Приемник лазерного луча Опции

[An@BoLiK]

Стоит задача сделать несколько лазерных барьеров.
Есть несколько излучателей - лазерные указки или лазерный диод.
Есть приемник фотодиод (фототранзистор).
Лазер светит в приемник. Задача на контроллере отследеть пропадания луча.

Сейчас сделано на фотодиодах. Все работает, но есть огромная проблема: узконаправленный лазерный луч и небольшая по диаметру линза фотодиода (5мм) - в итоге нужно очень точно попасть в фотодиод.
При вибрациях или просто так луч может сместиться и сигнал теряется, очень не удобно. Растояние лазер-приемник 5-10 метров.

Как решить проблему? Как сделать чтоб например площадь приемника была например 50х50 мм вместо 5мм , фотодиод+линза, пластины от солнечных батарей, другое чтото?

[izerg]

Что мешает расфокусировать луч излучателя до приемлемого размера?

[An@BoLiK]

Что мешает расфокусировать луч излучателя до приемлемого размера?

Это тоже одно из условий - луч излучателя не трогаем.
Это будет макет/муляж охранной системы, не настоящей конечно же. Будет 5 лучей, лучи визуально должны быть тонкие. Для визуализации будут браться либо зеленый лазер, либо будет запускаться дым.
Но приемники должны работать.

[Herz]

Это тоже одно из условий - луч излучателя не трогаем.
Это будет макет/муляж охранной системы, не настоящей конечно же. Будет 5 лучей, лучи визуально должны быть тонкие. Для визуализации будут браться либо зеленый лазер, либо будет запускаться дым.
Но приемники должны работать.

То есть, всё должно быть красиво? Тогда решение одно - ставить линзы. Настолько большого диаметра, насколько нужно. К примеру, двух дюймового.

[kovigor]

Тогда решение одно - ставить линзы. Настолько большого диаметра, насколько нужно. К примеру, двух дюймового.

Очень возможно, что одной линзой обойтись не удастся, и потребуется несложный объектив.

P.S. Пока писал. вспомнил, что есть такая штука, как уголковый отражатель, который возвращает луч света или радиосигнал в направлении источника. Плюс такого решения - приемник можно разместить рядом с передатчиком, а не за 10 метров от него. Но тут нужны опыты ...

[toweroff]

в простонародье и в оптике - призма
луч в одну из половин широкой части, из другой на 180 назад. Только еще материал нужно посмотреть какой, что там у него с коэффициентом отражения в этом спектре

Очень возможно, что одной линзой обойтись не удастся, и потребуется несложный объектив.Плюс такого решения - приемник можно разместить рядом с передатчиком, а не за 10 метров от него. Но тут нужны опыты ...

минус - точное выверение плоскостей призмы на одном конце с передатчиком и приемником на другом

[Fujitser]

Уголковый отражатель - катафот.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Alexashka]

Линза имхо плохой вариант -с большой линзой будет большое фокусное расстояние, а значит приемник получится громоздкий. Лучше параболический рефлектор, но цены извините конечно. Проще наверно что-нибудь такое.
Сигнальчик лазера замодулировать, чтобы он не потерялся на фоне внешней засветки.

[Егоров]

Похожая задача решалась, когда нужно было синхронизировать работу нескольких фотовспышек.
Давным-давно проблему решали концентратором из куска оргстекла (акрила). Свет вкруговую воспринимался торцами шайбы, фоторезистор стоял в ее центре, на выпуклости.
В данном случае можно светить в прямоугольный кусок 100х100мм, а считывать с торца. Может, лучше в треугольный и считывать с вершины, с торца. Должна получиться некая концентрация светового потока.

[Aner]

...
Сигнальчик лазера замодулировать, чтобы он не потерялся на фоне внешней засветки.

Бесполезно.

...
Как решить проблему? Как сделать чтоб например площадь приемника была например 50х50 мм вместо 5мм , фотодиод+линза, пластины от солнечных батарей, другое чтото?

Используйте дешёвые платиковые линзы Френеля и будет вам счастье.

[yakub_EZ]

Самым дешевым считаю поставить рефлектор от галогенных фар с советского автомобиля. Или всю фару в сборе, если для улицы. Ну на вскидку ФГ-122, ФГ-127. Диаметр рефлектора 170 мм.

[kovigor]

Самым дешевым считаю поставить рефлектор от галогенных фар с советского автомобиля.

А что это даст ? Поставить приемник в фокусе рефлектора ? Вы уверены, что это параболоид ? Я - нет ...

[Alexashka]

Бесполезно.

Что именно?

Оценка уровня сигнала по постоянке для охранной системы это идиотизм. Мощность лазерной указки 5мВт, даже слабенький фанарик даст сигнал больше, чем эта указка.

[An@BoLiK]

С линзами заморачиваться не хотелось бы, если будет в будующем серия то потом опять искать линзы.

С солнечными элементами думал. Какой частотой модулировать лазерный луч? Солнечные элементы вроде не сильно быстродействующие.

[Alexashka]

С солнечными элементами думал. Какой частотой модулировать лазерный луч? Солнечные элементы вроде не сильно быстродействующие.

Статейка
Чем выше частота тем лучше -проще уйти от вездесущих 50/100 Гц. Но слишком высоко тоже не стоит -не известно какая частотная характеристика у солнечных элементов. Это можно выяснить опытным путем. Возможно чтото порядка 1кГц будет в самый раз.

Охранная система на лазерных указках
только возможно частоту надо будет уменьшить (и увеличить длительность импульсов).
Имея контроллер схемотехнику можно гораздо более упростить -считывать сигнал с датчика посредством АЦП контроллера и обрабатывать все в цифре.

Еще вариант

[Aner]

Статейка
Чем выше частота тем лучше -проще уйти от вездесущих 50/100 Гц. Но слишком высоко тоже не стоит -не известно какая частотная характеристика у солнечных элементов. Это можно выяснить опытным путем. Возможно чтото порядка 1кГц будет в самый раз.

Статейка ради статейки с наивными ошибками. Скажу из моего опыта разработки систем передачи и сигнализации на различных полупроводниковых лазерах. Естественно сигнал только модулируется, для чего есть дешевые микросхемы например от AD. Оценка тракта по динамики ~30...40dB, больше дорого. Дневной солнечный свет день/ночь - динамика ~160dB. Любая не очень яркая засветка превысив ~30...40dB обепечит забитие (фото) приемника, ... и никакого сигнала не увидите.

С линзами заморачиваться не хотелось бы, если будет в будующем серия то потом опять искать линзы.

С солнечными элементами думал. Какой частотой модулировать лазерный луч? Солнечные элементы вроде не сильно быстродействующие.

Никаких заморочек нет, все давно доступно не так дорого у соответствующих производителей оптики. На крайний случай просто используйте линзы для очков.

[Alexashka]

Статейка ради статейки с наивными ошибками. Скажу из моего опыта разработки систем передачи и сигнализации на различных полупроводниковых лазерах. Естественно сигнал только модулируется, для чего есть дешевые микросхемы например от AD. Оценка тракта по динамики ~30...40dB, больше дорого. Дневной солнечный свет день/ночь - динамика ~160dB. Любая не очень яркая засветка превысив ~30...40dB обепечит забитие (фото) приемника, ... и никакого сигнала не увидите.

Ну там про сам принцип на пальцах. Я же предложил модуляцию в данном случае скорее для защиты от умышленной попытки обмана системы (и/или ее ослепления). Если фотодиод будет реагировать на снижение уровня постоянки сигнала, то такой датчик при сильной внешней засветке может просто не заметить что сигнал лазера пропал. А если реагировать на пропадание модулированного сигнала, то в случае катастрофической засветки (и забитии приемника) он выдаст тревожный сигнал, что не так страшно.

Update.
Эксперимент
Солнечная батарея -какаято китайская без названия, активный размер 5,5х4 см.
Лазера под рукой не было -пробовал с двумя красными диодами - суперярким и 1-ваттным мощным -результат одинаковый.
Сначала без нагрузки -к батарее подключен только осциллограф - спад сигнала на частоте 1,1 кГц (-3дБ), с нагрузкой в виде резистора 1кОм амплитуда немного снижается, но спад уже на частоте 2,5 кГц.
Светодиод запитывал с генератора с 50-омным выходом (напрямую).

Красный луч -напряжение на диоде (1В/дел), желтый луч -напряжение на нагруженной 1ком резистором солнечной батарее (50мВ/дел). Развертка 200мкс/дел.