Laserový terč jednoduchý

Samotné zapojení terče je triviální, až na terč s Picaxe jsou použity max. 3pinové součástky, takže lze ten či onen obvod v pohodě zbastlit na univerzální DPS. Jako snímací prvek je zde použit (jak jinak) fototranzistor IRE5 (resp. ekvivalenty) a vysoce svítivá LED 10mm (dále fotoled F-LED). S IRE5 lze jednoduchý laserový terč (trefil-netrefil) pro používání při umělém osvětlení realizovat mnoha způsoby. Díky selektivnosti F-LED pak lze realizovat terč pro použití i při denním světle, bez sofistikovaných obvodů či speciálních filtrů. Zatímco citlivost fotočidla závisí na vstupní impedanci následujícího prvku, selektivnost pak hlavně na jeho přijímané vlnové délce. Právě selektivnost - resp. eliminace denního světla, působí hlavní problémy - píší se o tom  diplomové  a  disertační  práce...  
     Předností F-LED před IRE5 je to, že je mnohem citlivější na laserový paprsek jak na denní světlo a má větší zorný úhel. F-LED v terči, osvětlená denním světlem, sice generuje nějaké napětí ale proud (nA) je pod citlivostí vstupu TLV431. IRE5 napětí negeneruje, navenek se chová se jako proměnný odpor závislý na osvětlení. Zde je třeba upozornit na to že nelze použít  jakoukoli LED jako fotočidlo. Závisí na uspořádání a výrobní technologii diody. Zatímco zde použitá LED L-813SRC (sufix E, F dle svítivosti) s čipem z materiálu GaAlAs plně vyhověla, LED s čipem AlGaInP se vůbec "nechytala". Materiál čipů je obvykle uváděn v datalistech LED diod.
    Dioda 1N5819 má malé dopředné napětí a relativně velký závěrný proud. Díky tomu se "časovací" C1 po výstřelu vybíjí na 1,2V (0,9V na TLV431) a zpětně nabíjí přes D1 na plné napětí +UN, takže T1 je plně uzavřen. Pro krátké pípnutí vyhověl kerko 680nF, pro čas 3-5sec ellyt max. 5uF - bo zde není omezovací R. Pro laserterč se dobře osvědčil obvod TLV431. Na aBay byl za pusu zakoupen balíček 50ks (TLV431-B). Tento obvod je nesrovnatelně lepší a využitelnější jak TL431 (viz datašít). Na výstupu darlingtonu T1 byla otestována sirénka KPE-1500  a  Superpískátko. Obě samovybuzovací pieza jsou dostatečně hlasitá v interiéru, ve volném venkovním prostředí je to už horší. Přes omezovací R3 lze připojit nějakou indikační LED. Na DPS pro F-LED je třeba přemostit pozici C2, vynechat D2.

Je třeba mít na paměti že obvody byly testovány s Laserovou pistolí zde publikovanou, kde je napěťově zvýšen impuls laseru, obyč. ukazovátko s polovybitou baterkou nebude vyhovovat.

VIDEO-slide

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

(Všechna orientační měření, simulace a další "objevy ameriky" zde uvedené vznikly hlavně pro vlastní potřebu autora, takže prosím odbornou veřejnost - nekamenovat).

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

Obr 01:
Tento obvod umožňuje zvětšit bodový terč z 5mm (průměr fotočidla) až na 10cm.
Fototranzistor totiž reaguje i na odražený (čidlo v parabole cyklosvítilny) či přes PVC víčko rozptýlený laserový paprsek. Vyzkoušeno bylo obojí - cyklosvítilna s reflektorem 7cm a různá umělohmotná mléčně bílá víčka. Díky závěrně polarizovanému fototranzistoru IRE5 (a ekvivalenty) je obvod je současně imunní vůči okolnímu umělému osvětlení (LEDky, zářivky). LED pak funguje jako impedanční oddělovač - na ruLED se vlivem zbytkového proudu fotočidlem zdvihne napětí jen těsně pod hranicí ref. napětí TLV431 (1,24V). Z dřívějšího měření rudé Low LED na ní bylo při vnuceném proudu 1uA napětí 1,2V a z pradávného "bádání" s IRE5 tento vykazuje za dne odpor závěrně okolo 1Mohm, což zde na otevření TLV431 nestačí, soustředný svazek fotonů však tento odpor rázem sníží až 100x. Naznačený vazební kondenzátor (C1) zde nelze použít, protože se přes dolní LED, po laserovém zásahu do IRE5, nevybije. Odběr proudu celého obvodu je v klidu standardním DAM neměřitelný.
     Jak je zřejmé, obvod lze použít i jako laserovou nebo IR závoru. Oba obvody reagovaly na IR ovladače do asi 2m, dle provedení. Obvod s BAT43 a vazebním C1 zamezuje trvalému svitu indikační LED při přesvětleném čidle IRE5. S R-děličem 10Mohm, místo BAT43, obvod ztratí citlivost na odražený paprsek. Do jaké míry je obvod imunní vůči různým elmagn. rušení nebylo zkoumáno.

Obr 02:
Tohle zapojení lze použít díky extrémně malému leak proudu LED závěrně. Obvod je vysoce necitlivý na denní i umělé světlo. Výhoda/nevýhoda: je to bodový terč 10mm - bo je třeba přímo trefit čočku F-LED, tedy vhodné pro "desítku" terče. Působí zde záporná zp. vazba, proto je třeba silný laserový impuls. LED lze zapojit k TLV431 i mezi piny Ref a Gnd, ale takhle je obvod citlivější, protože vygenerovaný napěťový impuls F-LED je v sérii s napájecím napětím. Při +UN 3V bude max. impuls na RZ 2,1V (0,9V na TLC431). Místo LED lze zapojit IRE5 závěrně, pak ale obvod ztratí imunitu na denní světlo.

Obr 03:
Varianta s 555 CMOS (7555). Obvod je sice mnohem citlivější jak zapojení s TLV431 ale zde bohužel i pro denní světlo. Dioda BAT43 nahrazuje rezistor s extrémně velkým odporem a s IRE5 tvoří dělič napětí pro vstup (2) 555. Díky zbytkovému (leak) proudu schottky diodou a závěrně polarizovanému IRE5 je na pinu (2) napětí nad 1/3 UN, laserový impuls do IRE5 pak spustí MKO. Výhodou je že s 555 lze libovolně nastavit dobu kyvu MKO.

Obr 04:
Tranzistor DMOS zde pracuje pro F-LED jako impedanční převodník. Plovoucí napětí pro otevření FETu generuje samotná LED. Obvod je x-řádově citlivější jak zapojení čidla F-LED nebo IRE5 s TLV431. F-LED resp.celý obvod reaguje nejen na laser ale i na přirozené okolní světlo.

Obr. 05
Zajímavost s tyristorovým oscilátorem. Obvod je vysoce imunní vůči okolnímu světlu, neboť zbytkový ss proud z fotočidla neškodně prochází "bezodporovou" cívkou. Strmý proudový impuls však tlumivka zadrží, takže ten sepne tyristor, čímž se nastartuje relaxační oscilátor. Svítící (zelená) LED, závěrně připojená k cívce, pak může indikovat běh oscilátoru. Místo tlumivky lze zapojit 50ohm telef. sluchátko, vznikne tím pronikavě pískají terč.
Vzdálenot laserového pulzu není podstatná, bohužel je ale třeba přesně trefit čočku fototranzistoru.