مستشعر شعاع كسر الليزر Xanboo / Homesite: 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

أريد جهاز استشعار شعاع ليزر بأسلوب هوليوود للعب به. المشكلة هي أنني أمتلك كومة من كاميرات ومستشعر Motorola Homesight ، لكن أيا منها لا يحتوي على ليزر! يوثق هذا المشروع تجاربي وإخفاقاتي ونجاحاتي في بناء مستشعر ليزر من قطع الغيار التي لم أكن سأستخدمها أثناء جعل برنامج Motorola Homesight يتعرف على المستشعر محلي الصنع. منتجات أمن الوطن للمستهلك Motorola Homesight هي نسخة معدلة من منتجات Xanboo. هم متطابقون تقريبا.

سأقوم بتقطيع الكاميرا واستخدام الغلاف البلاستيكي لتركيب الليزر. نظرًا لأنني سأقوم بتدمير الكاميرا ، فقد قررت استخدام إحدى الكاميرات "السلكية". لا تزال الكاميرات اللاسلكية مفيدة جدًا بالنسبة لي ، لذا فقد وضعتها خارج حدود مشاريعي … في الوقت الحالي. سيتم استخدام مستشعر المياه كواجهة اتصال / عدم وجود واجهة اتصال في نظام Homesight. لقد استخدمت مستشعر ماء بدلاً من باب أو مستشعر درجة حرارة لأنني لن أفقد أي شيء حقًا إذا قمت بقليه أثناء تجربتي. ما زلت أجد مستشعرات الباب ودرجة الحرارة مفيدة. يتمثل التحدي في بناء دائرة صغيرة يمكنها فتح أو إغلاق جهات اتصال المستشعر بناءً على وجود / عدم وجود ضوء الليزر والضغط على تلك الدائرة في حجرة البطارية في الماء … أعني … أعني ، مستشعر الليزر. يجب أن أذكر أنني سأستخدم ليزرًا ممزقًا من مستوى ليزر رخيص حقًا وجدته عند التخليص مقابل 0.50 دولار تقريبًا. الرخيص. تحصل على ما تدفعه مقابل التعامل مع الليزر. في هذه الحالة ، هذا شيء جيد. إذا قمت بتوصيل ليزر قوي حقًا بهذا ، فسوف تحترق من خلال المستشعر الخاص بك ، ومنزلك ، ومنزل جيرانك ، ومن المحتمل أن تشعل النار في المستشعر الخاص بك ، أو منزلك ، أو منزل جارك. حسنًا ، قد تكون محظوظًا بما يكفي لتعمي الدخيل أو تقطع ساقيه من الركبة ، أو تحرق الشعر من قطة الجار ، وما إلى ذلك. ك؟

الخطوة 1: الحصول على الكاميرا وتركيب الليزر

لست متأكدًا من أنني بحاجة إلى الخوض في كيفية فصل البلاستيك عن الكاميرا. انها جميلة جدا للأمام. تحتوي حقيبة الكاميرا على الكثير من الإمكانات التي لن أستفيد منها على الفور. ثقب العدسة مثالي لتركيب ليزر تم حصاده من مؤشر ليزر أو مستوى ليزر أو ليزر أيا كان. هناك العديد من المصادر الرخيصة لليزر الأحمر ، لذا لن أخوض في ذلك ، لكن ثقب العدسة هذا هو المكان الذي سيطلق منه الليزر. الجزء الأبيض الموجود أسفل فتحة العدسة عبارة عن عدسة شفافة تعمل بالأشعة تحت الحمراء لمستشعر حركة الأشعة تحت الحمراء السلبية في الكاميرا. لقد مزقتها قبل أن أدرك مدى فائدة ذلك في المستقبل. (التفكير في ليزر الأشعة تحت الحمراء غير المرئي … قد تكون سلامة العين مشكلة على الرغم من …) لذا ، على أي حال ، أخرج الكاميرا ، وتأكد من عدم إتلاف العلبة البلاستيكية. ثم ، الغراء الساخن بالليزر في مكانه. يؤدي اللحام لفترة أطول إلى الليزر ، ولف مفاصل اللحام في شريط كهربائي أو أنابيب الانكماش الحراري ، ثم قم بتغذية الأسلاك من خلال الفتحة المتوفرة وأسفل عنق علبة الكاميرا. بالمناسبة ، لوحة دائرة الكاميرا نفسها أنيقة جدًا. الموصل يجعل المرء يعتقد أنه اتصال s-video ، لكنه ليس كذلك. المسامير الموجودة على الموصل مخصصة للفيديو المركب والصوت الأحادي التناظري ومشغل مستشعر الحركة (أوه ، والطاقة والأرض أيضًا). مفيد جدًا ، لذلك قمت بتعبئته ، ووضع علامة عليه ، وإلقائه في الخزانة من أجل مشروع آخر ، لاحقًا ، في المستقبل ، في مرحلة ما … بصراحة … هل تصدق أن زوجتي ترفع عينيها نحوي بشكل صحيح حاليا؟ حسنًا ، عد إلى المسار الصحيح. كيف تشغل الليزر؟ واصل القراءة.

الخطوة 2: تشغيل الليزر والأشياء الأخرى

حسنًا ، المشكلة الوحيدة في الكاميرات السلكية هي أنها لا تملك أي آلية ملائمة لتطبيق الطاقة. لحسن الحظ ، يوجد حامل قابل للفصل مزود بوحدات الكاميرا اللاسلكية التي تحتوي على مقبس طاقة ومفتاح طاقة ومصباح طاقة ، إذا قمت بتمزيق الجزء السفلي ، فمن السهل جدًا تعديل هذه القاعدة لتشغيل الليزر. لكن المشكلة تكمن في أن ثآليل الحائط التي تأتي مع جهاز Homesight هي 9 فولت و 12 فولت. نظرًا لأن الليزر يعمل على ما يقرب من 3.3 فولت (3 × خلايا زر) ، فسوف يتعين علي القيام بشيء حيال ذلك لئلا أحرق الليزر قبل أن يأتي الدخيل لي يطرق. ~ 3.3 فولت؟ حسنًا ، أنت تستخدم دائرة منظم الجهد ، بالطبع. أثناء إجراء القليل من البحث على Googling ، وجدت برنامجًا تعليميًا على https://www.sparkfun.com/ حول كيفية إنشاء مصدر طاقة للوحة توصيل التجارب. مثالي لاحتياجاتي. لقد قمت بتكييفه إلى حد ما لتقليل المكونات ، وحفر ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاص بي (تكثر الدروس حول هذا الموضوع) ، و VOILA! مصدر منظم 3.3VDC.

الخطوة 3: الماء … إيه … أعني ، مستشعر الليزر

كيف تحول حساس الماء إلى حساس ليزر؟ حسنًا ، التكنولوجيا الأساسية هي نفسها. إنه مستشعر "إغلاق ملامس" بسيط حيث يتم تشغيل المستشعر عند إغلاق الدائرة بين جهتي اتصال. بالنسبة لمستشعر الماء ، تغلق موصلية الماء الدائرة بين المجسين ويطلق المستشعر. بالنسبة لمستشعر الليزر ، يتعين علينا معرفة كيفية إغلاق جهات الاتصال بشعاع من الضوء الأحمر. هنا حيث يجب عليك الانتباه حقًا للصور. أنا لست شخصًا وصفيًا بشكل رهيب ، لذا اعمل معي هنا … يوضح الشكل 1 مستشعر ممزق للمياه المفتوحة. في الواقع ، فإن الغالبية العظمى من أجهزة الاستشعار لعامل الشكل هذا في خط Motorola متطابقة تقريبًا مع هذا. الفرق هو أن تقنية الاستشعار مأهولة بشكل مختلف. لذا ، هذا هو الشيء الرائع. انظر تلك منصات استشعار الباب؟ إذا قمت بتوصيلهم معًا بسلك ، فسيتم تشغيل المستشعر وفصلهم وإعادة تعيينهم. انظر كيف هو نظام نوع إغلاق الاتصال؟ لذا ، كيف تحصل على ليزر لسد هذه الفجوة؟ مع مستشعر الضوء. تابع القراءة ، وسأوضح لك كيفية بناء واحدة.

الخطوة 4: بناء جهاز استشعار الليزر

إذاً ، هناك هذه الأشياء الرائعة التي وجدتها في راديو شاك تسمى Photoresistors. يطلق عليها أحيانًا مقاومات حساسة للضوء (أو LSR). يغيرون المقاومة بناءً على كمية الضوء التي يرونها. المقاومات الضوئية المختلفة لها قيم مختلفة ، لذلك ما لم تكن محظوظًا بما يكفي لاستخدام نفس القيم مثلي ، أقترح عليك قياس مقاومتها العالية والمنخفضة. سأخبرك كيف في ثانية ، لكن الأشياء الأولى أولاً. دعنا نستخدم أحد هؤلاء الرجال لصنع جهاز استشعار ، أولاً ، ابحث عن قلم حبر جاف. تعرف ، من النوع الذي تسرقه من غرف الفنادق؟ النوع الذي استخدمته لحشوات يبصقون في المدرسة الابتدائية؟ نعم ، هؤلاء. قم بفك القلم وتخلص من الغطاء وخرطوشة الحبر. هذا يتركك مع الأنبوب والقابس الصغير في النهاية. انزع القابس لأن هذا هو المكان الذي يتجه فيه المقاوم الضوئي. شد أرجل المقاوم الضوئي وحركه في الأنبوب حوالي 1/2 بوصة أو نحو ذلك. ثني خيوط المقاوم الضوئي حول حافة الأنبوب. اربط السدادة مرة أخرى في مكانها ، مع تثبيت الخيوط بين جانب الأنبوب والقابس. تهانينا! لقد قمت للتو بعمل جهاز استشعار ضوئي. بعض الملاحظات … أولاً ، لا يلزم أن يكون القلم أسود ، ولكن إذا لم يكن كذلك ، فقم بلف قطعة من الشريط الكهربائي حول الأنبوب. في الواقع ، حتى لو كان أسودًا ، قم بلف بعض الشريط الكهربائي حول الأنبوب. الفكرة هي أن الضوء الذي يأتي من نهاية الأنبوب فقط هو الذي سيصل إلى المقاوم الضوئي. الأقلام البيضاء ، على وجه الخصوص ، تنزف الضوء عبر جوانب الأنبوب. يجب وضع حد لذلك لأنه سيتسبب في قراءات خاطئة لاحقًا. أيضًا ، هذا هو المكان الذي إذا كان لديك ليزر قوي جدًا ، فسوف يحرق المقاوم الضوئي الخاص بك. التزم بمؤشرات الليزر الرخيصة وستكون بخير. بمجرد أن يعمل هذا الشيء بشكل موثوق ، أخطط لتجربة أطوال أنابيب أقصر. إن استخدام أنبوب بحجم 5 بوصات كمستشعر ليس مرنًا بشكل رهيب. مع بعض التغيير والتبديل ، أود الحصول عليه أقل من 1 وفي الكاميرا..ر … رأس الليزر. الآن ، هذا الجزء التالي مهم وآمل أن احصل على مقياس أوم في متناول يدك. احصل على مقياس أوم وقم بتوصيله بأسلاك الخلية الكهروضوئية. سنقوم بأخذ قراءات عن مقاومة المقاوم الضوئي في الظلام الدامس وفي ظروف إضاءة الليزر. أولاً ، الظلام. بدلًا من وضع إصبعك على نهاية المستشعر (ينزف جلدك بالفعل قدرًا هائلاً من الضوء) ، قم بربطه ووضعه في درج. خذ قراءة أوم متر. يجب أن يكون رقمًا كبيرًا جدًا ، لذا تأكد من ضبط عدادك بشكل صحيح. تجاوزت خليتي الكهروضوئية 200000 أوم في الظلام الدامس ، والتي تصدرت عدادي ، لذلك أطلقت عليها للتو 2MOhms. اكتبه! Rdark = 2MOhms بعد ذلك ، أمسك بكاميرا الليزر الخاصة بك وقم بتسليط الليزر في الطرف المفتوح للمستشعر. خذ قراءتك على أنها أقل مقاومة تم قياسها. سيكون مرتقًا جدًا ، لذا اقترب منه. كانت قراءتي حوالي 100 أوم. اكتبه! Rlaser = 100 أوم لماذا أفعل هذا؟ سؤال جيد ، لكن لا يمكنني إخبارك بعد ، سيتعين عليك قراءة الخطوة التالية. سأعطيكم تلميحًا ، مقسم جهد.

الخطوة 5: بناء إغلاق جهة الاتصال

هنا حيث لست متأكدًا تمامًا من أنني فعلت هذا بشكل صحيح. كل ما أعرفه هو أنها تعمل ويجب أن يعني ذلك أن الرياضيات لدي على الأقل قريبة. أرحب بالتعليقات على هذا الجزء ، حسنًا حقًا أرحب بأي تعليقات على أي جزء ، لكن هذا الجزء على وجه الخصوص. هل تتذكر لوحة دائرة إغلاق المياه؟ حسنًا ، قررت استخدام وسادات مستشعر الباب لتوصيل المستشعر. إذن ، هذا ما نتعامل معه: إحدى الوسادات متصلة مباشرة بالأرض. الوسادة الأخرى متصلة بالدبوس 19 في الموافقة المسبقة عن علم لأسفل على الجزء النحيف من اللوحة على الجانب السفلي. هذا الدبوس هو دبوس إدخال / إخراج رقمي. الآن ها هو المكان الذي أشعر فيه بالارتباك قليلاً ، لكنني لم أتركه يوقفني. بقياس الجهد على تلك الوسادة ، أحصل على 0.85 فولت. هذا أقل بقليل مما توقعت. ومع ذلك ، حتى مع وجود جهد أقل من المتوقع ، إذا قمت بتأريض تلك الوسادة ، فإنها تنشط الزناد. لذلك ، أنا فقط بحاجة إلى ابتكار دائرة تفتح وتغلق هذا الاتصال. مهمة مثالية للترانزستور ، فأنا لا أعرف الكثير عن الترانزستورات بخلاف أنها ، حسب فهمي البسيط ، مفتاح تشغيل / إيقاف يتم التحكم فيه كهربائيًا. أنت تضع جهدًا كافيًا على القاعدة وهذا يتسبب في تدفق الكهرباء بين المجمع والباعث. هذا كل ما أعرفه ، ومشاريعه مثل هذه ستساعدني في معرفة المزيد الآن ، يمكننا فقط ربط جهاز الاستشعار الضوئي بالترانزستور ، لكننا لن نحصل على التأثير الذي نسعى إليه ، فالمقاومات تحد من التيار ، وليس الجهد. نريد حالات تشغيل وإيقاف ، أبيض وأسود ، وليس ظلال رمادية ونريد التحكم فيها بالجهد. بالنسبة لمقاومات الضوء ، تستخدم الدائرة النموذجية "تشغيل عند الظلام" ما يسمى بمقسم الجهد. يستخدم مقاومين في سلسلة (أحدهما هو المقاوم الضوئي) وحمل الدائرة ، وهو ضوء في معظم الحالات ، متصل بالنقطة بين المقاومات. الجهد عند هذه النقطة هو جزء من الجهد الأصلي بناءً على نسبة R1 / R2. بسيط ، أليس كذلك؟ لا أعتقد ذلك. ما زلت لا أستطيع أن أفهم سبب نجاح هذا ، لكنه يعمل. على أي حال ، فإن قاعدة الترانزستور متصلة بالنقطة الواقعة بين المقاومات. لقد تعلمت هذا (وأشياء أخرى كثيرة) في موقع Society of Robots ، وتحديداً https://www.societyofrobots.com/schematics_photoresistor.shtml. تحقق من ذلك. أشياء جيدة. ليس فقط لأشياء الروبوت ، وهو أمر ممتاز ، ولكن للعديد من الأشياء الكهربائية والميكانيكية والبرنامجية لذا ألق نظرة على التخطيطي الخاص بي وحاول ألا تضحك. أنا أتعلم ، حسنًا ، لا بد لي من تشغيل دائرة المستشعر من مصدر طاقة بدلاً من مجرد لوحة مستشعر الباب لأنه ببساطة لا يوجد جهد / تيار كافٍ على تلك الوسادة لتشغيل الترانزستور. حاولت ، أوه ، حاولت ولم أتمكن من تشغيله. لذلك ، يتم توصيل VCC و GND بأطراف البطارية داخل وحدة استشعار المياه. SIG متصلة بإحدى وسادات مستشعر الباب. تأكد من توصيله بالذي يذهب إلى الموافقة المسبقة عن علم ، وليس الذي يذهب إلى GND. لمعرفة المقاوم الذي تحتاجه لـ R2 ، احصل على الورقة التي كتبت عليها Rdark و Rlaser في الخطوة الأخيرة. قم بهذا الحساب: R2 = sqrt (Rdark * Rlaser) ، ثم اختر أقرب مقاوم لديك لهذه القيمة ، والمكثف في C1 اختياري. لقد أضفته إلى لوحي في حال أردت تعديل وقت رد فعل الزناد. سيؤدي هذا المكثف إلى تأخير الزناد قليلاً. هذا جيد ومتعب. الجيد هو أنه يحميك من الإنذارات الكاذبة ، دعنا نقول ، يأتي رجل القمامة ويحدث اهتزازات في الهواء والأرض يمكن أن تسيء محاذاة الليزر لجزء من الثانية. سيحافظ المكثف على جهاز الاستشعار من التعثر. الشيء السيئ هو أنه إذا كنت تستخدم مكثفًا كبيرًا جدًا ، فيمكن للدخيل الخاص بك أن يمر عبر المستشعر دون إيقاف تشغيله. لقد وجدت أن مكثف 1 فائق التوهج يعمل بشكل جيد. لا يزال بإمكاني المرور عبر المستشعر بقلم رصاص دون تشغيله ، لكنني أشك في أن أي متسلل يمكنه حتى لو كان على دراية بالليزر (لقد تخطوا للتو. DOH!) لذا ، ألق نظرة على لوحة الدوائر الخاصة بي ، يحترق إلى هش ويقطر مع تدفق من جميع التكرارات … على اللوح الذي يعمل ، على لوحة الدائرة لا ، ذهابًا وإيابًا ، ذهابًا وإيابًا. أخيرا يعمل. أخيرا. مرة أخرى ، حاول ألا تضحك ، لكن إذا فعلت ذلك ، فأنا أفهم. سأضحك يومًا ما … عندما يبدأ الألم النفسي في التلاشي. لقد قمت بإعداده لحماية فتيات الكشافة من زوجتي وبناتي. نعم ، إنها حلوى صغيرة … كما يجب أن تسأل … ؛-) التحديث: لسبب ما ، لا تعمل الدائرة الأولى بشكل موثوق. أقوم باختبار دائرة ثانية تستخدم مرحل 3V. تم تحميل صورة الحلبة ، لذا تحقق من ذلك. لم أقم ببنائه بعد ، لذا ترقبوا لمعرفة ما سيحدث. المزيد حول كيفية إعداده في القسم التالي.

الخطوة 6: الإعداد

حسنًا ، هذا ما كنتم تنتظرونه جميعًا. باستثناءك ، رأيتك تتخطى حتى النهاية.

هناك طريقتان يمكنك من خلالهما توصيل هذا. الليزر والمستشعر على نفس الجانب ، أو الليزر من جانب والمستشعر من الجانب الآخر. يعمل في كلتا الحالتين. لنتحدث عن إيجابيات وسلبيات كل نهج. الليزر والمستشعر على نفس الجانب: الإيجابيات: يمكن تشغيل كاميرا الليزر ومستشعر الليزر من نفس الإمداد. ببساطة ضع كلاهما بالقرب من المنفذ وأنت على ما يرام. يمكن لمفتاح الطاقة الموجود على الليزر إيقاف تشغيل المستشعر أيضًا. لطيف - جيد. يمكّنك هذا من القيام بأشياء متقدمة مثل استخدام وحدة الطاقة لتشغيل مستشعر الليزر فقط إذا لاحظت إحدى الكاميرات اللاسلكية الحركة باستخدام مستشعر الأشعة تحت الحمراء الخاص بها. لكونك دخيلًا ، كيف تريد أن تمشي إلى منزل فقط لترى نظام الكشف بالليزر يتسلح بنفسه أثناء اقترابك. بارد جدا. السلبيات: أنت بحاجة إلى مرآة لترتد الليزر إلى المستشعر. ليست مشكلة كبيرة ، لكن آليات مثل هذا الشيء صعبة بعض الشيء. أيضًا ، يمكن للمرآة ، وربما ستفعل ، تشويه شعاع الليزر. هذا لأن معظم المرايا عاكسة للخلف ، مما يعني أن الليزر يجب أن يمر عبر طبقة من الزجاج قبل أن ينعكس. أيضًا ، كمسألة أكثر عملية ، يمكن أن تتسخ المرآة. أنا أستخدم مرآة "استعرتها" من زوجتي ويبدو أنها بخير حتى الآن. من المحتمل أن أستبدله بشيء أقل احتمالاً أن يوقعني في المشاكل. الليزر والمستشعر على الجانبين المتقابلين: الإيجابيات: لا داعي للقلق بشأن المرايا ، مسافة أقل لقطع الليزر. السلبيات: تحتاج إلى مصدر طاقة على كلا الجانبين. يمكنك تشغيل وحدة المستشعر باستخدام بطاريات AAA كما تم تصميمها ، لكنني لم أختبر / أحسب السحب الحالي لتعديلاتي ، لذا من المحتمل أن تمر عبر البطاريات مثل الجنون. في برنامج Motorola Homesight ، يتم اكتشاف وحدة Water Module وتعمل على النحو المتوقع. في هذه الحالة ، تُظهر الوحدة "جاف" عندما يكون طبيعيًا ، و "رطب" عند مقاطعة الليزر. حلو!