Невидимый свет
Наша заметка о том, как переделать ненужную web-камеру от компьютера на ближний ИК-диапазон (см. «Энерговектор», № 7/2014 г., с. 10) вызвала большой интерес у читателей. Многим любителям помастерить что-нибудь на досуге захотелось опробовать возможность ночного видения, не приобретая дорогого специального оборудования. Но они столкнулись с проблемой: качество изображения камеры с крошечным глазком-объективом сильно зависит от освещённости снимаемых объектов. Нужна ИК-подсветка.
Заметим, что во многих камерах охранных систем имеются ИК-светодиоды для подсветки. Днём такие камеры работают преимущественно в видимом свете, а ночью — в невидимом инфракрасном.
Для нашей цели проще всего взять старый добрый фонарик с лампой накаливания и закрыть его стекло несколькими слоями чёрной слайдовой или негативной фотоплёнки. Но лучше, в струе повышения энергоэффективности, воспользоваться ИК-светодиодами.
Почти любой светодиодный фонарь можно перенастроить на ближний ИК-диапазон, если заменить в нём белый светодиод на инфракрасный. Последний легко приобрести в магазине электронных компонентов или извлечь из уже ненужного пульта ДУ. Учтите, что чем позже выпущены светодиоды, тем они более эффективны, то есть дают более мощный световой поток на каждый ватт энергопотребления. Также отметим, что из пульта ДУ от игрушечного вертолёта можно извлечь сразу три ИК-светодиода.
За основу для переделки лучше взять фонарик с выключателем, состояние которого видно по положению движка или кнопки. Потому что невооружённым глазом отличить включённый ИК-фонарик от выключенного невозможно. Также не стоит переделывать яркий фонарь с мощным светодиодом, который смонтирован на теплоотводящей металлической пластине. Такому светодиоду будет трудно найти подходящую ИК-замену. Предпочтите «светило» попроще — с одним или несколькими выводными светодиодами в прозрачных пластмассовых корпусах.
Для иллюстрации этой статьи мы модернизировали пластмассовый фонарик со светодиодом диаметром 8 мм. Найденный на замену ИК-прибор оказался более тонким (5 мм). Между тем конструкция фонаря такова, что светодиод своим корпусом должен плотно входить отверстие в перегородке и прижимать её. Чтобы 5-миллиметровый светодиод не проваливался сквозь отверстие, мы подобрали резиновую прокладку.
По ходу работы нам пришлось удлинить контакты излучающего прибора. Учтите, что паять светодиоды следует быстро, отводя тепло от металлического вывода пинцетом или плоскогубцами, иначе вы рискуете расплавить пластмассовый корпус. При сборке фонарика не забывайте очищать поверхности светодиода, линзы и рефлектора от жирных пятен и пыли.
Постарайтесь установить новый излучательный элемент так, чтобы сохранить возможности фокусировки фонаря (кристалл должен оказаться на том же месте). Чтобы не перепутать полярность, заранее посмотрите, как светодиод был впаян «на родине» в пульте ДУ.
Не забывайте о технике безопасности при работе с паяльником и другими инструментами. Не спешите.
Источник
Инструменты
Инфракрасное освещение всегда было актуально для разработки различных охранных систем, так как оно позволяет видеть объекты даже в полной темноте. В последнее время проявление позитивного влияния ИК-света замечено и при выращивании тепличных растений. Стоимость профессионального оборудования достаточно высока, а комплектующие далеко не всегда соответствуют поставленным целям. Поэтому рассмотрим, как своими руками сделать инфракрасный фонарь.
Оглавление
Принцип работы инфракрасного фонаря
В первую очередь определим, что такое инфракрасный фонарь и для каких целей его используют. Подобные фонари предоставляют возможность осуществить дополнительную подсветку объектов для наблюдения с помощью лучей в инфракрасном диапазоне.
Свет, выделяемый таким фонарем — невидим человеческому глазу, однако позволяет разглядеть интересующий предмет даже в полной темноте за счет использования инфракрасных светодиодов. Особенно это будет актуальным для охранной сферы, ведь затруднительно поставить на объекте мощный прожектор, от работы которого будет больше неудобств. В таком случае и стоит использовать фонарь инфракрасной подсветки, который имеет такой ряд свойств:
- увеличение дальности наблюдения,
- облегчение идентификации объекта,
- наблюдение за местностью и объектами в ночное время,
Подобное освещение будет оптимальным выбором, поскольку такие фонари обладают рядом преимуществ:
- низкое энергопотребление,
- долговечность службы светодиодов,
- дальность действия.
Комплектующие для сборки инфракрасного фонаря
Собрать инфракрасный фонарь своими руками не так уж и сложно. Для начала понадобятся простейшие инструменты:
- крестовые отвертки (различных размеров),
- паяльник с тонким жалом, мощностью 60 Вт,
- инфракрасные светодиоды (средняя стоимость от 1 доллара за штуку),
- провод для подведения питания от светодиодов до аккумуляторной батарейки,
- собственно, сама батарейка для ИК-фонаря
Кроме этого, следует использовать изоленту и взять основу для фонаря. Сгодится и простой фонарь, который будет переоборудован в инфракрасный. Для создания такого прибора не требуется что-то специфическое, любые комплектующие возможно приобрести в первом же магазине электротехники.
Процесс сборки инфракрасного фонаря
Создание инфракрасного фонаря тоже не отличается сложностью. По сути, если он конструируется на основе простого светодиодного, то зачастую достаточно путем перепайки заменить обычные светодиоды на инфракрасные — и устройство готово. Если же требуется создать технику посложнее, тогда придется провести несколько больше манипуляций:
- старый фонарь разбирается и из него извлекается линза (защитное стекло, если оно имеется — лучше оставить),
- к инфракрасным светодиодам (или светодиоду, если используется один) припаиваются силовые провода,
- следом к элементу питания (батарейке или аккумуляторной батарее) припаивается второй конец провода,
- завершающим этапом будет изоляция соединений. При спайке желательно закрывать спаянные элементы с помощью трубок термоусадки, провода следует скреплять между собой изолентой.
После того, как действия были выполнены — инфракрасный фонарь готов.
Довольно часто для осуществления эффектного наблюдения за удаленными объектами следует использовать нечто более существенное, нежели простой ИК-фонарь. Для этих целей вполне по силам собрать инфракрасный прожектор. У людей, неподготовленных к подобной работе, при упоминании слова «прожектор» может возникнуть ассоциация с громоздким осветительным оборудованием, однако это не так. Грубо говоря, прожекторы — это мощные инфракрасные фонари и со значительным количеством инфракрасных светодиодов.
Для основы необходим корпус, который в дальнейшем и будет представлять собой ИК-прожектор. В случае, если планируется создать осветительный прибор малой мощности для бытовых нужд (к примеру, для осуществления ночной съемки) необязательно закрывать светодиоды защитным стеклом, в ином же случае, если предполагается использование прожектора в качестве осветительного прибора для систем видеонаблюдения — крайне рекомендуется заключить готовую конструкцию во влагозащищенный корпус.
- в выбранном корпусе (допустим, имеющим вид пластиковой коробочки) производятся отметки (к примеру, 8-10 под такое же количество светодиодов в каждом ряду, которых так же будет несколько) Отметки должны проходить на равном расстоянии друг от друга (оптимально выбрать разницу в 5 мм),
- с помощью сверла и маломощной дрели или шуруповерта на указанных отметках просверливают отверстия для вставки светодиодов. С другой стороны корпуса тоже следует продумать систему крепления. Если любительский ИК-прожектор будет присоединяться к фотоаппарату или видеокамере, то достаточно сделать одно отверстие, внутрь которого будет вставлен болт и впоследствии затянут гайкой,
- макетную плату (для монтажа светодиодов) обрезают с помощью простых ножниц до нужных под монтаж размеров,
- далее в ней располагают инфракрасные светодиоды так, чтобы катоды и аноды были расположены в ряд, а сами ИК-светодиоды попадали в просверленные отверстия в корпусе коробки,
- ножки светодиодов сгибаются в одну линию для дальнейшей спайки, каждый ряд отдельно,
- с помощью паяльника (оптимально подойдет модель с тонким жалом и мощностью нагрева в 60 Вт) дорожки ножек светодиодов спаиваются в линии,
- после указанных действий черным силовым проводом осуществляется соединение дорожек анодов (к примеру, если ИК-светодиоды расположены в три ряда и соответственно будут иметь шесть рядов ножек на обратной стороне платы, то аноды представляют собой три ряда. К крайнему из них припаивается провод, с остальными рядами его подсоединяют с помощью перемычки),
- к катодам следует припаять по резистору с сопротивлением 220 Ом, после чего перемычки резисторов соединяют в единое целое и к ним припаивают красный силовой провод,
- с другой стороны кабелей должна быть подключена аккумуляторная батарейка,
- после указанных действий корпус собирается и любительский ИК-прожектор, собранный своими руками, готов.
Желательно добавить возможность отключения подачи питания на светодиоды. Несмотря на их малый расход энергии, попросту нецелесообразно подавать питание, когда в ИК-подсветке (особенно в светлое время) нет потребности.
Области применения инфракрасного фонаря
Как уже было написано несколько выше, основная среда применения инфракрасных фонарей и прожекторов пролегает в сфере безопасности. Фонари наиболее оптимально подходят для следующих целей:
- в качестве подсветки в ночное время суток перед домофонами и дверными видеоглазками, чтобы иметь возможность непосредственно разглядеть человека,
- подсветка систем внутреннего видеонаблюдения (особенно актуально для небольших помещений),
- дополнительное освещение пространства в ночное время (для наружных камер наблюдения),
- инфракрасные прожекторы (исключая любительский класс, который по дальности работы следует отнести к классу ИК-фонарей) применяются в тех случаях, когда требует обеспечить хорошую степень наблюдения за объектами на средних (от 20 до 50 метров) и дальних дистанциях (вплоть до 400 метров),
- обеспечение эффективной подсветки для систем видеонаблюдения при охране зданий с большой площадью,
- просмотр охраняемого периметра,
- дополнительное освещение для приборов ночного видения,
- при недопустимости использования прожекторов освещения, которые могут причинять неудобство при работе с ними.
Отдельно стоит выделить еще один занятный аспект использования инфракрасных фонарей, раз уж речь зашла о видеонаблюдении. В силу каких-либо причин не каждый человек пожелает, чтобы видеокамера могла его зафиксировать. В таком случае существует простой и крайне дешевый вариант, как можно обеспечить себе камуфляж и скрыть лицо от камер видеонаблюдения. Для этого достаточно создать простейшее устройство, работающее по принципу инфракрасного фонаря. По указанной методике сборки такого фонаря следует закрепить на головном уборе (подойдет обычная кепка) несколько инфракрасных светодиодов, подключаемых к девятивольтовой батарейке. Подобная система совершенно не будет выделяться своим внешним видом, однако для камер видеонаблюдения верхняя часть корпуса человека будет представлять собой яркое пятно, в котором нельзя будет различить лицо.
Злоумышленники могут не спешить радостно потирать руки, указанный способ действует лишь против бюджетных камер видеонаблюдения, более дорогие модели не столь чувствительны к влиянию на них ИК-излучения. Поэтому на хорошую систему видеонаблюдения подобные трюки не подействуют, лицо человека будет хорошо различимо даже при использовании нескольких рядов ИК-светодиодов.
Техника безопасности при работе с инфракрасным фонарем
Важно помнить, что использование указанной технологии может нанести вред здоровью человека при неправильном выполнении требований по технике безопасности.
- инфракрасное излучение от мощных источников при прямом попадании на сетчатку глаза способно высушивать слизистую оболочку, что приведет к усталости глаз и даже болезненным ощущениям. Поэтому, при использовании такого устройства, как инфракрасный лазерный фонарь не следует ни в коем случае направлять его в глаза человеку (разве только если подобный фонарь используется в целях самозащиты от нападавшего),
- контакты, по которым проходит питание — следует надежно изолировать от возможного воздействия на них влаги, что вызовет коррозию или короткое замыкание схемы,
- пайку контактов следует проводить хорошо работающим паяльным оборудованием, чтобы не допустить возможности получения ожогов при проведении работ,
- следует стараться избегать прямого воздействия солнечных лучей на инфракрасные светодиоды во избежание их перегрева,
- корпус инфракрасного оборудования следует надежно собрать, чтобы предотвратить возможность попадания внутрь системы загрязнения или влаги.
Указанные устройства приобретают в последнее время все большую популярность благодаря своему качеству и долговечности срока службы. Низкое энергопотребление, бюджетная стоимость инфракрасного осветительного оборудования в совокупности с его возможностями — станут убедительным доводом в сторону выбора подобных устройств для обеспечения безопасности. Собранные любительские системы позволят без лишних затрат заиметь вдовес к фотоаппарату или видеокамере полноценное вспомогательное оборудования для совершения фото- и видеосъемки в ночное время.
Источник
Самодельный инфракрасный прожектор
Возникла довольно острая необходимость в изготовлении сравнительно мощной ИК-подсветки для камеры наружного наблюдения. Сразу хочу сказать, что всевозможные диодные варианты уже испробованы и не подходят (ибо реальная дальность действия должна быть около 20 м). Поэтому хочется изготовить нечто на основе галогенной лампы, думаю что 50-ваттная с узким лучом должна вполне подойти. Однако не очень понятно, где добыть бюджетный ИК-фильтр, хорошо пропускающий нужный диапазон (
800-900 нм) и практически полностью отсекающий видимый свет?
Если кто-то уже занимался данной темой, поделитесь плиз.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Насколько знаю, у военных просто обычные прожекторы закрашкны чёрной краской.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Если бы всё было так просто 
Там отнюдь не чёрная краска, а специальное стекло-фильтр, видел образчик такого прожектора, просто шикарная штука! Сейчас раздобыл «чёрный» компакт-диск, говорят из них получаются неплохие фильтры, но вот боюсь от тепла лампы он поплывёт.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Вообще лучше закрашивать не стекло, а колбу самой лампочки. Тогда ИК будет отражаться более острым лучом, т.к. не будет его рассеяния на окрашенном стекле.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Окрашивание – это по любому плохая идея. Тем более красить лампочку, которая бешено греется. В качестве фильтра годятся только материалы, окрашенные в массе.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Яйцегрейные лампы ИКЗ / ИКЗК и аналоги не годятся? Что-то такое:
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Можно не красить, а обмотать лампочку фольгой.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Яйцегрейные лампы ИКЗ / ИКЗК и аналоги не годятся?
Яйцегрейные дают слишком много видимого света 
Мне же нужно, чтобы по крайней мере луч от источника не был визуально заметен никак.
Можно не красить, а обмотать лампочку фольгой.
Ты шутишь? Фольга не пропускает коротковолновый ИК. Посмотри на лампочку, обёрнутую фольгой, через камеру телефона например.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Ааа! А камеры видят только в ближнем ИК ?
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Да, там оптимальный диапазон от
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Читал в инете, что в качестве ИК-фильтров можно использовать проявленную цветную обратимую и неэкспонированную фотопленку, в других местах же пишут, что подходит и засвеченная проявленная цветная фотопленка. Но она недостаточно термостойкая.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Фотоплёнки такой нету Пробовал старую 5,25″ дискету – вроде результат тот же, но плёнку дико ведёт даже от нагрева излучением.
Сейчас разломал пополам чёрный компакт-диск и снял с него фольгу, вроде похоже на то, что нужно – теперь осталось сделать осветитель с хорошим охлаждением.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
А «черный» это какой именно — CD, DVD и -R или -RW? А то подумал, что может понадобится мне такой фильтр когда-нибудь. 
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Читал в инете, что в качестве ИК-фильтров можно использовать проявленную цветную обратимую и неэкспонированную фотопленку
Она всё равно пропускает немного видимого света. Вот сфоткал сейчас:
Да и температуры, думаю, она не выдержит.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
А «черный» это какой именно — CD, DVD и -R или -RW?
Они вроде всякие бывают, но у меня оказался CD-R с каким-то дурацким музоном Жаль, не сфоткал его перед препарацией, впрочем возможно у меня где-то ещё такие есть.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
В описании светотелефона в какой-то радиолюбительской книге читал, что светотелефон можно перевести в ИК-диапазон, закрыв окошко излучателя тонкой гетинаксовой (или текстолитовой) пластиной.
Кстати, есть же галогенки «холодного света», с ИК-фильтром.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Если гетинаксовая пластина и пропустит сколько-то ИК, для освещения с 20 метров этого точно не хватит. Вообще в таких конструкциях обычно рекомендовали применять ИК диоды и обычные красные стёклышки, причём не на излучателе, а на приёмнике (дабы он не собирал помехи с видимого диапазона).
Галогенки дают холодный свет за счёт фильтра, отсекающего ИК, то есть всё наоборот. Тут как раз нужен «горячий свет» 
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Галогенки дают холодный свет за счёт фильтра, отсекающего ИК, то есть всё наоборот. Тут как раз нужен «горячий свет»
Тупанул.
Насчёт пластины — кажется именно на излучатель ставилась. Сейчас точно не могу вспомнить.
Я считаю, нужно просто попробовать самые разные материалы и подобрать нужный экспериментально, по наилучшей освещённости для камеры. Тот же гетинакс, стекло — закопчённое или покрытое разными красками, лаками и т.д. Ну или таки разориться на настоящий ИК-фильтр.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Они вроде всякие бывают, но у меня оказался CD-R с каким-то дурацким музоном Жаль, не сфоткал его перед препарацией, впрочем возможно у меня где-то ещё такие есть.
Понятно. Тут бы где мощную «батарею» ИК-светодиодов раздобыть, это лучше всего. Хотя они чуть излучают и в видимом диапазоне — замечал слабое красноватое свечение подсветок у камер наблюдения.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Со светодиодами опыт вышел неудачный, конечно у меня не сверхмощная батарея, а вот такой вот фонарик, но эффекта от него вообще полный ноль. Слабое красное самосвечение это кстати не беда, главное чтобы ничего не было заметно на подсвечиваемом объекте.
Сейчас кстати закончил макет прожектора из пивной банки, двойного CD-фильтра и галогенки, буду испытывать 
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Яйцегрейные дают слишком много видимого света Мне же нужно, чтобы по крайней мере луч от источника не был визуально заметен никак.
Ну вот Narva светит примерно так. Там пожно курсор навести на фото, для увеличения. Как оно будет во тьме — не знаю, конечно. Но сомневаюсь, что всевозможная кустарщина на базе ГЛН, дисков, плёнки и гетинакса будет хотя бы отдалённо конкурировать. Стекло там не красное, как в ИКЗК, а чёрное, насколько вижу. Если сделать ещё некоторый недокал, то видимого света будет совсем немного. ИК-диоды тоже очень неплохо светят в кромешной тьме.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Ну вот Narva светит примерно так:
Это они сострили конечно, на ярком свету её фотографировать
Вообще не знаю конечно, как конкретно Нарва, но вот советские лампы дают хорошо заметные красные пятна. Т.е. к ним всё равно надо городить дополнительный фильтр.
Стекло там не красное, как в ИКЗК, а чёрное, насколько вижу.
Я лично вижу обычное красное, сквозь которое хорошо видно другую сторону отражателя 
Если сделать ещё некоторый недокал, то видимого света будет совсем немного. ИК-диоды тоже очень неплохо светят в кромешной тьме.
Чудес не бывает – недокал убивает общий поток излучения, а не только видимое. С диодами пробовал, для таких расстояний нужны мощности, сопоставимые с галогенными.
сомневаюсь, что всевозможная кустарщина на базе ГЛН, дисков, плёнки и гетинакса будет хотя бы отдалённо конкурировать.
А я вот как раз практически не сомневаюсь. Ибо только с ГЛН можно достичь такой высокой концентрации излучения в узком луче, какая никаким ИКЗК и не снилась. Ну и видимое излучение можно убрать практически полностью. В общем, вчера поставил опыты с самодельным черновым макетом осветителя:
Без фильтра видимый свет на объекте получается более чем достаточный, несмотря на то, что лампочка всего 50 ватт и с расстояния около 20 м. Фильтр из двух очищенных дисков со своей задачей справляется прекрасно, уж точно не хуже, чем у показанной выше Нарвы. Галогенка выглядит густо-густо вишнёвой и едва светящейся, при этом фотоаппарат её видит ярко-сиреневой, что свидетельствует о наличии ИК:
Однако вышла одна незадача, с неожиданной стороны: а именно, оказалось, что применяемая камера слеповата в ИК области Т.е. при наличии фильтра она точно так же абсолютно ничего не видит на объекте. Хотя ИК луч наверняка есть и неслабый. Так что, перед тем как разобрать конструкцию, попробую ещё разок с другой камерой.
Источник