Xanboo/Homesite Czujnik wiązki laserowej: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:33

Chcę bawić się czujnikiem wiązki laserowej w stylu Hollywood. Problem w tym, że mam kupę aparatów i sensora Motorola Homesight, ale żaden z nich nie ma laserów! Ten projekt dokumentuje moje próby, niepowodzenia i sukcesy w budowaniu czujnika laserowego z części zamiennych, których nie zamierzałem użyć podczas uzyskiwania oprogramowania Motorola Homesight do rozpoznawania czujnika domowej roboty. Produkty bezpieczeństwa domowego Motorola Homesight to zmieniona wersja produktów Xanboo. Są praktycznie identyczne.

Będę patroszył kamerę i używam plastikowej obudowy do zamontowania lasera. Ponieważ będę niszczył kamerę, postanowiłem użyć jednej z kamer „przewodowych”. Kamery bezprzewodowe nadal są dla mnie bardzo przydatne, więc odłożyłem je poza granice moich projektów… na razie. Czujnik wody będzie używany jako interfejs kontaktowy/bezkontaktowy w systemie Homesight. Użyłem czujnika wody zamiast czujnika drzwi lub temperatury, ponieważ tak naprawdę nic nie stracę, jeśli usmażę go podczas moich eksperymentów. Nadal uważam, że czujniki drzwi i temperatury są przydatne. Wyzwanie polega na zbudowaniu małego obwodu, który może otwierać lub zamykać styki czujnika w oparciu o obecność/brak światła laserowego i wciskać ten obwód do komory baterii w wodzie… ee… mam na myśli czujnik laserowy. Powinienem wspomnieć, że będę używał lasera wyrwanego z naprawdę taniego lasera, który znalazłem na wyprzedaży za ~ 0,50 USD. Tani. Dostajesz to, za co płacisz, mając do czynienia z laserami. W tym przypadku to dobrze. Jeśli podłączysz do tego naprawdę potężny laser, przepalisz czujnik, swój dom, dom sąsiadów, potencjalnie podpalając czujnik, twój dom, dom sąsiada. Heck, możesz mieć szczęście, aby oślepić intruza lub odciąć mu nogi w kolanie, spalić włosy kota sąsiada itp. Ryzyko przewyższa jednak korzyści, więc po prostu idź z typowym laserowym wskaźnikiem laserowym. K?

Krok 1: Patroszenie kamery, montowanie lasera

Nie jestem pewien, czy muszę przejść do tego, jak rozebrać plastik w aparacie. To całkiem proste. Obudowa aparatu ma duży potencjał, z którego nie skorzystam od razu. Otwór soczewki jest idealny do montażu lasera zebranego ze wskaźnika laserowego, poziomu lasera lub lasera. Jest wiele tanich źródeł czerwonych laserów, więc nie będę się w to zagłębiał, ale ten otwór w obiektywie jest miejscem, z którego będzie strzelał laser. Biała część pod otworem obiektywu to przezroczysta soczewka na podczerwień dla pasywnego czujnika ruchu na podczerwień kamery. Wyrwałem go, zanim zdałem sobie sprawę, jak przydatne może to być w przyszłości. (Myśląc, że niewidzialne lasery na podczerwień… bezpieczeństwo oczu może być problemem…) W każdym razie wyjmij kamerę, uważając, aby nie uszkodzić plastikowej obudowy. Następnie przyklej laser na gorąco. Przylutuj kilka dłuższych przewodów do lasera, owinąć złącza lutowane taśmą elektryczną lub rurką termokurczliwą, a następnie przełożyć przewody przez otwór w przewidzianym miejscu i w dół szyjki obudowy kamery. Nawiasem mówiąc, sama płytka drukowana kamery jest całkiem zgrabna. Złącze sprawia, że można pomyśleć, że jest to połączenie s-video, ale tak nie jest. Styki na złączu są przeznaczone do sygnału kompozytowego wideo, analogowego dźwięku monofonicznego i wyzwalacza czujnika ruchu (oh, a także zasilania i uziemienia). Bardzo przydatne, więc spakowałem go, otagowałem i wrzuciłem do szafy na jakiś inny projekt, później, w przyszłości, w pewnym momencie… szczerze… uwierzysz, że moja żona przewraca na mnie oczami teraz? Dobra, wracam na właściwe tory. Jak zasilić laser? Czytaj.

Krok 2: Zasilanie lasera i innych rzeczy

Cóż, jedynym problemem związanym z kamerami przewodowymi jest to, że nie mają żadnego wygodnego mechanizmu zasilania. Na szczęście jest odłączany stojak, który jest dostarczany z modułami kamery bezprzewodowej, które mają gniazdo zasilania, wyłącznik zasilania i diodę LED zasilania. Jeśli rozerwiesz spód, łatwo jest zmodyfikować tę podstawę, aby zasilać laser. Problem polega jednak na tym, że brodawki ścienne dostarczane ze sprzętem Homesight to 9V i 12V. Ponieważ laser działa na około 3,3 V (3 x ogniwa guzikowe), będę musiał coś z tym zrobić, aby nie wypalić lasera, zanim mój intruz zapuka. ~3,3V? Cóż, oczywiście używasz obwodu regulatora napięcia. Trochę googlując, znalazłem samouczek na https://www.sparkfun.com/ o tym, jak zbudować zasilacz do płytek stykowych. Idealny dla moich potrzeb. Zaadaptowałem go nieco, aby zredukować komponenty, wytrawiłem własną płytkę drukowaną (poradniki na ten temat obfitują) i VOILA! regulowane źródło 3,3VDC.

Krok 3: Woda… ee… znaczy, czujnik laserowy

Jak zamienić czujnik wody w czujnik laserowy? Cóż, podstawowa technologia jest taka sama. Jest to prosty czujnik „zamknięcia styku”, w którym czujnik jest wyzwalany, gdy obwód między dwoma stykami jest zamknięty. W przypadku czujnika wody przewodność wody zamyka obwód między dwiema sondami i uruchamia czujnik. W przypadku czujnika laserowego musimy dowiedzieć się, jak zamknąć styki wiązką czerwonego światła. Oto, gdzie będziesz musiał naprawdę zwracać uwagę na zdjęcia. Nie jestem zbyt opisową osobą, więc pracuj ze mną tutaj… Rysunek 1 pokazuje rozdarty czujnik wody. W rzeczywistości znaczna większość sensorów tego współczynnika kształtu w linii Motoroli jest praktycznie identyczna z tym. Różnica polega na tym, że technologia wykrywania jest różnie zaludniona. Oto fajna rzecz. Widzisz te klocki czujników drzwi? Jeśli połączysz je razem przewodem, czujnik zadziała, odłączysz je, zresetują się. Widzisz, jak to jest system typu zamknięcia stykowego? Jak więc zdobyć laser, aby wypełnić tę lukę? Z czujnikiem światła. Czytaj dalej, a pokażę ci, jak je zbudować.

Krok 4: Budowanie czujnika laserowego

Więc są te fajne rzeczy, które znalazłem w Radio Shack, zwane fotorezystorami. Czasami nazywa się je rezystorami światłoczułymi (lub LSR). Zmieniają opór w zależności od ilości światła, które widzą. Różne fotorezystory mają różne wartości, więc jeśli nie masz szczęścia, aby używać dokładnie tych samych co ja, sugerowałbym zmierzenie ich wysokiej i niskiej rezystancji. Powiem ci jak za chwilę, ale najpierw rzeczy. Użyjmy jednego z tych facetów do stworzenia czujnika. Najpierw znajdźmy długopis. Wiesz, takie, które kradniesz z pokoi hotelowych? Taki, jakiego używałeś do plucia w podstawówce? Tak, te. Zdemontuj pióro i wyrzuć nasadkę oraz wkład atramentowy. To pozostawia ci rurkę i małą wtyczkę na końcu. Wyjmij zatyczkę, bo tam właśnie idzie fotorezystor. Wyprostuj nóżki fotorezystora i wsuń go do tuby około 1/2 cala. Zagnij przewody fotorezystora wokół krawędzi tuby. Włóż wtyczkę z powrotem na swoje miejsce, przypinając dwa przewody między bokiem rury a wtyczką. Gratulacje! Właśnie wykonałeś fotosensor. Kilka uwag… Po pierwsze, długopis nie musi być czarny, a jeśli nie, to owiń tubę taśmą izolacyjną. W rzeczywistości, nawet jeśli jest czarny, owiń rurkę taśmą elektryczną. Chodzi o to, że do fotorezystora dociera tylko światło, które wpada z końca rurki. W szczególności białe pisaki przepuszczają światło przez boki tuby. Muszę to powstrzymać, ponieważ później spowoduje to fałszywe odczyty. Również tutaj, jeśli masz laser, który jest zbyt silny, spali twój fotorezystor. Trzymaj się tanich wskaźników laserowych, a wszystko będzie dobrze. Gdy to działa niezawodnie, planuję eksperymentować z krótszymi rurkami. Posiadanie rurki 5" jako czujnika nie jest zbyt elastyczne. Po kilku poprawkach chciałbym mieć ją poniżej 1", a w aparacie… ee…głowicy laserowej. Teraz ta następna część jest ważna i mam nadzieję, że miej pod ręką omomierz. Chwyć omomierz i podłącz go do przewodów fotokomórki. Będziemy dokonywać odczytów rezystancji fotorezystora w całkowitej ciemności i oświetleniu laserowym. Po pierwsze, ciemność. Zamiast umieszczać palec na końcu czujnika (Twoja skóra faktycznie krwawi szaloną ilością światła), przyklej go i wrzuć do szuflady. Zrób odczyt z omomierza. Powinna to być bardzo duża liczba, więc upewnij się, że Twój glukometr jest prawidłowo ustawiony. Moja fotokomórka przekroczyła 2 000 000 omów w całkowitej ciemności, co przebiło mój licznik, więc nazwałem ją po prostu 2 MOhm. Zapisz to! Rdark = 2MOhmsNastępnie chwyć kamerę laserową i skieruj laser na otwarty koniec czujnika. Przyjmij swój odczyt jako najniższy zmierzony opór. Będzie dość nisko, więc podejdź bliżej. Mój odczyt wynosił około 100 omów. Zapisz to! Rlaser = 100 omów Dlaczego to robię? Dobre pytanie, ale nie mogę ci jeszcze powiedzieć, będziesz musiał przeczytać następny krok. Dam ci podpowiedź, dzielnik napięcia.

Krok 5: Budowanie zamknięcia kontaktu

W tym miejscu nie jestem całkowicie pewien, czy zrobiłem to poprawnie. Wiem tylko, że to działa, a to musi oznaczać, że moja matematyka jest przynajmniej blisko. Z zadowoleniem przyjmuję komentarze do tej części, cóż, naprawdę cieszę się z komentarzy na temat dowolnej części, ale w szczególności tej. Pamiętasz płytkę obwodu zamykania wody? Cóż, postanowiłem użyć podkładek czujnika drzwi, aby podłączyć mój czujnik. Oto, z czym mamy do czynienia: Jeden z padów jest podłączony bezpośrednio do masy. Druga podkładka jest podłączona do pinu 19 na PIC na chudej części płyty na spodzie. Ten pin jest pinem wejścia/wyjścia cyfrowego. Teraz jestem trochę zdezorientowany, ale nie pozwoliłem, żeby mnie to powstrzymało. Mierząc napięcie na tej podkładce, dostaję 0,85V. To trochę mniej niż się spodziewałem. Jednak nawet przy niższym od oczekiwanego napięciu, jeśli uziemię ten pad, aktywuje spust. Więc muszę tylko opracować obwód, który otworzy i zamknie to połączenie. Idealne zadanie dla tranzystora. Niewiele wiem o tranzystorach poza tym, że są one, w moim najprostszym rozumieniu, elektrycznie sterowanym włącznikiem/wyłącznikiem. Podałeś wystarczające napięcie na podstawę, co powoduje przepływ prądu między kolektorem a emiterem. To wszystko, co wiem, i takie projekty, które pomogą mi dowiedzieć się więcej. Teraz moglibyśmy po prostu podłączyć fotoczujnik do tranzystora, ale nie uzyskalibyśmy efektu, do którego dążymy, rezystory ograniczają prąd, a nie napięcie. Chcemy stanów włączenia i wyłączenia, czerni i bieli, a nie odcieni szarości i chcemy sterować napięciem. W przypadku fotorezystorów typowy obwód „włączony w ciemności” wykorzystuje tak zwany dzielnik napięcia. Wykorzystuje dwa rezystory połączone szeregowo (jeden z nich to fotorezystor), a obciążenie układu, w większości przypadków światło, jest podłączone do punktu między rezystorami. Napięcie w tym punkcie jest ułamkiem pierwotnego napięcia opartego na proporcji R1/R2. Proste, prawda? Nie sądzę. Nadal nie rozumiem, dlaczego to w ogóle działa, ale działa. W każdym razie podstawa tranzystora jest połączona z punktem pomiędzy opornikami. Dowiedziałem się tego (i wielu innych rzeczy) na stronie Society of Robots, a konkretnie https://www.societyofrobots.com/schematics_photoresistor.shtml. Sprawdź to. Dobry towar. Nie tylko do roboty, co jest doskonałe, ale do wielu rzeczy elektrycznych, mechanicznych i softwarowych. Więc spójrz na mój schemat i spróbuj się nie śmiać. Uczę się, ok? Muszę zasilać obwód czujnika z zasilacza, a nie tylko z maty czujnika drzwi, ponieważ po prostu nie ma wystarczającego napięcia/prądu na tym padu, aby wyzwolić tranzystor. Próbowałem, och, próbowałem i nie mogłem zmusić tego do pracy. Tak więc VCC i GND są podłączone do zacisków akumulatora wewnątrz modułu czujnika wody. SIG jest podłączony do jednej z nakładek czujnika drzwi. Upewnij się, że podłączasz go do tego, który idzie do PIC, a nie do tego, który idzie do GND. Aby dowiedzieć się, jakiego rezystora potrzebujesz dla R2, weź papier, na którym napisałeś Rdark i Rlaser w ostatnim kroku. Wykonaj następujące obliczenia: R2 = sqrt (Rdark * Rlaser), a następnie wybierz najbliższy rezystor, który masz do tej wartości. Kondensator na C1 jest opcjonalny. Dodałem go do swojej płytki na wypadek, gdybym chciał dostosować czas reakcji spustu. Ten kondensator spowoduje niewielkie opóźnienie wyzwalania. To jest zarówno dobre, jak i złe. Dobrą stroną jest to, że chroni cię przed fałszywymi alarmami, gdy, powiedzmy, nadchodzi śmieciarz i tworzy wibracje w powietrzu i ziemi, które mogą przesunąć laser na ułamek sekundy. Kondensator zapobiegnie wyzwoleniu czujnika. Złą rzeczą jest to, że jeśli użyjesz zbyt dużego kondensatora, intruz może przebiec przez czujnik, nie uruchamiając go. Zauważyłem, że kondensator 1uF działał całkiem dobrze. Nadal mógłbym przejść przez czujnik ołówkiem bez wyzwalania go, ale wątpię, aby jakikolwiek intruz mógł to zrobić, nawet gdyby był świadomy lasera (po prostu przechodziłby nad nim. DOH!) Więc spójrz na moją płytkę drukowaną, spalone na chrupko i ociekające topnikiem ze wszystkich iteracji… na płytce stykowej działa, na płytce drukowanej nie działa, tam iz powrotem, tam iz powrotem. Wreszcie działa. Wreszcie. Znowu postaraj się nie śmiać, ale jeśli to zrobisz, rozumiem. Pewnego dnia będę się z tego śmiał… kiedy ból psychiczny zacznie zanikać. Anywhoo, więc to działa. Ustawiłem go, aby chronić moje ciasteczka Girl Scout przed moją żoną i córkami. Tak, to cienkie miętówki… jak trzeba nawet zapytać…;-)Aktualizacja: Z jakiegoś powodu pierwszy obwód nie działa niezawodnie. Testuję drugi obwód wykorzystujący przekaźnik 3V. Zdjęcie obwodu zostało przesłane, więc sprawdź to. Jeszcze go nie zbudowałem, więc bądź na bieżąco, aby zobaczyć, co się stanie. Więcej o tym, jak go skonfigurowałem, znajdziesz w następnej sekcji.

Krok 6: Konfiguracja

OK, na to wszyscy czekaliście. Poza tobą widziałem, jak przeskakujesz do końca.

Można to połączyć na dwa sposoby. Laser i czujnik po tej samej stronie lub laser po jednej stronie i czujnik po drugiej. Tak czy inaczej działa. Porozmawiajmy o zaletach i wadach każdego podejścia. Laser i czujnik po tej samej stronie: Zalety: Kamera laserowa i czujnik laserowy mogą być zasilane z tego samego źródła. Po prostu umieść oba w pobliżu gniazdka i gotowe. Wyłącznik zasilania lasera może również wyłączyć czujnik. Miły. Umożliwia to wykonywanie zaawansowanych czynności, takich jak używanie modułu zasilania do zasilania czujnika laserowego tylko wtedy, gdy jedna z kamer bezprzewodowych widzi ruch za pomocą czujnika podczerwieni. Będąc intruzem, chciałbyś podejść do domu tylko po to, aby zobaczyć, jak system wykrywania laserowego uzbraja się, gdy się zbliżasz. Zbyt fajne. Minusy: Potrzebujesz lustra, aby odbić laser z powrotem do czujnika. Nic wielkiego, ale mechanika tego typu rzeczy jest nieco trudna. Ponadto lustro może i prawdopodobnie będzie zniekształcać wiązkę lasera. Dzieje się tak, ponieważ większość luster odbija od tyłu, co oznacza, że laser musi przejść przez warstwę szkła, zanim zostanie odbity. Ponadto, z bardziej praktycznego punktu widzenia, lustro może się po prostu zabrudzić. Używam lustra, które "pożyczyłem" od żony i jak dotąd wydaje się, że jest w porządku. Zapewne zastąpię go czymś, co nie wpędza mnie w kłopoty. Laser i czujnik po przeciwnych stronach: Zalety: Brak luster, o które trzeba się martwić, mniejsza odległość przebyta przez laser. Minusy: Potrzebujesz zasilania po obu stronach. Możesz zasilać moduł czujnika bateriami AAA zgodnie z projektem, ale nie testowałem/obliczałem poboru prądu moich modyfikacji, więc potencjalnie może on przejść przez baterie jak szalony. W oprogramowaniu Motorola Homesight moduł wody został wykryty i działa zgodnie z oczekiwaniami. W takim przypadku moduł pokazuje „Suche”, gdy jest normalne, i „Wet”, gdy laser został przerwany. Słodki!