ЛАЗЕРНЫЙ ТИР
Мини-тир своими руками. Популярным ребячьим развлечением стала нынче так называемая лазерная (световая) указка. Выпускаемая в качестве миниатюрного рабочего инструмента для преподавателей, лекторов и экскурсоводов, она привлекает дерзновенных почитателей научной фантастики возможностью поиграть в «гиперболоид инженера Гарина», выделяя остронаправленным световым лучом ту или иную деталь интересующего объекта на значительном расстоянии. К счастью, обходятся такие игры без негативных последствий, ведь в данных указках разрешается использовать лишь полупроводниковые лазеры или светодиоды (вариант, на который чаще всего и идут фирмы-изготовители) со встроенной оптикой, мощность излучения у которых не должна превышать 1 мВт. Увеличение концентрации световой энергии в чрезвычайно малом телесном угле может создавать, по мнению специалистов, определенную опасность для зрения — при попадании луча в глаз напрямую или после отражения от зеркальной поверхности.
Обладателям лазерных указок можно приспособить их для интересной и вполне безопасной забавы — домашнего фототира. Световой импульс послужит аналогом пули, а приемником станет фотодатчик мишени. В случае попадания в цель появится электрический сигнал, который вызовет световой (совершенно безвредный) ответ — подтверждение меткого «выстрела».
Оружие фототира — лазерная (световая) указка, дополненная простейшим электрическим устройством включения и вмонтированная в готовый или самодельный макет пистолета, карабина и т.п. Когда такое оружие снято с предохранителя (замкнуты контакты SA1) и спусковая скоба не нажата (кнопка SB1 в разомкнутом состоянии), то электроэнергия, поступив от батареи питания GB1 через токоограничивающий резистор R1, максимально зарядит большеемкостный конденсатор С1. При фотовыстреле (нажатии на SB1) произойдет переключение и быстрый разряд С1 на лазерную указку А1. Последняя выдаст короткий импульс направленного света, который при попадании на фотодатчик вызовет ответную реакцию мишени (вспышку светодиода — индикатора поражения цели).
Свечение лазерной указки в самодельном фототире — по убывающей интенсивности, в интервале разрядных напряжений на С1 от 4,5 до 3 В. После отпускания кнопки SB1 начнется «самозаряд» большеемкостного конденсатора, и примерно через три секунды световое оружие вновь готово к поражению мишени, где в качестве воспринимающего свет элемента применен фототранзистор VT1. От привычного биполярного полупроводникового триода последний отличает принципиально иное управление коллекторным током, когда результат достигается не изменением электрического смещения на базу, а ее освещением от внешнего источника, для чего в корпусе, защищающем кристалл, предусмотрено светопрозрачное окно (о фототранзисторе см., например, «Моделист-конструктор» № 7 за 1993 г.).
В исходном состоянии, когда тумблером БА1 на фотомишень уже подано питающее напряжение, а фототранзистор еще не освещен и заперт, с коллектора \/Т1 поступает так называемый высокий логический уровень (лог. 1) на вход 1 микросхемной ячейки 001.1 типа 2И-НЄ, образующей совместно с 001.2, конденсатором С1 и резистором Р!3 преобразователь сигнала. Входы 5 и 6 001.2 «заземлены» через ЯЗ, и лог.1 передается с выхода 4 этой ячейки ко входу 2 001.1, отчего на выходе 3 001.1 «дежурит» сигнал низкого уровня (лог.О), как и на входах 8, 9 и 12, 13 порогового звена 001.3, 001.4. Повинуясь логике работы данного устройства, на спаренных выходах 10, 11 микросхемы 001 будет сигнал высокого уровня, который подводится к базе транзистора \1Т2 (усилитель мощности, работающий в ключевом режиме) и запирает его.
Минимальиая доработка, при которой лазерная указка превращается в «световое оружие» для фототира
При метком «выстреле» световой импульс попадает в окно чувствительного \/Т1. Происходит отпирание фототранзистора. В результате — напряжение на его коллекторе (значит, и на входе 1 микросхемы 001) упадет до лог.О. Ячейка 001.1 переключится в другое устойчивое состояние, и на ее выходе появится высокий уровень. Этот сигнал моментально будет передан через незаряженный конденсатор С1 на входы 5, 6 ячейки 001.2, которая тут же переключится и с выхода 4 подаст лог.О ко входу 2 D01.1. На выходе 3 останется лог.1, несмотря на прекращение воздействия светового импульса и восстановление низкого уровня на входе 1. Состояние ячеек DD1.1 и DD1.2 будет поддерживаться, пока не закончится заряд конденсатора. Все это время ячейки DD1.3, DD1.4 также остаются в переключенном состоянии, и лог.О на их выходах позволяет удерживать транзистор VT2 открытым, создавая условия для ответного сигнала о попадании в цель — свечения полупроводникового индикатора HL1.
Принципиальная электрическая схема фотомишени
Когда конденсатор С1 зарядится, то ток, проходящий через него и резистор R3, прекратится. Напряжение на входах 5, 6 DD1.2 упадет, и все устройство возвратится в исходное состояние. То есть длительность ответного сигнала о попадании в цель (свечения полупроводникового индикатора HL1) определяется номиналами С1, R3 и при соблюдении значений, указанных на принципиальной электрической схеме фотомишени, составляет примерно 2 с.
Основное предназначение светодиода HL2 — сигнализировать о подключении мишени к источнику электропитания. С размещением этого индикатора (и, разумеется, самого фототранзистора) в центре «яблочка» появится возможность тренироваться и проводить соревнования на -меткость стрельбы в фототире, но уже по более строгим и сложным правилам. Например, в слабо освещенном помещении или даже в полной темноте, используя в качестве целеуказания зеленую «искорку» светодиода HL1. Красный «огонек» более мощного HL1 (индикатора попадания) можно расположить у края мишени.
«Электроника» мишени, за исключением фототранзистора, светодиодов и выключателя питания, монтируется на псев-допечатной разрезной плате из односторонне фольгированного пластика.
Псевдопечатная прорезная монтажная плат а фотомишени из фольгированного пластика
В конструкции самодельного фототира с использованием лазерной указки в качестве основы «оружия» вполне приемлемы привычные и хорошо зарекомендовавшие себя постоянные резисторы МЛТ-0,25 и «переменник» СП-0,4 или их аналоги, микрокнопка КМ 1-1, конденсаторы К50-6 и К50-38, микротумблеры MT1-1. Питание фотомишени — от компактной 9-вольтной «Кроны» (если интенсивность тренировок сравнительно невелика; в противном случае не обойтись без более мощного источника, который можно, например, составить из двух последовательно соединенных батарей типа 3R12). Должную энергообеспеченность «лазерному оружию» способны гарантировать три гальванических элемента ААА (LR03), соединенные последовательно.
Процесс отладки самодельного фототира занимает минимум времени и сводится лишь к установке требуемого уровня чувствительности световоспринимающего каскада переменным резистором R1 да к согласованию прицельного устройства с лучом применительно к удаленности фотомишени. Питание на указку во время такого согласования подается непосредственно от батареи GB1 с выключателем SA1.
Источник
Сайт про изобретения своими руками
МозгоЧины
Сайт про изобретения своими руками
Интерактивный лазерный тир на Ардуино своими руками
Интерактивный лазерный тир на Ардуино своими руками
Предлагаю вашему вниманию небольшую статью о том, как можно сделать лазерный тир на базе платы Аrduino своими руками. Суть игры заключается в том, что участники должны попасть лазером в точку, что расположена на животе робота и таким образом истребить злобную армию роботизированных захватчиков. Когда робот повержен, он закрывает глаза и раздаётся звук выстрела. После того, как все 5 роботов дезактивированы, игра перезагружается и роботы одновременно открывают свои глаза.
Эта игра – простой пример, который можно использовать для отработки навыков работы с входными/выходными сигналами микроконтроллеров. Данный пример более наглядный и интересный, чем простое нажатие кнопок на макетной плате. При дальнейшей доработке самоделки, есть возможность добавить сервоприводы или вибрационные двигатели…
Шаг 1: Необходимые детали
- 5 мм светодиод;
- LDR фоточувствительный резистор;
- Провода;
- 2 резистора (использовал резистор номиналом 200 Ом);
- Микроконтроллер (использовал Arduino Micro);
- Макетная плата и джамперы (по желанию);
- Тактовые кнопки;
- Пьезодинамик;
- Термоусадка (для изоляции соединений);
- Разъёмы;
- Клей.
Каждый робот монтируется модульно, поэтому их можно с легкостью отключать для последующего хранения или модификации.
- Оборудование для пайки;
- 3D принтер или ручной лобзик
Шаг 2: Изготовление фигурок
Если у вас есть возможность можете распечатать фигурки на 3D принтере. Если же нет, можете изготовить фигурки самостоятельно из подручных материалов. Мой опытный образец был изготовлен из картона.
Установка 5 мм светодиодов происходит методом запрессовки их с обратной стороны заготовки.
Фоторезистор монтируется через переднюю часть. Можете немного расширить отверстия раскаленным гвоздём или небольшим сверлом.
Шаг 3: Проводка
Приклеим пьезодинамик к коробке. По нормальному нужно было бы собрать схему на макетной плате, но мы используем только провода и переключатели, поэтому делаем всё дешево и сердито :-).
Каждый комплект (светодиод, фоторезистор, 2 резистора) рассчитан на одного робота. Воспользуемся длинными провода для подключения роботов к выводам (с каждого робота будет выходить по три провода).
Будьте внимательными при сборке схемы. Возможно она немного запутанная, но именно она помогла мне избежать необходимости в использовании 4 проводов. Надеюсь это имеет смысл.
Оранжевые провода обеспечивают питанием 5В каждый фоторезистор. Мы считываем показания датчика освещенности (LDR) в момент, когда светодиод светится.
Шаг 4: Программирование
На 5 аналоговых входов подключаем 5 фоторезисторов.
На 3 цифровых входа подключаем перезагрузку (Reset), пороговую величину MAX (threshold up) и пороговую величину MIN (threshold down). Регулировка величины порогового значения помогает приспособить устройство для корректной работы при различных режимах освещенности. Если вы используете яркий лазер, то значение параметров роли не играет.
5 светодиодов и динамик подключаем к выходам контроллера.
Источник
Фототир из лазерной указки
О лазерной указке и ее применении в различных конструкциях уже рассказывалось на страницах журнала «Радио». Продолжая эту тему, предлагаю описание фототира с использованием все той же лазерной указки. Этот электронный тир состоит из двух узлов — пистолета и мишени с фотодатчиком. Мишень устроена так, что при попадании в нее луча указки раздается звуковой сигнал. Мишень (рис. 1) содержит фотодатчик на фототранзисторе VT1, ждущий одновибратор на логических элементах DD1.1, DD1.2 и генератор ЗЧ на элементах DD1.3, DD1.4. В исходном состоянии фототранзистор освещен слабо, поэтому на его коллекторе высокий логический уровень. На выходе ждущего одновибратора (вывод 3 DD1.1) низкий логический уровень, генератор ЗЧ не работает.
Если кратковременно осветить фототранзистор лазерным лучом указки, на его коллекторе появится низкий логический уровень, ждущий одновибратор сработает — в течение примерно 2 с на его выходе (вывод 3 DD1.1) будет присутствовать высокий логический уровень. Включится генератор ЗЧ, и пьезоизлучатель BQ1 начнет издавать звуковой сигнал, свидетельствующий о попадании в цель. Затем устройство вернется в исходное состояние.
Схема пистолета приведена на рис. 2. В его состав входит лазерная указка А1, интегральный стабилизатор напряжения DA1, накопительный конденсатор С1, кнопка-курок SB1 и батарея питания GB1. В исходном состоянии конденсатор С1 заряжен от батареи питания. При нажатии на кнопку SB1 он подключится ко входу стабилизатора напряжения, в результате чего на лазерную указку поступит питающее напряжение 5 В. Она будет излучать свет в течение короткого отрезка времени (доли секунды), пока конденсатор не разрядится. Если свет попадет в мишень, прозвучит сигнал. После отпускания кнопки-курка конденсатор снова зарядится — пистолет готов к «выстрелу». Резистор R1 ограничивает зарядный ток конденсатора. Специального выключателя питания в пистолете нет, поскольку в режиме готовности ток от батареи практически не потребляется. Большинство деталей мишени размещают на печатной плате (рис. 3) из односторонне фольгированного стеклотекстолита.
Вариант конструкции мишени, которую использовал автор, показан на рис. 4. Для защиты от внешней засветки фототранзистор 4 размещают в пластмассовом светонепроницаемом корпусе 1, в качестве которого применена баночка из-под фотопленки. Примерно посередине размещена перегородка 2 из матового органического стекла. Для повышения чувствительности можно установить светоотражающий конус 3 из ватмана. Корпус крепят к плате 5, на которой располагают и пьезоизлучатель 6.
Конструкция пистолета показана на рис. 5. Для него понадобится корпус-«пустышка» подходящих размеров. Внутри него устанавливают лазерную указку 1 таким образом, чтобы она «стреляла» в полном соответствии с прицелом пистолета. Указку предварительно плотно обматывают изолентой, чтобы кнопка включения была нажата. В корпусе устанавливают также кнопку 2 и батарею питания 3. Монтаж ведут навесным методом.
В устройстве можно применить, кроме указанных на схеме, микросхему К176ЛА7, К564ЛА7, пьезоизлучатель ЗП-1; оксидные конденсаторы — К50, К52, К53, остальные — КМ-6, К10-17, любой подстроечный резистор, постоянные — МЛТ, С2-33, выключатель — любого типа, кнопка в пистолете — с самовозвратом. Налаживание пистолета сводится к подбору конденсатора С1 такой емкости, чтобы получить оптимальную длительность выстрела. В мишени резистором R1 устанавливают чувствительность, при которой она не реагирует на внешнее освещение. Саму мишень следует укрыть от прямых солнечных лучей и других источников света. Тональность и громкость звукового сигнала можно установить подбором конденсатора С3 (грубо) и резистора R3 (плавно). Продолжительность звукового сигнала устанавливают подбором конденсатора С2 и резистора R2.
Источник