Xanboo / Homesite Laser Break Beam Sensor: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

Я хочу поиграть с датчиком лазерного луча в голливудском стиле. Проблема в том, что у меня есть куча камер и сенсоров Motorola Homesight, но ни в одной из них нет лазеров! Этот проект документирует мои испытания, неудачи и успехи в создании лазерного датчика из запасных частей, которые я не собирался использовать, когда заставлял программное обеспечение Motorola Homesight распознавать самодельный датчик. Потребительские продукты для домашней безопасности Motorola Homesight - это обновленная версия продуктов Xanboo. Они практически идентичны.

Я выпотрошу камеру и буду использовать пластиковый корпус для установки лазера. Так как камеру буду уничтожать, решил использовать одну из "проводных" камер. Беспроводные камеры все еще очень полезны для меня, поэтому я отложил их в своих проектах… пока. Датчик воды будет использоваться как контактный / бесконтактный интерфейс в системе Homesight. Я использовал датчик воды, а не датчик двери или температуры, потому что я действительно ничего не потеряю, если зажарю его во время экспериментов. Я до сих пор считаю полезными датчики двери и температуры. Задача состоит в том, чтобы создать небольшую схему, которая могла бы размыкать или замыкать контакты датчика в зависимости от наличия / отсутствия лазерного излучения и втиснуть эту схему в батарейный отсек воды… э-э… я имею в виду лазерный датчик. Я должен упомянуть, что я буду использовать лазер, вырванный из действительно дешевого лазерного уровня, который я нашел на просвет за ~ 0,50 доллара. Дешевый. Имея дело с лазерами, вы получаете то, за что платите. В данном случае это хорошо. Если вы подключите к нему действительно мощный лазер, вы прожигете свой датчик, свой дом, дом своих соседей, потенциально поджигая свой датчик, свой дом, дом своего соседа. Черт возьми, вам может посчастливиться ослепить злоумышленника или отрезать ему ноги в коленях, или сжечь волосы с кошки соседа и т. Д. Однако риски перевешивают награды, так что просто используйте свой типичный лазерный лазер в стиле лазерной указки. К?

Шаг 1: выпотрошение камеры, установка лазера

Не уверен, что мне нужно вдаваться в подробности о том, как разбирать пластмассу на фотоаппарате. Это довольно просто. У футляра для камеры есть большой потенциал, которым я не воспользуюсь сразу. Отверстие для объектива идеально подходит для установки лазера, снятого с лазерной указки, лазерного уровня или другого лазера. Есть много дешевых источников красных лазеров, поэтому я не буду вдаваться в подробности, но это отверстие в линзе, откуда лазер будет стрелять. Белая часть под отверстием для объектива - это прозрачная линза для пассивного инфракрасного датчика движения камеры. Я вырвал его, прежде чем понял, насколько это может быть полезно в будущем. (Мысль о невидимых инфракрасных лазерах… хотя безопасность глаз может быть проблемой…) Так что, в любом случае, выньте камеру, чтобы не повредить пластиковый корпус. Затем приклейте лазер на место горячим клеем. Припаяйте несколько более длинных выводов к лазеру, оберните паяные соединения изолентой или термоусадочной трубкой, а затем пропустите провода через предусмотренное отверстие и вниз по горловине корпуса камеры. Кстати, сама плата камеры довольно аккуратная. Разъем наводит на мысль, что это соединение s-video, но это не так. Контакты на разъеме предназначены для композитного видео, аналогового монофонического звука и триггера датчика движения (а также питания и заземления). Очень полезно, поэтому я упаковал его, пометил и бросил в шкаф для какого-то другого проекта, позже, в будущем, в какой-то момент … честно … вы бы поверили, что моя жена прямо на меня закатывает глаза Теперь? Хорошо, снова на ходу. Как запитать лазер? Читать дальше.

Шаг 2. Включение лазера и других устройств

Что ж, одна проблема с проводными камерами заключается в том, что у них нет удобного механизма подачи питания. К счастью, есть съемная подставка, которая поставляется с модулями беспроводной камеры с разъемом питания, переключателем питания и светодиодом питания. Если вы откроете нижнюю часть, довольно легко изменить эту базу для питания лазера. Проблема, однако, в том, что настенные бородавки, которые поставляются с оборудованием Homesight, составляют 9 В и 12 В. Поскольку лазер работает примерно от 3,3 В (3 кнопочных элемента), мне придется что-то с этим сделать, чтобы не сжечь лазер до того, как мой злоумышленник постучит. ~ 3,3 В? Ну, конечно, вы используете схему регулятора напряжения. Погуглив, я нашел на https://www.sparkfun.com/ руководство по созданию источника питания для макетной платы. Идеально подходит для моих нужд. Я немного адаптировал его, чтобы уменьшить количество компонентов, выгравировал свою собственную печатную плату (по этой теме есть множество руководств), и, VOILA! регулируемый источник 3,3 В постоянного тока.

Шаг 3. Вода … э … я имею в виду, лазерный датчик

Как превратить датчик воды в лазерный датчик? Что ж, основная технология такая же. Это простой датчик «замыкания контактов», при котором датчик срабатывает, когда цепь между двумя контактами замыкается. Для датчика воды проводимость воды замыкает цепь между двумя датчиками и запускает датчик. Для лазерного датчика нам нужно выяснить, как закрыть контакты лучом красного света. Вот где вам действительно нужно обратить внимание на картинки. Я не особо описательный человек, так что поработайте со мной здесь … На рисунке 1 показан датчик открытой воды. Собственно, подавляющее большинство сенсоров этого форм-фактора в линейке Motorola практически идентичны этому. Разница в том, что сенсорная техника заселяется иначе. Итак, вот что самое интересное. Видите эти колодки дверного датчика? Если соединить их вместе проводом, датчик срабатывает, вы их отключаете, они сбрасываются. Видите, что это за система с замыканием контактов? Итак, как получить лазер, чтобы преодолеть этот разрыв? С датчиком освещенности. Читайте дальше, и я покажу вам, как его построить.

Шаг 4: создание лазерного датчика

Итак, в Radio Shack я нашел отличные штуки под названием Фоторезисторы. Иногда их называют светочувствительными резисторами (или LSR). Они меняют сопротивление в зависимости от количества света, которое они видят. У разных фоторезисторов разные значения, поэтому, если вам не посчастливилось использовать такие же, как у меня, я предлагаю вам измерить их высокое и низкое сопротивление. Я расскажу, как через секунду, но обо всем по порядку. Давайте воспользуемся одним из этих парней, чтобы сделать сенсор. Для начала найдем шариковую ручку. Вы знаете, что вы воруете из гостиничных номеров? Такие, которыми вы пользовались в начальной школе для плевательниц? Ага, те. Разберите ручку и выбросьте колпачок и картридж с чернилами. Остается трубка и маленькая заглушка на конце. Выньте вилку, потому что это то место, куда идет фоторезистор. Выпрямите ножки фоторезистора и вставьте его в трубку примерно на 1/2 дюйма. Согните выводы фоторезистора по краю трубки. Вставьте заглушку обратно на место, закрепив два провода между стороной трубки и заглушкой. Поздравляем! Вы только что сделали фотосенсор. Несколько примечаний… Во-первых, ручка не обязательно должна быть черной, но если это не так, то обмотайте трубку изолентой. На самом деле, даже если он черный, обмотайте трубку изолентой. Идея состоит в том, что на фоторезистор попадет только свет, который выходит из конца трубки. Белые ручки, в частности, пропускают свет через стенки трубки. Надо положить этому конец, потому что позже это приведет к ложным показаниям. Кроме того, здесь, если у вас слишком мощный лазер, он сожжет ваш фоторезистор. Придерживайтесь дешевых лазерных указок, и все будет в порядке. Как только эта штука заработает надежно, я планирую поэкспериментировать с трубками меньшей длины. Использование 5-дюймовой трубки в качестве сенсора не очень гибкое. После некоторой настройки я хотел бы получить его под 1 дюйм и в камере … э … лазерной головке. Теперь следующая часть важна, и я надеюсь, что вы Возьмите омметр и подключите его к выводам фотоэлемента. Мы собираемся снять показания сопротивления фоторезистора в полной темноте и в условиях лазерного освещения. Во-первых, тьма. Вместо того, чтобы прикладывать палец к концу датчика (ваша кожа действительно пропускает безумное количество света), заклейте его лентой и бросьте в ящик. Снимите показания омметра. Это должно быть очень большое число, поэтому убедитесь, что ваш глюкометр настроен правильно. Мой фотоэлемент превысил 2 000 000 Ом в полной темноте, что превосходило мой измеритель, поэтому я просто назвал его 2 МОм. Запиши это! Rdark = 2MOhms Затем возьмите лазерную камеру и направьте лазер на открытый конец сенсора. Считайте свое показание наименьшим измеренным сопротивлением. Это будет чертовски низко, так что просто подойди поближе. Мое показание было около 100 Ом. Запиши это! Rlaser = 100 Ом Зачем я это делаю? Хороший вопрос, но я пока не могу вам сказать, вам придется прочитать следующий шаг. Подскажу, делитель напряжения.

Шаг 5: построение замыкания контактов

Вот где я не совсем уверен, что сделал это правильно. Все, что я знаю, это то, что это работает, и это должно означать, что моя математика, по крайней мере, близка. Я приветствую комментарии по этой части, ну, действительно, я приветствую комментарии по любой части, но в частности. Помните печатную плату с водяным затвором? Что ж, решил использовать колодки дверного датчика для подключения своего датчика. Итак, вот с чем мы имеем дело: одна из площадок подключена напрямую к земле. Другой контакт подключается к контакту 19 PIC на тонкой части платы на нижней стороне. Этот вывод является выводом цифрового ввода / вывода. Вот где я немного сбит с толку, но я не позволил этому остановить меня. Измеряя напряжение на этой площадке, я получаю 0,85 В. Это немного ниже, чем я ожидал. Однако даже при более низком, чем ожидалось, напряжении, если я заземляю этот контакт, он активирует триггер. Итак, мне просто нужно разработать схему, которая будет открывать и закрывать это соединение. Идеальная задача для транзистора. Я мало что знаю о транзисторах, кроме того, что они, в самом простом понимании, представляют собой электрически управляемый двухпозиционный переключатель. Вы подаете достаточное напряжение на базу, и это заставляет электричество течь между коллектором и эмиттером. Это все, что я знаю, и подобные проекты, которые помогут мне узнать больше. Теперь мы могли бы просто подключить фотосенсор к транзистору, но мы не получили бы желаемого эффекта, резисторы ограничивают ток, а не напряжение. Нам нужны состояния включения и выключения, черно-белые, а не оттенки серого, и мы хотим контролировать их с помощью напряжения. Для фоторезисторов типичная схема включения в темноте использует так называемый делитель напряжения. В нем используются два последовательно соединенных резистора (один из них - фоторезистор), а нагрузка схемы, в большинстве случаев свет, подключается к точке между резисторами. Напряжение в этой точке составляет часть первоначального напряжения в зависимости от соотношения R1 / R2. Все просто, правда? Я так не думаю. Я до сих пор не могу понять, почему это вообще работает, но это действительно так. В любом случае база транзистора подключена к точке между резисторами. Я узнал об этом (и многом другом) на веб-сайте Общества роботов, в частности https://www.societyofrobots.com/schematics_photoresistor.shtml. Проверить это. Хорошая вещь. Не только для роботов, что отлично, но и для многих вещей, связанных с электричеством, механикой и программным обеспечением. Так что взгляните на мою схему и постарайтесь не смеяться. Я учусь, хорошо? Мне нужно запитать схему датчика от источника питания, а не только от сенсорной панели двери, потому что на этой площадке просто недостаточно напряжения / тока для срабатывания транзистора. Я пытался, о, я пытался, и у меня не получалось заставить его работать. Итак, VCC и GND подключены к клеммам аккумулятора внутри модуля датчика воды. SIG подключается к одной из площадок дверного датчика. Убедитесь, что вы подключаете его к тому, который идет к PIC, а не к тому, который идет к GND. Чтобы выяснить, какой резистор вам нужен для R2, возьмите бумагу, на которой вы написали Rdark и Rlaser на последнем шаге. Выполните такой расчет: R2 = sqrt (Rdark * Rlaser), затем выберите резистор, ближайший к этому значению. Конденсатор на C1 не является обязательным. Я добавил его на свою доску на случай, если захочу отрегулировать время реакции триггера. Этот конденсатор вызывает небольшую задержку срабатывания триггера. Это и хорошо, и плохо. Плюс в том, что он защищает вас от ложных срабатываний, когда, скажем, приходит мусорщик и создает вибрации в воздухе и на земле, которые могут сместить ваш лазер на долю секунды. Конденсатор не даст датчику сработать. Плохо то, что если вы используете слишком большой конденсатор, злоумышленник может пробраться прямо через ваш датчик, не отключив его. Я обнаружил, что конденсатор емкостью 1 мкФ работает очень хорошо. Я все еще мог пройти сквозь датчик карандашом, не нажимая на него, но я сомневаюсь, что кто-то из злоумышленников мог бы это сделать, даже если бы они знали о лазере (они бы просто перешагнули через него. DOH!) Итак, взгляните на мою печатную плату, сгорел до корки и капал флюсом от всех итераций… на макетной плате он работает, на печатной плате - нет, вперед и назад, вперед и назад. Наконец-то это работает. Наконец-то. Опять же, постарайтесь не смеяться, но если вы это сделаете, я понимаю. Я буду смеяться над этим когда-нибудь … когда психологическая боль начнет исчезать. Любой, так что это работает. Я настроил его, чтобы защитить мои куки-файлы девочек-скаутов от жены и дочерей. Да, это тонкие мятные леденцы… вроде даже надо спросить…;-) Обновление: по какой-то причине первая схема не работает надежно. Я тестирую вторую схему, в которой используется реле 3 В. Картинка схемы была загружена, так что посмотрите ее. Я еще не построил его, так что следите за обновлениями, чтобы узнать, что произойдет. Подробнее о том, как я его настроил, читайте в следующем разделе.

Шаг 6: Настройка

Хорошо, это то, чего вы все ждали. Кроме тебя, я видел, как ты перескочил до конца.

Это можно сделать двумя способами. Лазер и датчик с одной стороны или лазер с одной стороны и датчик с другой. В любом случае работает. Поговорим о плюсах и минусах каждого подхода. Лазер и датчик на одной стороне: Плюсы: Лазерная камера и лазерный датчик могут питаться от одного источника. Просто поместите оба рядом с розеткой, и все готово. Выключатель питания на лазере также может выключить датчик. Отлично. Это позволяет выполнять более сложные операции, например использовать модуль питания для включения лазерного датчика только в том случае, если одна из беспроводных камер замечает движение с помощью своего инфракрасного датчика. Будучи злоумышленником, как бы вы хотели подойти к дому только для того, чтобы увидеть саму систему лазерного обнаружения, когда вы приближаетесь. Слишком круто. Минусы: вам нужно зеркало, чтобы отразить лазер обратно на датчик. Ничего страшного, но механика такой вещи немного сложна. Кроме того, зеркало может и, вероятно, будет искажать лазерный луч. Это связано с тем, что большинство зеркал имеют обратное отражение, а это означает, что лазер должен пройти через слой стекла, прежде чем отразиться. Кроме того, из более практических соображений зеркало могло просто испачкаться. Я пользуюсь зеркалом, которое "одолжил" у жены, и вроде пока все в порядке. Скорее всего, я заменю его чем-нибудь, что с меньшей вероятностью доставит мне неприятности. Лазер и датчик на противоположных сторонах: Плюсы: не нужно беспокоиться о зеркалах, меньше пройденное расстояние для лазера. Минусы: нужен блок питания с двух сторон. Вы можете питать сенсорный модуль от батареек AAA, как и было задумано, но я не тестировал / не рассчитывал потребляемый ток моих модификаций, поэтому он потенциально может проходить через батареи как сумасшедший. В программном обеспечении Motorola Homesight обнаружен водный модуль, который работает должным образом. В этом случае модуль показывает «Сухой» в нормальном режиме и «Влажный», когда лазер был прерван. Милая!