webdonsk.ruФотоприемник для лазера своими руками
Добавил пользователь Дмитрий К. Обновлено: 06.09.2024
В последнее время лазерные указки получили широкое распространение. Они продаются в магазинах и на радиорынках, а их стоимость невысока. Узконаправленный луч, излучаемый такой указкой, можно использовать в охранной технике.
Этому и посвящена предлагаемая статья.
Внимание! Лазерное излучение опасно для глаз и может вызвать повреждение кожного покрова. При работе с источниками лазерного излучения избегайте попадания луча на людей.
Инфракрасные лазеры с их невидимым излучением широко используются в профессиональных охранных системах. К сожалению, радиолюбители располагают пока лишь одной разновидностью лазерного излучателя - указкой красного свечения.
Она имеет небольшую мощность излучения, не более нескольких милливатт, безопасна для людей и животных, однако не рекомендуется направлять лазерное излучение непосредственно в глаза.
Излучение лазерной указки в импульсном режиме настолько малозаметно, что в скрытности она мало уступает инфракрасным излучателям, а в части юстировки системы имеет перед ними явное преимущество.
Схема импульсного излучателя на базе лазерной указки показана на рис. 1. Частоту следования вспышек лазера задает генератор, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2. При указанных на схеме номиналах эта частота примерно равна 5 Гц. За счет дифференцирующей цепи С2RЗ на выходе элемента DD1.4 формируются короткие импульсы длительностью 10 мкс.
Эти импульсы открывают до насыщения транзистор VТ1, и лазер BI1 формирует вспышки такой же длительности.
Для снижения общего энергопотребления излучателя введен резистор R6, понижающий напряжение питания микросхемы DD1 до 3 В. Тумблер SA1 предназначен для включения режима непрерывного излучения при юстировке.
Устройство собрано на печатной плате (рис. 2) из двусторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм Фольгу под деталями используют лишь в качестве общего провода. Соединения с ней выводов конденсаторов, резисторов и других элементов показаны зачерненными квадратами; квадратом со светлой точкой в центре показано “заземление" вывода 7 микросхемы DD1.
Рис. 1. Принципиальная схема лазерного передатчика - модулятора.
Все резисторы - МЛТ-0,125. Конденсаторы С1 и С2 - КМ-6, С3 и С4 - К53-30.
Лазерную указку нужно укоротить. Отступив от “окна" на 18 мм (конусообразный наконечник вообще удаляют) аккуратно опиливают ее корпус по кругу и отделяют батарейную часть. Со ставшей теперь доступной платы лазера демонтируют кнопку, а излишек платы откусывают (рис. 3).
Все конструктивные элементы излучателя монтируют на пластине 51x30 мм, вырезанной из листового ударопрочного полистирола толщиной 1,5. .2 мм (рис. 4).
Здесь: 1 - лазер в гнезде-обойме; 2 - перегородка для батареи питания; 3 - печатная плата; 4 - наклеенный на перегородку фиксатор печатной платы (две полоски полистирола); 5 - приклеенная к основанию полистироловая опора высотой 10 мм с резьбой под винт М2. Высота деталей на плате должна быть меньше 10 мм.
Рис. 2. Печатная плата передатчика для охранной лазерной сигнализации.
Корпус излучателя изготавливают из того же полистирола в виде открытой коробки. Габариты полностью смонтированного прибора - 56x34x19 мм.
Средний ток, потребляемый импульсным лазерным излучателем, не превышает 10 мкА. При этом импульсный ток в самом лазере - 25. 30 мА. Подбором резистора R7 этот ток может быть изменен, в частности увеличен.
При расчете импульсного тока нужно иметь в виду, что последовательно с резистором R7 включен резистор сопротивлением 50. 60 Ом, “впечатанный" в саму плату лазера (см рис 3).
Рис. 3. Подключение лазерной указки.
Рис. 4. Корпус охранного устройства на лазерной указке.
Рис. 5. Схема приемника для лазерной сигнализации.
Источником питания излучателя служит 6-вольтная батарея типа 476. Батареи этого типоразмера (013x25,2 мм) имеют емкость от 95 (алкалиновые) до 160 мАч (литиевые) и способны обеспечить непрерывную его работу по меньшей мере в течение года.
Выводы к батарее лучше припаять, поскольку в охранной технике контакт прижимом не обеспечивает достаточной надежности. При столь малом энергопотреблении нет нужды и в выключателе питания (тоже, кстати, весьма ненадежном элементе). Излучатель сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания до 4,5 В. Конечно, при этом уменьшается и яркость луча.
Принципиальная схема приемной головки, реагирующей на короткие вспышки лазерного излучателя, показана на рис. 5. Здесь BL1 - фотодиод, обладающий достаточным быстродействием и чувствительностью. Время его включения-выключения должно быть в 5. 10 раз меньше длительности вспышки. Ряд подходящих фотодиодов приведен в таблице.
В ответ на каждую вспышку лазера на выходе микросхемы DA1 (вывод 10) возникает единичный импульс, пригодный для непосредственного управления КМОП-микросхемами.
Конструктивно головку рекомендуется выполнить в виде выносного блока. Чертеж печатной платы показан на рис. 6. Резистор R1 - МЛТ-0,125; конденсаторы С1 и С2 - КМ-6, С3 - К53-30, С4 - любой оксидный подходящих размеров.
Корпус головки должен быть светонепроницаемым. Его можно склеить из черного ударопрочного полистирола. Во избежание боковой подсветки к “окну” фотодиода рекомендуется приклеить бленду.
Рис. 6. Печатная плата лазерного приемника.
Ее можно изготовить в виде “колодца" квадратного сечения из того же полистирола. Фотодиод можно закрыть красным светофильтром: он мало ослабит излучение лазера. Для защиты от сильных электрических наводок головку нужно заключить в металлический экран.
Головка имеет низкое выходное сопротивление и может быть связана с прочими элементами фотоприемника тонким трехпроводным шнуром длиной 1. 2 м. При установке вне помещения она должна быть защищена от непогоды. Потребляемый головкой ток не превышает 1,5 мА (при напряжении питания 6 В).
При юстировке системы лазер переводят в режим непрерывного излучения и наводку луча осуществляют визуально. Чтобы не расходовать энергию батареи GB1, на время настройки можно воспользоваться внешней 6-вольтной батареей.
Нет нужды говорить о том, что лазерный излучатель, работающий в охранной системе, должен быть не только точно наведен, но и “намертво” закреплен в выставленной позиции (если в системе есть зеркала, то это относится и к ним).
Хотя это не значит, что луч лазера вообще не может отклоняться. Опыт показывает, что вспышку лазера можно зарегистрировать и по его излучению, рассеянному под малыми углами. Надежно фиксировались, например, вспышки лазера, удаленного на 50 м, если головка оставалась в круге диаметром 35 см.
Сегодня расскажу, как можно собрать лазерную сигнализацию использую минимально количество компонентов.
Статья будет полезна начинающим, юным и просто радиолюбителям. Эксперты и мега мозги проходите мимо, даже время не буду на вас тратить.
Комплектующие
Все компоненты заказывал из Китая. Схемку собирал еще в 2017 году, тогда только начинал знакомиться с паяльник, поэтому в наличии ничего не было.
Мне понадобились:
1. Тиристор BT169D
2. Фоторезистор
3. Конденсатор 1 мкф
4. Резисторы 160 Ом и 47 К
5. Светодиод или пищалка
6. Лазер
7. Макетная плата
Схема
Схему рисовал в картинках, ни каких ГОСТов не использовал. За это не судите строго? Одна обычная, а вторая такая же, но дополнена еще пищалкой.
Как и любой тир это устройство состоит из двух частей: оружие (можно использовать любой игрушечный пистолет) и мишень. А приставку ФОТО он получил потому что в качестве "пули" у нас будет использоваться лазерный луч.
Схема лазерного пистолета для фототира
Источником лазерного излучения здесь служит обыкновенная лазерная указка.
Но вот только схема включения у нее довольно хитрая: луч будет включаться лишь на короткое время. Это сделано для того чтобы исключить возможность просто "нащупать" мишень лучем.
Как видно по схеме- когда курок (кнопка пуск) отпущен, то лазер не светит, но происходит заряд конденсатора C1. При нажатии на кнопку "огонь" заряженный конденсатор подключится к лазеру. Но так как связь с источником тока прервется, то луч будет светить лишь пока конденсатор не разрядится.
Схема мишени для фототира
Фотомишень состоит из трех частей:
Фотоэлемент , который и будет принимать сигнал (он, естественно, должен размещаться в центре мишени),
Ждущий мультивибратор на элементах DD1.1 и DD1.2,
и Генератор на элементах DD1.3 и DD1.4.
При попадании лазера на фотоприемник он откроется и запустится ждущий мультивибратор (примерно на 2 секунды).
Пока ждущий мультивибратор работает, на его выходе (вывод 3), будет присутствовать логическая единица и включится звуковой генератор- пьезоизлучатель издаст звук.
Настройка устройства сводится лишь к двум моментам:
Можно будет подобрать емкость конденсатора в пистолете чтобы обеспечить нужное время срабатывания а в мишени пр помощи резистора R1 установить чувствительность.
Далее, снимаю с него механизм перемещения головок и удаляю паковочный, магнитный штырь.
Припаиваю к электромагнитной катушке два провода
Распиливаю корпус жесткого диска на две части
Из двух латунных стоек и алюминиевого лепестка, собираю держатель зеркала
Выпиливаю зеркало из алюминиевого диска от этого же HDD и приклеиваю его цианакрилатным клеем к гальванометру
Проделываем все тоже самое со вторым HDD и соединяем оба гальванометра между собой под углом 90°
Проектор собран, теперь подключаем его электромагниты к любому двухканальному усилителю мощностью не менее 3 Ватт и подаем на вход музыку.
Мы видим классную, лазерную светомузыку. Она рисует невероятные картинки в такт с аудио треками, на которые можно смотреть не отрываясь. Что самое удивительное , а то что изображения как живые и не повторяются от трека к треку.
Теперь пробую включить с бесплатным софтом в режиме проектора и тут меня ждало разочарование. Без постоянной составлявшей с выхода звуковой карты невозможно отобразить хороших изображений или анимацию. Так как через разделительные конденсаторы не возможно удерживать гальванометр в одном положении и он сразу стремится вернуться в среднее положение. Также ему требуется обратная связь. И еще нужно обеспечивать гашения луча, то есть отключать лазер на момент возврата в начальное положение. Для переделки нужна USB звуковая карта как минимум на 4 канала. Внешней звуковой карты у меня нет и я решил продолжать свои эксперименты после того как она ко мне приедет.
На этом я временно приостанавливаю проект, до получения нужных компонентов.
Так как в лазерных проекторах я не специалист, то жду от Вас помощи и консультаций.
Arduino & Pi
1.1K постов 18.5K подписчик
Правила сообщества
В нашем сообществе запрещается:
• Добавлять посты не относящиеся к тематике сообщества, либо не несущие какой-либо полезной нагрузки (флуд)
• Задавать очевидные вопросы в виде постов, не воспользовавшись перед этим поиском
• Рассуждать на темы политики
Кот следящий за этим шоу:
Говно это, а не проектор, если объективно, нахуй ненужная куцая самоделка с громким заголовком, проектор у него, блядь.
iirc, там для серва головы деситтно надо постоянку, так что что-то типа R-2R матрицы с LPT будет в самый раз. или опять же, сделать отвод на этот проектор до выходных фильтрующих кондёров УНЧ. Может, колонки какие простенькие есть для экспериментов?
для проектора просто крути пластинки с постоянной частотой. горизонтальную можно разогнать до 7200 вертикальная 20 и можно показывать кино.
Ну вот придется и мне делать такое =) Только думается мне надо ардуину прикрутить к этому. Можно будет и лазером управлять и выставлять нужные положения зеркал. Шимом поидее задать положение можно, только фильтр поставить в виде конденсатора. Как будет время попробую повторить.
Светомузыка реально крутая получилась!
Это что то новое
Сложности установки конечных выключателей на 2 осевой ЧПУ на Arduino
При установке конечных выключателей на самодельные 2-х осевые станки, такие как ЧПУ плоттер или лазерно-гравировальный станок, возникают некоторые сложности.
Связано это с тем, что прошивка GRBL предназначена для 3-х осевых станков, и первым делом она ищет конечный выключатель на оси Z.
Поэтому для корректной работы прошивки нам понадобится немного отредактировать ее.
О том как это сделать вы сможете прочитать в моей статье, так же вы найдете все инструкции и файлы для скачивания: Установка и настройка конечных выключателей на 2 осевой ЧПУ станок – GRBL.
Надеюсь моя информация будет полезной.
Спасибо! Всем добра!
Волнистый, зигзагообразный, косой или прямой
В комментариях я упомянул что разрабатываю лазер для вывода чертежей, но, к сожалению, на тот момент мой проектор был в ремонте.
Теперь же он снова стоит на своем законном рабочем месте и может пустить волну, во всех смыслах.
Дабы не играть в "если понравится — напишу еще", постараюсь ответить на типичные вопросы, которые мне задают клиенты или те кто узнает чем я занимаюсь. Вы конечно же задавайте вопросы в комментариях. Буду рад ответить или спроецировать ваш чертеж. Все это для меня практика и возможность уложить и собрать свой опыт в кучу.
Дисклеймер: У меня дислексия. Орфографию я подтягиваю плагинами к браузеру (LanguageTool), однако в тексте все равно могу встречаться баги в виде пропущенных слов или неправильного времени. Будьте уверены, я перечитал этот текст 5–10 раз и все равно пропустил оное. Так устроен мой мозг.
Короче вот этот парень.
Стреляет из глаз энергией хаоса
Ты не доживёшь до рекламной паузы (с) Электрослабость — Леонид.
Зачем оно надо?
Вот нарисовали вы загогулину. Теперь эту загогулину нужно вывести в реальный физический мир и как то вырезать, обварить, сточить, обстругать или как то по-другому надругаться над материалом.
Для этого существует различные методы: Традиционная линейка и карандаш, ЧПУ, изготовление лекал и можно светить обычным проектором (что не так плохо как кажется).
Безусловно, идеальный вариант — роботизировать процесс, но это далеко не всегда возможно или целесообразно.
Для примера возьмем этот натяжной потолок из трех фигур (пример с нашего производства). Что бы его вырезать "по-старинке" нужно нанести около 118 точек (крестики) на полотно. Каждая точка на плоскости это 2 замера по осям XY, то есть 236 замеров минимум, в которых желательно не запутаться. Как и не запутаться потом какая точка с какой связана.
Что бы вырезать на ЧПУ нужно от 1,5 млн, оператора и попутный ветер (я не знаю еще ни одного удачного запуска).
И это не самый сложный потолок.
Такие замеры раньше занимали по 20-30 минут и все равно ошибались. Сейчас 2-3 минуты и процент брака больше на простых потолках, которые кроятся без лазера.
Что, прям точно-точно выводит?
Точнее да, но это на идеально плоскую поверхность в вакууме. В реальной жизни мы сталкиваемся с двумя бессердечными суками: Геометрией и физикой.
Первая говорит: Величина проекции луча на плоскость, зависит от угла падения.
Вторая: А есть еще преломление воздуха, поверхности и механическое воздействие на поверхность весом раскройщика.
Короче каждый отдельный случай нужно рассматривать и смотреть что и как. Ширина луча начинается от пары миллиметров и бывало доходила до трех сантиметров, в некоторых "экстремальных" случаях (Клиент был заранее предупрежден. Его устраивало).
Вредно для глаз?
Это же лазер. Он жжется. Но данный не сильно мощный. И если не спорить с мужиками на бутылку кто дольше сможет смотреть в пучек излучателя, то ничего не будет. Я работаю с ними уже 4й год и все еще 1,1.
Если свести три излучателя в точку, то прожигает лист бумаги.
Полезных эффектов пока тоже не обнаружил. Нет, коррекцию сделать нельзя.
А почему ты сказал что разрабатываешь? Ведь уже есть аналоги. Копировать-вставить, не?
Аналоги есть — немецкие LAPLazer, Faro и Z-Laser (есть еще, но эти самые видные). Мы обзванивали как то их представительства и минимальный проект начинался от 1,6 млн рублей. Их софт совместим только с их устройствами. И его не скачать с торрента.
Короче я их даже лизнуть не могу. Не то что бы посмотреть как это все работает.
Поэтому в 17 году мы купили устройство в Симферополе и так начался мой путь. Изначально с костылями и бубном, а завертелось все в 2020: мне было нехер делать и я начал все писать с нуля и дописался до софта отвечающим всем требованиям и обладающим большой гибкостью.
Всем привет!
Сегодня публикую короткую статью о том, как я из старых жестких дисков собирал лазерный проектор. Который получился не очень интересным, а вот визуализатор звука, на удивление вышел потрясающим.
Если Вам интересны подробности, то смотрите видео или читайте статью под катом.
У меня в хламе давно валялись и занимали место, два неисправных жестких диска от известного бренда WD. И вот настало время воплотить свою старую идею в жизнь, попробовать собрать лазерный проектор из них. Так как считывающая головка HDD — это есть ничто иное как гальванометр и она как раз идеально подойдет для перемещения зеркала в заданную позицию одной оси.
Вооружившись инструментом приступаю к выполнению задуманной цели.
Для этого я сначала разбираю жесткие диски.
Далее, снимаю с него механизм перемещения головок и удаляю паковочный, магнитный штырь.
При помощи тестера или визуально, находим контакты к которым приходят проводники от электромагнитной катушки и припаиваем к ним провода.
Для уменьшения габаритов устройства, я распиливаю корпус жесткого диска на две части
Для того, что бы закрепить зеркала, я из двух латунных стоек и алюминиевого лепестка, собираю держатели для них.
Выпиливаю зеркало из алюминиевого диска от этого же HDD. Его размер получился 35 x 10 мм. Приклеиваю эти зеркала цианакрилатным клеем к гальванометру. При вклеивании учтите, что клей схватывается моментально. Лучше сначала установить зеркало в паз, а потом капнуть каплю клея в место соединения.
После того как собраны 2 гальванометра, я их соединяю на уголки от оконных рам, под углом 90°. Для этого пришлось просверлить по 2 отверстия в алюминиевом основании и закрепить к ним уголки
Установил китайский лазер, он очень слабенький и при дневном свете его слабо видно. Но для темного помещения вполне хватает.
Механическая часть проектора собрана, теперь подключаем его электромагниты к двухканальному усилителю мощности PAM8610. Мне быстрее хотелось проверить мое устройство в деле и я решил подать на вход усилителей музыку. И о чудо! Я увидел красивое зрелище, словно в одно мгновения я очутился в ночном клубе или на концерте своей любимой рок группы. Получилась крутая лазерная цветомузыка. Она рисует невероятные картинки в такт с музыкой, на которые можно смотреть не отрываясь. Что самое удивительное, то что получаемые изображения на столько разнообразные и не повторяются от трека к треку.
Теперь пробую включить с бесплатным софтом в режиме проектора и тут меня ждало разочарование. Без постоянной составлявшей с выхода звуковой карты невозможно отобразить хороших изображений или анимацию. Так как через разделительные конденсаторы все углы округляются, не возможно удерживать гальванометр в одном положении и он сразу стремится вернуться в среднее положение. Также гальванометрам требуется обратная связь, для удержания нулевой точки. И еще нужно обеспечивать гашения луча, то есть отключать лазер на момент возврата в начальное положение. Для переделки потребуется USB звуковая карта как минимум на 4 канала. Внешней звуковой карты у меня пока нет и я решил продолжать свои эксперименты после того как она ко мне приедет.
Используемый бесплатный софт:
Редактор ild файлов — Samogon_Laser_Editor
Проигрыватель ild файлов и анимации — LFI_Player
На этом я временно приостанавливаю проект, до получения нужных мне компонентов.
Так как в лазерных проекторах я не специалист, то жду от Вас помощи в виде консультаций.
Спасибо, что дочитали мою статью. Если у Вас остались вопросы, я с удовольствием на них отвечу.
Читайте также: