Xanboo / Homesite Laser Break Beam Sensor: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Tôi muốn sử dụng cảm biến chùm tia laze kiểu Hollywood. Vấn đề là tôi có một đống máy ảnh và cảm biến Motorola Homesight, nhưng không cái nào có laser! Dự án này ghi lại những thử nghiệm, thất bại và thành công của tôi trong việc chế tạo cảm biến laser từ những phụ tùng thay thế mà tôi sẽ không sử dụng trong khi nhận phần mềm Motorola Homesight để nhận dạng cảm biến tự chế. Các sản phẩm an ninh gia đình tiêu dùng Motorola Homesight là phiên bản được đổi thương hiệu của các sản phẩm Xanboo. Chúng hầu như giống hệt nhau.

Tôi sẽ rút ruột máy ảnh và sử dụng vỏ nhựa để gắn tia laser. Vì tôi sẽ phá hủy máy ảnh, tôi quyết định sử dụng một trong những máy ảnh "có dây". Máy ảnh không dây vẫn khá hữu ích đối với tôi, vì vậy tôi đã đặt chúng ra khỏi giới hạn cho các dự án của mình… hiện tại. Cảm biến nước sẽ được sử dụng như một giao diện tiếp xúc / không tiếp xúc vào hệ thống Homesight. Tôi đã sử dụng cảm biến nước thay vì cảm biến cửa hoặc cảm biến nhiệt độ vì tôi sẽ không thực sự mất bất cứ thứ gì nếu tôi rán nó trong quá trình thử nghiệm của mình. Tôi vẫn thấy cửa và cảm biến nhiệt độ hữu ích. Thách thức là xây dựng một mạch điện nhỏ có thể mở hoặc đóng các điểm tiếp xúc của cảm biến dựa trên sự hiện diện / vắng mặt của ánh sáng laser và ép mạch điện đó vào ngăn chứa nước của pin… ờ… Ý tôi là cảm biến laser. Tôi nên đề cập rằng tôi sẽ sử dụng tia laser tách ra từ mức laser thực sự rẻ mà tôi tìm thấy khi thanh lý với giá ~ 0,50 đô la. Rẻ. Bạn nhận được những gì bạn phải trả khi giao dịch với laser. Trong trường hợp này, đó là một điều tốt. Nếu bạn kết nối một tia laser thực sự mạnh vào điều này, bạn sẽ đốt cháy cảm biến của bạn, ngôi nhà của bạn, nhà hàng xóm của bạn, có khả năng gây cháy cho cảm biến của bạn, ngôi nhà của bạn, nhà hàng xóm của bạn. Rất tiếc, bạn có thể đủ may mắn để làm mù mắt kẻ xâm nhập của bạn hoặc cắt đứt chân của nó ở đầu gối, hoặc đốt sạch lông của con mèo hàng xóm, v.v. Tuy nhiên, rủi ro lớn hơn phần thưởng, vì vậy hãy sử dụng tia laser kiểu con trỏ laser điển hình của bạn. K?

Bước 1: Lắp máy ảnh, lắp tia laser

Không chắc rằng tôi cần phải đi sâu vào cách tách nhựa trên máy ảnh. Nó khá thẳng về phía trước. Vỏ máy ảnh có rất nhiều tiềm năng mà tôi sẽ không tận dụng ngay. Lỗ thấu kính hoàn hảo để lắp tia laser thu được từ con trỏ laser, mức laser hoặc bất cứ thứ gì laser. Có rất nhiều nguồn laser đỏ rẻ tiền, vì vậy tôi sẽ không đi sâu vào vấn đề đó, nhưng lỗ thấu kính đó là nơi tia laser sẽ bắn ra. Phần màu trắng bên dưới lỗ thấu kính là thấu kính hồng ngoại trong suốt dùng cho cảm biến chuyển động hồng ngoại thụ động của camera. Tôi đã xé nó ra trước khi tôi nhận ra điều này có thể hữu ích như thế nào trong tương lai. (Nghĩ rằng tia laser hồng ngoại vô hình… mặc dù vậy an toàn cho mắt có thể là một vấn đề…) Vì vậy, dù sao, hãy lấy máy ảnh ra, đảm bảo không làm hỏng vỏ nhựa. Sau đó, keo nóng laser tại chỗ. Hàn một số dây dẫn dài hơn lên tia laser, quấn các mối nối hàn trong băng dính điện hoặc ống tản nhiệt, sau đó luồn dây qua lỗ được cung cấp và xuống cổ vỏ máy ảnh. Ngẫu nhiên, bản thân bảng mạch máy ảnh khá gọn gàng. Trình kết nối khiến người ta nghĩ rằng nó là kết nối s-video, nhưng không phải. Các chân trên đầu nối dành cho video tổng hợp, âm thanh đơn âm tương tự và bộ kích hoạt cảm biến chuyển động (oh, và cả nguồn và đất nữa). Rất hữu ích, vì vậy tôi đã đóng gói nó, gắn thẻ nó và ném nó vào tủ cho một số dự án khác, sau này, trong tương lai, vào một thời điểm nào đó… thành thật mà nói… bạn có tin rằng vợ tôi đang trợn mắt nhìn tôi không? hiện nay? Được rồi, trở lại đường đi. Làm thế nào để cung cấp năng lượng cho tia laser? Đọc tiếp.

Bước 2: Cấp nguồn cho Laser và các thứ khác

Chà, một vấn đề với máy ảnh có dây là chúng không có bất kỳ cơ chế thuận tiện nào để sử dụng nguồn điện. May mắn thay, có một chân đế có thể tháo rời đi kèm với các mô-đun máy ảnh không dây có giắc cắm nguồn, công tắc nguồn và đèn LED nguồn. Tuy nhiên, vấn đề là các mụn cóc trên tường đi kèm với thiết bị Homesight là 9V và 12V. Vì tia laser chạy trên khoảng 3,3V (3 ô nút x), tôi sẽ phải làm gì đó để tránh đốt cháy tia laser trước khi kẻ xâm nhập của tôi gõ cửa. ~ 3,3V? Tất nhiên, bạn sử dụng mạch điều chỉnh điện áp. Thực hiện một chút về Google, tôi đã tìm thấy một hướng dẫn trên https://www.sparkfun.com/ về cách xây dựng bộ cấp nguồn breadboard. Hoàn hảo cho nhu cầu của tôi. Tôi đã điều chỉnh nó phần nào để giảm bớt các thành phần, khắc PCB của riêng tôi (có rất nhiều hướng dẫn về chủ đề này) và, VOILA! một nguồn 3.3VDC được điều chỉnh.

Bước 3: Nước… ờ… i Mean, Cảm biến Laser

Làm thế nào để bạn biến một cảm biến nước thành một cảm biến laser? Chà, công nghệ cơ bản là giống nhau. Nó là một cảm biến "đóng tiếp điểm" đơn giản, theo đó cảm biến được kích hoạt khi mạch giữa hai tiếp điểm được đóng lại. Đối với cảm biến nước, độ dẫn của nước đóng mạch giữa hai đầu dò và kích hoạt cảm biến. Đối với một cảm biến laser, chúng ta phải tìm cách đóng các điểm tiếp xúc bằng một chùm ánh sáng đỏ. Đây là nơi bạn sẽ phải thực sự chú ý đến các bức ảnh. Tôi không phải là người mô tả quá nhiều, vì vậy hãy làm việc với tôi ở đây… Hình 1 cho thấy một cảm biến nước bị xé toạc. Trên thực tế, phần lớn các cảm biến có dạng này trong dòng Motorola hầu như giống hệt với cảm biến này. Sự khác biệt là công nghệ cảm biến được sử dụng khác nhau. Vì vậy, đây là điều thú vị. Nhìn thấy những miếng cảm biến cửa? Nếu bạn kết nối chúng với nhau bằng dây, cảm biến sẽ kích hoạt, bạn ngắt kết nối chúng, chúng sẽ đặt lại. Hãy xem nó là một hệ thống loại đóng tiếp điểm như thế nào? Vì vậy, làm thế nào để bạn có được một tia laser để thu hẹp khoảng cách đó? Với một cảm biến ánh sáng. Đọc tiếp và tôi sẽ chỉ cho bạn cách tạo một cái.

Bước 4: Xây dựng cảm biến Laser

Vì vậy, có những thứ tiện lợi mà tôi tìm thấy ở Radio Shack có tên là Photoresistors. Đôi khi chúng được gọi là Điện trở nhạy sáng (hoặc LSR). Chúng thay đổi điện trở dựa trên lượng ánh sáng mà chúng nhìn thấy. Các điện trở quang khác nhau có các giá trị khác nhau, vì vậy trừ khi bạn đủ may mắn được sử dụng cùng một loại với tôi, tôi khuyên bạn nên đo điện trở cao và thấp của chúng. Tôi sẽ cho bạn biết cách thực hiện sau một giây, nhưng điều đầu tiên trước tiên. Hãy sử dụng một trong những người này để làm cảm biến. Đầu tiên, hãy tìm một chiếc bút bi. Bạn biết không, loại bạn ăn cắp từ các phòng khách sạn? Loại bạn dùng để nhổ ở trường tiểu học? Phải, những cái đó. Tháo cây bút và vứt bỏ nắp và ống mực. Điều này để lại cho bạn cái ống và nút nhỏ ở cuối. Rút phích cắm ra vì đây là nơi đi của điện trở quang, kéo chặt các chân của điện trở quang và trượt nó vào trong ống khoảng 1/2 inch hoặc lâu hơn. Bẻ cong các dây dẫn của điện trở quang xung quanh mép của ống. Kẹt phích cắm trở lại vị trí của nó, ghim hai dây dẫn giữa mặt bên của ống và phích cắm. Bạn vừa tạo ra một cảm biến quang. Một vài lưu ý… Đầu tiên, chiếc bút không cần phải có màu đen, nhưng nếu không, hãy quấn một chút băng dính điện xung quanh ống. Trên thực tế, ngay cả khi màu đen của nó, quấn một số băng dính điện xung quanh ống. Ý tưởng là chỉ có ánh sáng đi vào từ cuối ống mới đến được điện trở quang. Đặc biệt, bút trắng chảy ra ánh sáng xuyên qua các thành bên của ống. Tôi phải dừng việc đó lại vì nó sẽ gây ra kết quả đọc sai sau này. Ngoài ra, đây là nơi nếu bạn có một tia laser quá mạnh, nó sẽ đốt cháy điện trở quang của bạn. Hãy bám vào con trỏ laser giá rẻ và bạn sẽ ổn thôi. Một khi điều này hoạt động đáng tin cậy, tôi đang lên kế hoạch thử nghiệm với độ dài ống ngắn hơn. Có một ống 5 "làm cảm biến không linh hoạt lắm. Với một số điều chỉnh, tôi muốn giảm nó xuống dưới 1" và trong máy ảnh..er … đầu laser. Bây giờ, phần tiếp theo này rất quan trọng và tôi hy vọng bạn có đồng hồ đo ohm tiện dụng. Hãy mang đồng hồ đo ohm của bạn và gắn nó vào các dây dẫn của tế bào quang điện. Chúng ta sẽ thực hiện các bài đọc về điện trở của điện trở quang trong bóng tối hoàn toàn và trong điều kiện chiếu sáng bằng laze. Đầu tiên, bóng tối. Thay vì đặt ngón tay của bạn lên đầu cảm biến (da của bạn thực sự chảy ra một lượng ánh sáng điên cuồng), hãy dán nó lại và ném vào ngăn kéo. Đọc chỉ số ohm-mét của bạn. Nó phải là một con số rất cao, vì vậy hãy đảm bảo rằng đồng hồ đo của bạn được đặt chính xác. Tế bào quang điện của tôi vượt quá 2, 000, 000 Ohms trong bóng tối hoàn toàn, vượt quá đồng hồ đo của tôi, vì vậy tôi chỉ gọi nó là 2MOhms. Viết nó ra! Rdark = 2MOhms Tiếp theo, lấy máy ảnh laser của bạn và chiếu tia laser vào đầu mở của cảm biến. Lấy số đọc của bạn làm điện trở thấp nhất được đo. Nó sẽ khá thấp, vì vậy chỉ cần đến gần. Đọc của tôi là khoảng 100Ohms. Viết nó ra! Rlaser = 100OhmsTại sao tôi lại làm điều này? Câu hỏi hay, nhưng tôi chưa thể nói cho bạn biết, bạn sẽ phải đọc bước tiếp theo. Tôi sẽ cung cấp cho bạn một gợi ý, bộ chia điện áp.

Bước 5: Xây dựng Liên hệ Đóng cửa

Đây là nơi mà tôi không thực sự chắc chắn rằng tôi đã làm điều này một cách chính xác. Tất cả những gì tôi biết là nó hoạt động và điều đó có nghĩa là toán học của tôi ít nhất là gần. Tôi hoan nghênh các ý kiến về phần này, tôi thực sự hoan nghênh các ý kiến về bất kỳ phần nào, nhưng phần này nói riêng. Bạn có nhớ bảng mạch đóng nước không? Chà, tôi quyết định sử dụng miếng cảm biến cửa để kết nối cảm biến của mình. Vì vậy, đây là những gì chúng tôi đang giải quyết: Một trong những miếng đệm được kết nối trực tiếp với đất. Tấm đệm còn lại được kết nối với chân 19 trên PIC ở phần mỏng của bo mạch ở mặt dưới. Chân đó là chân đầu vào / đầu ra kỹ thuật số. Bây giờ đây là nơi tôi hơi bối rối, nhưng tôi đã không để nó ngăn cản tôi. Đo hiệu điện thế trên miếng đệm đó, ta được 0,85V. Đó là một chút thấp hơn tôi mong đợi. Tuy nhiên, ngay cả với điện áp thấp hơn dự kiến, nếu tôi tiếp đất miếng đệm đó, nó sẽ kích hoạt bộ kích hoạt. Vì vậy, tôi chỉ cần nghĩ ra một mạch sẽ mở và đóng kết nối này. Một nhiệm vụ hoàn hảo cho một bóng bán dẫn Tôi không biết nhiều về bóng bán dẫn ngoài chúng, theo cách hiểu đơn giản nhất của tôi, một công tắc bật / tắt được điều khiển bằng điện. Bạn đặt đủ điện áp trên đế và điều đó gây ra dòng điện chạy giữa bộ thu và bộ phát. Đó là tất cả những gì tôi biết, và những dự án như thế này sẽ giúp tôi tìm hiểu thêm. Chúng tôi muốn trạng thái bật và tắt, màu đen và trắng, không phải màu xám và chúng tôi muốn điều khiển nó bằng điện áp. Đối với quang trở, một mạch "bật khi trời tối" điển hình sử dụng cái gọi là bộ chia điện áp. Nó sử dụng hai điện trở mắc nối tiếp (một trong số chúng là điện trở quang) và tải của mạch, một đèn trong hầu hết các trường hợp, được kết nối với điểm giữa các điện trở. Điện áp tại điểm đó là một phần nhỏ của điện áp ban đầu dựa trên tỷ lệ của R1 / R2. Đơn giản, phải không? Tôi không nghĩ vậy. Tôi vẫn không thể hiểu được lý do tại sao điều này thậm chí hoạt động, nhưng nó có. Tôi đã học được điều này (và nhiều thứ khác) tại trang web của Hiệp hội Robot, cụ thể là https://www.societyofrobots.com/schearies_photoresistor.shtml. Kiểm tra nó ra. Đồ tốt. Không chỉ đối với những thứ tuyệt vời dành cho robot, mà đối với nhiều thứ về điện, cơ khí và sóng mềm. Tôi đang học, được chứ? Tôi phải cấp nguồn cho mạch cảm biến từ nguồn điện thay vì chỉ từ đệm cảm biến cửa vì đơn giản là không có đủ điện áp / dòng điện trên đệm đó để kích hoạt bóng bán dẫn. Tôi đã cố gắng, ồ, tôi đã cố gắng và tôi không thể làm cho nó hoạt động được. Vì vậy, VCC và GND được kết nối với các cực pin bên trong mô-đun cảm biến nước. SIG được kết nối với một trong các miếng cảm biến cửa. Đảm bảo rằng bạn kết nối nó với điện trở đi đến PIC, không phải kết nối với GND. Để tìm ra điện trở bạn cần cho R2, hãy lấy tờ giấy mà bạn đã viết Rdark và Rlaser ở bước cuối cùng. Thực hiện phép tính này: R2 = sqrt (Rdark * Rlaser), sau đó chọn điện trở gần nhất mà bạn có với giá trị đó. Tụ điện tại C1 là tùy chọn. Tôi đã thêm nó vào bảng của mình trong trường hợp tôi muốn điều chỉnh thời gian phản ứng của trình kích hoạt. Tụ điện này sẽ làm cho kích hoạt chậm trễ một chút. Điều này vừa tốt vừa xấu. Điều tốt là nó bảo vệ bạn khỏi các báo động giả khi, chẳng hạn, người dọn rác đến và tạo ra các rung động trong không khí và mặt đất có thể làm sai lệch tia laser của bạn trong tích tắc. Tụ điện sẽ giữ cho cảm biến không bị vấp. Điều tồi tệ là nếu bạn sử dụng tụ điện quá lớn, kẻ xâm nhập thực sự có thể chạy ngay qua cảm biến của bạn mà không cần tắt nó đi. Tôi thấy rằng một tụ điện 1uF hoạt động khá tốt. Tôi vẫn có thể đi qua cảm biến bằng bút chì mà không cần kích hoạt nó, nhưng tôi nghi ngờ bất kỳ kẻ xâm nhập nào có thể ngay cả khi họ nhận ra tia laser (họ chỉ cần bước qua nó. DOH!) Vì vậy, hãy xem bảng mạch của tôi, được đốt cháy một cách rõ ràng và nhỏ giọt với thông lượng từ tất cả các lần lặp lại của… trên bảng mạch mà nó hoạt động, trên bảng mạch thì không, qua lại, qua lại. Cuối cùng thì nó cũng hoạt động. Cuối cùng. Một lần nữa, cố gắng không cười, nhưng nếu bạn làm vậy, tôi hiểu. Tôi sẽ cười về điều đó vào một ngày nào đó… khi nỗi đau tâm lý bắt đầu vơi đi. Tôi đã thiết lập nó để bảo vệ Cookie Nữ Hướng đạo của tôi khỏi vợ và các con gái của tôi. Vâng, chúng là bạc hà mỏng… như bạn thậm chí phải hỏi…;-) Cập nhật: Vì một số lý do mà mạch đầu tiên không hoạt động đáng tin cậy. Tôi đang thử nghiệm một mạch thứ hai sử dụng một rơ le 3V. Một hình ảnh của mạch đã được tải lên, vì vậy hãy kiểm tra nó. Tôi vẫn chưa xây dựng nó, vì vậy hãy theo dõi để xem điều gì sẽ xảy ra.

Bước 6: Thiết lập nó

Được rồi, đây là những gì tất cả các bạn đã chờ đợi. Ngoại trừ bạn, tôi thấy bạn bỏ qua đến cùng.

Có hai cách bạn có thể kết nối điều này. Laser và cảm biến ở cùng một bên, hoặc laser ở một bên và cảm biến ở bên kia. Dù cách nào cũng hiệu quả. Hãy nói về ưu và nhược điểm của từng cách tiếp cận. Laser và Cảm biến trên cùng một mặt: Ưu điểm: Máy ảnh laser và Cảm biến Laser có thể được cấp nguồn từ cùng một nguồn cung cấp. Chỉ cần đặt cả hai gần một cửa hàng và bạn đã sẵn sàng. Công tắc nguồn trên laser cũng có thể tắt nguồn cảm biến. Đẹp. Điều này cho phép bạn làm những việc nâng cao như sử dụng Mô-đun nguồn để chỉ cấp nguồn cho cảm biến laser nếu một trong các máy ảnh không dây nhìn thấy chuyển động bằng cảm biến Hồng ngoại của nó. Là một kẻ đột nhập, làm thế nào bạn muốn đi bộ đến một ngôi nhà chỉ để nhìn thấy một hệ thống phát hiện laser hoạt động khi bạn đến gần. Thật tuyệt. Nhược điểm: Bạn cần một tấm gương để phản xạ tia laser trở lại cảm biến. Không có gì to tát, nhưng cơ chế của một thứ như vậy là một chút khó khăn. Ngoài ra, gương có thể, và có lẽ sẽ làm biến dạng chùm tia laze. Điều này là do hầu hết các gương đều phản xạ phía sau, có nghĩa là tia laser phải đi qua một lớp kính trước khi bị phản xạ. Ngoài ra, như một vấn đề thực tế hơn, chiếc gương có thể bị bẩn. Tôi đang sử dụng một chiếc gương mà tôi "mượn" từ vợ tôi và nó có vẻ ổn cho đến nay. Tôi có thể sẽ thay thế nó bằng thứ gì đó ít khiến tôi gặp rắc rối hơn. Laser và Cảm biến ở hai phía đối diện: Ưu điểm: Không cần lo lắng về gương, khoảng cách di chuyển cho tia laser ít hơn. Nhược điểm: Cần nguồn điện ở cả hai phía. Bạn có thể cấp nguồn cho mô-đun cảm biến bằng pin AAA như đã thiết kế, nhưng tôi chưa kiểm tra / tính toán dòng điện hiện tại của các sửa đổi của mình nên nó có khả năng làm cạn pin như điên. Trong phần mềm Motorola Homesight, Mô-đun nước được phát hiện và hoạt động như mong đợi. Trong trường hợp này, mô-đun hiển thị "Khô" khi bình thường và "Ướt" khi tia laser bị ngắt. Ngọt!