Noktowizyjny obraz do kamery.pdf
(
401 KB
)
Pobierz
Układ ten zbadany został w laboratorium elektronicznym AVT jako miniprojekt
Układ ten zbadany został w laboratorium elektronicznym AVT jako
miniprojekt. Główną cechą miniprojektów jest ich łatwość praktycznej
realizacji. Na zmontowanie i uruchomienie układu wystarcza zwykle
kwadrans. Mogą to być układy stosunkowo skomplikowane funkcjonalnie, nie
mniej proste w montażu i uruchamianiu, gdyż ich złożoność i inteligencja jest
zawarta w układach scalonych
Noktowizyjny obraz z Twojej kamery
- widzimy niewidzialne
Wiele osób chciało bu potrafić skonstruować
noktowizor, który mógłby znaleźć zastosowanie
np. przy badaniach przyrodniczych. Układ taki jest
jednak trudno osiągalny, a to z bardzo prozaicznej
przyczyny: niemożliwością zakupu odpowiednich
przetworników.
Tak więc zbudowanie noktowizora, który
moglibyśmy zakładać na oczy jak okulary (któż nie
pamięta wspaniałych scen z
M
ilczenia owiec, w których
przestępca tropiony przez liczną agentkę FBI, używał
właśnie takiego urządzenia) odkładamy na później. Na
razie zajmiemy się czymś prostszym: układem, do
którego możemy nabyć części za niewielką kwotę, w
każdym sklepie z podzespołami elektronicznymi.
Współcześnie produkowane diody IRED dysponują
chyba dostateczną mocą, aby za ich pomocą oświetlić
ma
Zdobyte doświadczenie pozwoliło na
skonstruowanie prototypu układu, który przeszedł
wszystkie stosowne próby, potwierdzając swoją
użytecznością. Układ umożliwiał swobodne
filmowanie nawet w bardzo dużych pomi es z cz eni ach.
N ie co g orz ej wyglądała sprawa ze zdjęciami
pl ene r ow ymi (br ak odbicia światła od ścian), ale i tu
uzyskaliśmy zadawalające rez ult at y. O cen a
pracy układu w plenerze była dość trudna, ponieważ
nie istnieje całkowicie ciemne miejsce w terenie
otwartym, nawet przy pochmurnym niebie.
Teraz należ powiedzieć parę słów o
uzyskiwanym obrazie. Jest on oczywiście
monochromatyczny, o niebieskawym odcieniu, nieco
innym niż obraz z noktowizora. Szczegóły są doskonale
widoczne, natomiast kamera wideo miała wyraźne
kłopoty (przy testach z kamerowidem) z automatycznym
ustawieniem ostrości. Trudno jedn ozn aczn ie
stwierdzić, co powodowało ten efekt. Naj-
prawdopodobniej przyczyną było to, że obiektyw był ko-
rygowany wyłącznie na światło widzialne, a ustawienie
ostrości przy zdjęciach w podczerwieni jest nieco inne,
niż przy świetle widzialnym. Jeśli chodzi o walory
artystyczne obrazu, to są one godne najwyższego
pożałowania. Ale nie o efekty artystyczne nam przecież
chodziło, ale o prostą rejestracji rzeczywistości!
Na zaskoczenie tego przydługiego wywodu po-
wiedzmy parę słów o sygnalizowanych już kłopotach.
Spowodowane one były wąskim kątem świecenia diod
IRED, wynoszącym ok. 30
O
. Tymczasem najczęściej
używanym kątem widzenia obie kt ywu - t ak k amer y,
j ak i aparatu fotograficznego - jest kąt 90
O
, zbliżony do
kąta widzenia oczu człowieka. Podczas filmowania
kamerą wideo ten problem nie był szczególnie
d ok uczli w y, ponieważ zawsze można w niej, z a
pomocą transfokatora, nie
obi ekt ywu . N at omi ast obr az w n as zej k amer ze
przemysłowej był doskonale oświetlony w kole
wpisanym w prostokąt kadru, natomiast w rogach
obrazu siła światła nieco malała. Można temu zaradzić
na tr z y sp os ob y:
-zakładając do kamery obiektyw o dłuższej
ogni sk owej, -zmieniając ogniskową stan-
d ard oweg o obie ktywu z a pomocą ujemnej soczewki
nasadkowej. Ponieważ pracujemy ze światłem
mon ochr omat yczn ym, p og ors ze nie jakości
obr azu p o z ast os owaniu s ocz ewk i ni e p owinn o
być zbyt rażące, stawiając oświetlacz nie co za
kamerą, co jednak może w pewnym stopniu zmniejszę
intensywność oświetlenie planu.
Można także poeksperymentować z ustawieniem
diod na płycie czołowej oświetlacza. Próby takie
ni e były wykonywane, ale można sądzić, że ustawienie
diod w formie
wachlarza o kącie rozwarcia ok. 90
O
powinno poprawię nieco równomierność oświetlenia
pl an.
ły plan zdjęciowy? Teoretyzowanie nic by tu nie dało i
dlatego przep r ow ad z one zostały próby, których
rezultaty przeszły najśmielsze oczekiwania.
Do testów były używane diody firmy KING-
B RI GHT t ypu L -53 SF4C i L53F3C. Ponieważ
rezultaty dla każdego z typów diod były nieco różne, w
tab. 1
podajemy skróconą charakterystykę tych
elementów.
Już pierwsze próby wykazały, że do oświetlenia
małego planu zdjęciowego wielkości nie przekraczają-
cej wymiarów kartki z zeszytu wystarczy użyć kilku
diod. Od razu też pojawiły się problemy, których do
końca nie udało się usunąć. Ale po kolei. Najpierw
opowiedzmy o tym, co udało się zrobić i co można
wykorzystać, a później powiemy o trudnościach.
Zdecydowanie najlepsze rezultaty uzyskano z
diodami typu L-53F3C, co wydaje się świadczyć o tym,
że kamera
l
epiej widzi podczerwień o większej długości
fali, bardziej zbliżonej do zakresu światła
w idzi al neg o.
Po stwierdzeniu, że diody IRED doskonale nadają
się do zbudowania oświetlacza do kamery, przyszła
pora na dalsze eksperymenty. Pierws z ym i
jednocześnie najważniejszym była próba
i mpulsowego zasilania diod. Kilka diod zostało
połączonych ze sobą równolegle i zasilanych z
k olekt or a tr an z yst or a ster o wanego z generatora
o częstotliwości ok. 20kHz. Po wzrokowej ocenie "siły"
światła (oczywiście przez w iz jer k ame r y) k ol ekt or
tr anzystora zasilającego diody został zwarty do
masy. Diody zaczęły od tej pory świecić światłem
ciągłym. Okazało się, że - oceniana wprawdzie
subiektywnie - jasność obrazu w wizjerze prawie się
nie zmieniła.
Tak, więc dowiedzieliśmy się dwóch rzeczy:, że zbudo-
wanie oświetlacza noktowiz yjn eg o d o k amer y
w ide o je st w pełni możliwe i że możemy zastosować
impulsowe zasilanie diod, co pozwoli na znaczna
oszczędność energii. Ta druga możliwość ma
szczególne znaczenie przy zasilaniu oświetlacza
przenośnego, zamontowanego na kamerze wideo, a
zasilanego z baterii lub z akumulatorów.
Opis działania układu
Schemat elektryczny oświetlacza został pokazany na
rys. 1.
Wszystkie diody IRED zostały połączone szeregowo -
równolegle, w jedenaście grup po 5 diod każda. Prąd płynący przez diody jest ograniczany za pomocą rezystorów
szeregowych R1..R11.
Takie połączenie diod umożliwia zasilanie oświetlacza ze źródła o stosunkowo niskim napięciu. Diody są włączane za
pomocą tranzystora T1, którego baza jest sterowana przebiegiem prostokątnym z wyjścia generatora, zbudowanego z wyko-
rzystaniem popularnego układu NE555 - IC1. Częstotliwość pracy tego generatora jest określona wartością re-
zystancji R13 i R14 oraz pojemnością C3 i z wartościami podanymi na schemacie wynosi ok. 300Hz.
Układ może być zasilany napięciem stałym o wartości 9..1 2VD C, n iek on ie cznie st a bilizowanym. Do pracy sta-
cj on ar nej n ajl epiej zast os ować zasilacz sieciowy, natomiast przy pracy w terenie (np. podczas wykonywania zdjęć
przyrodniczych) można zastosować zasilanie z 8 akumulatorków NiCd lub w ostateczności z baterii R20 w tej samej liczbie.
Prob. prądu przez układ wynosi maksymalnie ok. 500mA, przy napięciu zasilania 12VDC.
Montaż i uruchomienie
Na
rys. 2
przedstawiono
rozmieszczenie elementów na płytkach
drukowanych oświetlacza (widoki
ścieżek znajdują się na wkładce we-
wnątrz numeru).
Na pierwszej płytce zostały
umieszczone wszystkie diody IRED, a na
drugiej pozostała część układu.
Płytki zostały dokładnie zwymiarowane
pod obudową typu KM48N i mogą
zostać w niej zamocowane zamiast płyty
czołowej, co pozwala na łatwe wykonanie
urządzenia o zadawalających walorach
estetycznych.
Można zmontować je „palcami”, czyli
stronami lutowania do siebie, lub też
połączyć płytki ułożone połączyć płytki
ułożone w jednym kierunku. W każdym
wypadku do połączenie płytek potrzebne
nam będzie 12 odcinków srebrzanki lub
w ostatecznoúci miedzianego drutu.
Łączymy ze sobą punkty A..L i A ' ..L '
tak, aby płytki znajdowały się w
odległości ok. 1cm od siebie.
Tak zmontowany pakiet możemy, bez
konieczności jaki ek ol wie k
mocowania, umieścić we wnętrzu
obud ow y KM48N . W ob udowi e
p ozost ani e jeszcze ilość miejsca w
zupełności wystarczająca na
umieszczenie dwóch koszyczków z
aku mu latork ami R6.
Montaż wykonujemy w typowy,
wielokrotnie już omawiany na łamach EP
sposób, rozpoczynając od elementów
najmniejszych. Jedyną odrobiną
trudniejszą czynnością będzie wlutowa-
nie w pierwszą płytkę 55 di od IR E D.
Najlepiej zrobię to, przestrzegając
następującej kolejności montażu:
n ajpierw wlutować cztery diody w
czterech narożnikach płytki, lutując
jedynie po jednej nóżce każdej z diod.
Następnie należy włożyć w otwory w
punktach lutowniczych wszystkie
pozostałe diody i po ułożeniu pakietu na
gładkiej powierzchni przylutować po
jednej nóżce pozostałych diod.
Ostatnią czynnością tego etapu montażu
będzie wyrównanie szeregów diod i
przylutowanie wszystkich ich nóżek.
Po zmontowaniu obydwóch płytek,
należy podjąć decyzje, jak połączyć je ze
sobą.
W układzie prototypowym
zastosowano rezystory ograniczające
prąd płynący przez diody IRED o wartości
68~. Gdyby jednak komuś zależało
n a uz ys k aniu je sz cze większego
natężenia światła, to można zastosować
rezystory o wartości nawet
30~ . Jednak w takim przypadku może
okazję się konieczne wyposażenie tran-
zystora T1 w niewielki radiator.
Wzmianka, że zmontowany układ nie
wymaga żadnej regulacji ani uruchamia-
nia jest chyba zbędna.
Z b ig niew
R abe, AV T
Plik z chomika:
Mariasz
Inne pliki z tego folderu:
Katalog ukladow cyfrowych 40xx i 74xx.zip
(866 KB)
Katalog Tranzystorow 2007.zip
(2935 KB)
DesignWorksLite4.rar
(2633 KB)
Wstep_do_wspolczesnej_telekomunikacji_swiatlowodowej.rar
(29906 KB)
naglosnienie.pdf
(1451 KB)
Inne foldery tego chomika:
2009
Czasopisma
Electronics WorkBench 5.0
Electronics WorkBench 5.12
Elektronika
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin