Xanboo/Homesite Laser Break Beam Sensor: 6 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Jeg vil ha en laserstrålesensor i Hollywood -stil å leke med. Problemet er at jeg har en haug med Motorola Homesight -kameraer og sensor, men ingen av dem har lasere! Dette prosjektet dokumenterer mine forsøk, feil og suksesser med å bygge en lasersensor ut av reservedeler jeg ikke skulle bruke mens jeg fikk Motorola Homesight -programvaren til å gjenkjenne den hjemmelagde sensoren. Motorola Homesight -forbrukernes hjemmeprodukter er en ny merkevareversjon av Xanboo -produktene. De er praktisk talt identiske.

Jeg skal rense kameraet og bruke plasthuset til å montere laseren. Siden jeg skal ødelegge kameraet, bestemte jeg meg for å bruke et av de "kablede" kameraene. De trådløse kameraene er fortsatt ganske nyttige for meg, så jeg har satt dem utenfor grenser for prosjektene mine … for nå. Vannsensoren vil bli brukt som et kontakt/ingen kontakt -grensesnitt i Homesight -systemet. Jeg brukte en vannsensor i stedet for en dør eller temperatursensor fordi jeg egentlig ikke vil miste noe hvis jeg steker den under eksperimentet. Jeg synes fremdeles dør- og temperatursensorene er nyttige. Utfordringen er å bygge en liten krets som kan åpne eller lukke sensorens kontakter basert på tilstedeværelse/fravær av laserlyset og klemme den kretsen inn i batterirommet i vannet … er … Jeg mener, lasersensor. Jeg bør nevne at jeg kommer til å bruke en laser som er revet ut av et veldig billig lasernivå som jeg fant på klaring for ~ $ 0,50. Billig. Du får det du betaler for når du arbeider med lasere. I dette tilfellet er det en god ting. Hvis du kobler til en virkelig kraftig laser til dette, brenner du gjennom sensoren din, huset ditt, naboens hus, og potensielt setter fyr på sensoren, huset ditt, naboens hus. Pokker, du kan være så heldig å blinde din inntrenger eller kutte bena av kneet, eller brenne håret av naboens katt, etc. Risikoen oppveier imidlertid fordelene, så det er bare å gå med en typisk laserpekerstil laser. K?

Trinn 1: Å feste kameraet, montere laseren

Ikke sikker på at jeg trenger å gå inn på hvordan jeg tar plasten fra hverandre på kameraet. Det er ganske rett frem. Kamerahuset har et stort potensial som jeg ikke vil dra nytte av med en gang. Objektivhullet er perfekt for montering av en laser høstet fra en laserpeker, lasernivå eller laser uansett. Det er mange billige kilder til røde lasere, så jeg vil ikke gå inn på det, men det er det objektivhullet der laseren kommer til å skyte fra. Den hvite delen under objektivhullet er et infrarødt gjennomsiktig objektiv for kameraets passive infrarøde bevegelsessensor. Jeg dratt det ut før jeg skjønte hvor nyttig dette kan være i fremtiden. (Tenker usynlige infrarøde lasere … øyesikkerhet kan imidlertid være et problem …) Så uansett, ta ut kameraet og pass på at du ikke skader plasthuset. Deretter limer du laseren på plass. Lodd noen lengre ledninger på laseren, pakk loddeskjøtene inn i elektrisk tape eller krympeslange, og før deretter ledningene gjennom hullet som følger med og ned i kamerahusets hals. Forøvrig er selve kretskortet ganske pent. Koblingen får en til å tro at det er en s-video-tilkobling, men det er det ikke. Pinnene på kontakten er for komposittvideo, analog mono -lyd og bevegelsessensorutløser (oh, og strøm og bakken også). Veldig nyttig, så jeg har poset den, merket den og kastet den inn i skapet for et annet prosjekt, senere, i fremtiden, på et tidspunkt … ærlig … vil du tro at kona min ruller øynene til meg rett nå? Ok, tilbake på sporet. Hvordan drive laseren? Les videre.

Trinn 2: Slå på laseren og de andre tingene

Vel, det eneste problemet med de kablede kameraene er at de ikke har noen praktisk mekanisme for å bruke strøm. Heldigvis er det et avtagbart stativ som følger med de trådløse kameramodulene som har en strømkontakt, en strømbryter og en strøm -LED. Hvis du åpner bunnen, er det ganske enkelt å endre denne basen for å drive laseren. Problemet er imidlertid at veggvorten som følger med Homesight -utstyret er 9V og 12V. Siden laseren kjører på omtrent 3,3V (3 x knappceller), må jeg gjøre noe med det for at jeg ikke skal brenne ut laseren før min inntrenger kommer og banker. Så, hvordan trapper du ned en 9VDC -kilde for å ~ 3.3V? Vel, du bruker en spenningsregulator krets, selvfølgelig. Da jeg googlet litt, fant jeg en opplæring på https://www.sparkfun.com/ om hvordan du bygger en strømforsyning til brødbrett. Perfekt for mine behov. Jeg tilpasset det noe for å redusere komponentene, etset min egen PCB (opplæringsprogrammer florerer om dette emnet) og VOILA! en regulert 3.3VDC -kilde.

Trinn 3: Vannet … er … jeg mener, lasersensoren

Hvordan gjør du en vannsensor til en lasersensor? Den underliggende teknologien er den samme. Det er en enkel "kontaktlukking" -sensor der sensoren utløses når kretsen mellom to kontakter lukkes. For en vannsensor stenger ledningsevnen til vannet kretsen mellom de to sonder og utløser sensoren. For en lasersensor må vi finne ut hvordan vi kan lukke kontaktene med en stråle av rødt lys. Her må du virkelig ta hensyn til bildene. Jeg er ikke en veldig beskrivende person, så jobber med meg her … Figur 1 viser en revet åpen vannsensor. Faktisk er det store flertallet av sensorene til denne formfaktoren i Motorola -linjen praktisk talt identiske med dette. Forskjellen er at sanseteknologien befolkes annerledes. Så, her er det kule. Ser du dørensensorputene? Hvis du kobler dem sammen med en ledning, utløser sensoren, du kobler dem fra, de tilbakestilles. Ser du hvordan det er et kontaktslukningssystem? Så hvordan får du en laser til å bygge bro over dette gapet? Med lyssensor. Les videre, så viser jeg deg hvordan du bygger en.

Trinn 4: Bygg lasersensoren

Så det er disse fine tingene jeg fant på Radio Shack som heter Photoresistors. Noen ganger kalles de lysfølsomme motstander (eller LSR). De endrer motstand basert på lysmengden de ser. Ulike fotoresistorer har forskjellige verdier, så med mindre du er så heldig å bruke de samme som meg, vil jeg foreslå at du måler deres høye og lave motstand. Jeg skal fortelle deg hvordan om et sekund, men først ting først. La oss bruke en av disse gutta til å lage en sensor. Finn først en kulepenn. Du vet, den typen du stjeler fra hotellrom? Den typen du brukte til å spytte vatter på barneskolen? Ja, de. Demonter pennen og kast hetten og blekkpatronen. Dette etterlater deg med røret og den lille pluggen på slutten. Ta ut støpselet fordi det er her fotoresistoren skal dra. Stram fotene på fotoresistoren og skyv den inn i røret omtrent 1/2 tommer. Bøy ledningene til fotoresistoren rundt kanten av røret. Fest pluggen igjen på plass, og fest de to ledningene mellom siden av røret og pluggen. Gratulerer! Du har nettopp laget en fotosensor. Noen få notater … Først trenger pennen ikke å være svart, men hvis den ikke er det, så vikle litt elektrisk tape rundt røret. Faktisk, selv om det er svart, vind litt elektrisk tape rundt røret. Tanken er at bare lys som kommer inn fra enden av røret, når fotoresistoren. Spesielt hvite penner bløder lys gjennom sidene av røret. Må stoppe det fordi det vil føre til falske avlesninger senere. Det er også her, hvis du har en laser som er for kraftig, vil den brenne ut fotoresistoren din. Hold deg til billige laserpekere, så går det bra. Når denne tingen fungerer pålitelig, planlegger jeg å eksperimentere med kortere rørlengder. Å ha et 5 "rør som sensor er ikke veldig fleksibelt. Med noen justeringer vil jeg gjerne få det under 1" og i kameraet..er … laserhode. Nå er denne neste delen viktig, og jeg håper du ha en ohm-meter tilgjengelig. Ta tak i ohm-måleren og koble den til fotocellens ledninger. Vi kommer til å ta avlesninger om fotoresistorens motstand i fullstendig mørke og under laseropplyste forhold. Først mørket. I stedet for å sette fingeren over enden av sensoren (huden din bløder faktisk en mengde lys), teip den opp og kast den i en skuff. Ta din ohm-måler. Det bør være et veldig høyt tall, så sørg for at måleren er riktig innstilt. Fotocellen min oversteg 2 000 000 ohm i fullstendig mørke, som toppet måleren min, så jeg kalte det bare 2 MOhms. Skriv det ned! Rdark = 2MOhmsNeste, ta laserkameraet ditt og lys laser inn i den åpne enden av sensoren. Ta lesningen din som den laveste motstanden som er målt. Det kommer til å bli ganske darned lavt, så bare vær nær. Lesingen min var rundt 100 ohm. Skriv det ned! Rlaser = 100Ohms Hvorfor gjør jeg dette? Godt spørsmål, men jeg kan ikke fortelle deg det enda, du må lese neste trinn. Jeg gir deg et hint, spenningsdeler.

Trinn 5: Bygg kontaktavslutningen

Her er jeg ikke veldig sikker på at jeg har gjort dette riktig. Alt jeg vet er at det fungerer, og det må bety at matematikken min er i nærheten. Jeg tar gjerne imot kommentarer til denne delen, vel egentlig, jeg tar gjerne imot kommentarer fra noen del, men spesielt denne. Husker du kretskortet for vannstengning? Vel, jeg bestemte meg for å bruke dørsensorputene for å koble til sensoren min. Så, her er det vi har å gjøre med: En av putene er koblet direkte til bakken. Den andre puten er koblet til pinne 19 på PIC nede på den tynne delen av brettet på undersiden. Denne pinnen er en digital inngangs-/utgangspinne. Her er jeg litt forvirret, men jeg lot det ikke stoppe meg. Når jeg måler spenningen på puten, får jeg 0,85V. Det er ganske mye lavere enn jeg forventet. Imidlertid, selv med lavere spenning enn forventet, aktiverer jeg utløseren hvis jeg jordet puten. Så jeg trenger bare å lage en krets som vil åpne og lukke denne forbindelsen. En perfekt oppgave for en transistor. Jeg vet ikke så mye om andre transistorer enn at de, etter min mest enkle forståelse, er en elektrisk kontrollert av/på -bryter. Du setter nok spenning på basen, og det får strøm til å strømme mellom kollektoren og senderen. Det er alt jeg vet, og prosjektene som disse som vil hjelpe meg å lære mer. Nå kan vi bare koble fotosensoren til transistoren, men vi ville ikke få den effekten vi går etter, motstander begrenser strøm, ikke spenning. Vi vil ha på og av tilstander, svart og hvitt, ikke gråtoner, og vi vil kontrollere det med spenning. For fotoresistorer bruker en typisk "på når mørk" krets det som kalles en spenningsdeler. Den bruker to motstander i serie (en av dem er fotoresistoren) og belastningen på kretsen, et lys i de fleste tilfeller, er koblet til punktet mellom motstandene. Spenningen på det tidspunktet er en brøkdel av den opprinnelige spenningen basert på andelen R1/R2. Enkelt, ikke sant? Jeg tror ikke det. Jeg kan fortsatt ikke få hodet rundt hvorfor dette fungerer, men det gjør det. Uansett er transistorens base koblet til punktet mellom motstandene. Jeg lærte dette (og mange andre ting) på Society of Robots nettsted, spesielt https://www.societyofrobots.com/schematics_photoresistor.shtml. Sjekk det ut. Bra saker. Ikke bare for robot ting, som er utmerket, men for mange ting elektriske, mekaniske og softwarical. Så, ta en titt på skjematikken min og prøv å ikke le. Jeg lærer, ok? Jeg må koble sensorkretsen fra en strømforsyning i stedet for bare fra dørsensorputen fordi det rett og slett ikke er nok spenning/strøm på den puten for å utløse transistoren. Jeg prøvde, oh, jeg prøvde, og jeg kunne ikke få det til å fungere. Så, VCC og GND er koblet til batteripolene inne i vannsensormodulen. SIG er koblet til en av dørføleren. Sørg for å koble den til den som går til PIC, ikke den som går til GND. For å finne ut hvilken motstand du trenger for R2, ta tak i papiret du skrev Rdark og Rlaser på i det siste trinnet. Gjør denne beregningen: R2 = sqrt (Rdark * Rlaser), og velg deretter den nærmeste motstanden du har til den verdien. Kondensatoren ved C1 er valgfri. Jeg la det til brettet mitt i tilfelle jeg ønsket å justere reaksjonstiden til utløseren. Denne kondensatoren vil føre til at utløseren forsinker litt. Dette er både bra og dårlig. Det gode er at det beskytter deg mot falske alarmer når søppelmannen kommer og lager vibrasjoner i luften og bakken som kan feiljustere laseren din i et splitsekund. Kondensatoren forhindrer at sensoren snubler. Det dårlige er at hvis du bruker en for stor kondensator, kan inntrengeren faktisk løpe rett gjennom sensoren din uten å sette den av. Jeg fant ut at en 1uF kondensator fungerte ganske bra. Jeg kunne fortsatt passere sensoren med en blyant uten å utløse den, men jeg tviler på at noen inntrenger kunne selv om de var klar over laseren (de ville bare gå over den. DOH!) Så, ta en titt på kretskortet mitt, brent til en skarp og dryppende flux fra alle iterasjonene av … på brødbrettet fungerer det, på kretskortet gjør det ikke, frem og tilbake, frem og tilbake. Endelig fungerer det. Endelig. Igjen, prøv å ikke le, men hvis du gjør det, forstår jeg. Jeg skal le av det en dag … når den psykologiske smerten begynner å forsvinne. Anyhoho, så det fungerer. Jeg har satt det opp for å beskytte Girl Scout Cookies fra min kone og døtre. Ja, de er tynne mynter … som du selv må spørre …;-) Oppdatering: Av en eller annen grunn fungerer ikke den første kretsen pålitelig. Jeg tester en andre krets som bruker et 3V relé. Et bilde av kretsen er lastet opp, så sjekk det. Jeg har ikke bygget det ennå, så følg med for å se hva som skjer. Mer om hvordan jeg har konfigurert det i neste avsnitt.

Trinn 6: Sette den opp

Ok, dette har dere alle ventet på. Bortsett fra deg så jeg deg hoppe til slutten.

Det er to måter du kan koble dette til. Laser og sensor på samme side, eller laser på den ene siden og sensor på den andre. Uansett fungerer. La oss snakke om fordeler og ulemper ved hver tilnærming. Laser og sensor på samme side: Fordeler: Laserkamera og lasersensor kan drives fra samme strømforsyning. Bare legg begge i nærheten av et utsalgssted, så er du i gang. Strømbryteren på laseren kan også slå av sensoren. Hyggelig. Dette lar deg gjøre avanserte ting som å bruke en strømmodul for å bare slå på lasersensoren hvis et av de trådløse kameraene ser bevegelse med sin infrarøde sensor. Når du er en inntrenger, hvordan vil du gå opp til et hus bare for å se et laserdetekteringssystem bevæpne seg når du nærmer deg. For kul. Ulemper: Du trenger et speil for å sprette laseren tilbake til sensoren. Ikke så farlig, men mekanikken til noe slikt er litt vanskelig. Speilet kan og vil sannsynligvis forvride laserstrålen. Dette er fordi de fleste speil er reflekterende bak, noe som betyr at laseren må passere gjennom et glasslag før den reflekteres. Som en mer praktisk sak, kan speilet bare bli skittent. Jeg bruker et speil som jeg "lånte" av min kone, og det ser ut til å være greit så langt. Jeg vil sannsynligvis erstatte den med noe mindre sannsynlig å få meg i trøbbel. Laser og sensor på motsatte sider: Fordeler: Ingen speil å bekymre deg for, mindre distanse tilbakelagt for laseren. Ulemper: Trenger strømforsyning på begge sider. Du kan drive sensormodulen med AAA -batteriene som designet, men jeg har ikke testet/beregnet den nåværende tegningen av modifikasjonene mine, slik at den potensielt kan gå gjennom batterier som en galning. I Motorola Homesight -programvaren blir vannmodulen oppdaget og fungerer som forventet. I dette tilfellet viser modulen "Tørr" når den er normal, og "Våt" når laseren har blitt avbrutt. Søt!