Sensor de feix de trencament làser Xanboo / Homesite: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Vull jugar amb un sensor de feix làser estil Hollywood. El problema és que tinc un munt de càmeres i sensors Motorola Homesight, però cap d’ells té làsers. Aquest projecte documenta les meves proves, fallades i èxits en la construcció d’un sensor làser a partir de recanvis que no anava a utilitzar mentre aconseguia que el programari Motorola Homesight reconeixés el sensor casolà. Els productes de seguretat domèstica del consumidor Motorola Homesight són una versió rebranded dels productes Xanboo. Són pràcticament idèntics.

Vaig a destripar la càmera i utilitzaré la carcassa de plàstic per muntar el làser. Com que destruiré la càmera, vaig decidir utilitzar una de les càmeres "per cable". Les càmeres sense fils encara són molt útils per a mi, de manera que les he posat fora dels límits per als meus projectes … ara per ara. El sensor d'aigua s'utilitzarà com a interfície de contacte / sense contacte al sistema Homesight. Vaig fer servir un sensor d’aigua en lloc d’un sensor de porta o temperatura, perquè realment no perdré res si el fregís durant la meva experimentació. Encara trobo útils els sensors de porta i temperatura. El repte és construir un petit circuit que pugui obrir o tancar els contactes del sensor en funció de la presència / absència de llum làser i prémer aquest circuit al compartiment de la bateria de l'aigua … eh … vull dir, sensor làser. He d’esmentar que faré servir un làser extret d’un nivell de làser realment barat que he trobat a l’autorització per uns 0,50 dòlars. Barat. Obteniu el que pagueu quan es tracta de làsers. En aquest cas, això és bo. Si hi connecteu un làser molt potent, cremareu el sensor, la casa, la casa dels veïns i, potencialment, prendreu foc al sensor, a la casa i a la casa del vostre veí. Heck, és possible que tingueu la sort de cegar el vostre intrús o tallar-li les cames al genoll, o cremar-vos els cabells del gat del veí, etc. Però els riscos superen les recompenses, així que aneu amb el vostre làser tipus punter làser típic. K?

Pas 1: destapar la càmera, muntar el làser

No estic segur que hagi d’examinar-me sobre com desmuntar els plàstics de la càmera. És força senzill. La funda de la càmera té un gran potencial que no aprofitaré de seguida. El forat de la lent és perfecte per muntar un làser extret d’un punter làser, d’un nivell làser o del làser que sigui. Hi ha moltes fonts barates de làsers vermells, així que no hi entraré, però aquest forat de la lent és des d'on dispararà el làser. La secció blanca que hi ha a sota del forat de l’objectiu és una lent transparent d’infrarojos per al sensor de moviment infrarojos passiu de la càmera. Vaig arrencar-lo abans d’adonar-me de la utilitat que podria tenir en el futur. (Pensar en làsers d'infrarojos invisibles … la seguretat ocular pot ser un problema …) Així que, de totes maneres, traieu la càmera i assegureu-vos de no danyar la caixa de plàstic. A continuació, enganxeu el làser en calent al seu lloc. Soldeu alguns cables més llargs al làser, embolcalleu les juntes de soldadura amb cinta elèctrica o tubs termoretràctils i, a continuació, introduïu els cables a través del forat proporcionat i pel coll de la caixa de la càmera. Per cert, la placa de circuit de la càmera en si és bastant ordenada. El connector fa pensar que és una connexió de vídeo s, però no. Els pins del connector serveixen per al vídeo compost, l’àudio analògic mono i el disparador del sensor de moviment (oh, també per alimentació i connexió a terra). Molt útil, així que l'he embalat, l'he etiquetat i l'he llançat a l'armari per a algun altre projecte, més endavant, en el futur, en algun moment … honest … creuríeu que la meva dona estigui mirant els ulls bé? ara? D’acord, torna a la pista. Com alimentar el làser? Segueix llegint.

Pas 2: alimentació del làser i altres coses

Bé, l'únic problema de les càmeres amb cable és que no tenen cap mecanisme convenient per aplicar energia. Per sort, hi ha un suport desmuntable que inclou els mòduls de la càmera sense fils que tenen una presa d’alimentació, un interruptor d’alimentació i un LED d’alimentació. Si obriu la part inferior, és molt fàcil modificar aquesta base per alimentar el làser. El problema, però, és que les berrugues de la paret que vénen amb l’equip Homesight són de 9V i 12V. Com que el làser funciona amb aproximadament 3,3 V (3 cèl·lules de botó), hauré de fer alguna cosa perquè no cremi el làser abans que el meu intrús toqui. Per tant, com es baixa una font de 9VDC ~ 3,3 V? Bé, utilitzeu un circuit de regulador de tensió, és clar. Fent una mica de Google, vaig trobar un tutorial a https://www.sparkfun.com/ sobre com construir una font d'alimentació per taulers de suport. Perfecte per a les meves necessitats. L’he adaptat una mica per reduir els components, he gravat el meu propi PCB (els tutorials abunden sobre aquest tema) i, VOILA! una font regulada de 3.3VDC.

Pas 3: L'aigua … eh … vull dir, el sensor làser

Com es converteix un sensor d’aigua en un sensor làser? Bé, la tecnologia subjacent és la mateixa. És un senzill sensor de "tancament de contacte" mitjançant el qual s'activa el sensor quan es tanca el circuit entre dos contactes. Per a un sensor d'aigua, la conductivitat de l'aigua tanca el circuit entre les dues sondes i activa el sensor. Per a un sensor làser, hem d'esbrinar com tancar els contactes amb un feix de llum vermella. Aquí és on haurà de parar molta atenció a les imatges. No sóc una persona terriblement descriptiva, així que treballeu amb mi aquí … La figura 1 mostra un sensor d'aigua oberta esquinçat. En realitat, la gran majoria dels sensors d’aquest factor de forma a la línia Motorola són pràcticament idèntics a aquest. La diferència és que la tecnologia de detecció s’omple de manera diferent. Per tant, aquí teniu el més interessant. Veieu aquests coixinets de sensor de porta? Si els connecteu junts amb un cable, el sensor s’activa, els desconnecteu i es restableixen. Veieu com és un sistema de tancament de contactes? Llavors, com s’aconsegueix un làser per salvar aquesta bretxa? Amb un sensor de llum. Seguiu llegint i us mostraré com construir-ne un.

Pas 4: construcció del sensor làser

Per tant, hi ha aquestes coses ingenioses que he trobat a Radio Shack anomenades Photoresistors. De vegades s’anomenen resistents sensibles a la llum (o LSR). Canvien la resistència en funció de la quantitat de llum que veuen. Els diferents fotoresistors tenen valors diferents, de manera que, tret que tingueu la sort d’utilitzar exactament els mateixos que jo, us suggeriria que mesuressiu la seva alta i baixa resistència. T’explicaré com en un segon, però primer tot. Utilitzem un d’aquests tipus per fer un sensor. Primer, trobem un bolígraf. Saps, del tipus que robes a les habitacions de l'hotel? El tipus que feies servir per escopir a la primària? Sí, aquests. Desmunteu la ploma i llenceu la tapa i el cartutx de tinta. Això us deixa el tub i el petit endoll al final. Traieu l’endoll perquè és cap a on va el fotoresistor. Estrenyiu les potes del fotoresistor i feu-lo lliscar al tub aproximadament 1/2 polzada. Doblegueu els cables del fotoresistor al voltant de la vora del tub. Torneu a encallar el tap al seu lloc, fixant els dos cables entre el costat del tub i el tap. Felicitats! Acabeu de fer un fotosensor. Algunes notes … En primer lloc, la ploma no necessita ser negra, però si no és així, enroleu una mica de cinta elèctrica al voltant del tub. De fet, fins i tot si és negre, enroleu una mica de cinta elèctrica al voltant del tub. La idea és que només la llum que entri des de l’extrem del tub arribi al fotoresistor. Els bolígrafs blancs, en particular, purgen llum pels costats del tub. He de posar fi a això perquè més endavant provocarà lectures falses. A més, aquí és on, si teniu un làser massa potent, us cremarà el fotoresistor. Seguiu els indicadors làser barats i us anirà bé. Un cop això funcioni de forma fiable, tinc previst experimentar amb longituds de tubs més curtes. Tenir un tub de 5 "com a sensor no és massa flexible. Amb alguns ajustaments, m'agradaria obtenir-lo per sota d'1" i a la càmera … més … cap làser. Ara, la següent part és important i espero que teniu a mà un ohm-metre. Agafeu el vostre ohm-metre i enganxeu-lo als cables de la fotocèl·lula. Farem lectures sobre la resistència del fotoresistor en plena foscor i en condicions d’il·luminació làser. En primer lloc, la foscor. En lloc de posar el dit sobre l’extrem del sensor (la pell realment sagna una quantitat de llum esbojarrada), enganxeu-lo i tireu-lo a un calaix. Feu la vostra lectura d’ohm-metres. Ha de ser un nombre molt elevat, així que assegureu-vos que el comptador estigui configurat correctament. La meva fotocèl·lula va superar els 2, 000, 000 Ohms en plena foscor, que va superar el meu mesurador, de manera que només l’anomenava 2MOhms. Anoti-ho! Rdark = 2MOhms A continuació, agafa la càmera làser i fes brillar el làser a l'extrem obert del sensor. Pren la lectura com la resistència mesurada més baixa. Serà molt baix, així que acosteu-vos. La meva lectura va ser d’uns 100 Ohms. Anoti-ho! Rlaser = 100Ohms Per què faig això? Bona pregunta, però encara no t’ho puc dir, hauràs de llegir el següent pas. Et donaré un suggeriment, divisor de tensió.

Pas 5: crear el tancament de contacte

Aquí no estic terriblement segur d’haver-ho fet correctament. Tot el que sé és que funciona i això ha de significar que les meves matemàtiques són almenys properes. Dono la benvinguda als comentaris sobre aquesta part, realment, dono la benvinguda als comentaris sobre qualsevol part, però en particular, recordeu la placa de circuit de tancament d’aigua? Bé, vaig decidir utilitzar els coixinets del sensor de la porta per connectar el meu sensor. Per tant, això és el que tractem: un dels coixinets està connectat directament a terra. L'altre coixinet està connectat al pin 19 del PIC cap avall a la part prima del tauler de la part inferior. Aquest pin és un pin d’entrada / sortida digital. Ara és on estic una mica confós, però no el vaig deixar aturar. Mesurant el voltatge d’aquest coixinet, tinc 0,85V. Això és bastant inferior al que esperava. Tanmateix, fins i tot amb la tensió inferior a l’esperada, si poso a terra aquest coixinet, s’activa el disparador. Per tant, només necessito idear un circuit que obri i tanqui aquesta connexió. Una tasca perfecta per a un transistor. No sé molt sobre els transistors que no siguin, al meu entendre més senzill, un interruptor d’encesa / apagat controlat elèctricament. Es posa prou tensió a la base i això fa que l’electricitat flueixi entre el col·lector i l’emissor. Això és tot el que sé, i els seus projectes com aquests que m’ajudaran a aprendre més. Ara, només podríem connectar el fotosensor al transistor, però no obtindríem l’efecte que estem fent, les resistències limiten el corrent i no el voltatge. Volem estats activats i desactivats, blanc i negre, no matisos de gris i volem controlar-lo amb tensió. Per a les resistències fotogràfiques, un circuit típic "on on dark" utilitza el que s'anomena divisor de tensió. Utilitza dos resistors en sèrie (un d’ells és el fotoresistor) i la càrrega del circuit, una llum en la majoria dels casos, està connectada al punt entre les resistències. La tensió en aquest punt és una fracció de la tensió original basada en la proporció de R1 / R2. Senzill, oi? No ho crec. Encara no puc entendre el motiu pel qual això funciona, però sí. De totes maneres, la base del transistor està connectada al punt entre les resistències. Vaig aprendre això (i moltes altres coses) al lloc web de Society of Robots, específicament a https://www.societyofrobots.com/schematics_photoresistor.shtml. Comprova-ho. Bon material. No només per a coses de robots, que és excel·lent, sinó per a moltes coses elèctriques, mecàniques i de programari. Per tant, doneu una ullada al meu esquema i intenteu no riure. Estic aprenent, d’acord? He d’alimentar el circuit del sensor des d’una font d’alimentació en lloc de només des del coixinet del sensor de la porta, perquè simplement no hi ha prou tensió / corrent en aquest coixinet per activar el transistor. Ho vaig intentar, ho vaig intentar i no vaig poder aconseguir que funcionés. Per tant, VCC i GND estan connectats als terminals de la bateria dins del mòdul del sensor d’aigua. SIG està connectat a un dels coixinets del sensor de la porta. Assegureu-vos de connectar-lo a la que va al PIC, no a la que va a GND. Per esbrinar quina resistència necessiteu per a R2, agafeu el paper que heu escrit Rdark i Rlaser a l’últim pas. Feu aquest càlcul: R2 = sqrt (Rdark * Rlaser) i, a continuació, trieu la resistència més propera a aquest valor. El condensador a C1 és opcional. L'he afegit al meu tauler per si volia ajustar el temps de reacció del disparador. Aquest condensador farà que el disparador es retardi lleugerament. Això és bo i dolent. El millor és que us protegeix de falses alarmes quan, diguem-ne, arriba l’escombriaire i crea vibracions a l’aire i al terra que podrien desalinear el làser durant una fracció de segon. El condensador evitarà que el sensor s’ensorci. El dolent és que si utilitzeu un condensador massa gran, el vostre intrús podria passar pel sensor sense activar-lo. Vaig trobar que un condensador de 1uF funcionava força bé. Tot i així, podria passar pel sensor amb un llapis sense activar-lo, però dubto que qualsevol intrús pogués fer-ho fins i tot si tingués coneixement del làser (només el superarien. DOH!) Per tant, mireu la meva placa de circuit, cremat fins a ser nítid i degotant de flux de totes les iteracions de … a la taula de treball funciona, a la placa de circuit no, endavant i endarrere, endavant i endarrere. Finalment funciona. Finalment. Una vegada més, intenteu no riure, però si ho feu, ho entenc. Me’n riuré algun dia … quan el dolor psicològic comenci a desaparèixer. Ho he configurat per protegir les meves galetes Girl Scout de la meva dona i les meves filles. Sí, són mentes primes … com si fins i tot ho haguessis de demanar …;-) Actualització: per alguna raó, el primer circuit no funciona de manera fiable. Estic provant un segon circuit que utilitza un relé de 3V. S'ha penjat una imatge del circuit, així que consulteu-la. Encara no l’he construït, així que estigueu atents a veure què passa. Més informació sobre com el tinc configurat a la següent secció.

Pas 6: configurar-lo

D’acord, això és el que tots heu estat esperant. Llevat de tu, et vaig veure saltar fins al final.

Hi ha dues maneres de connectar-ho. Làser i sensor al mateix costat, o làser a un costat i sensor a l’altre. De qualsevol manera funciona. Parlem dels pros i els contres de cada enfocament. Làser i sensor al mateix costat: avantatges: la càmera làser i el sensor làser es poden alimentar des del mateix subministrament. Simplement poseu-los a prop d'una presa de corrent i ja podreu anar. L’interruptor d’encesa del làser també pot apagar el sensor. Bonic. Això us permet fer accions avançades, com ara utilitzar un mòdul d’alimentació per encendre el sensor làser només si una de les càmeres sense fils veu moviment amb el seu sensor d’infrarojos. Com a intrús, com us agradaria anar fins a una casa només per veure com un sistema de detecció làser s’armava a mesura que us acosteu? Massa fresc. Contres: necessiteu un mirall per tornar el làser al sensor. No és gran cosa, però la mecànica d’una cosa així és una mica complicada. A més, el mirall pot, i probablement, distorsioni el feix làser. Això es deu al fet que la majoria de retrovisors són reflectants, cosa que significa que el làser ha de passar per una capa de vidre abans de reflectir-se. A més, com a qüestió més pràctica, el mirall només es podria embrutar. Estic fent servir un mirall que vaig "manllevar" a la meva dona i fins ara sembla que està bé. Probablement el substituiré per alguna cosa menys probable que em tingui problemes. Làser i sensor als costats oposats: avantatges: no hi ha miralls per preocupar-se, menys distància recorreguda per al làser. Contres: Necessiteu una font d'alimentació a banda i banda. Podeu alimentar el mòdul del sensor amb les bateries AAA tal com es va dissenyar, però no he provat / calculat la quantitat actual de les meves modificacions, de manera que podria passar per piles com una bogeria. Al programari Motorola Homesight es descobreix el mòdul d’aigua i funciona com s’esperava. En aquest cas, el mòdul mostra "sec" quan és normal i "mullat" quan s'ha interromput el làser. Dolç!