Устройство лазерного дальномера – Как работает лазерная рулетка: реверс-инжиниринг / Habr

Содержание

Строительные лазерные дальномеры (рулетки): виды, функционал, характеристики


Если в распоряжении строителя есть точный и компактный прибор – дальномер цифровой, выполнение измерительных манипуляций занимает несколько секунд. При этом точность полученных данных будет 100%. Современные устройства подобного типа имеют дополнительные функции – позволяют в полевых условиях произвести необходимые замеры и расчеты, выполнить вычисления, переслать данные на планшет или телефон. В продаже имеется большой ассортимент приборов, которые различаются по своей функциональности и характеристикам.

Что такое дальномер и как он работает

Лазерные линейки – оптические устройства, позволяющие быстро измерить расстояние до объекта. Цифровой дальномер работает по принципу генерации светового импульса и анализа периода их отражения от противоположной поверхности. После того, как устройство получает данные, рассчитывается дистанция, которую преодолел луч лазера.Принцип действия лазерного дальномера
Если человек занимается строительством или монтажными работами, то лучше купить профессиональный лазерный дальномер со всеми необходимыми опциями по цене от производителя. С лазерными дальномерами работать намного проще, он не требует специальных навыков от оператора и может самостоятельно вывести вычисления на экран прибора.Принцип действия лазерного дальномера

Виды лазерных дальномеров

Существует две подкатегории дальномеров, различные по принципу работы:
Активные – объектив направляется на точку, и производится звуковой либо световой луч. Достигнув противоположной поверхности он отражается. Электронный дальномер улавливает волну и самостоятельно рассчитывает дистанцию на основе временного промежутка, который был потрачен на передвижение сигнала.
Пассивные – работают по геометрическим законам и не посылают никаких сигналов. Измерение расстояний основано на определении высоты h равнобедренного треугольника ABC, например, по определенной заранее стороне AB = l (базе) и противоположному острому углу b. При небольших углах b – формула h = l/ b (2.1). При этом первая величина является постоянной, а вторая переменной.Дальномеры активного типа
Пассивные дальномеры
К активным приборам относится электронная рулетка дальномер – они делятся на два вида, которые различны по принципу осуществления замеров.

Импульсные

Прибор генерирует луч, который отражаясь, попадает на детектор. Расстояние до объекта рассчитывается по следующей формуле: время прохождение луча умножается на скорость света и делят на 2.Пассивные дальномеры
Дальнометрия, как и гидролокация работает по трем принципам:
  • Первый принцип – формируются электромагнитные волны оптического диапазона, которые отражаются, если на пути встречается какое-либо препятствие. Объект обнаруживается благодаря контрасту падающего излучение от фона и объекта.
  • Второй принцип – импульсный лазерный дальномер работает на основе оптической локации, которая использует направленное излучение. Расстояние до объекта определяется путем направления энергии в область его предполагаемого нахождения. Чем тоньше пучок энергии, тем точнее будет рассчитано направление.
  • Третий принцип – использование электромагнитных колебаний, которые излучаются с неизменной скоростью. Удаленность объекта, определяется, посредством длинны распространения волн определенной траектории. Особенность данного метода заключается в том, что для расчета расстояния используются короткие импульсы – строительный лазерный дальномер обладает этими функциями, что делает его востребованным у профессионалов.
Импульсный дальномер (оптика)

Фазовые

Данный тип измерительных лазерных приборов основан на сравнении фаз отправленного и возвращенного сигнала. Лазерный длиномер отличается не только доступной стоимостью, но и повышенной точностью замеров. Большинство ручных строительных измерительных устройств являются фазовыми.Фазовый дальномер
Стоит отметить, что такие дальномеры могут выдавать ошибку на долю модуляции длины фазы, поэтому они более точные по сравнению с импульсными приборами. А за счет того, что у устройства нет сверхточного таймера его стоимость доступна широкому кругу потребителей. Однако дальность работы зависит от мощности, которая необходима для длительной подсветки.Схема работы фазового дальномера

Мощностью луча управляет ручной дальномер, при этом не изменяя длину волны. Моделирующий сигнал не превышает частоты 500 МГц. Если говорить простым языком, то из устройства отправляется сигнал в одной фазе, а возвращается в другой.Схема работы фазового дальномера

Характеристики устройств

При применении измерительного устройства в помещении, оно может снимать различные показатели: от стены к стене либо от потолка до пола, он имеет следующие характеристики:
  1. Измерительный диапазон – 0.05-60 или 0.05-200 м. в зависимости от модельного ряда, последнее значение имеют новые современные устройства.
  2. Погрешность зависит от класса модели. Например, точность простого бытового дальномера составляет ±2 мм, а профессионального ± 0.5 мм.
  3. Вес, в зависимости от конкретной модели может быть от 0.1 до 0.3 кг.
  4. Мощность и длина луча– обычно она достигает 635-650 нанометров, при мощности — 1 мВт. этот лазер относится ко 2 классу и используется практически во всех приборах бытового назначения. Стоит такая аппаратура недорого.  Лучи с меньшей мощностью, чем 1 мВт относятся к 1 классу и применяются в профессиональных лазерных рулетках и относятся к более высокому ценовому сегменту.
Технические характеристики бюджетного дальномера Характеристики недорогого профессионального дальномера
Помимо этого, портативный дальномер имеет дополнительные свойства:
Кроме простого замера длины, базируемого на импульсном излучении и приема отражения луча от противоположной плоскости, он может осуществлять измерения, построенные на геометрических вычислениях.Характеристики недорогого профессионального дальномера

Может определять площадь здания с помощью аксиомы Пифагора, даже если помещение не поддается прямым замерам.Характеристики недорогого профессионального дальномера
Некоторые модели способны измерить высоту объекта по двум параметрам, сделанным из 1 точки.Характеристики недорогого профессионального дальномера
Большинство измерительных приборов могут рассчитывать объем объекта по результатам 3-х измерений: длины, ширины и высоты.Характеристики недорогого профессионального дальномера
Есть возможность выполнить промеры из нескольких позиций: измерить ширину дверной конструкции от задней стенки устройства, определение от кромки опорного штифта, при определении параметров от угла до труднодоступных объектов.Характеристики недорогого профессионального дальномера

Некоторые лазерные рулетки производят вычитание либо сложение результатов замеров. Они могут функционировать в режиме дискретных и непрерывных измерений. При этом устройство может перемещать луч приближать и удалять его пока не найдет нужного расстояния.

Дополнительные возможности

У каждого устройства есть определенные опции, самое большее их количество имеет профессиональный лазерный дальномер:
Измерение площади и объема – дальномер способен вычислить эти параметры по различным формулам. Часто для этого достаточно сделать замеры всего с двух точек, устройство самостоятельно делает расчет и выводит результат на дисплей.
  • Функция маляра – применяется для точного расчета отделочного материала. Замеряют длину всех стен в комнате и высоту – прибор выдает точное значение, которое потом применяется для расчетов.
  • Максимальное/минимальное расстояние – лазерный дальномер с визиром может точно определить данные параметры, при этом 1 значение целесообразно при измерении диагонали, а 2 – при высчитывании перпендикуляра относительно стены в помещении.
  • Оптический визир – это дополнение, которое позволяет видеть точку луча, направленного на поверхность. Может быть выполнен в виде цифрового дисплея.
  • Функции измерения трапеции – дальномер сам рассчитает длину одной стороны, если предварительно промерить три стороны, которые расположены под прямым углом по отношению друг к другу. Результат выводится на дисплей.
  • Треккинг – программа, позволяющая выполнять расчеты во время движения устройства.
  • Угломер – прибор, который способен определить угол наклона. Функция необходима, если приходится часто работать с различными наклонными поверхностями, например при обустройстве перил лестниц.
Возможности измерения лазерным дальномером Leica
Есть еще несколько особенностей, о которых стоит упомянуть, они скорее конструкционные. Современные профессиональные устройства позволяют определить точку отсчета. Можно отрегулировать аппаратуру на работу от верхней/нижней части корпуса, складной стойки или от разъема штифта. Отлично подходит для измерения диагонали.Возможности измерения лазерным дальномером Leica

Также стоит отметить, такое устройство, как лазерный дальномер с блютузом – это аппарат, который можно использовать со специальными программами. Им управляют с планшета или телефона удаленно, и составлять полный план помещения. Кроме этого числовые значения можно добавлять на фотографии объекта и составлять чертежи.Передача данных с дальномера на планшет по Bluetouch
Лазерные дальномеры помимо функционала, обладают большим перечнем дополнительных опций, которые используют в различных строительных сферах. Выбрать устройство по своим требованиям на рынке не составит труда. Покупая лазерный дальномер обратите внимание на функциональность аппарата, его дополнительные возможности, мощность аккумулятора и процессора. Покупая лазерную линейку для дома, можно остановиться на недорогих бытовых моделях с минимальным набором опций. Профессиональным строителям, которые часто применяют в своей работе измерительные приборы, лучше купить современный дальномер с максимальной функциональностью.

Сохраните эту страницу в своей соц. сети и вернитесь к ней в удобное время.

instrumentoria.ru

Лазерный дальномер – рулетка, линейка для работы в помещениях и на местности

Существует множество способов измерения расстояний – шагами, линейкой, рулеткой и пр. ХХ век добавил в средства измерений такой прибор, как лазерный дальномер. Его широко применяют военные, геодезисты  для съемки местности. Лазерный дальномер был использован для замера расстояния до земного спутника – Луны.

Использование лазерного дальномераИспользование лазерного дальномера Использование лазерного дальномера

В наши дни дальномеры, уровни, использующие лазер в своей работе, можно встретить у любой строительной бригады, занимающейся возведением зданий, и внутренней отделкой внутренней.

Принцип работы

Лазерные измерительные приборы используют в своей работе два принципа – импульсный и фазовый.

Первый дальномер состоит из двух компонент – лазера и детектора. Замерив время, которое лазерный луч затратить на движение по пути от источника до отражающего объекта, можно вычислить точное расстояние между ними. Эти устройства применяют для работы на больших расстояниях. Технология работы заключается в следующем, лазер генерирует мощный импульс и отключается. Такое свойство позволяет его скрытно использовать. Это свойство и является решающим фактором, определяющим использования этого прибора военными.

Второй тип, фазовый, работает по следующему принципу. Лазер на некоторое время включает и направляет луч на удаленный объект, у него (луча) разная моделированная частота и по изменению фазы рассчитывают расстояние до объекта. Фазовые измерительные расстояния не имеют приборов для замера отражаемого сигнала. Эти приборы эффективны на расстояниях до 1 километра и поэтому их применяют для бытовых нужд или в качестве прицельных устройств для стрелкового оружия.

Схема действия лазерного дальномераСхема действия лазерного дальномера

Схема действия лазерного дальномера

Лазерный дальномер, применяемый в быту и на строительстве, по сути, является смесью калькулятора и рулетки. Между тем такой прибор обладает рядом неоспоримых достоинств:

    1. это устройство предоставляет возможность выполнения измерения линейных размеров (длина, высота, ширина), при этом встроенный калькулятор автоматически рассчитает периметр. Кроме того, счетное устройство поможет определить объем помещения;
    2. дальномер оснащен возможностью хранения полученных данных во внутренней памяти. Их можно использовать для проведения расчетов;
  1. прибор позволяет измерять расстояние на удаленных расстояниях при чьей-либо помощи, кстати, замеры можно выполнять и на закрытых и на открытых площадках, в разных погодных условиях.

Особенности

При работе с лазерным дальномером целесообразно учитывать некоторые особенности работы с этим устройством.

Дальномеры имеют возможность выполнять измерения на разных расстояниях и с определенной погрешностью. Так, предельное расстояние может лежать в диапазоне от 60 до 200 метров, при погрешности в 5 см. Эти данные указываются в паспорте на изделие. Большая часть моделей дальномеров работает в пределах от – 10 до + 50 градусов.

При эксплуатации прибора на улице, необходимо помнить о том, что не последнюю роль играют погодные условия. Эффективность работы может быть снижена как в плохую, так и в солнечную погоду.

Ключевые особенностиКлючевые особенности

Ключевые особенности

При выполнении замеров необходимо устранить препятствия, которые могут возникнуть между прибором и объектом, это, может быть, листва, стекло и пр.

Практика использования лазерных приборов измерения привела к появлению определенных правил работы. Например, результат измерений будет искажен, если луч будет направлен на поверхность с высокой отражающей поверхностью (зеркало, фольга). Результат будет не совсем верный, если луч будет направлен на объект с низкой отражательной способностью (толь).

Для получения предельно точных результатов используют специальное приспособление ,обладающее отражательной поверхностью.

Во время эксплуатации необходимо постоянно следить за состоянием аккумуляторов или батареек. Слабые источники тока также отрицательно влияют результаты измерений.

При проведении измерений целесообразно использовать штатив. В таком случае точность замера будет повышена.

Порядок работы с лазерной рулеткой

Использование лазерного дальномера на практике это довольно простая задача. Для выполнения измерения достаточно установить его в исходную точку, направить на объект, до которого необходимо выполнить замер и активировать прибор. При этом надо помнить то, что для повышения точности целесообразно использовать штатив, особенно это актуально при измерении больших величин.

Порядок работы с лазерной рулеткойПорядок работы с лазерной рулеткой

Порядок работы с лазерной рулеткой

То есть, проводить выполнения замеров, может, даже один человек без привлечения, помощников.

Правила пользования

При работе с такими устройствами необходимо соблюдать определенные правила. Так, категорически недопустимо направлять лазерный луч в сторону человека. Его попадание в глаза может привести к непоправимым последствиям, вплоть до потери зрения.

Проведение измерений при ярком солнце может быть затруднено из-за сложностей с видимостью лазерного маркера. В таком случае необходимо использовать специальные очки, через которые сразу будет его видно.

Лазерная съемка на местностиЛазерная съемка на местности

Лазерная съемка на местности

Во время выполнения измерения на улице, особенно на большие расстояния, необходимо применять пластину, которую называют визир.

Устройство компактного лазерного строительного дальномера

Несмотря на внешнюю простоту, лазерная линейка – это сложный инженерный прибор. Устройство лазерного дальномера состоит из следующих узлов:

Схема работы лазерного дальномераСхема работы лазерного дальномера

Схема работы лазерного дальномера

  1. Излучатель – он генерирует луч и отправляет его в нужную точку.
  2. Отражатель – он необходим для приема, отраженного от объекта луча.
  3. Микропроцессор, для выполнения необходимых расчетов.
  4. Предустановленная программа необходимая для обработки полученных при замерах данных.
  5. Прицел, позволяющий направить луч в необходимое место.
  6. Уровень, с помощью которого прибор можно строго выставить в горизонтальной или вертикальной плоскости.

Дополнительные функции

Применяемая в составе лазерных дальномеров микроэлектроника позволяет не только выполнять прямые замеры. Многие устройства подобного типа обладают некоторыми дополнительными функции, к которым можно отнести:

    1. Функция непрерывного измерения. При работе в обычном режиме дальномер при нажатии кнопки на пульте фиксирует результат и выводит его на монитор. Но, довольно часто, возникает необходимость в проведении постоянного измерения расстояния, например, от стены до будущей перегородки. Для этого прибор переводят в режим непрерывного измерения. В таком режиме работы, устройство с некоторой частотой самостоятельно выполняет замер и показывает их результаты на монитор. Измерение проходит в реальном режиме времени.

    1. Определение наибольшего и наименьшего расстояния. Эта функция полезна при определении диагонали в комнате. Дело в том, что выполнить ее замер не так и просто при направлении лазерного луча можно промахнуться и в результате будут получены неточные результаты. После установки на приборе минимального расстояния, он будет фиксировать только те замеры, которые больше установленной.

Лазерные дальномеры для работы в помещениях или на небольших дистанциях

Все дальномеры, можно условно разделить на две большие группы. Одни применяют для внутренних работы, другие для внешних. Диапазон измерений, дальномеров, которые предназначены для внутренних измерений как правило, не превышает 100 метров.

Лазерный дальномер для работы в помещенияхЛазерный дальномер для работы в помещениях

Лазерный дальномер для работы в помещениях

Для таких работ могут быть использованы дальномеры, которые используют оба принципа действия.

Лазерные дальномеры для работы на местности

Лазерные дальномеры, которые применяют для работы на улице, позволяют показать результат при работе на 300 и более метров.

Лазерные дальномеры для работы на местностиЛазерные дальномеры для работы на местности

Лазерные дальномеры для работы на местности

Они оснащаются необходимыми приспособлениями, позволяющими выполнять измерения на таком расстоянии.

На что смотреть при выборе лазерного дальномера

На рынке представлено множество моделей лазерных дальномеров и зачастую потребитель может просто запутаться в обилии предложении. Поэтому потребитель, делая выбор лазерного дальномера, может руководствоваться определенными критериями, среди которых есть такие:

    1. Для работ внутри помещения достаточно прибора, который может выполнять замеры углов, и иметь функции, например, расчет периметра. Рулетки этого класса имеют небольшой диапазон измерений примерно в пределах 100 метров.
    2. Для работ на открытых пространствах применяют более дорогие модели. Они оснащены большим набором функций, в частности, может выполнять замер минимального и максимального измерения. Кроме того, их оснащают визирами, средствами подключения к компьютеру.

    1. Для работ на улице должны использоваться приборы, выполненные в защищенных корпусах и иметь кейсы, предназначенные для транспортировки.
    2. Разумеется, не последнюю роль играет стоимость изделия. Так, устройства, предназначенные для работы внутри помещений, стоит несколько дешевле, чем те, которые предназначены для работ на открытых пространствах.

  1. Конечно, нельзя обойти вопрос, а какая компания произвела продукцию. Стабильным спросом пользуются приборы, произведенные в компании Makita, Bosch, Hilti и некоторых других. Кстати, при покупке такого прибора, целесообразно уточнить наличие документов, подтверждающих качество и безопасность этих устройств. Дело в том, что популярность таких приборов, привела к тому, что на рынке существует большое количество приборов низкого качества изготовления.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

Лазерный дальномер – принцип работы и сравнение

Лазерный дальномер - принцип работы и сравнение разных типов 1Если хорошо изучить лазерный дальномер, принцип работы прибора, то будет проще сориентироваться среди представленных моделей подобных устройств. Измерение дальности с помощью импульсного способа предполагает использование формулы L = ct/2, где с является скоростью распространения, а Т – временем, затрачиваемым на прохождение импульса. Наибольшей точностью обладают приборы, которые позволяют получать короткие импульсы.

Измерить дальность можно:

  • Фазовым,
  • Импульсным,
  • Фазо-импульсным способом.

И наибольший интерес представляет именно импульсный метод, в процессе которого отправляется зондирующий импульс, достигающий поверхности, и в это время запускается счетчик, считающий время прохождения сигнала. После отражения импульс возвращается к лазерному дальномеру и происходит остановка счетчика, тем самым, фиксируется расстояние.

Модели

Перед принятием решения о покупке, нужно сделать лазерные дальномеры сравнение, взяв для анализа наиболее популярные модели. Среди приборов, специально созданных для определения расстояния, выделяются:

  • Лазерные бинокли Carl Zeiss,
  • Лазерные дальномеры Bushnell, Leica Rangemaster и Carl Zeiss,
  • Бинокли и дальномеры от компаний Nikon, Zenit и Sturman.

Предварительно нужно определиться с целями, для которых вы планируете использовать лазерный прибор, и тогда будет проще сделать правильную покупку. Лазерные рулетки активно используются вооруженными силами, в том числе среди основных пользователей:

  • Наземная военная техника,
  • Авиация,
  • Морской флот,
  • Артиллерия.

Также активными пользователями являются охотники, потому что подобные приборы позволяют быстро определять расстояние до мишени и увеличивать количество добытых трофеев. Но еще одним направлением, где применяются данные электронные устройства, является строительство, потому что специалисты получают возможность для определения габаритных размеров и уровней помещения и различных сооружений.

Лазерный дальномер - принцип работы и сравнение разных типов 2

Применение

Когда человек знает лазерный дальномер принцип работы, он способен использовать его с максимальной эффективностью. И если он работает с таким прибором на строительном объекте, то он сможет:

  • Быстро вычислить площадь,
  • Осуществить передачу данных на компьютерную технику,
  • Замерить недоступные объекты.

Кроме того, данные устройства обладают надежной степенью защиты от пыли и механического воздействия. Лазерными рулетками пользуются даже в тех случаях, когда температура опускается на максимально низкий уровень.

Обычно дальномеры выполняются в прочном пластиковом корпусе, на котором имеются кнопки для управления и дисплей для наблюдения за получаемыми данными.

Если вы знаете дальномер лазерный, как работает, можете сразу включать прибор и направить луч на ближайший объект, чтобы быстро произвести измерение. Некоторые приборы подобного типа снабжаются дополнительно штативами и прочими приспособлениями.

Для того чтобы осуществлялось питание, пользуются аккумуляторными батарейками 1,5 В, тип АА. Для гарантированно длительного действия прибора, нужно иметь запасной комплект элементов питания.

Лазерный дальномер - принцип работы и сравнение разных типов 3

Фазовые дальномеры

Чтобы работал фазовый дальномер, применяется синусоидальный принцип, когда происходит сравнение фаз отправленного и отраженного сигнала. Когда получается результат подобных измерений – это расстояние. Данные рулетки отличаются высоким уровнем точности, к тому же они относятся к дорогостоящим.

Есть разные режимы работы данных приборов:

  • Стандартные,
  • Сканирования,
  • Для неблагоприятных условий эксплуатации,
  • Зеркальные.

Лазерный дальномер - принцип работы и сравнение разных типов 4

Выбор

Выбирая лазерный дальномер Лейка, нужно ориентироваться на его габариты и на технические возможности, чтобы он мог выполнять все поставленные задачи и точно определять дальность.

Лазерный дальномер - принцип работы и сравнение разных типов 5

Нужно оценить максимальное расстояние, на которое способен действовать прибор, оно может достигать 1 километра. Также важным фактором является объем памяти, которым обладает лазерный дальномер Лейка, потому что при длительной работе и получении большого объема информации, недостаточная память способна снизить эффективность процесса.

Необходимо требовать сертификат качества при покупке лазерного дальномера и всегда рассчитывать на гарантию, предоставляемую продавцами электронных устройств. Профессиональные рулетки оснащаются дополнительными функциями и приспособлениями, позволяющими выполнять более сложные измерения.

novoptic.ru

Лазерный дальномер

Добрый день, уважаемые читатели. Сегодня обзор полезного инструмента для стрелка — лазерного дальномера, измерителя расстояния до 600 м.

Продолжаю серию обзоров аксессуаров для пневматической винтовки.
Дальномеры в китайшопах продаются нескольких типов:
Только для гольфа (на оптическом принципе):

Измерители для ремонта:

Так вот для стрельбы они не подходят. Нужен дальномер с оптическим наведением на цель, по типу бинокля. Такую модель мы и рассмотрим:

Скучная физика. Принцип работы

Измерение дальности охотничьим лазерным дальномером.

Способность электромагнитного излучения распространяться с постоянной скоростью дает возможность определять дальность до объекта. Так, при импульсном методе дальнометрирования используется следующее соотношение:
L = ct/2,

— где L — расстояние до обьекта,
— с — скорость распространения излучения,
— t — время прохождения импульса до цели и обратно.

Рассмотрение этого соотношения показывает, что потенциальная точность измерения дальности определяется точностью измерения времени прохождения импульса энергии до объекта и обратно. Ясно, что чем короче импульс, тем лучше.

Задача определения расстояния между дальномером и целью сводится к измерению соответствующего интервала времени между зондирующим сигналом и сигналом, отраженным от цели. Различают три метода измерения дальности в зависимости от того, какой характер модуляции лазерного излучения используется в дальномере: импульсный, фазовый или фазо-импульсный.

Сущность импульсного метода дальнометрирования состоит в том, что к объекту посылают зондирующий импульс, он же запускает временной счетчик в дальномере. Когда отраженный объектом импульс приходит к дальномеру, то он останавливает работу счетчика. По временному интервалу (задержке отраженного импульса) определяется расстояние до объекта.

При фазовом методе дальнометрирования лазерное излучение модулируется по синусоидальному закону с помощью модулятора (электрооптического кристалла, изменяющего свои параметры под воздействием электрического сигнала). Обычно используют синусоидальный сигнал с частотой 10…150 МГц (измерительная частота). Отраженное излучение попадает в приемную оптику и фотоприемник, где выделяется модулирующий сигнал. В зависимости от дальности до объекта изменяется фаза отраженного сигнала относительно фазы сигнала в модуляторе. Измеряя разность фаз, определяют расстояние до объекта.

Упаковка, коробка


Покупал в магазине TOMTOP на ebay, вот он на их сайте напрямую.

Где может пригодится дальномер: Для стрельбы, охоты, туризма, спорта. Я брал для стрельбы, для точного определения поправок на дальность в баллистическом калькуляторе.

Характеристики:
Диапазон измерения расстояния: 5 — 600 м
Диапазон измерения угла: +-60° (для модели с индексом А)
Точность измерения: ±1 м
Длина волны лазера: 905 нм
Сертификат безопасности: FDA(CFR 21)
Поле зрения: 7°
Увеличение: 6X
Диаметр объектива: 24 мм
Диаметр выходного зрачка: 3.8 мм
Диоптрийная подстройка: ±3 Д
Ручная фокусировка
Рабочая температура: 0°~ 40°
Измерение высоты
Режим сканирования
Режим гольф
Батарея: 3V CR2
Размеры: 10.5 * 7.5 * 4 см
Масса: 181 г.

Комплектация:
Дальномер, чехол, ремешок на руку, тряпочка для протирки оптики, инструкция, гарантийка.

Сам дальномер поближе:



есть резьбовое отверстие под штатив, полезное дополнение.

диоптрийная настройка происходит вращение окуляра.
Вот так лежит в руке:

Черное — покрытие «софттач», что бы не скользил. И конечно лучше одевать ремешок, так как падение на асфальт дальномер вряд ли переживет.


Батарейка:

Форм-фактор 15270. Вот например аккумы с зарядником сразу.

Инструкция


Масса с батарейкой и чехлом:

Работа:
Сверху две кнопки: включение и режим, замер происходит при нажатии на кнопку включения, режим переключает режимы (в данном случае толь метры или ярды).
Наводим перекрестье на нужный объект — нажимаем кнопку — видим в окуляре результат.
Смотреть в него примерно как в шести кратный монокуляр.


Минимум 5 м, максимум 611 у меня получилось. Больше чем на 100 м целится тяжело в мелкие предметы. Через стекло берет через раз.

Ярды

Косвенная проверка точности:


по карте:

Резюмируя:
Сам дальномер мне понравился, к качеству изготовления и измерениям у меня претензий нет.
Но вот, не смотря на картинки в лоте, функция измерения угла отсутствует (мне прислали модель без индекса «А»). Толи ошиблись в магазине, то ли имеет место намеренный обман, я буду разбираться. Я выбирал модель именно с угломером, модель без угломера можно найти и подешевле.

Еще мои обзоры по этой теме

Спасибо за внимание! Метких выстрелов!

mysku.ru

Лазерный дальномер. Какой лучше? | ПроИнструмент

лазерный дальномер какой лучшеТехнологический прогресс уже очень давно и далеко ушел от забитых в землю сомнительных колышков с натянутыми веревочками и висящими на них тряпочками, определяющими цену деления своеобразной шкалы. Предлагаемые строительными магазинами измерительные инструменты — от миниатюрных брелковых до профессиональных механических рулеток — включают в себя особую категорию: лазерные дальномеры.

Яркий образец технической революции -лазерный дальномер — тот самый удобный, компактный, простой в использовании, но, в то же время, предлагающий максимальный функционал инструмент, о котором мечтают и домашние мастера, и сборщики мебели, и профессионалы своего строительно-ремонтного дела. Возможность производить замеры сложных конструкций или выполнять их в труднодоступных или вовсе недоступных местах подчас делает лазерную рулетку единственно возможным для использования измерительным инструментом.

Функционал и принцип действия лазерного дальномера

В общих чертах, лазерная рулетка представляет собой некий оригинальный симбиоз калькулятора и строительной рулетки, имеющий неоспоримые преимущества перед обычным инструментом:

  • возможность линейных измерений (длина, ширина, высота) с автоматическим расчетом периметра и площади поверхностей, объема помещения или емкости, измерения под углом или по внутренним алгоритмам прибора;
  • хранение показаний в оперативной памяти устройства и возможность производить над ними несложные математические операции;
  • возможность использования рулетки при замерах отдаленных объектов или значительных по масштабам величин, не требуя при этом дополнительных рук напарника;
  • возможность проведения измерений как в помещениях закрытого типа, так и на открытых территориях при различных метеорологических условиях.

По принципу действия лазерные дальномеры подразделяются на:

  • импульсивные, работающие на основе учета времени, зафиксированного датчиком при прохождении инфракрасным лучом расстояния туда и обратно, и скорости самого луча.
  • фазовые, в основе работы которых лежит синусоидальный закон, рассчитывающий разность фаз отправленного и отраженного лучей.

Устройство настолько просто в эксплуатации, что работу с ним без труда освоит мастер любого уровня. При нажатии кнопки генерируется луч, скорость и время прохождения которого замеряется датчиком и пересчитывается в расстояние замера.

лазерный дальномер какой лучше

Устройство лазерных дальномеров

Ключевыми элементами конструкции являются светодиодный излучатель красного луча, жестко закрепленный в корпусе или подвешенный самовыравнивающийся, и фокусирующие луч оптические элементы различной формы.

Фирменный дальномер выполняется в высококачественном, прочном и износостойком пластиковом корпусе с протекторными накладками, смягчающими случайные удары и падения и предотвращающими скольжение рук. Графический дисплей с подсветкой дает возможность проводить работы и фиксировать результаты не только при ярком освещении, но и в темноте. Мембранная клавиатура с функциональными клавишами герметична и предохраняет прибор от воздействия воды.

Лазерные дальномеры работают от элементов питания, делающих такой удобный инструмент полностью автономным на многие серии измерений в течение долгого эксплуатационного периода.

Основные технические характеристики

Целесообразность использования всех функций инструмента, его ценовая политика и параметры, определяющие качество инструмента, – то, на что в первую очередь нужно обращать внимание потребителю при выборе?, и какой лазерный дальномер на самом деле лучше? Давайте перечислем основные характеристики:

  • Точность измерений – один из важнейших критериев, отличающий лазерную от других типов рулеток. Погрешность измерений дальномеров, как правило, составляет всего 1-1,5 мм в зависимости от измеряемого расстояния. На точность замера может повлиять тип отражающей поверхности.
  • Дальность измерений определяется производителем как максимальное расстояние четкого следа лазерного луча без использования отражающих пластин (профессиональный инструмент дает дальность измерений до 200 м).
  • Ценовая категория очень различна для бытовых дальномеров и профессиональных, обладающих помимо более высокой точности и дальности измерений еще и серьезным набором дополнительных функций (измерение температуры, отражатель, выбор системы измерений и прочие).

Производители

Приняв рациональное решение отказаться от рулетки, карандаша и виртуозного лазания на стремянке под потолком и обратившись к современным средствам измерения и разметки – лазерным рулеткам – следует выполнить следующий шаг по направлению к выбору производителя.

Зачастую этот момент не вызывает сложностей, так как ведущие производители лазерных дальномеров давно обросли мировыми именами и многолетним удачным опытом выпуска действительно качественной продукции. Стоит лишь напомнить о некоторых из них, которых с определенной долей истины можно отнести к основным.

Leica Geosystems

Швейцарская компания, представляющая функциональные и очень надежные приборы, разработанные с использованием самых современных технологий. Основное производство сосредоточено в европейских государствах: Австрии, Германии, Венгрии.

В свое время Leica впервые представила всемирному измерительному сообществу компактные модели лазерных дальномеров-рулеток, дальномеры с полихромным дисплеем и с интегрированным уклономером, измерители со ставшей теперь вполне естественной для использования системой передачи данных Bluetooth, а также дальномеры с цифровым целенаведением.

лазерные дальномеры LEICA GEOSYSTEMS

Bosch

Немецкая компания, производящая качественные лазерные дальномеры с отличными рабочими характеристиками и функционалом по умеренной цене. Основное производство сосредоточено в европейских государствах и Малайзии. Современные модели SPECTRA, Skil, CST/berger – это все бошевские инструменты в несколько измененном дизайне. Изделия концерна ориентированы на массовых потребителей в лице профессиональных мастеров и любителей.

Гарантийные сроки производителя на продукцию составляют 1-3 года и зависят от конкретной модели.

Bosch лазерные дальномеры

Condtrol

Российская фирма, которая составляет очень успешную конкуренцию ведущим европейским производителям. Компания-разработчик из г. Челябинск с производством в Китае выпускает многофункциональные лазерные дальномеры, доступные по цене и востребованные мастерами многих стран мира. Гарантия производителя на всю продукцию составляет 3 года.

Condtrol лазерные дальномеры

Geototal

Еще одна успешная отечественная компания, выпускающая лазерные измерители под очень популярной торговой маркой ADA – несложные приборы с отличным уровнем влаго- и пылезащиты, стабильно работающие в любых условиях. Лазерные рулетки ADA отличаются простотой эксплуатации, надежностью показаний и доступной ценой.

Geototal лазерные дальномеры

Keeper

Американский производитель, выпускающий функционально насыщенные дальномеры под торговой маркой Laser Meter, которые стабильно работают в стандартных условиях и при ярком солнечном свете. Гарантия производителя составляет 3 года.

keeper лазерные дальномеры

Hilti Corporation

Компания государства Лихтенштейн, продукция которого в большей степени ориентирована на профессиональных пользователей и отличается максимальной ценой среди аналогов других производителей. Hilti Group делает ставку на высокую противоударную защиту, а также пыле- и влагозащищенность, позволяющие работать в жестких условиях строительных площадок. При этом функционал лазерных дальномеров этой марки широким не назовешь.

Hilti лазерные дальномеры

Конечно, есть еще антибрендовые модели сомнительных китайских производителей по весьма доступной цене, но о качестве данной продукции судить на профессиональном уровне смысла не имеет.

При выборе лазерной рулетки стоит ориентироваться, в первую очередь, на необходимые при ее работе функции и не приобретать профессиональный и дорогой инструмент, например, для замеров кухонного стола. Однако, следует помнить и о том, что стоимость хорошего инструмента зачастую определяет не только его функционал, но и надежность, и прочность.

Безопасность работы

При работе с лазерным устройством в целях безопасности всегда необходимо помнить и строго соблюдать рекомендации производителей. В общем случае, необходимо быть аккуратным, беречь дальномер от детей, не направлять лазерный луч в сторону людей или животных.

В заключение можно сказать: после приобретения лазерного дальномера к обычному механическому инструменту желания вернуться уже не возникнет.


proinstrumentinfo.ru

Реверс-инжиниринг лазерного датчика расстояния / Habr


Однажды ко мне попал нерабочий лазерный датчик расстояния Keyence LK-G407. Мало того, что он был нерабочий, так его еще и нельзя было использовать без специального управляющего блока. Но ведь у датчика такие интересные характеристики: измерение расстояния с точностью до единиц микрон, и скорость работы — 50 килоизмерений/с. Так что, чтобы запустить его, придется заметно поковыряться в самом датчике, заодно и ценный опыт получить.

Что же находится внутри датчика?

Оптическая часть датчика показана на фотографии ниже:

Слева на фотографии — лазерный модуль, за ним — светочувтвительная линейка, справа — объектив и зеркало.
Из конструкции становится понятно, что этот датчик можно отнести к классу лазерных дальномеров с триангуляционным методом измерения расстояния. Принцип работы таких дальномеров хорошо описан здесь. В принципе, он довольно прост — при изменении расстояния до объекта, на который светит лазер, меняется угол между объективом дальномера и пятном лазера. Если в фокальной плоскости объектива установить светочувствительную линейку или матрицу, то можно определить этот угол по положению максимума выходного сигнала. Зная угол и расстояние между лазером и объективом, можно определить расстояние до объекта.
Достоинствами такого метода является очень большая точность на небольших расстояниях — при определенных условиях она может быть лучше 0.1 мкм!
Так же не проблема измерять расстояние с большой скоростью — нужно только использовать высокоскоростную светочувствительную линейку.
Схемотехника такого дальномера тоже достаточная простая — за счет того, что в устройстве нет больших частот, а первичное усиление сигнала идет в самой линейке.
Но есть и недостаток — точность метода резко падает при увеличении расстояния.
В этом датчике использован длиннофокусный объектив (фокусное расстояние около 150 мм), поэтому, для уменьшения габаритов датчика в его состав входит зеркало.

А теперь стоит перейти к электронике датчика.
Вот как выглядит вторая часть датчика:

И сама плата:

И с другой стороны:

Печатная плата вроде бы четырехслойная — большая часть сигнальных проводников находятся на внешних слоях, силовые линии — на внутренних.
Как я уже упоминал, управляющего блока к датчику не было, а без него он не начинал работать. Понятно, что схем на датчик тоже не было, не была даже известна распиновка кабеля и напряжение питания датчика. Вывод — нужно делать реверс-инжиниринг схемы.
В результате получилась вот такая схема:

Конечно, я не стал рисовать всю схему датчика, и разобрался только в той части, что связана с FPGA. Номера элементов на схеме не соответствуют номерам на плате.
Таким образом, структурная схема датчика:

Из нее понятно, что работой всего датчика управляют две микросхемы — FPGA Xilinx Spartan-3A и некая заказная микросхема. Однако, мне очень повезло — из схемы видно, что заказная микросхема связана только с FPGA. Таким образом, FPGA сама способна управлять всеми сигналами в датчике.

Ключевой элемент всей конструкции — светочувствительная линейка. Эта линейка — явно заказная. Под микроскопом на одном из ее краев видна надпись:
25-512
LI004-02
Я предположил, что 512 — число пикселей линейки, а 25 — ширина пикселя в микронах. Как выяснилось позже, я оказался прав.
Сзади к линейке припаяна небольшая плата:

На ней расположен операционный усилитель, увеличивающий сигнал с линейки в 2 раза и несколько резисторов и конденсаторов. Эта плата подключается к разъему P1. Как видно из схемы, к линейке идут всего 3 сигнальных линии. Одна из них — явно аналоговый сигнал с ее выхода (он передается по отдельному коаксиальному проводу). Оставшиеся две линии — цифровые, и используются для управления линейкой. При анализе схемы мне опять повезло — при подаче напряжения на схему на одной из этих линий (4) появляется частота 10 МГц. Сразу стало понятно, что эта линия отвечает за тактирование линейки. Очевидно, что все управление линейкой идет по оставшейся линии (3). Я подключил линейку к микроконтроллеру STM32F4, и начал подавать на линии (3) и (4) различные сигналы. Как оказалось, работает линейка довольно просто — пока на линии (3) присутствует высокий уровень, идет экспозиция — линейка принимает свет. После установки на линии (3) низкого уровня нужно подать на линейку 14 тактовых импульсов, после чего на последующие 512 тактовых импульсов она будет выдавать аналоговый сигнал. Линейка работает от напряжения 5В, а FPGA — от 3.3В, и поэтому для согласования уровней используется микросхема DD2.

Аналоговый сигнал с линейки передается через ФНЧ на повторитель, собранный на микросхеме DA1. Далее сигнал подается на PGA — усилитель с программируемым усилением AD8369. Максимальное усиление этой микросхемы — 40 дБ, и его можно регулировать программно, устанавливая нужной код на ее входах BIT0-3. Эта микросхема предназначена для усиления дифференциального сигнала, и выход у нее тоже дифференциальный, так что далее оба ее выхода заведены на операционный усилитель DA4, усиливающий сигнал в 2 раза, и формирующий одиночный сигнал.
Далее аналоговый сигнал подается на вход 10-битного АЦП AD9200. Эта микросхема уже была знакома мне по SDR приемнику. В данном случае она подключена так, что диапазон оцифровываемых ею напряжений — (0,5-2,5) В. Оцифрованный сигнал с выхода АЦП передается на FPGA.
Стоит обратить внимание на вход CLAMP этого АЦП. Этот вход также управляется FPGA. Он предназначен для приведения постоянной составляющей входного сигнала к определенному уровню.
Вот схема входного каскада АЦП из даташита:

При подаче высокого уровня на вход CLAMP на выходе усилителя и на AIN появляется напряжение, равное напряжению на входе «CLAMP IN».
В таком случае конденсатор CIN будет заряжаться до тех пор, пока напряжение на нем не станет равным (Uвх — Uclamp_in). После этого на входе CLAMP устанавливают низкий уровень, и усилитель перестает как-либо влиять на работу АЦП. В данном датчике вход «CLAMP IN» подключен к нижнему опорному напряжению АЦП +0,5В. Таким образом, если на выходе DA4 будет присутствовать некая постоянная составляющая, то за счет использования функции CLAMP можно устранить ее влияние на результат работы АЦП.
После того, как были написаны первые тестовые конфигурации для FPGA, оказалось, что управлять сигналом CLAMP действительно нужно, иначе сигнал с АЦП имеет очень большую постоянную составляющую. В своей реализации я просто подавал на него 1 в то время, пока не идет захват данных при помощи АЦП.

Из схемы видно, что в ней используется большое число питающих напряжений. Я не стал рисовать схемы различных источников питания, входящих в датчик и различные сглаживающие конденсаторы. Как оказалось, выводы питания (они выведены на отдельный разъем с 2 выводами) соединяются с DC-DC преобразователем TPS62050. Максимальное напряжение для него — 10В, от 6В электроника еще не запускалась, так что я решил, что рабочее напряжение датчика — 8В.

Лазерный диод, использованный в этом модуле, управляется электроникой, установленной на отдельной платке:

Схему этой платы я рисовать не стал. К главной плате она подключается через разъем P3. Как видно, управление лазером идет по двум линиям. Одна из них (3) подключена к FPGA через инвертор, и отвечает за включение лазера — он включается низким уровнем на выходе FPGA. Другая линия (4) нужна для регулирования мощности лазера. Это аналоговая линия, и для изменения напряжения на ней с состав схемы входит ЦАП, собранный на микросхемах DA5-7 (я так и не понял, почему разработчики нагородили такую запутанную схему, а не взяли готовую микросхему ЦАП).

Как известно, большинство FPGA не содержат энергонезависимой памяти, соответственно, конфигурация FPGA должна храниться во внешней микросхеме. В данном случае это DD3 XCF01 — специализированная микросхема Flash-памяти. При включении FPGA автоматически считывает конфигурацию из нее в свою память. Сама FPGA и XCF01 соединены в JTAG-цепь, которая подключена к разъему P2. В результате через этот разъем можно внутрисхемно программировать XCF01, конфигурировать FPGA и вести отладку.

Таким образом я разобрался в принципе работы электроники датчика, и у меня появилась часть его схемы. Теперь можно приступать к экспериментам, т.е. программированию ПЛИС. Стоит заметить, что до этого я не имел дела с ПЛИС производства Xilinx. Нужного программатора у меня тоже не было, так что пришлось сделать его самому, путем объединения нескольких OpenSource проектов.
Программатор нормально заработал, и мне удалось запустить на ПЛИС простые проекты — простое переключение выводов ПЛИС. Однако в дальнейшем мне нужна была связь с компьютером. С интерфейсом LVDS связываться я не захотел (у порта, на который заведены линии LVDS напряжение питания 2.5В), так что я просто перерезал две дорожки, соединяющие ПЛИС и ASIC. На плате был разъем, судя по всему предназначенный для настройки или тестирования ASIC, его я использовать не мог, поэтому также перерезал две дорожки, идущие к нему, и соединил выводы разъема с выводами ПЛИС. Теперь к этому разъему можно подключать переходник USB-UART.
Вид платы после доработки:

После этого я написал простую программу для проверки работы UART. Она заработала — компьютер правильно принимал одиночные байты, передаваемые по UART c ПЛИС. Следующий этап — передача данных с светочувствительной линейки на компьютер. Я использовал такую структурную схему программы FPGA:

Вид схемы в ISE:

Top-level проекта нарисован в схемном редакторе, а все входящие в него модули написаны на Veriolg. Принцип работы проекта достаточно прост — данные с линейки, оцифрованные АЦП, захватываются ПЛИС и сохраняются в ОЗУ. После того, как все 512 элементов сигнала захвачены, они передаются по UART на компьютер. После того, как все данные переданы, цикл повторяется. Модуль «sensor_reader» в данном проекте управляет линейкой, лазером и сигналом CLAMP. Управление реализовано простейшим образом — всеми сигналами управляет счетчик тактовых импульсов. Модуль «tx_controller» включает в себя модуль передатчика UART. Он предназначен для передачи данных, которые модуль получает из внешней памяти.
В процессе работы уровень полезного сигнала на линейке может сильно меняться — из-за изменения расстояния до объекта и изменения его коэффициента отражения. При слишком маленьком сигнале измерения становятся невозможными, а при слишком большом сильно падает точность измерения. Из-за этого усиление аналогового сигнала нужно регулировать. Изначально проект в проект входил модуль UART-приемника, который позволял вручную изменять усиление, позже я его убрал и сделал автоматическую регулировку усиления — AGC.
Она включает в себя модуль поиска максимума сигнала («max_finder») и сам модуль AGC («agc_module»). Этот модуль тоже достаточно простой — если уровень сигнала меньше 170, то усиление увеличивается, если больше 250 — уменьшается.
Все модули, линейка и АЦП тактируются от частоты 10 МГц. Время экспозиции я сделал равным 5 мкс. Таким образом, весь процесс экспозиции и захват сигнала в ПЛИС занимают (5+51) мкс. Время передачи данных намного больше — при тактовой частоте 500000 бит/сек передача 512 байт занимает 10 мс, что дает 100 измерений в секунду.

Для просмотра переданных данных в реальном времени была написана простая программа на C#:

При перемещении объекта вдоль лазерного луча положение максимума пика изменяется. Простое вычисление положения максимума дает низкую точность измерения, поскольку линейка содержит всего 512 пикселей. Поэтому для более точного измерения положения максимума сигнала приходится использовать алгоритмы поиска центра тяжести, которые позволяют определить координаты максимума сигнала с субпиксельной точностью.
Я использовал такую формулу для поиска центра тяжести пика:

где n — общее число пикселей, Int[i] — интенсивность i пикселя.
Для того, чтобы различный шум, присутствующий в сигнале, не ухудшал точность работы, полезно обрабатывать только выборки, превышающие определенный порог и находящиеся близко к максимуму пика. Особенно это важно в том случае, когда усиления не хватает, и полезный сигнал не превышает половины шкалы АЦП. Более того, с ростом усиления увеличивается уровень шумов, что ухудшает ситуацию. В вышеупомянутой программе это учтено.
На картинке выше MAX POS — вычисленное по этой формуле значение, MAX POS F — среднее значение последних 50 измерений.
Как я уже говорил, получившаяся частота измерений — 100 Гц, и она ограничена скоростью передачи данных по UART. Однако не обязательно обрабатывать сигнал на компьютере, это можно сделать и на ПЛИС, за счет чего можно многократно повысить скорость измерений.

В результате была разработана программа для ПЛИС с такой структурной схемой:

Вид схемы в ISE:

Как видно, часть модулей взяты из предыдущего проекта.
В данном случае вычислением положения центра тяжести (центроида) сигнала занимается модуль «centroid_finder». Для того, чтобы ограничить область анализа данных, в модуль передается грубое значение положение максимума и его амплитуда.
Так как эти величины можно вычислить, только проанализировав весь сигнал (то есть они появляются с задержкой в 512 тактовых импульсов), то получается, что оцифрованные данные нужно подавать на вход «centroid_finder» с этой же задержкой. Для того, чтобы задержать данные на 512 тактов, используется буфер FIFO. Для первоначального заполнения FIFO используется модуль «fifo_logic» — он запрещает чтение из FIFO, если он не заполнен.
Модуль «tx_controller_3bytes» последовательно передает 3 байта, первый из них — нулевой, оставшиеся два содержат вычисленное положение центра тяжести. На скорости 50000 bit/s передача 3 байт занимает 60 мкс -практически столько же, как и захват сигнала. Нулевой байт используется для синхронизации данных — после него всегда идет старший байт.
Передача данных по UART и захват данных запускаются одновременно сигналом «start_capture». Этот сигнал формируется, если одновременно закончилась предыдущая передача и вычислено новое положение центра тяжести. В результате время измерения расстояния и передачи данных оказывается близким к 60 мкс, что дает скорость измерения координат — 16,6 KSPS. Это меньше, чем заявлено у производителя датчика. Там указывается минимальное время измерения — 20 мкс (это соответствует 50 KSPS), хотя непонятно как получено это время, ведь даже при максимальной скорости работы AD9200 — 20 MSPS время захвата сигнала с 512 пикселей будет — 25,6 мкс. А это ведь еще без учета времени экспозиции.

Как я уже говорил ранее, этот датчик не работал. Насколько мне известно, проблема была в том, что он был установлен на сильно вибрирующей промышленной установке, и из-за вибрации лазер датчика вышел из строя (датчик перестал реагировать на темные поверхности).
К сожалению, на родном диоде маркировки не было. Я пробовал заменить лазерный диод в лазерном модуле на купленный 5 мВт лазерный диод, но через некоторое время его интенсивность упала. Скорее всего, электроника лазерного модуля была рассчитана на более мощный диод (хоть и работающий в импульсном режиме, за счет чего средний уровень излучения получается достаточно низким).
Для того, чтобы хоть как-то запустить датчик, я сделал свой драйвер лазерного диода, работающий в режиме постоянного излучения:

Родной лазерный диод датчика был завальцован в металлический корпус лазерного модуля, так что новый лазерный диод пришлось просто приклеить к модулю. При этом, габаритные размеры использованного диода несколько отличались от размеров родного диода, из за чего мне так и не удалось качественно сфокусировать лазерный модуль.
Так выглядит собранный датчик:

Для того, чтобы при помощи датчика можно было измерять расстояние, нужно произвести его калибровку, т.е. определить закон, связывающий результат, возвращаемый датчиком, и реальное расстояние. Сам процесс калибровки представляет собой серию измерений, в результате которых формируется набор расстояний от датчика до некоторого объекта, и соответствующих им результатов.
Расстояние между датчиком и объектом нужно измерять очень точно. Для проведения калибровки я сделал стенд, включающий в себя линейный энкодер и сам лазерный датчик:

Расстояние измеряется до пластинки, закрепленной на торце энкодера.
После того, как все данные собраны, можно провести регрессионный анализ в Mathcad.
В результате у меня получилось такое выражение:
value_mm = 70.0 / Tan(-0.000277757*max_pos + 0.28355) — 366.23554
Очевидно, что значения констант в выражении от положения деталей датчика. Малейший сдвиг деталей приведет к тому, что вычисленное значение расстояния будет неверным. Поэтому все детали должны быть очень прочно закреплены.

На видео ниже показано, как можно обрабатывать данные с датчика:


В первой части видео показано, как выглядит сигнал со светочувствительной линейки. Хорошо видно, что на если объект темный, то амплитуда не изменяется (за счет работы АРУ), но уровень шумов сильно возрастает.
Во второй части видео программа принимает от датчика положение центра тяжести, и пересчитывает его в расстояние. Также в программу передается значение расстояния до объекта, полученное от энкодера. Под расстоянием энкодера выводится разность между этими расстояниями. Можно видеть, что в при движении разность становится больше 1мм (это связано с задержками при передаче расстояний и их отображении), но по время остановок при любом расстоянии разность не превышает 0.03 мм.

Для того, чтобы полученные с датчика данные было проще анализировать, я написал программу, сохраняющую данные, принятые от датчика в формат wav. Такие файлы можно открывать в звуковых редакторах, и применять к ним различные фильтры.
Вот например, как выглядит сигнал с датчика, который был направлен на стенку трансформаторного блока питания:

Видно, как при включении блок питания начал вибрировать.
Я пробовал направлять датчик на диффузор динамика, на котором воспроизводится музыка — и после обработки в звуковом редакторе ее действительно было слышно.

Таим образом, мне удалось дать нерабочему датчику новую жизнь (он может понадобится мне в будущих проектах), и заодно получить опыт работы с ПЛИС Xilinx.

Проекты для FPGA

habr.com

Лазерные дальномеры. Принцип работы и использование

Никого не удивляет наличие техники, которая помогает любому человеку решить множество задач. В этот список вошли и лазерные дальномеры.

Лазерный дальномер – это оптический прибор, который используется для точного определения дистанции – от точки отсчета (месторасположения) до конкретной цели наведения.

Основы устройства лазерного дальномера

Главными составляющими прибора, именуемого лазерным дальномером, являются: излучатель и приемник.

Слово излучатель говорит само за себя, в данном приборе это генерирование лазерного луча определенной силы, что определяет длину волны. Луч абсолютно безопасен как для человека, так и для окружающей среды. Приемник предназначен для приема отраженного луча от выбранного вами объекта наведения. Для улучшения параметров дальномера в его конструкции всегда присутствует качественная оптика, которая позволяет самым точным способом сфокусировать сгенерированный луч и принять рассеянный луч на приемнике. Этот оптический усилитель имеет название – видоискатель. Если говорить доступной терминологией, то оптический видоискатель данного типа дальномера имеет принцип действия монокуляра с величиной кратности – 6х,12х.

Виды лазерных дальномеров

По типу обработки излучаемого сигнала такие устройства делятся на два вида:

Фазовые дальномеры – принцип работы основан на сравнении величины фазы посланного и отраженного луча. Такие приборы имеют доступную стоимость и просты в эксплуатации. Обычно в приобретении такого оборудования заинтересованы охотники и любители стрелкового оружия.

Импульсные дальномеры – работают на основании определения времени отклика, посланного лазерного луча.

Особенности дальномеров, применяемых в охотничьих угодьях

Дальномер является отличным аксессуаром для стрельбы, как для охотничьего оружия, так и для спорта – стрельбы из лука. Размер прибора можно соизмерить с большим яблоком. Дальномер имеет автономное питание.

Охотники предпочитают приобретать приборы, которые могут измерить путь (дистанцию) от 500 м до 1,5 км. Погрешность вычисления расстояния зависит от типа оптики и самого прибора. Таким образом, у более дорой техники меньше погрешность измерений предполагаемой дистанции.

Немаловажным фактором для лазерного дальномера считается водозащищенность. Ведь процесс охоты происходит в любых погодных условиях, поэтому этот параметр очень важен. Водонепроницаемость защитит не только оптику, но и элементы питания от выхода из строя. Очень популярными становятся приборы такого назначения со встроенным баллистическим калькулятором. На охоте они особенно удобны: вы точно знаете расстояние до цели. Поэтому стрельба на критических дистанциях нуждается в применении дальномеров.

Охотимся с помощью дальномера

Охота на медведя: дальность прицельной и безопасной стрельбы равна от 50 до 150 метров.

Варминтинг – зимняя охота на лис, стрельба только с дальней дистанции.

Охота на лося и косуль – неплохо применять дальномер с баллистическим калькулятором.

Охота в горной местности тоже нуждается в таком приборе, желательно наличие опции «угломер».

Какой прибор купить решать только его будущему владельцу. Ведь он конкретно знает, какие задачи будут поставлены перед устройством. Лидами рынка стали мировые компании, давно зарекомендовавшие себя как надежные и качественные производители оптических приборов:

Приобретая прибор такого назначения, вы можете быть полностью уверенными, что ваш выстрел будет произведен в выбранную цель.

Дальномеры просты в использовании, достаточно один раз прочесть инструкцию и попробовать измерить расстояние до цели, которое вам известно заранее. Таким образом, вы точно будете знать, какая погрешность измерения в этой модели.

Уход за лазерными дальномерами аналогичен всем оптическим приборам. Это содержание в сухих помещениях, протирание оптики, чистка крепежей, своевременная замена элементов питания, которые исчерпали свой часовой ресурс.

myhunt.ru

Автор: admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о