Xanboo/Homesite Laser Break Beam Sensor: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Saya ingin sensor sinar laser gaya Hollywood untuk dimainkan. Masalahnya adalah saya memiliki setumpuk kamera dan sensor Motorola Homesight, tetapi tidak ada yang memiliki laser! Proyek ini mendokumentasikan percobaan, kegagalan, dan keberhasilan saya dalam membangun sensor laser dari suku cadang yang tidak akan saya gunakan saat mendapatkan perangkat lunak Motorola Homesight untuk mengenali sensor buatan sendiri. Produk keamanan rumah konsumen Motorola Homesight adalah versi rebranded dari produk Xanboo. Mereka hampir identik.

Saya akan membersihkan kamera dan menggunakan wadah plastik untuk memasang laser. Karena saya akan menghancurkan kamera, saya memutuskan untuk menggunakan salah satu kamera "berkabel". Kamera nirkabel masih cukup berguna bagi saya, jadi saya telah membatasinya untuk proyek saya…untuk saat ini. Sensor air akan digunakan sebagai antarmuka kontak/tanpa kontak ke dalam sistem Homesight. Saya menggunakan sensor air daripada sensor pintu atau suhu karena saya tidak akan kehilangan apa pun jika saya menggorengnya selama eksperimen saya. Saya masih menemukan pintu dan sensor suhu berguna. Tantangannya adalah membangun sirkuit kecil yang dapat membuka atau menutup kontak sensor berdasarkan ada/tidaknya sinar laser dan menekan sirkuit itu ke dalam kompartemen baterai air…eh…maksud saya, sensor laser. Saya harus menyebutkan bahwa saya akan menggunakan laser yang dirobek dari tingkat laser yang sangat murah yang saya temukan pada izin untuk ~$0,50. Murah. Anda mendapatkan apa yang Anda bayar ketika berhadapan dengan laser. Dalam hal ini, itu hal yang baik. Jika Anda menghubungkan laser yang sangat kuat untuk ini, Anda akan membakar sensor Anda, rumah Anda, rumah tetangga Anda, berpotensi membakar sensor Anda, rumah Anda, rumah tetangga Anda. Heck, Anda mungkin cukup beruntung untuk membutakan penyusup Anda atau memotong kakinya di lutut, atau membakar rambut kucing tetangga, dll. Risikonya lebih besar daripada imbalannya, jadi gunakan saja laser gaya penunjuk laser khas Anda. K?

Langkah 1: Mengosongkan Kamera, Memasang Laser

Tidak yakin bahwa saya perlu membahas cara membongkar plastik di kamera. Ini cukup lurus ke depan. Kasing kamera memang memiliki banyak potensi yang tidak akan saya manfaatkan segera. Lubang lensa sangat cocok untuk memasang laser yang diambil dari penunjuk laser, level laser, atau laser apa pun. Ada banyak sumber laser merah yang murah, jadi saya tidak akan membahasnya, tetapi lubang lensa itu adalah tempat laser akan menembak. Bagian putih di bawah lubang lensa adalah lensa transparan inframerah untuk sensor gerak inframerah pasif kamera. Saya merobeknya sebelum saya menyadari betapa bergunanya ini di masa depan. (Memikirkan laser infra merah yang tidak terlihat…keamanan mata bisa menjadi masalah…) Jadi, bagaimanapun, keluarkan kamera, pastikan untuk tidak merusak kotak plastiknya. Kemudian, lem panas laser di tempatnya. Solder beberapa kabel yang lebih panjang ke laser, bungkus sambungan solder dengan pita listrik atau tabung heatshrink, dan kemudian masukkan kabel melalui lubang yang disediakan dan ke bawah leher kotak kamera. Kebetulan, papan sirkuit kamera itu sendiri cukup rapi. Konektor membuat orang berpikir bahwa ini adalah koneksi s-video, tetapi sebenarnya tidak. Pin pada konektor adalah untuk video komposit, audio mono analog, dan pemicu sensor gerak (oh, dan juga daya dan ground). Sangat berguna, jadi saya telah mengantonginya, menandainya, dan melemparkannya ke dalam lemari untuk beberapa proyek lain, nanti, di masa depan, di beberapa titik…jujur…apakah Anda percaya bahwa istri saya memutar matanya ke arah saya dengan benar sekarang? Oke, kembali ke jalur. Bagaimana cara menyalakan laser? Baca terus.

Langkah 2: Menghidupkan Laser dan Barang Lainnya

Nah, satu-satunya masalah dengan kamera kabel adalah mereka tidak memiliki mekanisme yang nyaman untuk menerapkan daya. Untungnya, ada dudukan yang dapat dilepas yang dilengkapi dengan modul kamera nirkabel yang memiliki colokan listrik, sakelar daya, dan LED daya. Jika Anda membuka bagian bawahnya, cukup mudah untuk memodifikasi alas ini untuk memberi daya pada laser. Masalahnya, kutil dinding yang datang dengan peralatan Homesight adalah 9V dan 12V. Karena laser berjalan pada kira-kira 3.3V (3 x sel tombol), saya harus melakukan sesuatu tentang itu agar laser tidak terbakar sebelum penyusup saya mengetuk. Jadi, bagaimana Anda menghentikan sumber 9VDC ke ~3.3V? Nah, Anda menggunakan rangkaian Voltage Regulator tentunya. Melakukan sedikit Googling, saya menemukan tutorial di https://www.sparkfun.com/ tentang cara membangun catu daya papan tempat memotong roti. Sempurna untuk kebutuhan saya. Saya sedikit mengadaptasinya untuk mengurangi komponen, mengukir PCB saya sendiri (tutorial berlimpah tentang topik ini), dan, VOILA! sumber 3.3VDC yang diatur.

Langkah 3: Air…eh…maksudku, Sensor Laser

Bagaimana Anda mengubah sensor air menjadi sensor laser? Nah, teknologi yang mendasarinya sama. Ini adalah sensor "penutupan kontak" sederhana dimana sensor dipicu ketika sirkuit antara dua kontak ditutup. Untuk sensor air, konduktivitas air menutup sirkuit antara dua probe dan memicu sensor. Untuk sensor laser, kita harus mencari cara untuk menutup kontak dengan seberkas sinar merah. Di sinilah Anda harus benar-benar memperhatikan gambar. Saya bukan orang yang sangat deskriptif, jadi bekerjalah dengan saya di sini… Gambar 1 menunjukkan sensor air yang robek. Sebenarnya, sebagian besar sensor faktor bentuk ini di lini Motorola hampir identik dengan ini. Perbedaannya adalah bahwa teknologi penginderaan diisi secara berbeda. Jadi, inilah hal yang keren. Lihat bantalan sensor pintu itu? Jika Anda menghubungkannya bersama-sama dengan kabel, sensor terpicu, Anda melepaskannya, mereka mengatur ulang. Lihat bagaimana sistem tipe penutupan kontak? Jadi, bagaimana Anda mendapatkan laser untuk menjembatani kesenjangan itu? Dengan sensor cahaya. Baca terus, dan saya akan menunjukkan cara membuatnya.

Langkah 4: Membangun Sensor Laser

Jadi, ada hal-hal bagus yang saya temukan di Radio Shack yang disebut Photoresistors. Terkadang mereka disebut Light Sensitive Resistors (atau LSR). Mereka mengubah resistensi berdasarkan jumlah cahaya yang mereka lihat. Fotoresistor yang berbeda memiliki nilai yang berbeda, jadi kecuali Anda cukup beruntung untuk menggunakan yang sama persis seperti saya, saya sarankan Anda mengukur resistansi tinggi dan rendahnya. Saya akan memberi tahu Anda caranya sebentar lagi, tetapi hal pertama yang pertama. Mari kita gunakan salah satu dari orang-orang ini untuk membuat sensor. Pertama, temukan pulpen. Anda tahu, jenis yang Anda curi dari kamar hotel? Jenis yang Anda gunakan untuk meludah di sekolah dasar? Ya, itu. Bongkar pena dan buang tutup dan kartrid tinta. Ini meninggalkan Anda dengan tabung dan steker kecil di ujungnya. Cabut stekernya karena di sinilah fotoresistor pergi. Luruskan kaki fotoresistor dan geser ke dalam tabung sekitar 1/2 inci atau lebih. Tekuk ujung fotoresistor di sekitar tepi tabung. Pasang kembali steker ke tempatnya, sematkan kedua kabel di antara sisi tabung dan steker. Selamat! Anda baru saja membuat fotosensor. Beberapa catatan… Pertama, pena tidak perlu berwarna hitam, tetapi jika tidak, gulung sedikit pita listrik di sekeliling tabung. Bahkan, meskipun warnanya hitam, gulung pita listrik di sekitar tabung. Idenya adalah bahwa hanya cahaya yang masuk dari ujung tabung yang akan mencapai fotoresistor. Pena putih, khususnya, mengalirkan cahaya melalui sisi tabung. Harus menghentikan itu karena itu akan menyebabkan pembacaan yang salah di kemudian hari. Juga, di sinilah jika Anda memiliki laser yang terlalu kuat, itu akan membakar fotoresistor Anda. Tetap berpegang pada laser pointer murah dan Anda akan baik-baik saja. Setelah hal ini bekerja dengan andal, saya berencana bereksperimen dengan panjang tabung yang lebih pendek. Memiliki tabung 5" sebagai sensor tidak terlalu fleksibel. Dengan beberapa penyesuaian, saya ingin membuatnya di bawah 1" dan di kamera..er…kepala laser. Sekarang, bagian selanjutnya ini penting dan saya harap Anda siapkan ohm-meter. Ambil ohm-meter Anda dan hubungkan ke ujung fotosel. Kita akan membaca resistansi fotoresistor dalam kegelapan total dan dalam kondisi cahaya laser. Pertama, kegelapan. Alih-alih meletakkan jari Anda di ujung sensor (kulit Anda benar-benar mengeluarkan banyak cahaya), rekatkan dan buang ke dalam laci. Ambil pembacaan ohm-meter Anda. Ini harus menjadi angka yang sangat tinggi, jadi pastikan meteran Anda disetel dengan benar. Fotosel saya melebihi 2.000, 000 Ohm dalam kegelapan total, yang melampaui meteran saya, jadi saya menyebutnya 2MOhms. Tuliskan! Rdark = 2MOhmsSelanjutnya, ambil kamera laser Anda dan sorotkan laser ke ujung sensor yang terbuka. Ambil bacaan Anda sebagai resistansi terendah yang diukur. Ini akan menjadi sangat rendah, jadi mendekat saja. Bacaan saya sekitar 100Ohm. Tuliskan! Rlaser = 100OhmMengapa saya melakukan ini? Pertanyaan bagus, tapi saya belum bisa memberi tahu Anda, Anda harus membaca langkah selanjutnya. Saya akan memberi Anda petunjuk, pembagi tegangan.

Langkah 5: Membangun Penutupan Kontak

Di sinilah saya tidak terlalu yakin saya telah melakukan ini dengan benar. Yang saya tahu adalah itu berhasil dan itu berarti matematika saya setidaknya mendekati. Saya menyambut komentar di bagian ini, saya sangat menerima komentar di bagian mana pun, tetapi yang ini khususnya. Ingat papan sirkuit penutup air? Yah, saya memutuskan untuk menggunakan bantalan sensor pintu untuk menghubungkan sensor saya. Jadi, inilah yang sedang kita hadapi: Salah satu bantalan terhubung langsung ke ground. Pad lainnya terhubung ke pin 19 pada PIC di bagian bawah papan yang kurus. Pin tersebut adalah pin input/output digital. Sekarang di sinilah saya agak bingung, tetapi saya tidak membiarkannya menghentikan saya. Mengukur tegangan pada pad itu, saya mendapatkan 0.85V. Itu sedikit lebih rendah dari yang saya harapkan. Namun, bahkan dengan tegangan yang lebih rendah dari yang diharapkan, jika saya mengardekan pad itu, pelatuknya akan aktif. Jadi, saya hanya perlu merancang sirkuit yang akan membuka dan menutup koneksi ini. Sebuah tugas yang sempurna untuk transistor. Saya tidak tahu banyak tentang transistor selain mereka, pada pemahaman saya yang paling sederhana, saklar on/off yang dikontrol secara elektrik. Anda menempatkan tegangan yang cukup di pangkalan dan itu menyebabkan listrik mengalir antara kolektor dan emitor. Itu saja yang saya tahu, dan proyek-proyeknya seperti ini yang akan membantu saya belajar lebih banyak. Sekarang, kita bisa menghubungkan fotosensor ke transistor, tapi kita tidak akan mendapatkan efek yang kita inginkan, resistor membatasi arus, bukan tegangan. Kami ingin status on dan off, hitam dan putih, bukan nuansa abu-abu dan kami ingin mengontrolnya dengan voltase. Untuk fotoresistor, rangkaian "aktif saat gelap" menggunakan apa yang disebut pembagi tegangan. Ini menggunakan dua resistor secara seri (salah satunya adalah fotoresistor) dan beban rangkaian, lampu dalam banyak kasus, terhubung ke titik di antara resistor. Tegangan pada titik tersebut merupakan pecahan dari tegangan awal berdasarkan proporsi R1/R2. Sederhana, bukan? Saya tidak berpikir begitu. Saya masih tidak mengerti mengapa ini berhasil, tetapi ternyata berhasil. Bagaimanapun, basis transistor terhubung ke titik di antara resistor. Saya mempelajari ini (dan banyak hal lainnya) di situs web Society of Robots, khususnya https://www.societyofrobots.com/schematics_photoresistor.shtml. Coba lihat. Barang bagus. Bukan hanya untuk hal-hal robot, yang sangat bagus, tetapi untuk banyak hal elektrik, mekanik, dan perangkat lunak. Jadi, lihatlah skema saya dan cobalah untuk tidak tertawa. Saya belajar, oke? Saya harus menyalakan rangkaian sensor dari catu daya daripada hanya dari panel sensor pintu karena tidak cukup tegangan/arus pada panel itu untuk memicu transistor. Saya mencoba, oh, saya mencoba dan saya tidak bisa membuatnya bekerja. Jadi, VCC dan GND terhubung ke terminal baterai di dalam modul sensor air. SIG terhubung ke salah satu bantalan sensor pintu. Pastikan Anda menghubungkannya ke salah satu yang masuk ke PIC, bukan yang masuk ke GND. Untuk mengetahui resistor apa yang Anda butuhkan untuk R2, ambil kertas yang Anda tulis Rdark dan Rlaser di langkah terakhir. Lakukan perhitungan ini: R2 = sqrt(Rdark * Rlaser), lalu pilih resistor terdekat yang Anda miliki dengan nilai tersebut. Kapasitor di C1 adalah opsional. Saya menambahkannya ke papan saya jika saya ingin menyesuaikan waktu reaksi pemicu. Kapasitor ini akan menyebabkan pemicu untuk menunda sedikit. Ini baik dan buruk. Keuntungannya adalah ini melindungi Anda dari alarm palsu ketika, katakanlah, tukang sampah datang dan menciptakan getaran di udara dan tanah yang dapat membuat laser Anda tidak sejajar selama sepersekian detik. Kapasitor akan menjaga sensor agar tidak tersandung. Hal buruknya adalah jika Anda menggunakan kapasitor yang terlalu besar, penyusup Anda benar-benar dapat menembus sensor Anda tanpa mematikannya. Saya menemukan bahwa kapasitor 1uF bekerja dengan cukup baik. Saya masih bisa melewati sensor dengan pensil tanpa memicunya, tapi saya ragu ada penyusup bahkan jika mereka mengetahui laser (mereka hanya akan melangkahi itu. DOH!)Jadi, lihat papan sirkuit saya, dibakar sampai garing dan meneteskan fluks dari semua iterasi … di papan tempat memotong roti berfungsi, di papan sirkuit tidak, bolak-balik, bolak-balik. Akhirnya berhasil. Akhirnya. Sekali lagi, cobalah untuk tidak tertawa, tetapi jika Anda tertawa, saya mengerti. Aku akan menertawakannya suatu hari nanti…ketika rasa sakit psikologis mulai memudar. Anywhoo, jadi itu berhasil. Saya sudah menyiapkannya untuk melindungi Cookie Pramuka saya dari istri dan anak perempuan saya. Ya, itu permen tipis … seperti Anda bahkan harus bertanya …;-) Pembaruan: Untuk beberapa alasan sirkuit pertama tidak berfungsi dengan baik. Saya menguji sirkuit kedua yang menggunakan relay 3V. Gambar sirkuit telah diunggah, jadi periksalah. Saya belum membuatnya, jadi pantau terus untuk melihat apa yang terjadi. Selengkapnya tentang cara saya menyiapkannya di bagian berikutnya.

Langkah 6: Mengaturnya

Oke, ini yang kalian semua tunggu-tunggu. Kecuali Anda, saya melihat Anda melompat ke akhir.

Ada dua cara Anda dapat menghubungkan ini. Laser dan sensor di sisi yang sama, atau laser di satu sisi dan sensor di sisi lain. Cara apa pun bekerja. Mari kita bicara tentang pro dan kontra dari setiap pendekatan. Laser dan Sensor di sisi yang sama: Kelebihan: Kamera laser dan Sensor Laser dapat diberi daya dari suplai yang sama. Letakkan keduanya di dekat outlet dan Anda siap berangkat. Sakelar daya pada laser juga dapat mematikan sensor. Bagus. Ini memungkinkan Anda melakukan hal-hal lanjutan seperti menggunakan Modul Daya untuk menyalakan sensor laser hanya jika salah satu kamera nirkabel melihat gerakan dengan sensor Inframerahnya. Menjadi penyusup, bagaimana Anda ingin berjalan ke rumah hanya untuk melihat sistem deteksi laser mempersenjatai diri saat Anda mendekat. Terlalu keren. Kekurangan: Anda memerlukan cermin untuk memantulkan laser kembali ke sensor. Bukan masalah besar, tetapi mekanisme hal semacam itu agak rumit. Juga, cermin dapat, dan mungkin akan, mendistorsi sinar laser. Ini karena sebagian besar kaca spion bersifat reflektif belakang, artinya laser harus melewati lapisan kaca sebelum dipantulkan. Juga, sebagai masalah yang lebih praktis, cermin bisa menjadi kotor. Saya menggunakan cermin yang saya "pinjam" dari istri saya dan tampaknya baik-baik saja sejauh ini. Saya mungkin akan menggantinya dengan sesuatu yang kecil kemungkinannya untuk membuat saya dalam masalah. Laser dan Sensor di sisi yang berlawanan: Kelebihan: Tidak ada cermin yang perlu dikhawatirkan, jarak tempuh laser lebih sedikit. Cons: Perlu catu daya di kedua sisi. Anda dapat memberi daya pada modul sensor dengan baterai AAA seperti yang dirancang, tetapi saya belum menguji/menghitung penarikan modifikasi saya saat ini sehingga berpotensi menghabiskan baterai seperti orang gila. Dalam perangkat lunak Motorola Homesight, Modul Air ditemukan dan berfungsi seperti yang diharapkan. Dalam hal ini, modul menunjukkan "Kering" saat normal, dan "Basah" saat laser terputus. Manis!