Xanboo/Homesite Laser Break Beam Sensor: 6 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:30

Jeg vil have en laserstrålesensor i Hollywood -stil at lege med. Problemet er, at jeg har en bunke Motorola Homesight -kameraer og sensor, men ingen af dem har lasere! Dette projekt dokumenterer mine forsøg, fejl og succeser med at bygge en lasersensor ud af reservedele, jeg ikke ville bruge, mens jeg fik Motorola Homesight -softwaren til at genkende den hjemmelavede sensor. Motorola Homesights forbrugersikkerhedsprodukter til hjemmet er en mærkeversion af Xanboo -produkterne. De er stort set identiske.

Jeg vil rense kameraet og bruge plastikhuset til at montere laseren. Da jeg ødelægger kameraet, besluttede jeg at bruge et af de "kablede" kameraer. De trådløse kameraer er stadig meget nyttige for mig, så jeg har sat dem ud for grænser for mine projekter … for nu. Vandsensoren vil blive brugt som en kontakt/ingen kontaktflade i Homesight -systemet. Jeg brugte en vandsensor frem for en dør eller temperatursensor, fordi jeg ikke rigtig vil miste noget, hvis jeg steger den under mit forsøg. Jeg finder stadig døren og temperatursensorerne nyttige. Udfordringen er at bygge et lille kredsløb, der kan åbne eller lukke sensorens kontakter baseret på tilstedeværelse/fravær af laserlyset og klemme det kredsløb ind i batterirummet i vandet … er … jeg mener, lasersensor. Jeg skal nævne, at jeg vil bruge en laser, der er revet ud af et virkelig billigt laserniveau, som jeg fandt ved clearance for ~ $ 0,50. Billig. Du får, hvad du betaler for, når du beskæftiger dig med lasere. I dette tilfælde er det en god ting. Hvis du tilslutter en virkelig kraftig laser til dette, brænder du igennem din sensor, dit hus, dine naboer, og tænder muligvis din sensor, dit hus, din nabos hus. For helvede, du kan være så heldig at blinde din ubudne gæst eller skære benene af ved knæet eller brænde håret af naboens kat osv. Risikoen opvejer dog belønningerne, så bare gå med din typiske laserpointer -laser. K?

Trin 1: Lukning af kameraet, montering af laseren

Ikke sikker på, at jeg skal gå ind på, hvordan plastik skilles ad på kameraet. Det er ret lige frem. Kamerahuset har et stort potentiale, som jeg ikke vil udnytte med det samme. Objektivhullet er perfekt til montering af en laser høstet fra en laserpeger, laserniveau eller laser uanset hvad. Der er mange billige kilder til røde lasere, så det vil jeg ikke gå ind på, men det objektivhul er der, hvor laseren kommer til at skyde fra. Den hvide sektion under objektivhullet er en infrarød gennemsigtig linse til kameraets passive infrarøde bevægelsessensor. Jeg flåede det ud, før jeg indså, hvor nyttigt dette kunne være i fremtiden. (Tænker på usynlige infrarøde lasere … øjensikkerhed kan dog være et problem …) Så tag alligevel kameraet ud, og sørg for ikke at beskadige plastikhuset. Lim derefter laseren på plads. Lod nogle længere ledninger på laseren, pak loddemetalleddene ind i elektrisk tape eller krympeslange, og før derefter ledningerne gennem det medfølgende hul og ned i kamerahusets hals. Kameraet i sig selv er i øvrigt ret pænt. Stikket får en til at tro, at det er en s-video-forbindelse, men det er det ikke. Benene på stikket er til kompositvideoen, analog mono -lyd og bevægelsessensorudløseren (åh, og strøm og jord også). Meget nyttigt, så jeg har pakket det, tagget det og smidt det ind i skabet til et andet projekt, senere, i fremtiden, på et tidspunkt … ærligt … vil du tro, at min kone ruller øjnene til mig rigtigt nu? Okay, tilbage på sporet. Hvordan får man strøm til laseren? Læs videre.

Trin 2: Tænd for laseren og de andre ting

Det eneste problem med de kabelforbundne kameraer er, at de ikke har nogen bekvem mekanisme til at anvende strøm. Heldigvis er der et aftageligt stativ, der følger med de trådløse kameramoduler, der har et strømstik, en afbryder og en strøm -LED. Hvis du åbner bunden, er det ret let at ændre denne base for at drive laseren. Problemet er dog, at de vægvorter, der følger med Homesight -udstyret, er 9V og 12V. Da laseren kører på cirka 3,3 V (3 x knapceller), bliver jeg nødt til at gøre noget ved det, så jeg ikke brænder laseren ud, før min ubudne gæst kommer og banker. Så hvordan træder du ned en 9VDC -kilde til ~ 3.3V? Nå, du bruger selvfølgelig et spændingsregulator kredsløb. Da jeg googlede lidt, fandt jeg en vejledning på https://www.sparkfun.com/ om, hvordan man bygger en brødbrætstrømforsyning. Perfekt til mine behov. Jeg tilpassede det noget for at reducere komponenterne, ætsede mit eget PCB (tutorials florerer om dette emne) og VOILA! en reguleret 3,3VDC kilde.

Trin 3: Vandet… er… jeg mener, lasersensoren

Hvordan gør man en vandsensor til en lasersensor? Den underliggende teknologi er den samme. Det er en simpel "kontaktlukning" -sensor, hvorved sensoren udløses, når kredsløbet mellem to kontakter lukkes. For en vandsensor lukker vandets ledningsevne kredsløbet mellem de to sonder og udløser sensoren. For en lasersensor skal vi finde ud af at lukke kontakterne med en stråle af rødt lys. Her skal du virkelig være opmærksom på billederne. Jeg er ikke en frygtelig beskrivende person, så arbejd med mig her … Figur 1 viser en revet åben vandføler. Faktisk er det store flertal af sensorerne for denne formfaktor i Motorola -linjen stort set identisk med dette. Forskellen er, at sanseteknologien befolkes forskelligt. Så her er det fede. Kan du se disse dørføler? Hvis du forbinder dem sammen med en ledning, udløser sensoren, du afbryder dem, de nulstilles. Se, hvordan det er et kontaktslukningstypesystem? Så hvordan får du en laser til at bygge bro over dette hul? Med en lyssensor. Læs med, så viser jeg dig, hvordan du bygger en.

Trin 4: Opbygning af lasersensoren

Så der er disse fede ting, jeg fandt på Radio Shack kaldet Photoresistors. Nogle gange kaldes de lysfølsomme modstande (eller LSR). De ændrer modstand baseret på mængden af lys, de ser. Forskellige fotoresistorer har forskellige værdier, så medmindre du er så heldig at bruge de samme som mig, vil jeg foreslå, at du måler deres høje og lave modstand. Jeg fortæller dig hvordan på et sekund, men først ting først. Lad os bruge en af disse fyre til at lave en sensor. Find først en kuglepen. Du ved, den slags du stjæler fra hotelværelser? Den slags du brugte til at spytte wads i folkeskolen? Ja, dem. Skil pennen ad, og smid hætten og blækpatronen. Dette efterlader dig med røret og det lille stik for enden. Tag stikket ud, fordi det er her fotoresistoren går. Stram fotoresistorens ben og skub det ind i røret omkring 1/2 tommer eller deromkring. Bøj fotoresistorens ledninger rundt om rørets kant. Stik stikket tilbage på plads og fastgør de to ledninger mellem siden af røret og stikket. Tillykke! Du har lige lavet en fotosensor. Et par noter … For det første behøver pennen ikke at være sort, men hvis den ikke er det, så vind lidt elektrisk tape rundt om røret. Faktisk, selvom det er sort, vind noget elektrisk tape rundt om røret. Ideen er, at kun lys, der kommer ind fra enden af røret, når fotoresistoren. Især hvide kuglepenne bløder lys gennem siderne af røret. Må stoppe det, fordi det vil forårsage falske aflæsninger senere. Det er også her, hvis du har en laser, der er for kraftig, det brænder din fotoresistor ud. Hold dig til billige laserpointer, og du får det godt. Når denne ting fungerer pålideligt, planlægger jeg at eksperimentere med kortere rørlængder. At have et 5 "rør som sensor er ikke frygtelig fleksibelt. Med nogle justeringer vil jeg gerne have det under 1" og i kameraet..er … laserhoved. Nu er denne næste del vigtig, og jeg håber du have en ohm-meter til rådighed. Tag fat i din ohm-meter og tilslut den til fotocellens ledninger. Vi kommer til at foretage aflæsninger af fotoresistorens modstand i fuldstændigt mørke og under laseroplyste forhold. Først mørket. I stedet for at lægge din finger over enden af sensoren (din hud bløder faktisk en vanvittig mængde lys), tape den op og smid den i en skuffe. Tag din ohm-måler. Det skal være et meget højt tal, så sørg for, at din måler er indstillet korrekt. Min fotocelle oversteg 2, 000, 000 Ohm i fuldstændigt mørke, hvilket toppede min måler, så jeg kaldte det bare 2MOhms. Skriv det ned! Rdark = 2MOhmsGrib derefter dit laserkamera og skinn laseren ind i sensorens åbne ende. Tag din læsning som den laveste modstand, der er målt. Det bliver temmelig darned lavt, så bare kom tæt på. Min læsning var omkring 100Ohms. Skriv det ned! Rlaser = 100Ohms Hvorfor gør jeg dette? Godt spørgsmål, men jeg kan ikke fortælle dig det endnu, du bliver nødt til at læse det næste trin. Jeg giver dig et tip, spændingsdeler.

Trin 5: Opbygning af kontaktlukning

Her er jeg ikke særlig sikker på, at jeg har gjort dette korrekt. Alt jeg ved er, at det virker, og det må betyde, at min matematik i det mindste er tæt på. Jeg glæder mig over kommentarer til denne del, ja jeg glæder mig virkelig over kommentarer fra enhver del, men især denne. Jeg besluttede mig for at bruge dørfølerne til at forbinde min sensor. Så her er hvad vi har at gøre med: En af puderne er forbundet direkte til jorden. Den anden pude er forbundet til pin 19 på PIC nede på den tynde del af brættet på undersiden. Denne pin er en digital input/output pin. Nu er det her jeg er lidt forvirret, men jeg lod det ikke stoppe mig. Når jeg måler spændingen på den pude, får jeg 0,85V. Det er en del lavere, end jeg havde forventet. Men selv med den lavere end forventede spænding, aktiverer jeg udløseren, hvis jeg jordede den pude. Så jeg mangler bare at udtænke et kredsløb, der åbner og lukker denne forbindelse. En perfekt opgave for en transistor. Jeg ved ikke meget om andre transistorer end de, efter min mest simple forståelse, er en elektrisk styret tænd/sluk -switch. Du sætter nok spænding på basen, og det får strøm til at strømme mellem solfangeren og emitteren. Det er alt, hvad jeg ved, og dets projekter som disse, der vil hjælpe mig med at lære mere. Nu kunne vi bare tilslutte fotosensoren til transistoren, men vi ville ikke få den effekt, vi går efter, modstande begrænser strøm, ikke spænding. Vi vil have til og fra tilstande, sort og hvid, ikke gråtoner, og vi vil kontrollere det med spænding. For fotoresistorer bruger et typisk "on when dark" kredsløb det, der kaldes en spændingsdeler. Den bruger to modstande i serie (en af dem er fotoresistoren), og kredsløbets belastning, et lys i de fleste tilfælde, er forbundet til punktet mellem modstandene. Spændingen på det tidspunkt er en brøkdel af den oprindelige spænding baseret på andelen af R1/R2. Simpelt, ikke? Det tror jeg ikke. Jeg kan stadig ikke få hovedet omkring, hvorfor det overhovedet virker, men det gør det. Under alle omstændigheder er transistorens base forbundet til punktet mellem modstandene. Jeg lærte dette (og mange andre ting) på Society of Robots 'websted, specifikt https://www.societyofrobots.com/schematics_photoresistor.shtml. Tjek det ud. Gode ting. Ikke kun for robotstoffer, hvilket er fremragende, men for mange ting elektriske, mekaniske og softwariske. Så tag et kig på min skematiske og prøv ikke at grine. Jeg er ved at lære, okay? Jeg er nødt til at forsyne sensorkredsløbet fra en strømforsyning snarere end bare fra dørens sensorplade, fordi der simpelthen ikke er nok spænding/strøm på den blok til at udløse transistoren. Jeg prøvede, åh, jeg prøvede, og jeg kunne ikke få det til at fungere. Så VCC og GND er forbundet til batteripolerne inde i vandfølermodulet. SIG er forbundet til en af dørfølerne. Sørg for at tilslutte den til den, der går til PIC, ikke den, der går til GND. For at finde ud af, hvilken modstand du har brug for R2, tag det papir, som du skrev Rdark og Rlaser på i det sidste trin. Gør denne beregning: R2 = sqrt (Rdark * Rlaser), og vælg derefter den nærmeste modstand, du har til den værdi. Kondensatoren ved C1 er valgfri. Jeg tilføjede det til mit bord, hvis jeg ville justere triggerens reaktionstid. Denne kondensator får aftrækkeren til at forsinke lidt. Dette er både godt og dårligt. Det gode er, at det beskytter dig mod falske alarmer, når lad os sige, skraldemanden kommer og skaber vibrationer i luft og jord, der kan fejljustere din laser i et splitsekund. Kondensatoren forhindrer sensoren i at snuble. Den dårlige ting er, at hvis du bruger en for stor kondensator, kan din ubudne person faktisk løbe igennem din sensor uden at afbryde den. Jeg fandt ud af, at en 1uF kondensator fungerede ret godt. Jeg kunne stadig passere sensoren med en blyant uden at udløse den, men jeg tvivler på, at en ubuden gæst kunne, selvom de var klar over laseren (de ville bare træde over den. DOH!) Så tag et kig på mit printkort, brændt til en skarp og dryp med flux fra alle iterationer af … på brødbrættet virker det, på kredsløbskortet gør det ikke, frem og tilbage, frem og tilbage. Endelig virker det. Endelig. Prøv igen ikke at grine, men hvis du gør det, forstår jeg. Jeg vil grine af det en dag … når den psykologiske smerte begynder at falme. Anywhoo, så det virker. Jeg har fået den sat op for at beskytte mine Girl Scout Cookies mod min kone og døtre. Ja, de er tynde mynter … som du selv skal spørge …;-) Opdatering: Af en eller anden grund fungerer det første kredsløb ikke pålideligt. Jeg tester et andet kredsløb, der bruger et 3V relæ. Et billede af kredsløbet er blevet uploadet, så tjek det. Jeg har ikke bygget det endnu, så følg med for at se, hvad der sker. Mere om, hvordan jeg har det konfigureret i det næste afsnit.

Trin 6: Opsætning

Okay, det er hvad I alle har ventet på. Bortset fra dig så jeg dig springe til ende.

Der er to måder, du kan forbinde dette. Laser og sensor på samme side, eller laser på den ene side og sensor på den anden. Uanset hvad virker. Lad os tale om fordele og ulemper ved hver tilgang. Laser og sensor på samme side: Fordele: Laserkamera og lasersensor kan drives af samme forsyning. Du skal blot sætte dem både tæt på en stikkontakt, og du er klar til at gå. Strømafbryderen på laseren kan også slukke sensoren. Pæn. Dette giver dig mulighed for at gøre avancerede ting som at bruge et strømmodul til kun at tænde lasersensoren, hvis et af de trådløse kameraer ser bevægelse med sin infrarøde sensor. Hvis du er en ubuden gæst, hvordan ville du så gerne gå op til et hus for kun at se et laserdetekteringssystem bevæbne sig, når du nærmer dig. For sej. Ulemper: Du skal bruge et spejl for at hoppe laseren tilbage til sensoren. Ikke noget problem, men mekanikken i sådan noget er lidt vanskelig. Også spejlet kan og vil sandsynligvis fordreje laserstrålen. Dette skyldes, at de fleste spejle er reflekterende bagud, hvilket betyder, at laseren skal passere gennem et glaslag, før den reflekteres. Som en mere praktisk sag kunne spejlet også bare blive snavset. Jeg bruger et spejl, som jeg "lånte" fra min kone, og det ser ud til at være fint indtil videre. Jeg vil sandsynligvis erstatte det med noget mindre sandsynligt, at jeg får problemer. Laser og sensor på modsatte sider: Fordele: Ingen spejle at bekymre sig om, mindre tilbagelagt afstand for laseren. Ulemper: Har brug for en strømforsyning på begge sider. Du kan drive sensormodulet med AAA -batterierne som designet, men jeg har ikke testet/beregnet den nuværende trækning af mine ændringer, så det potentielt kan gå gennem batterier som en gal. I Motorola Homesight -softwaren opdages vandmodulet og fungerer som forventet. I dette tilfælde viser modulet "Tør" når det er normalt og "Vådt" når laseren er blevet afbrudt. Sød!