde. Kondenzator će spriječiti okidanje senzora. Loša stvar je što ako koristite preveliki kondenzator, vaš uljez bi mogao proći pravo kroz vaš senzor bez isključivanja. Otkrio sam da 1uF kondenzator radi prilično dobro. I dalje sam mogao proći kroz senzor olovkom bez aktiviranja, ali sumnjam da bi bilo koji uljez mogao čak i da je svjestan lasera (samo bi ga pregazili. DOH!) Pa, pogledajte moju ploču, izgoreo do temelja i kapnuo fluks iz svih iteracija … na ploči radi, na ploči ne radi, naprijed -nazad, naprijed -nazad. Konačno funkcionira. Konačno. Opet, pokušajte se ne smijati, ali ako se razumijete, razumijem. Smijat ću se tome jednog dana … kad psihološki bol počne nestajati. Bilo šta, pa funkcionira. Postavio sam ga da zaštitim svoje izviđačke kolačiće od moje žene i kćeri. Da, tanke su kovnice … kao što čak morate pitati …;-) Ažuriranje: Iz nekog razloga prvi krug ne radi pouzdano. Testiram drugi krug koji koristi 3V relej. Otpremljena je slika kola, pa je provjerite. Još ga nisam izgradio, pa pratite što se događa. Više o tome kako sam ga postavio pročitajte u sljedećem odjeljku.

Korak 6: Postavljanje

U redu, ovo ste svi čekali. Osim tebe, vidio sam te kako preskačeš do kraja.

Postoje dva načina na koja to možete povezati. Laser i senzor na istoj strani, ili laser na jednoj strani i senzor na drugoj strani. Bilo koji način funkcionira. Razgovarajmo o prednostima i nedostacima svakog pristupa. Laser i senzor na istoj strani: Prednosti: Laserska kamera i laserski senzor mogu se napajati iz istog izvora napajanja. Jednostavno stavite oboje blizu utičnice i spremni ste. Prekidač za uključivanje lasera može isključiti i senzor. Lijepo. To vam omogućuje da radite napredne stvari, poput korištenja modula za napajanje za uključivanje laserskog senzora samo ako jedna od bežičnih kamera vidi pokret sa svojim infracrvenim senzorom. Budući da ste uljez, želite li doći do kuće samo da vidite kako se sistem laserske detekcije aktivira dok se približavate. Previše cool. Protiv: Za ogledalo lasera natrag do senzora potrebno vam je ogledalo. Ništa strašno, ali mehanika takve stvari je pomalo zeznuta. Takođe, ogledalo može, a vjerovatno i hoće, iskriviti laserski zrak. To je zato što većina ogledala reflektira stražnju stranu, što znači da laser mora proći kroz sloj stakla prije nego što se reflektira. Takođe, kao praktičnija stvar, ogledalo bi se moglo jednostavno zaprljati. Koristim ogledalo koje sam "posudio" od svoje žene i čini se da je zasad u redu. Vjerovatno ću ga zamijeniti nečim manje vjerojatnim da će me dovesti u nevolju. Laser i senzor na suprotnim stranama: Prednosti: Bez ogledala za brigu, manja udaljenost koju je laser prešao. Protiv: Treba vam napajanje s obje strane. Mogli biste napajati senzorski modul pomoću AAA baterija kako je dizajnirano, ali nisam testirao/izračunao trenutnu potrošnju svojih izmjena tako da bi mogao proći kroz baterije poput ludila. U softveru Motorola Homesight, modul za vodu je otkriven i radi prema očekivanjima. U ovom slučaju, modul prikazuje "Suho" kada je normalno, i "Mokro" kada je laser prekinut. Sweet!