Например TDA7294

РадиоКот > Схемы > Цифровые устройства > Игрушки

"Прибор" "ночного" "видения"

Автор: Aheir, aheir@fromru.com
Опубликовано 20.12.2012.
Создано при помощи КотоРед.

Сегодня будем из подручных материалов клепать прибор ночного видения. Не, ну не то, чтобы прибор… И, пожалуй, не очень ночного… Но что-то но там показывает, так что – видения, точно)
Вобщем, говорю сразу: штука эта задумывалась, как игрушка, сделана, как игрушка, работает, как игрушка, так что параметры и характеристики у нее тоже вполне игрушечные. Короче говоря, типичная развлекалочка, предназначенная в лучшем случае продемонстрировать некоторые физические и оптические принципы, не более. Так что если кто пришел сюда за тактическим тепловизором – таки зря)
Начало банальное) Попала в руки фиговина. Фиговина называлась видеокамера, имела на борту гордую надпись Grundig и капитально подмоченную предыдущим хозяином репутацию: в море он ее искупал, причем уже довольно давно, потому как камера была Video8. Единственным сохранившимся узлом был видоискатель. Разобрал, подивился на миниатюрный телевизор (ч/б видоискатели в таких камерах реализованы на основе ЭЛТ). Нашел схему камеры, обнаружил, что в качестве видеосигнала там идет обычный НЧ (это который «тюльпан»). Всего 4 провода:  питание 5В, земля, видео и включение светодиода, сигнализирующего о разряде аккумулятора (его световод выведен непосредственно в окуляр, активный сигнал – «0»). Включил, воткнул в видеоплеер – работает! Убрал с глаз на месяц)
В ходе очередных поисков «ну где ж ты нужная железка только вчера видел точно помню где лежала» наткнулся на ч/б камеры от системы видеонаблюдения. 3 провода: земля, питание 12В, видеовыход – стандартно. Вспомнил про видоискатель, соединил одно с другим, опять работает). Выключил свет, подсветил обстановку ближайшим пультом от телевизора – видит камера. Решил, что надо все это в одном корпусе объединить. Еще на месяц сложил кучку в коробку с гордой надписью «Текущие проекты». Ну а там и до дела дошло…
Как всегда, аппетит пришел во время еды, так что схема в итоге получилась следующей:

 

Источник питания – 3 последовательно включенных литиевых аккумулятора по 2 А*ч от ноутбука – на схеме не показан. Имеется импульсные преобразователи питания на 5 и 12В (12В преобразователь по большому счету не нужен: он используется для питания камеры, а она вполне прилично себя чувствует в диапазоне от 9 до 16В, которые мы можем получать от аккумулятора – исходно предполагалась несколько иная схема питания) и линейный стабилизатор на 3.3В для микроконтроллера. Микроконтроллер – STM32F100C4 – самый доступный Cortex-M3 из STMов. Он управляет включением-выключением устройств, обрабатывает нажатия на кнопки и зажигает индикаторные светодиоды. Кроме того, имеется пара управляемых ШИМом светодиодных драйверов на микросхеме CL6807, их нагрузкой являются ИК-прожектор и светодиодная лампа. Устройство собрано по этой схеме, но печатная плата не сильно ей соответствует, так что подробно про нее говорить не буду. В собранном виде контроллер выглядит примерно так (хотя это тоже не окончательный вариант):

 

Кроме того, для устройства потребовалась кучка плат с кнопками/светодиодиками, плата для ИК-прожектора и плата для светодиодной лампы:

 

Что есть что – понятно, вот так оно выглядело в сборе, уже частично интегрированным в подходящий пластиковый корпус:

 

В верхней части картинки – установленная на нижнюю грань корпуса светодиодная лампа на 22 диодах типа «пиранья», справа – ИК-прожектор из 28 (плата на 32 была, один ряд отрезал) 5мм светодиодов с длиной волны 850нм (купил на eBay – местные цены и выбор как-то не порадовали).
Более-менее в сборе оно выглядит так:

 

Форм-фактор – аналогично ручной камере, корпус, хоть и квадратный, неплохо лежит в одной руке.
На верхней грани установлен видоискатель и кнопки под указательный и безымянный пальцы, на грани, обращенной к оператору – кнопки управления и индикаторные светодиоды, на нижней грани – светодиодная лампа и разъем DB9 для зарядки аккумуляторов (я использую ЗУ с балансиром, поэтому на разъем выведены в том числе и точки последовательного соединения батарей). На передней грани расположились камера, ИК-прожектор и лазерный модуль:

 

Отверстия высверлены строго в размер объектива камеры и лазерного модуля, поэтому в пластик они посажены «с натягом».

Изнутри после коммутации все проклеено эпоксидным компаундом.
При окончательной сборке все свободное внутреннее пространство было заполнено хитровырезанными кусочками изолона, который поджался крышкой корпуса, так что ничего не болтается и не гуляет.
Управление осуществляется кнопками на передней грани:

 

Вкл/Выкл – без комментариев, осуществляет заявленные функции путем удержания кнопки около 3с. Если устройство включено – горит светодиод «Power». При разряде батарей ниже порогового уровня (настраивается в прошивке, 10В) светодиод мигает, кроме того, мигает светодиод в видоискателе. При коротком нажатии на «On/Off» в процессе работы вспышками светодиода «Power» происходит индикация напряжения АКБ: длинная вспышка – десятки вольт, вспышки покороче – единицы, короткие «пыхи» - десятые. Достаточно наглядно и легко считывается, как ни странно.  
Кнопка «N-Vision» вкл/выкл режим ночного зрения, светодиод – понятно как работает. «Lamp» - лампа подсветки (задумывалась как дополнительный источник на уровне «под ноги посветить»). «Laser» управляет лазерным модулем при условии активного ночного режима.
На верхней стороне корпуса 4 кнопки:

 

«Вверх»/ «Вниз» управляют яркостью ИК-прожектора и лампы в соответствующих режимах. На кнопки «F1»/«F2» повешено вкл/выкл лазера на время удержания кнопки в зависимости от текущего состояния лазера (т.е. если был включен, пока держим кнопку, лазер гаснет и наоборот).
Ночной режим и включение лампы – взаимоисключающие. Если ни один режим не активен более 5 минут – устройство выключается. Вроде как и все с логикой работы.
При сборке каких-либо существенных трудностей не было. Единственный момент – юстировка камеры, прожектора и лазера, чтобы оно светило примерно в одну точку: это просто вопрос некоторого времени и терпения. Еще некоторое время потратилось на подбор рассеивателя для прожектора, потому как без него, ввиду 15-градусной диаграммы направленности светодиодов, получалось одно чрезмерно яркое пятно, которое ослепляло камеру. В результате применил несколько слоев матовой самоклейки… Конечно, нужно заменить на что-то более приличное. На ИК-прожектор нужен боковой защитный экран (выполнил из текстолита), в противном случае наблюдается паразитная засветка камеры переотраженным излучением диодов.
Ток потребления от батареи при максимальной яркости лампы или ИК-подсветки не превышает 200мА, так что на несколько часов автономной работы можно смело рассчитывать.
Конечный результат – на фото:


 
 

А вот попытка снять цифромыльницей картинку в видоискателе (полная темнота, расстояние порядка 5м):

Вживую оно выглядит несколько приличнее – не так виден шум – но как по мне, так вполне достойный результат)


Файлы:
Исходники и прошивка Keil
Схема и плата P-CAD 2006


Все вопросы в Форум.


ID: 1447

Как вам эта статья?

 Нравится
 Так себе
 Не нравится

Заработало ли это устройство у вас?

 Заработало сразу
 Заработало после плясок с бубном
 Не заработало совсем

83 13 3
1
Подробно