0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как сделать прибор ночного видения

Как сделать прибор ночного видения своими руками – самодельный инфракрасный аппарат ПНВ в виде очков

Вы когда-нибудь задумывались над тем, как было-бы здорово уметь видеть в темноте? Это можно осуществить при помощи очков ночного видения.

К сожалению, настоящий аппарат ночного видения, даже самой простой конструкции, может стоить сотни долларов за одну только оптику. Это очень дорогая технология. Тем не менее, есть альтернативные методы видения в темноте: существуют различные программы ночного видения для гаджетов, а в магазинах детских игрушек продаются игрушечные шпионские бинокли. В них используются камеры низкого класса, инфракрасная подсветка и недорогой дисплей. Такого типа прибор мы и сделаем своими руками.

В нашем приборе будут использоваться детали, которые можно легко купить в интернет-магазинах.

Итак, начнем. Не надо думать, что у вас получится прибор высокого класса. На самом деле он не сможет конкурировать с настоящими приборами ночного видения.

Шаг 1: Что вам потребуется

В двух словах об устройстве прибора. Простая видеокамера, чувствительная к инфракрасному излучению, невидимому невооруженным глазом. В качестве источника инфракрасного излучения используется инфракрасный прожектор. Еще необходимо средство просмотра изображения. Для этой цели применяется видеоискатель от старой видеокамеры. Однако эти детали трудно найти, не купив камеру целиком. Вместо видеоискателя можно использовать ЖК-экран. Вот детали, которые потребуются для проекта:

На электронные компоненты у вас уйдет порядка 60-70 долларов и около 25-30 долларов на приобретение корпуса. Если вы сделаете корпус самостоятельно, то можно будет снизить расходы.

Электронные компоненты для самодельного ПНВ:

  • 3,5-дюймовый жидкокристаллический TFT-экран. Экран питается от напряжения 12 В, имеет два входных штекера – желтый и белый. Белый штекер дублирует желтый и предназначается для подключения дополнительного оборудования.
  • Модуль видеокамеры. Можно использовать другой тип камеры, при этом она должна иметь возможность подключения к видеовходу экрана. Чувствительность этой камеры 0,008 люкс. Чем ниже чувствительность, тем лучше камера видит в темноте и тем чувствительнее к инфракрасному освещению. Не стоит использовать камеру с чувствительностью выше 0,008 люкс, поскольку этого недостаточно для качественного изображения.
  • Прожектор из 30 светодиодов инфракрасного излучения. Длина волны инфракрасного спектра лежит в пределах 840 и 940 нанометров (нм), а интенсивность измеряется в ваттах (Вт). ИК-излучение с длиной волны 840 нм создает также видимое человеческим глазом красное свечение. Излучение с длиной волны 940 нм совершенно невидимо для глаз.

Для проекта дополнительно можно использовать фонарик Cree Ultrafire WF-501b, длина волны его излучения 850 нм, поэтому он имеет красное свечение.

Чем больше светодиодов в фонаре, тем больше расстояние видимости прибора.

  • 12-вольтовая батарея. Для питания прибора используем 8 элементов питания типа AA. Для соединения их в батарею, нам потребуется контактный отсек на восемь элементов AA.
  • Устройство понижения напряжения до 5 В. Для работы видеокамеры требуется постоянное напряжение 5 В. Большее напряжение выведет видеокамеру из строя.
  • RCA-переходник типа «папа-папа». Переходник понадобится для соединения видеокамеры с ЖК-экраном, т.к. на обоих этих устройствах RCA-штекеры имеют тип «мама».
  • Выключатели: для включения камеры, экрана и инфракрасного прожектора.

Инструменты и оборудование:

  • Мультиметр.
  • Отвертка.
  • Паяльник.
  • Припой.
  • Стриппер для зачистки проводов.
  • Провод.
  • Термоусадочные трубки.
  • Зажигалка или тепловая пушка.
  • Изоляционная лента.
  • Холодная сварка.
  • Клеевой пистолет.
  • Дрель или сверлильный станок, сверла.
  • Режущий и шлифующий инструмент.
  • Аэрозольная краска черного цвета.

Корпус: в качестве корпуса можно использовать пластиковые коробки для электроники, которые легко приобрести в магазине. Корпус также можно сделать из трубы ПВХ, дерева, пластикового контейнера и др. В нашем проекте будем использовать три пластмассовых коробки разного размера.

Еще нам потребуются недорогие защитные очки. Лучше взять лабораторные, которые полностью прилегают к лицу, чтобы окружающие не могли видеть свечение экрана в темноте.

Шаг 2: Электронная схема

Как это работает:

ЖК-экран и ИК-прожектор работают от напряжения 12 В от батареек. Т.е. экран и фонарь через выключатель будут подключаться к контактному отсеку с элементами питания. Кроме основного выключателя, установим еще один дополнительный для включения и выключения ИК-фонаря. Видеокамера работает от напряжения 5 В и без понижающего преобразователя напряжения к батарейному отсеку подключаться не может.

В качестве преобразователя используем микросхему-стабилизатор напряжения 5 В. На вход стабилизатора будет подаваться положительное напряжение 12 В от батареек, а выход 5 В будет подключаться к плюсовому выводу питания камеры. Минусовой вывод питания камеры и средний вывод микросхемы-стабилизатора подключим к «минусу» батарейного отсека. Выход видеосигнала с камеры подключается к входу экрана через RCA-переходник типа «папа-папа». Звук в нашей конструкции не потребуется, поэтому его мы подключать не будем.

Шаг 3: Сборка корпуса

Вначале просверлите в малом корпусе отверстия для переключателей, глазка камеры и инфракрасного прожектора.

Читать еще:  Как повторно заполнить одноразовую мельницу специями

После того, как отверстия высверлены, установите все компоненты в корпус и убедитесь, что все они свободно в нем располагаются.

Удостоверьтесь, что камера стоит в правильном положении. Закрепите устройства в коробке с помощью холодной сварки. Следите за тем, чтобы сварка не соприкасалась с электронными контактами устройств, так как она может проводить электрический ток.

Для закрепления ИК-прожектора используйте клеевой пистолет.

Жидкокристаллический экран вставьте во вторую коробку, побольше, после установки всего остального оборудования, и выровняйте его. После этого снимите защитную пленку с экрана, закрепите его холодной сваркой в коробке и закрутите крышку с прямоугольным отверстием.

Удалите стекла защитных очков и приклейте очки к третьей, большой коробке, в которой предварительно сделайте вырез, аналогичный форме очков. Затем можно покрасить всю конструкцию в черный цвет: так она будет менее заметна в темноте.

После того, как краска высохнет, вставьте батарейки в переднюю коробку с камерой и фонарем. Соедините друг с другом переднюю и среднюю коробки. Сделайте все необходимые электрические подключения и присоедините коробку с очками. Прибор ночного видения готов.

Шаг 4: Тестирование

Здесь представлено несколько снимков, сделанных при посредстве нашего прибора. С выключенным инфракрасным прожектором в темноте практически не чего не видно. Если кроме основного ИК-прожектора включить еще дополнительно фонарик, то видимость будет еще лучше.

Шаг 5: Улучшение чувствительности

Один из действенных способов повысить чувствительность прибора – это удалить инфракрасный фильтр, установленный перед сенсором камеры (если он там присутствует). Фильтр представляет собой кусочек стекла с розовым или оранжевым оттенком. Он уменьшает поток ИК-излучения, который попадает на сенсор, что улучшает качество цветного изображения в дневное время, но значительно ограничивает способность камеры видеть в темноте. Открутите объектив и удалите ИК-фильтр при помощи пинцета, затем соберите камеру обратно.

Примечание: в некоторых камерах нет возможности снять ИК-фильтр; в этом случае вы можете заменить объектив камеры на тот, в котором нет фильтра.

Шаг 6: Заключение

После удаления инфракрасного фильтра из камеры, видимость прибора значительно увеличится (до 10 раз). Прибор расходует немного электроэнергии, так что один комплект батарей прослужит долго.

Вы можете усовершенствовать свой прибор ночного видения: например, сделать его для одного глаза и установить, на шлем для страйкбола. Существует одна проблема с обнаружением вашего прибора: любое устройство, чувствительное к ИК-спектру, может видеть ваш ИК-фонарь. Однако невооруженным глазом в темноте вас обнаружить будет не так-то просто.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Прибор ночного видения своими руками

Сегодня пропустим средневековый алхимический метод, позволяющий изготовить прибор ночного видения своими руками. Запросто управитесь, если дома запасены серная кислота, хлорид олова, но авторам представляется опасным и неразумным подобный подход. План работы сегодня: обсуждаем кратко принцип действия прибора ночного видения. Поможем собрать, если на месте не сидится, быть может, сделаем краткий экскурс, касающийся магазинов: обсудим залежалое из области охотничьих приспособлений.

Принцип действия прибора ночного видения

Глаз представляет собой пассивный радар, принимает излучения, испускаемые предметами. Видимый спектр – малый диапазон колебаний тела Вселенной, окружающего человечество. Хищник из одноименного фильма переключал диапазоны, представитель развитой цивилизации неспособен охватить тотальный спектр! В темноте глаз видеть бессилен, недоступно Homo Sapiens наблюдать инфракрасное излучение. Тела будут испускать волны при низких температурах окружающей среды, плотность мощности падает. Вырисовывается первый прибор ночного видения. Ничего общего с военными. Аппарат пользуют строители.

Встречайте тепловизор, принимающий инфракрасное излучение предметов. Прибор предназначен не для обозрения темного пейзажа, однако фронтальный вид разглядеть можно. Штуковина имеет ряд настроек, типичны следующие признаки:

  • температура 10 градусов Цельсия тепла выглядит оранжевым сиянием;
  • стены домов смотрятся красноватыми;
  • окружающая неживая природа разных оттенков вплоть до черного.

Собрать своими руками тепловизор забудьте, купить тысяч за 50 можно. Потратив семь тысяч, прибор ночного видения (ПНВ) в магазине приобретете. Специально тепловизор целям бдения в темноте брать нет смысла, помогает строителям оценить качество теплоизоляционных мероприятий. Если найдется знакомый прораб, можно природой полюбоваться в темноте бесплатно, одолжив агрегат.

Схема прибора ночного видения реализуется указанными процессами, чтобы не раздражать глаз лучезарной радугой, внутри заводского изделия стоит прозрачная пластина, покрытая полупроводниковым материалом, пользуясь внутренним фотоэффектом, позволяет «увидеть» инфракрасное излучение предметов.

Для справки. Фотоэффектом называется явление перехода электронов материала на новые энергетические уровни под действием фотонов света. Некорректно использовать термин для невидимого излучения, так понятие литературой и обыгрывается, поэтому избегаем противоречить остальным (авторитетным) источникам.

Под действием невидимых «фотонов» электроны пластины получают энергию. Считать информацию можно по изменению прозрачности материала, электропроводности вещества. Микроканальная технология изготовления чувствительных элементов помогает избежать засветки соседних пикселей. Первыми к решению задачи приблизились фашисты. Германия пользовалась трудом талантливых ученых. Некоторые добровольно, иных заставляли. Создан прицел винтовки весом 2,25 кг с чемоданом батареек (13,5) кг. Позволило бы, наверное, совершить немало подвигов (или преступлений), если бы советские войска маем 1945 года не взяли Берлин.

Иногда излучение дополнительно усиливается фотоумножителями. Помогает получить яркую контрастную картинку прибору ночного видения. Зачастую внешних излучений недостаточно, в ход идет подсветка инфракрасного диапазона. Используются лампы, чаще применяются полупроводниковые диоды специального типа. Найти можно в магазине радиолюбителям. К слову сказать, когерентность излучения светодиодов высока. Значит, что помехи не будут влиять на качество картинки.

Для справки. Когерентность восходит толкованием к синфазности волны. Такой свет сосредотачивается узким отрезком спектра (вертикальная линия графика), легко складывается, давая большую яркость, нежели другие источники излучения. В результате малой мощностью получите качественную подсветку.

Читать еще:  Декоративный топиарий

Приборы ночного видения подразделяются следующим образом:

  1. Характером влияния на окружающую обстановку:
    1. Активные со светодиодной подсветкой.
    2. Пассивные, принимающие только излучения других предметов.
  2. Методом обработки принятого сигнала:
    1. С усилением.
    2. Лишенные усиления.
  3. Признаком наличия накопителя информации:
    1. Регистрирующие.
    2. Не регистрирующие.

Теперь можно собрать прибор ночного видения своими руками.

Сделать прибор ночного видения своими руками

Устройство прибора ночного видения включает:

  1. Преобразователь инфракрасного излучения в видеосигнал.
  2. Подобие окуляра, которое бы могло сигнал отображать в режиме реального времени.
  3. Подсветка.

В магазине много устройств, помогающих вести ночную съемку. Прибор ночного видения, очевидно, базируется на одной технологии. Черно-белая микрокамера подойдет. Стоит недешево, доступно приспособить гаджет иным целям, если прибор ночного видения надоест. Примером устройств послужат JK 007B, JK-926A. Главное, чтобы у устройства наличествовал видеовыход, порт у любой камеры встроен, иначе зачем вообще нужна! Цена покупки не должна сильно превышать магазинную стоимость прибора ночного видения (см. выше), иначе будет душить жадность. Утешьтесь, наше устройство сможет вести регистрацию, опция стоит дополнительных денег на прилавке.

Найдите старенький видоискатель. Посетите салон, занимающийся ремонтом бытовой техники, если дома подходящего добра нет. Видоискатель снабжен одним входом для видео по протоколу, по которому ведет передачу камера.

Вопрос можно будет уточнить, опросив местных профи, проверить функционирование, соединив устройства кабелем. Работает – осталось прикупить подсветку. Светодиоды закажите в интернете, потрясите ближайший рынок. Как проверить? Имеется видеокамера съемки ночью. Зайдите в темноту, подайте питание, посмотрите, светится ли радиоэлемент: наведите объектив видеокамеру.

Дюжину светодиодов зарубежный любитель делать своими руками рекомендует объединить гирляндами по 6 штук на ветке. Снабдите гроздь 10-омным шунтом, подводите питание батарейки. Перепутать полярность сложно, на всякий случай воспользуйтесь специальным справочником на светодиоды. Блок подсветки готов. Светодиоды монтируются на самодельный корпус: обыкновенный детский пенал, упаковка.

Собственно, готово. Соединим видеокабелем камеру, видоискатель, поместив объектив в одну плоскость со светодиодами. Учитывая размеры устройств, вместятся одним пеналом. Видоискатель крепится сбоку. Для устройства регистрации понадобится вмонтировать в корпус соответствующий разъем. Приборы ночного видения из Китая не сравнятся с нашим! Рассмотрим функционирование:

  1. Камера ночной съемки фиксирует окружающую обстановку.
  2. Светодиоды подсвечивают предметы для лучшей видимости.
  3. Видоискатель проецирует изображение, видимое глазом.
  4. При необходимости через специальный разъем ведется регистрация.

Не удивляйтесь, потерпев неудачу рассмотреть дальние предметы, не достают лучи светодиодов. Имеет недостатки прибор ночного видения: очки отсутствуют, стоимость сновья компонентов велика, необходимо прикупить, разместить в корпусе батарейки. Объяснили простым языком принцип работы устройства. Цель: показать, как сделать прибор ночного видения из подручных средств. Впрочем, в кабинете химии, наверное, завалялась пара реактивов. Попробуйте потормошить учителя!

Магазинные приборы ночного видения

Прибор ночного видения Циклоп назван так, потому что вместо очков получил монокуляр. Пригодился бы одноглазому великану. Как прочие, прибор ночного видения характеризуется тремя параметрами:

  1. Разрешающая способность в угловых минутах. Мельчайшая часть сферы обзора, которая может быть отличена от соседней аналогичного размера.
  2. Коэффициент усиления.
  3. Поле зрения.

Для работы приборы хватает слабого отблеска звезд, если небо осветит Луна, картинка станет ясной. Небесные тела будут подсвечивать ландшафт не хуже светодиодов, о которых говорили выше. Разумеется, если посмотреть небо, можно изучать Больших и Малых медведиц, однако картина будет залита белесым сиянием.

Монокулярный прибор ночного видения Зенит имеет встроенную подсветку, пьезоэлектрический преобразователь энергии для питания. Брендом снабжает охотников прицелами, не перепутайте. Специально для людей с нечетким зрением доступна подстройка объектива на недостающие диоптрии. Получаются очки ночного видения для чтения в темноте!

НПФ Диполь приборы ночного видения выпускает, доступной ценой продукция не отличается. Впрочем, смотреть нужно по назначению прибора. Есть возможность заплатить 190 тысяч рублей за очки, за эти деньги белорусы продадут классный агрегат для ночного осмотра окрестностей. Ловите угонщиков, наблюдайте бесстыдников, возвращающихся с гулянки, наказывайте осквернителей местности!

Как сделать очки ночного видения своими руками?

Принципы конструкции приборов для ночного наблюдения

Прибор ночного видения – устройство, позволяющее эффективно вести наблюдение в условиях, когда света нет совсем или его недостаточно для построения изображения невооруженным глазом. Подобные условия могут наблюдаться как на открытой местности (безлунная облачная ночь), так и в помещении (подвальное помещение без окон и электрического освещения, чердак и т.д.)

Современные ПНВ в основном используют два принципа действия:

  • Пассивные. Улавливают немногочисленные кванты видимого света, многократно усиливают их электронно-оптическим преобразователем (ЭОП) и создают видимое изображение. Такие приборы не освещают цель никаким излучением, поэтому факт наблюдения не может быть обнаружен. Главный недостаток подобной конструкции – полная бесполезность в темноте.
  • Активные. Подсвечивают цель излучением, относящимся к той части спектра, которую не видит человеческий глаз. Чаще всего в такой роли выступает инфракрасное излучение. В качестве устройства подсветки может выступать инфракрасный прожектор, светодиод или лазер. Прибор с инфракрасной подсветкой может работать даже в условиях полного отсутствия естественного освещения. Однако поток инфракрасного излучения (хоть он и не видим невооруженным человеческим глазом) может быть обнаружен при помощи другого ПНВ, и факт наблюдения будет обнаружен.

Многие устройства комбинируют оба принципа, выступая при наличии хоть какого-то естественного излучения в качестве пассивных приборов, а при полном отсутствии света переходя на инфракрасную подсветку.

Воплотить в жизнь самодельную конструкцию проще на активном принципе, поэтому дальше мы будем говорить именно о таких приборах.

Читать еще:  Мастер-класс броши «Эмили»

Как подсветить цель инфракрасным лучом?

Здесь также существуют две основные схемы. Первая предполагает, что для подсвечивания применяют лазер или светодиод, которые пускают инфракрасный свет с невидимой обычному глазу длиной волны. Лазер генерирует очень узкий луч, кроме того, такой ИК осветитель работает в режиме коротких импульсов, что делает подсветку заметно менее обнаружимой.

Такие схемы довольно компактны, но подсвечивают местность лишь в пределах довольно узкого конуса. Обзор у подобной схемы невелик, поэтому обнаруживать цели на фоне пейзажа будет сложнее. Подходят такие устройства лучше для отслеживания тех целей, которые уже удалось обнаружить.

Гораздо более широкого поля зрения можно добиться, если взять для подсвечивания целей инфракрасный прожектор. У этого устройства лампа помещена в конус рефлектора, а апертуру конуса закрывает линза из материала, отсекающего все волны, кроме инфракрасного излучения. Такой прожектор освещает окрестности широким конусом, поэтому создается достаточное поле зрения. Дальность, на которой можно заметить цель и различить ее на фоне пейзажа, зависит от мощности лампы и может доходить до полукилометра у лучших заводских образцов.

Как преобразовать инфракрасный луч в видимый свет или увидеть невидимое?

После того, как мы создали область инфракрасного освещения, возникает вопрос: как обнаружить отразившиеся от цели ИК лучи, если мы не видим их глазами? Для этого понадобится устройство под названием электронно-оптический преобразователь (ЭОП). ЭОП выполняет с инфракрасным светом следующие действия:

  • Улавливает инфракрасное излучение, испущенное осветителем и отразившееся от цели.
  • Превращает уловленный свет в поток электронов.
  • Усиливает поток электронов при помощи усилителя (такая возможность есть не у всех ЭОПов).
  • Преобразует поток электронов в свет, видимый глазом наблюдателя или записываемый видеокамерой.

На сегодня уже сменилось несколько поколений конструкций ЭОПов. Каждое следующее поколение дает все более качественную картинку, но цена также существенно повышается, что связано с использованием все более сложных и дорогих компонентов в конструкции. В то же время, даже преобразователи первого поколения создают вполне приемлемое по качеству изображение, подходящее для решения многих задач.

Что понадобится для изготовления ночных очков своими руками?

Для изготовления очков нам понадобятся несколько компонентов:

  • Устройство, улавливающее ИК свет. В этой роли может вступать любая камера, у которой есть режим ночной съемки. Понятно, что камера не должна быть слишком дорогой, иначе использование ее в конструкции будет нерентабельно. Для не хватающего звезд с неба ночного прибора подойдет веб-камера, но ее придется немного доработать. Из неё нужно вытащить инфракрасную линзу – фильтр волн ИК-диапазона. Теперь камерой можно пользоваться в ночном режиме, применяя инфракрасную подсветку.
  • Источник инфракрасных волн. Для этого можно использовать готовый инфракрасный фонарик (наиболее простой, но дорогой вариант). При недостатке бюджета можно взять в качестве ИК подсветки обычный светодиод от телевизионного пульта. Его мощности маловато для построения изображения на больших расстояниях, но для освещения, скажем, лестничной площадки или другого подобного пространства света будет вполне достаточно.
  • Источник питания. Желательно, чтобы он был достаточно не дефицитным и обеспечивал приличную автономность устройства. Хорошо в этой роли смотрятся батарейки или аккумуляторы стандарта АА, ААА. Для более сложных стационарных устройств можно позаботиться и об устройстве, обеспечивающем питание от бытовой электрической сети.
  • Вспомогательные элементы — последняя группа вещей, необходимых для создания самодельных очков ночного видения. Они не участвуют непосредственно в создании изображения, но зато защищают схему от пыли и грязи или повышают комфортность использования. Стоит позаботиться о каком-нибудь пенале в качестве корпуса и кронштейне для крепления на очки или шлем-маску от налобного фонарика. Кронштейн можно сделать, например, из деталей детского металлического конструктора.

Детали подготовлены. Что дальше?

Черно-белую микрокамеру, к примеру, JK 007B или JK-926A, можно взять в качестве устройства, которое будет ловить ИК свет. К камере подыскиваем простенький видеоискатель. Если ничего подходящего в ваших запасах нет, можно подобрать недорогую деталь в сервисе по ремонту бытовой электроники. Важно, чтобы видеоискатель принимал видео по тем же протоколам, в каких его создает микрокамера.

Далее присоединяем вход видеоискателя к выходу камеры. Принимающий элемент готов, теперь нужно сделать подсветку.

Приобретаем в магазине или в Интернете ИК светодиоды. Купленный диод нужно проверить, посмотрев на его свет в темном помещении невооруженным глазом и с помощью камеры ночной съемки. В первом случае свет не должен быть виден, а во втором – виден хорошо. Теперь проверенные светодиоды монтируем в любую коробочку, которая будет служить корпусом (к примеру, детский пластиковый пенал).

Зарубежные конструкторы-любители рекомендуют схему из двух гирлянд по шесть диодов в каждой. В качестве шунта – резистор с сопротивлением в 10 Ом на все диоды. Теперь можно подать питание от обычной батарейки. При использовании другого светодиода величину шунта проверяем по справочникам.

Объектив камеры должен быть размещен в одной плоскости со светодиодами (в том же корпусе). Крепим видеоискатель сбоку, подключаем питание и размещаем собранное устройство на оправе или шлем-маске. Теперь наше устройство готово, и можно пробовать его при ночном наблюдении.

Как видите, при наличии небольших навыков и знания, как взяться за дело, можно собрать вполне работоспособный прибор ночного видения своими руками. Конечно, перед сборкой неплохо также ознакомиться с ценами на имеющиеся в продаже устройства, чтобы не изобретать велосипед, а использовать фабричное решение, если выигрыш по стоимости окажется не слишком большим.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector