Sensor de rayo láser de Xanboo / Homesite: 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Quiero un sensor de rayo láser estilo Hollywood para jugar. El problema es que tengo un montón de cámaras y sensores Motorola Homesight, ¡pero ninguno de ellos tiene láser! Este proyecto documenta mis pruebas, fallas y éxitos en la construcción de un sensor láser a partir de piezas de repuesto que no iba a usar mientras conseguía que el software Motorola Homesight reconociera el sensor casero. Los productos de seguridad para el hogar del consumidor de Motorola Homesight son una versión renombrada de los productos Xanboo. Son prácticamente idénticos.

Destriparé la cámara y usaré la carcasa de plástico para montar el láser. Como destruiré la cámara, decidí usar una de las cámaras "cableadas". Las cámaras inalámbricas siguen siendo bastante útiles para mí, así que las he puesto fuera de los límites de mis proyectos … por ahora. El sensor de agua se utilizará como una interfaz de contacto / sin contacto en el sistema Homesight. Usé un sensor de agua en lugar de un sensor de puerta o de temperatura porque realmente no perderé nada si lo freí durante mi experimentación. Todavía encuentro útiles los sensores de puerta y temperatura. El desafío es construir un circuito pequeño que pueda abrir o cerrar los contactos del sensor en función de la presencia / ausencia de la luz láser y apretar ese circuito en el compartimiento de la batería del agua … eh … quiero decir, sensor láser. Debo mencionar que usaré un láser arrancado de un nivel láser realmente barato que encontré en liquidación por ~ $ 0.50. Barato. Obtienes lo que pagas cuando se trata de láseres. En este caso, eso es bueno. Si conecta un láser realmente poderoso a esto, quemará su sensor, su casa, la casa de sus vecinos, potencialmente incendiando su sensor, su casa, la casa de su vecino. Demonios, es posible que tengas la suerte de cegar a tu intruso o cortarle las piernas a la altura de la rodilla, o quemar el pelo del gato del vecino, etc. Sin embargo, los riesgos superan las recompensas, así que usa tu típico láser estilo puntero láser. K?

Paso 1: Destripar la cámara, montar el láser

No estoy seguro de tener que profundizar en cómo desmontar los plásticos en la cámara. Es bastante sencillo. La carcasa de la cámara tiene mucho potencial que no aprovecharé de inmediato. El orificio de la lente es perfecto para montar un láser extraído de un puntero láser, nivel láser o láser lo que sea. Hay muchas fuentes baratas de láseres rojos, así que no entraré en eso, pero ese orificio de la lente es desde donde disparará el láser. La sección blanca debajo del orificio de la lente es una lente transparente infrarroja para el sensor de movimiento infrarrojo pasivo de la cámara. Lo arranqué antes de darme cuenta de lo útil que podría ser esto en el futuro. (Pensando en láseres infrarrojos invisibles… la seguridad de los ojos podría ser un problema…) Así que, de todos modos, saque la cámara, asegurándose de no dañar la carcasa de plástico. Luego, pega el láser en su lugar con pegamento caliente. Suelde algunos cables más largos en el láser, envuelva las juntas de soldadura con cinta aislante o tubo termorretráctil y luego pase los cables a través del orificio provisto y por el cuello de la carcasa de la cámara. Por cierto, la placa de circuito de la cámara en sí es bastante ordenada. El conector hace pensar que es una conexión de s-video, pero no lo es. Las clavijas del conector son para el video compuesto, el audio mono analógico y el disparador del sensor de movimiento (oh, y también para la alimentación y la tierra). Muy útil, así que lo metí en una bolsa, lo etiqueté y lo arrojé al armario para algún otro proyecto, más adelante, en el futuro, en algún momento … honesto … ¿creerías que mi esposa me está poniendo los ojos en blanco? ¿ahora? De acuerdo, de vuelta a la pista. ¿Cómo encender el láser? Sigue leyendo.

Paso 2: Encendido del láser y otras cosas

Bueno, el único problema con las cámaras con cable es que no tienen ningún mecanismo conveniente para aplicar energía. Afortunadamente, hay un soporte desmontable que viene con los módulos de la cámara inalámbrica que tiene un conector de alimentación, un interruptor de encendido y un LED de encendido. Si abre la parte inferior, es bastante fácil modificar esta base para encender el láser. El problema, sin embargo, es que las verrugas de pared que vienen con el equipo Homesight son de 9V y 12V. Dado que el láser funciona con aproximadamente 3,3 V (3 pilas de botón), tendré que hacer algo al respecto para que no queme el láser antes de que mi intruso golpee. ~ 3.3V? Bueno, usas un circuito regulador de voltaje, por supuesto. Buscando un poco en Google, encontré un tutorial en https://www.sparkfun.com/ sobre cómo construir una fuente de alimentación de tablero. Perfecto para mis necesidades. Lo adapté un poco para reducir los componentes, grabé mi propia PCB (abundan los tutoriales sobre este tema) y, ¡VOILA! una fuente regulada de 3.3VDC.

Paso 3: El agua … eh … quiero decir, el sensor láser

¿Cómo se convierte un sensor de agua en un sensor láser? Bueno, la tecnología subyacente es la misma. Es un sensor simple de "cierre de contacto" mediante el cual el sensor se activa cuando el circuito entre dos contactos está cerrado. Para un sensor de agua, la conductividad del agua cierra el circuito entre las dos sondas y activa el sensor. Para un sensor láser, tenemos que descubrir cómo cerrar los contactos con un rayo de luz roja. Aquí es donde tendrás que prestar mucha atención a las imágenes. No soy una persona terriblemente descriptiva, así que trabaja conmigo aquí… La Figura 1 muestra un sensor de agua abierto roto. En realidad, la gran mayoría de los sensores de este factor de forma en la línea Motorola son prácticamente idénticos a este. La diferencia es que la tecnología de detección está poblada de manera diferente. Entonces, aquí está lo bueno. ¿Ves esas almohadillas de sensor de puerta? Si los conectas con un cable, el sensor se dispara, los desconectas, se reinician. ¿Ves cómo es un sistema de tipo cierre de contacto? Entonces, ¿cómo se consigue un láser para salvar esa brecha? Con sensor de luz. Siga leyendo y le mostraré cómo construir uno.

Paso 4: construcción del sensor láser

Entonces, hay estas cosas ingeniosas que encontré en Radio Shack llamadas Photoresistors. A veces se les llama resistencias sensibles a la luz (o LSR). Cambian la resistencia según la cantidad de luz que ven. Los diferentes fotorresistores tienen diferentes valores, por lo que, a menos que tenga la suerte de usar exactamente los mismos que yo, le sugiero que mida su resistencia alta y baja. Te diré cómo en un segundo, pero lo primero es lo primero. Usemos a uno de estos tipos para hacer un sensor. Primero, busque un bolígrafo. ¿Sabes, del tipo que robas en las habitaciones de hotel? ¿Del tipo que usaste para escupir fajos en la escuela primaria? Sí, esos. Desmonte el bolígrafo y deseche la tapa y el cartucho de tinta. Esto te deja con el tubo y el pequeño tapón al final. Saque el enchufe porque aquí es donde va el fotorresistor. Estire las patas del fotorresistor y deslícelo en el tubo aproximadamente 1/2 pulgada. Doble los cables del fotorresistor alrededor del borde del tubo. Vuelva a colocar el enchufe en su lugar, fijando los dos cables entre el lado del tubo y el enchufe. ¡Felicitaciones! Acaba de hacer un fotosensor. Algunas notas … Primero, no es necesario que el bolígrafo sea negro, pero si no lo es, enrolle un poco de cinta aislante alrededor del tubo. De hecho, incluso si es negro, enrolle un poco de cinta aislante alrededor del tubo. La idea es que solo la luz que entra por el extremo del tubo llegue al fotorresistor. Los bolígrafos blancos, en particular, hacen pasar la luz por los lados del tubo. Tengo que poner fin a eso porque provocará lecturas falsas más adelante. Además, aquí es donde si tiene un láser que es demasiado potente, quemará su fotoresistor. Apéguese a los punteros láser baratos y estará bien. Una vez que esto funcione de manera confiable, planeo experimentar con longitudes de tubo más cortas. Tener un tubo de 5 "como sensor no es muy flexible. Con algunos ajustes, me gustaría reducirlo a 1" y en la cámara … eh … cabezal láser. Ahora, la siguiente parte es importante y espero que Tenga un ohmímetro a mano. Tome su ohmímetro y conéctelo a los cables de la fotocélula. Vamos a tomar lecturas de la resistencia del fotorresistor en completa oscuridad y en condiciones de luz láser. Primero, oscuridad. En lugar de poner su dedo sobre el extremo del sensor (su piel en realidad sangra una gran cantidad de luz), péguelo con cinta adhesiva y tírelo en un cajón. Toma la lectura de tu ohmímetro. Debe ser un número muy alto, así que asegúrese de que su medidor esté configurado correctamente. Mi fotocélula excedió los 2, 000, 000 ohmios en completa oscuridad, lo que superó mi medidor, así que lo llamé 2MOhms. ¡Escríbelo! Rdark = 2MOhms A continuación, tome su cámara láser y dirija el láser hacia el extremo abierto del sensor. Tome su lectura como la resistencia más baja medida. Va a ser bastante bajo, así que acércate. Mi lectura fue de alrededor de 100 ohmios. ¡Escríbelo! Rlaser = 100Ohms ¿Por qué estoy haciendo esto? Buena pregunta, pero todavía no puedo decírtelo, tendrás que leer el siguiente paso. Te daré una pista, divisor de voltaje.

Paso 5: Creación del cierre de contactos

Aquí es donde no estoy muy seguro de haber hecho esto correctamente. Todo lo que sé es que funciona y eso debe significar que mis matemáticas están al menos cerca. Doy la bienvenida a los comentarios sobre esta parte, bueno, realmente agradezco los comentarios sobre cualquier parte, pero esta en particular. ¿Recuerdas la placa de circuito de cierre de agua? Bueno, decidí usar las almohadillas del sensor de la puerta para conectar mi sensor. Entonces, esto es lo que estamos tratando: una de las almohadillas está conectada directamente a tierra. La otra almohadilla está conectada al pin 19 en el PIC en la parte delgada de la placa en la parte inferior. Ese pin es un pin de entrada / salida digital. Aquí es donde estoy un poco confundido, pero no dejé que eso me detuviera. Midiendo el voltaje en esa almohadilla, obtengo 0.85V. Eso es bastante más bajo de lo que esperaba. Sin embargo, incluso con el voltaje más bajo de lo esperado, si conecto a tierra esa almohadilla, se activa el gatillo. Entonces, solo necesito diseñar un circuito que abra y cierre esta conexión. Una tarea perfecta para un transistor. No sé mucho sobre transistores aparte de que son, según mi entendimiento más simple, un interruptor de encendido / apagado controlado eléctricamente. Pones suficiente voltaje en la base y eso hace que la electricidad fluya entre el colector y el emisor. Eso es todo lo que sé, y sus proyectos como estos que me ayudarán a aprender más. Ahora, podríamos conectar el fotosensor al transistor, pero no obtendríamos el efecto que buscamos, las resistencias limitan la corriente, no el voltaje. Queremos estados de encendido y apagado, blanco y negro, no tonos de gris y queremos controlarlo con voltaje. Para los fotorresistores, un circuito típico que se "enciende cuando está oscuro" usa lo que se llama un divisor de voltaje. Utiliza dos resistencias en serie (una de ellas es la fotorresistencia) y la carga del circuito, una luz en la mayoría de los casos, se conecta al punto entre las resistencias. El voltaje en ese punto es una fracción del voltaje original basado en la proporción de R1 / R2. Simple, ¿verdad? No lo creo. Todavía no puedo entender por qué esto funciona, pero funciona De todos modos, la base del transistor está conectada al punto entre las resistencias. Aprendí esto (y muchas otras cosas) en el sitio web de Society of Robots, específicamente https://www.societyofrobots.com/schematics_photoresistor.shtml. Echale un vistazo. Buen material. No solo para las cosas de robots, que son excelentes, sino para muchas cosas eléctricas, mecánicas y de guerra sofisticada, así que eche un vistazo a mi esquema y trate de no reírse. Estoy aprendiendo, ¿de acuerdo? Tengo que alimentar el circuito del sensor desde una fuente de alimentación en lugar de solo desde la almohadilla del sensor de la puerta porque simplemente no hay suficiente voltaje / corriente en esa almohadilla para activar el transistor. Lo intenté, oh, lo intenté y no pude hacer que funcionara. Entonces, VCC y GND están conectados a los terminales de la batería dentro del módulo del sensor de agua. SIG está conectado a una de las almohadillas del sensor de la puerta. Asegúrate de conectarlo al que va al PIC, no al que va a GND. Para averiguar qué resistencia necesitas para R2, toma el papel en el que escribiste Rdark y Rlaser en el último paso. Haga este cálculo: R2 = sqrt (Rdark * Rlaser), luego elija la resistencia más cercana que tenga a ese valor. El condensador en C1 es opcional. Lo agregué a mi tablero en caso de que quisiera ajustar el tiempo de reacción del gatillo. Este condensador hará que el disparador se retrase un poco. Esto es bueno y malo. Lo bueno es que te protege de falsas alarmas cuando, digamos, el basurero llega y crea vibraciones en el aire y en el suelo que podrían desalinear tu láser por una fracción de segundo. El condensador evitará que el sensor se dispare. Lo malo es que si usa un condensador demasiado grande, su intruso podría pasar directamente a través de su sensor sin activarlo. Descubrí que un condensador de 1uF funcionaba bastante bien. Todavía podría pasar a través del sensor con un lápiz sin dispararlo, pero dudo que cualquier intruso pudiera incluso si fueran conscientes del láser (simplemente pasarían por encima de él. ¡DOH!) Entonces, eche un vistazo a mi placa de circuito, quemado hasta quedar crujiente y goteando con el flujo de todas las iteraciones de… en la placa de pruebas funciona, en la placa de circuito no funciona, de ida y vuelta, de ida y vuelta. Finalmente funciona. Finalmente. Nuevamente, trate de no reírse, pero si lo hace, lo entiendo. Me reiré de eso algún día … cuando el dolor psicológico comience a desvanecerse. Como sea, entonces funciona. Lo tengo configurado para proteger mis Girl Scout Cookies de mi esposa e hijas. Sí, son mentas finas … como incluso tienes que preguntar …;-) Actualización: Por alguna razón, el primer circuito no funciona de manera confiable. Estoy probando un segundo circuito que usa un relé de 3V. Se ha subido una imagen del circuito, así que échale un vistazo. Aún no lo he construido, así que estad atentos para ver qué sucede. Más información sobre cómo lo configuré en la siguiente sección.

Paso 6: Configurarlo

Bien, esto es lo que todos ustedes estaban esperando. Excepto por ti, te vi saltar hasta el final.

Hay dos formas de conectar esto. Láser y sensor en el mismo lado, o láser en un lado y sensor en el otro. De cualquier manera funciona. Hablemos de los pros y los contras de cada enfoque. Láser y sensor en el mismo lado: Ventajas: la cámara láser y el sensor láser se pueden alimentar con el mismo suministro. Simplemente coloque ambos cerca de una toma de corriente y listo. El interruptor de encendido del láser también puede apagar el sensor. Bonito. Esto le permite hacer cosas avanzadas como usar un módulo de energía para encender el sensor láser solo si una de las cámaras inalámbricas detecta movimiento con su sensor de infrarrojos. Siendo un intruso, ¿cómo le gustaría caminar hasta una casa solo para ver un sistema de detección láser armarse a medida que se acerca? Mola mucho. Contras: necesita un espejo para devolver el láser al sensor. No es gran cosa, pero la mecánica de tal cosa es un poco complicada. Además, el espejo puede, y probablemente lo hará, distorsionar el rayo láser. Esto se debe a que la mayoría de los espejos son reflectantes, lo que significa que el láser debe atravesar una capa de vidrio antes de reflejarse. Además, como cuestión más práctica, el espejo podría ensuciarse. Estoy usando un espejo que "tomé prestado" de mi esposa y parece estar bien hasta ahora. Es probable que lo reemplace con algo menos probable que me meta en problemas. Láser y sensor en lados opuestos: Ventajas: Sin espejos de los que preocuparse, menos distancia recorrida por el láser. Contras: Necesita una fuente de alimentación en ambos lados. Podría alimentar el módulo del sensor con las baterías AAA como se diseñó, pero no he probado / calculado el consumo de corriente de mis modificaciones, por lo que podría pasar por las baterías como loco. En el software Motorola Homesight, se descubre el módulo de agua y funciona como se esperaba. En este caso, el módulo muestra "Seco" cuando es normal y "Mojado" cuando el láser se ha interrumpido. ¡Dulce!