Лазерная рулетка своими руками - Строительство домов и бань
132 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лазерная рулетка своими руками

Лазерный дальномер: ремонт, принцип работы и пример самодельного измерителя

Потребность проведения точных измерений, возникает практически во всех сферах деятельности современного человека: от мелкого ремесла, до крупного строительства. До недавних пор, самым актуальным и удобным прибором для определения размеров, считалась рулетка, оснащенная лентой с мерной шкалой. Массовое же развитие технологий, заложило основу инновационного принципа измерения, на котором базируются все современные лазерные дальномеры. В данной теме, мы проведем детальный разбор подобных устройств, расскажем, как они работают и какие могут иметь неполадки. Опишем способы устранения самых распространенных дефектов, а в завершении, дадим краткую инструкцию по изготовлению лазерного дальномера своими руками.

Как работает лазерный дальномер

Способ точного бесконтактного определения расстояния с выводом данных на дисплей, представляет собой сложную электронную схему. В основе конструкции лежит излучатель, приёмник, блок измерения времени и микропроцессор, чья совокупность позволяет нам в полной мере эксплуатировать лазерный дальномер. Устройство прибора, в более детальном разборе процессорных плат и модулей, имеет приличную сеть, чья структура лежит далеко за гранью понимания среднестатистического обывателя. Даже радиолюбители, увлекающиеся электроникой, собирают дальномеры из готовых элементов при помощи пайки и программирования.

Говоря по сути, принцип работы лазерного дальномера базируется на скорости света и времени прохождения луча до поверхности и обратно. Выпущенный из излучателя лазер, отражается от первого попавшегося на пути твердого объекта (даже с большим углом преломления), и частично возвращается к устройству, где его распознает принимающий модуль и фиксирует время, потребовавшееся ему для преодоления этого расстояния. Поскольку свет перемещается со скоростью 299 792 458 метров в секунду или 29.2 сантиметров в микросекунду (мкс), то, зная затраченное на путь время, можно легко вычислить длину проделанного им пути. Таким образом, основная формула, используемая дальномерами, имеет следующий вид.

Читать еще:  Ремонт электроплиты электролюкс своими руками

Представленный выше принцип, относиться к импульсным дальномерам, имеющим максимально широкое представление на рынке строительного инструмента. Данные приборы имеют приличную точность с погрешностью от 0.5 до 3-х мм, в зависимости от встроенного датчика приема сигнала, чья скорость обработки должна быть молниеносно быстрой.

Помимо импульсного, существует ещё фазовый способ измерения, все также основанный на лазере, но кардинально отличающийся по способу получения информации. В основе данного принципа лежит частота испускаемого лазера, которая не превышает 450 МГц (в среднем от 10 до 150). Вместо времени, здесь определяется разница фаз (исходящей и принимаемой), на основе которой рассчитывается расстояние до объекта. Фазовому дальномеру требуется больше времени для получения значения, но точность измерений превосходит импульсный.

Неисправности лазерного дальномера

Производство электронных измерительных приборов, подразумевает высочайшую точность сборки с обязательным контролем качества каждого изделия. Сложную конструкцию лазерных рулеток, стараются максимально изолировать от контакта с внешней средой и обезопасить от грубого физического воздействия. Поскольку эксплуатация устройств зачастую проходит в условиях повышенной опасности (в мастерских, на производствах или стой-площадках), они нередко подвергаются ударам и сильным вибрациям, способным нанести фатальный ущерб мельчайшим узлам устройства.

Несмотря на общий принцип действия лазерных дальномеров, они зачастую имеют уникальный набор компонентов и программного обеспечения. Даже если корни неисправности будут схожими, то конструкция самой детали или схемы будет индивидуальной для каждой отдельно взятой модели. Проблемы физического характера, могут быть связаны с расфокусировкой лазерного луча, изломом откидной скобы, деформацией кнопок или корпуса. При желании и умелых руках, подобные дефекты можно устранить самостоятельно.

Ремонт электронных компонентов требует куда более специфичных навыков, и даже специального образования. Неисправности такого рода, часто выражаются в проблемах с включением устройства, дисплеем, приёмником сигнала, определением заряда батареи. Количество дефектов, пропорционально функционалу, которым оснащен конкретный дальномер. Ремонт прибора своими руками, в случае неисправной электроники, не удастся выполнить без определенных познаний, и лучше будет отнести его в специализированный сервис на диагностику.

Читать еще:  Как сделать из одного выключателя двойной

Ремонт лазерного дальномера

Если повреждения несут в основном физический характер, а электроника работает исправно, прибор можно восстановить самостоятельно, при наличии желания и смекалки. В первую очередь необходимо установить источник проблемы, исходя из имеющегося дефекта. В данной теме, мы рассмотрим 2 случая поломок на конкретных моделях, и приведем рекомендации по их устранению.

Лазерный дальномер своими руками

Даже при поверхностном разборе дальномера, быстро приходит понимание сложности конструкции, состоящей из уникальных микросхем, плат и различных компонентов. Точное измерение расстояния, с выводом данных на дисплей, требует навыков уверенного радиолюбителя (минимум), и знаний программирования. Большинство элементов, выпускается индивидуально для производителей подобных устройств, и в открытой продаже не встречается, что осложняет процесс самостоятельной сборки.

По последним данным, на сегодняшний день, существует не много свободно распространяемых модулей лазерного измерителя, один из которых “CJMCU-530”, используемый в робототехнике, бытовых приборах, компьютерах и автофокусе камер. Производителем заявлена дистанция измерения до 2-х метров, но после 1.3 м, точность заметно падает. На оптимальной дистанции, погрешность составляет ± 1-3 мм. Подобные возможности мало подходят для строительных работ, и модель зачастую используется в автоматизации бытовых условий, как индикатор уровня воды в бочке, открывания дверей, лазерной сигнализации и прочих, разнообразных проектах.

Чтобы изготовить подобный дальномер своими руками, специализированные навыки не требуются. Достаточно иметь в наличии паяльник и компьютер для загрузки программы. Работает модель только в совокупности с аппаратной платформой (например, Arduino Uno), от напряжения 3.3 вольта. Первым делом, к модулю необходимо припаять штырьки, идущие в комплекте, и соединить его с ардуино кабелями DuPont, по следующей схеме.

По завершению соединения контактов, устанавливаем официальное программное обеспечение arduino и подключаем платформу к компьютеру через micro-USB. В текстовый редактор программы, помещаем нижеприведенный код и кликаем по кнопке загрузки. Когда данные будут преданы, на мониторе появиться окно с числовыми значениями, обозначающими расстояния от датчика до ближайшей поверхности, на которую он направлен.

При необходимости, собранный мини-дальномер, можно подключить к автономному источнику питания (аккумулятору или батарейному блоку). Для отображения результатов измерения, устройство должно соединяться с компьютером. При желании и более глубоких познаниях, его можно подключить к компактному дисплею, превратив в полностью портативный прибор.

Малый диапазон измерений и постоянной контакт с персональным компьютером, значительно сокращают область применения подобного модуля. Если самостоятельно собрать беспроводной дальномер, рекомендуем обратить внимание на ультрозвуковые датчики. В отдельной статье (ссылка), мы объяснили процесс сборки измерителя, основанного на этом принципе.

Денисюк Роман Эдуардович

Факультет компьютерных информационных кехнологий и автоматики

Кафедра электронной техники

Специальность «Научные, аналитические и экологические приборы и системы»

Обоснование, разработка и исследование лазерного дальномера для систем машинного зрения роботов

Научный руководитель: к. т. н., доц. Кузнецов Дмитрий Николаевич

Лазерный дальномер своими руками

Содержание

Введение

В продаже, есть большое количество дешевых датчиков – дальномеров, в их числе ультразвуковые и инфракрасные. Все эти устройства работают хорошо, но из-за значительного веса, не подходят для летающих роботов. Миниатюрный робот вертолет, например, может нести около 100&nbspг полезной нагрузки. Это даёт возможность использовать, для поиска препятствий и предотвращения столкновений с ними, машинное зрение, используя веб-камеры (или другие миниатюрные, беспроводные камеры с подключением к компьютеру через USB). А еще лучше, установить две камеры, что обеспечит роботу, стерео зрение, таким образом, благодаря информации о глубине изображения, улучшится обход препятствий. Недостатком этой идеи является сравнительно большой вес камеры.

1. Лазерный дальномер из веб-камеры

1.1. Принцип работы

Лазерная точка проектируется на возможное препятствие, лежащие в поле зрения камеры, расстояние до этого препятствия может быть легко вычислено. Математика здесь очень простая, обработку данных лучше всего производить в компьютерных приложениях. (см. рис. 1.1)

Рисунок 1.1 – Принцип действия дальномера

Итак, вот как это работает. Лазерный луч проецируется на объект в поле зрения камеры. Этот луч должен быть идеально параллелен оптической оси камеры. Лазерная точка захватывается вместе с остальной сценой. Простой алгоритм ищет на изображении яркие пиксели. Предполагая, что точка лазера является яркой на фоне более тёмной обстановки (я использовал обычную лазерную указку купленную в магазине за доллар), изначально положение точки в кадре не известно. Затем нам нужно рассчитать дальность до объекта, основываясь на том, где вдоль оси Y находится лазерная точка, чем ближе она к центру изображения, тем дальше находится объект.

Как мы видим из рисунка выше, расстояние (D) может быть рассчитано по формуле:

Конечно, для решения этого уравнения, вы должны знать, h – фиксированное расстояние между лазерной указкой и камерой. Знаменатель высчитывается так:

Для калибровки системы, мы будем собирать серию измерений, где нам известно, дальность до цели, а также количество пикселей центра изображения до точки лазера.

Используя следующее уравнение, мы можем вычислить угол наклона в зависимости от значения h, а также фактическое расстояние до каждой точки.

Теперь у нас есть расчётные значения, мы можем придумать отношения, что позволяет нам рассчитывать, дальность, зная количеством пикселей от центра изображения. Можно использовать линейную зависимость.

Зная калибровочные данные, можно посчитать:

1.2. Компоненты

Для сборки дальномера требуется не так много деталей: веб-камера и лазерная указка. Для соединения лазерной указки и камеры необходимо вырезать раму из жести или фанеры:

Собранный дальномер должен выглядеть примерно следующим образом:

1.3. Программное обеспечение

Программа-обработчик написана на двух языках: Visual C&nbsp++ и Visual Basic. Вы, вероятно, подумаете, что программа на Visual Basic проще, чем на VC&nbsp++ в плане кода, но во всём есть компромисс. Код на VC&nbsp++ можно собрать бесплатно (при условии, что у вас есть Visual Studio), в то время как код VB требует приобретение программных пакетов сторонних производителей (в дополнение к Visual Studio).

Коды программ написанных на Visual Basic и Visual C&nbsp++ можно найти по ссылке: www.cxem.net

1.4. Дальнейшая работа

Одним из конкретных улучшений, которые могут быть внесены в этот дальномер, является проекция горизонтальной лазерной линии, вместо точки. Таким образом, мы сможем вычислять расстояние до цели, для каждого ряда пикселов на изображении [1].

2. Фазовый лазерный дальномер

В даном разделе описаны натуральные испытания макетного образца фазового лазерного дальномера, полученного собственными силами.

2.1. Выбор метода измерений

Принцип действия дальномера физического типа заключается в измерении времени, которое затрачивает посланный дальномером сигнал для прохождения расстояния до объекта и обратно. Способность электромагнитного излучения распространяться с постоянной скоростью дает возможность определять дальность до объекта.

Существует несколько методов измерения дальности:

1. Метод триангуляции.

3. Импульсный метод.

4. Фазовый метод.

Разрабатываемый лазерный дальномер предлагается выполнить но основе фазового метода. Фазовый метод измерения расстояний основан на определении разности фаз посылаемых и принимаемых модулированных сигналов.

Режим работы устройства зависит от его температуры, с изменением которой незначительно изменяется фаза сигнала. Вследствие этого точное начало отсчета фазы определить нельзя. С этой целью фазовые измерения повторяются на эталонном отрезке (калибровочной линии) внутри прибора. Главное преимущество фазового метода измерения – более высокая точность, которая может достигать единиц миллиметров [2].

2.2. Создание макетного образца

Для проверки теоретических положений на практике, проверки устойчивости усилительных каскадов и предварительной оценки чувствительности и уровня шумов измерительного канала отраженного лазерного излучения был разработан и исследован его макетный образец.

В качестве излучателя при разработке макетного образца использован стандартный модуль красного лазерного светодиода (см. рис. 2.1) мощностью 5&nbspмВт длиной волны 650&nbspнм.

Рисунок 2.1 – Модуль лазерного светодиода

Для регистрации отраженного лазерного излучения в качестве фотоприемника использован pin-фотодиод bpw24r (см. рис. 2.2). К преимуществам данного фотодиода следует отнести высокую чувствительность в красной области видимого спектра, узкую диаграмму направленности и малую емкость р-п-перехода (5&nbspпФ). Максимальная рабочая частота 35&nbspМГц.

Рисунок 2.2 – PIN-фотодиод bpw24r

Для генерации рабочего и опорного сигналов использован модуль DDS генератора сигналов на базе микросхемы AD9850 (см. рис. 2.3). Рабочий диапазон генерируемых синусоидальных колебаний лежит в пределах от 1&nbspГц до 40&nbspМГц, шаг перестройки 1&nbspГц, относительная нестабильность частоты 10 -5 .

Рисунок 2.3 – Модуль AD9850 DDS генератора сигналов

В качестве микропроцессорного модуля управления использована стандартная плата Arduino Uno (см. рис. 2.4) на базе современного микро-контроллера ATmega328 c тактовой частотой 16&nbspМГц.

Рисунок 2.4 – Микропроцессорный модуль Arduino Uno

На рисунке 2.5 приведена схема модулятора лазерного излучения. Гармоничный сигнал частотой 10 МГц и амплитудой 0,5 В с выхода DDS генератора поступает на электронный усилитель с коэффициентом усиления по напряжению KU&nbsp=&nbsp3, построен на базе операционного усилителя DA1 AD8042. С помощью подстроечного резистора R1 обеспечивается выбор оптимального положения рабочей точки по постоянному току.

Рисунок 2.5 – Функциональная схема модулятора лазерного излучения

На рисунке 2.6 представлена схема отраженного лазерного сигнала, состоящий из фотоусилителя на DA1, смесителя и двухкаскадного избирательного усилителя на DA2 и DA3. Фотопидсилювч превращает измерительный оптический сигнал в электрический. На выходе смесителя формируется низкочастотный разностный сигнал с частотой 1 кГц, который после фильтрации двухзвенный фильтром нижних частот (R3, R4, C4, C5) поступает на избирательный усилитель с коэффициентом усиления около 10000.

Модулятор лазерного излучения и измерительного канала отражен-ного сигнала собраны на отдельных беспаечних монтажных платах (см. рис. 2.7 и 2.8). Программное обеспечение модуля разработано в среде Arduino 1.0.5. Для управления DDS генератором использована стандартная библиотека AH_AD9850.h .

Рисунок 2.6 – Функциональная схема измерительного канала отраженного лазерного излучения

В результате испытаний макетного образца получили:

– Уровень шумов на выходе избирательного усилителя составляет 5&nbspмВ;

– Уровень полезного сигнала на выходе избирательного усилителя при расстоянии до объекта 2 м составляет 200&nbspмВ;

– Самовозбуждение усилителя отсутствует;

– Внешняя засветка фотодиода на результаты измерений не влияет.

Рисунок 2.7 – Макетная плата модулятора

Рисунок 2.8 – Макетная плата измерительного канала отраженного сигнала

3. Заключение

В целом результаты макетирование подтверждают способность предложенного способа измерений, основанного на технике прямого преобразования частоты. Чувствительность измерительного канала достаточна для регистрации отраженного лазерного сигнала. Уровень выходного сигнала позволяет в дальнейшем простыми средствами определять его фазу и вычислять расстояние до объекта.

Лазерная рулетка своими руками

Дельта принтеры крайне требовательны к точности изготовления комплектующих (геометрия рамы, длины диагоналей, люфтам соединения диагоналей, эффектора и кареток) и всей геометрии принтера. Так же, если концевые выключатели (EndStop) расположены на разной высоте (или разный момент срабатывания в случае контактных концевиков), то высота по каждой из осей оказывается разная и мы получаем наклонную плоскость не совпадающая с плоскостью рабочего столика(стекла). Данные неточности могут быть исправлены либо механически (путем регулировки концевых выключателей по высоте), либо программно. Мы используем программный способ калибровки.
Далее будут рассмотрены основные настройки дельта принтера.
Для управления и настройки принтера мы используем программу Pronterface.
Калибровка принтера делится на три этапа:

1 Этап. Корректируем плоскость по трем точкам

Выставление в одну плоскость трех точек — A, B, C (расположенных рядом с тремя направляющими). По сути необходимо уточнить высоту от плоскости до концевых выключателей для каждой из осей.
Большинство (если не все) платы для управления трехмерным принтером (В нашем случае RAMPS 1.4) работают в декартовой системе координат, другими словами есть привод на оси: X, Y, Z.
В дельта принтере необходимо перейти от декартовых координат к полярным. Поэтому условимся, что подключенные к двигателям X, Y, Z соответствует осям A, B, C.(Против часовой стрелки начиная с любого двигателя, в нашем случае смотря на логотип слева — X-A, справа Y-B, дальний Z-C) Далее при слайсинге, печати и управлении принтером в ручном режиме, мы будем оперировать классической декартовой системой координат, электроника принтера сама будет пересчитывать данные в нужную ей систему. Это условность нам необходима для понятия принципа работы и непосредственной калибровки принтера.

  • Обнуляем высоты осей X, Y, Z командой M666 x0 y0 z0.
    И сохраняем изменения командой M500. После каждого изменения настроек необходимо нажать home (или команда g28), для того что бы принтер знал откуда брать отсчет.
  • Калибровка принтера производится “на горячую”, то есть должен быть включен подогрев стола (если имеется) и нагрев печатающей головки (HotEnd’а) (Стол 60град., сопло 185 град.) Так же нам понадобится щуп, желательно металлический, известных размеров. Для этих задач вполне подойдет шестигранный ключ (самый большой, в нашем случае 8мм, он предоставляется в комплекте с принтерами Prizm Pro и Prizm Mini)
  • Опускаем печатающую головку на высоту (условно) 9мм (от стола, так, что бы сопло еле касалось нашего щупа, т.к. высота пока что не точно выставлена.) Команда: G1 Z9.
  • Теперь приступаем непосредственно к настройке наших трех точек.
    Для удобства можно вместо g- команд создать в Pronterface четыре кнопки, для перемещения печатающей головки в точки A, B, C, 0-ноль.

  • Последовательно перемещаясь между тремя точками (созданными ранее кнопками или командами) выясняем какая из них находится ниже всего (визуально) и принимает эту ось за нулевую, относительно нее мы будем менять высоту остальных двух точек.
  • Предположим, что точка A у нас ниже остальных. Перемещаем головку в точку B(Y) и клавишами управления высотой в Pronterface опускаем сопло до касания с нашим щупом, считая величину, на которую мы опустили сопло (в лоб считаем количество нажатий на кнопки +1 и +0.1)
    Далее командой меняем параметры высоты оси Y: M666 Y <посчитанная величина>
    M666 Y0.75
    M500
    G28
  • Ту же операцию проделываем с оставшимися осями. После чего следует опять проверить высоту всех точек, может получится, что разброс высот после первой калибровки уменьшится, но высота все равно будет отличатся, при этом самая низкая точка может изменится. В этом случае повторяем пункты 6-7.
  • 2 Этап. Исправляем линзу

    После того как мы выставили три точки в одну плоскость необходимо произвести коррекцию высоты центральной точки. Из за особенности механики дельты при перемещении печатающей головки между крайними точками в центре она может пройти либо ниже либо выше нашей плоскости, тем самым мы получаем не плоскость а линзу, либо вогнутую либо выпуклую.
    Рис. 1 Дальномер (для глаз и руки автора).Рис. 2 Вид дальномера, когда глаза сфокусированы на предмете за ним.

    Как пользоваться дальномером

    При практическом использовании шкала удерживается вертикально на расстоянии вытянутой руки, в то время как глаза сфокусированы на значимой части сцены. Ноготь большого пальца скользит вверх по шкале до видимого пересечения двух треугольников, после чего взгляд можно перевести на треугольник, чтобы увидеть, какую линию отмечает ноготь, и сфокусировать камеру в соответствии с полученным значением. Казалось бы, ничего не может быть проще, однако существуют некоторые досадные помехи, о которых нельзя забывать.

    Наши глаза обманывают нас. Иногда нам кажется, что мы смотрим точно на объект, но на самом деле наши глаза сфокусированы на точке в воздухе. Средство от этого – сделать несколько считываний достаточно быстро, не давая глазам времени уставать или колебаться. Повторяйте до получения согласующихся результатов. Также следует помнить, что глазной зрачок это не точка, и его размер при ярком освещении, не таков, как при тусклом. Вследствие этого, на дальнем конце шкалы возникает определённый недостаток точности, и при чтении со шкалы приходится использовать приблизительно ту же яркость, что и при калибровке. Этот эффект уменьшается, если производить калибровку при умеренно ярком освещении, а непосредственно перед считыванием посмотреть на свет такой же интенсивности.

    Математическое отношение и обоснование для данного прибора показаны на рис. 3, и, как можно увидеть, расстояние между глазами весьма существенно для больших расстояний. Смысл в том, что если шкала откалибрована в светлой комнате и используется также в светлой комнате, расстояние между глазами не меняется. Меж тем, в тёмных местах глазной зрачок расширяется, преувеличивая, таким образом, одни значения и преуменьшая другие.

    Другой источник нестабильности, а именно трудность удерживания шкалы всегда на одном и том же расстоянии, очень легко преодолевается посредством очень небольшой практики, использованием естественного положения и комфортного мышечного усилия. Погрешности в удерживании треугольника особенно значимы на ближних дистанциях.

    Это устройство не приспособлено для коммерческого производства, поскольку оно должно соответствовать определённой паре глаз и конкретной руке. Оно ничего не стоит и может быть изготовлено за полчаса, но при использовании с должным вниманием, оно превращает пару зорких глаз в отличный дальномер, который не требует себе оправдания. Продолжительное использование этого прибора в процессе фотографирования играющих детей с близкого расстояния и при открытой диафрагме позволило получить множество вполне удовлетворительных негативов и продемонстрировало полезность устройства.

    Рис.3 Кривые, показывающие зависимость длины меток на шкале от расстояния до объекта при длине руки 27 дюймов и различных расстояниях между глазами.

    CD – длина линии на шкале в дюймах.
    BE – расстояние от глаз до объекта в футах.
    AB – расстояние между глазами в дюймах.

    Послесловие переводчика

    Нельзя не отдать должное изобретательности автора, хотя литературная сторона статьи, конечно, оставляет желать.

    Мне не вполне ясно, каким образом изменение размера зрачка может влиять на расстояние между зрачками. Очевидно, автор подразумевает не расстояние между центрами зрачков, а скорее расстояние между их медиальными краями. По-моему это не совсем правильно. В конце концов, оптическая ось глаза проходит именно через центр зрачка, а потому для наших целей важно именно расстояние между центрами зрачков, которое не зависит от их диаметра. Правда, при расширении зрачка (мидриазе) происходит уменьшение глубины резко изображаемого пространства, в результате чего объекты не в фокусе (в том числе сдвоенный треугольник дальномера) будут выглядеть несколько более размытыми. Это немного снижает точность измерения, но не настолько, чтобы этому факту стоило уделять особое внимание.

    Рис.4 Примерно так выглядит метрический дальномер.

    Прецезионность калибровки дальномера эмпирическим путём, т.е. буквально на глаз, также вызывает у меня определённые сомнения. Слишком уж неточен метод измерения (особенно для дальних дистанций), чтобы применять его при разметке эталонной шкалы. На мой взгляд, расположение горизонтальных меток на шкале дальномера лучше рассчитать. Я даже придумал алгоритм, который способен облегчить эту задачу. Всё что вам нужно, это попросить кого-нибудь измерить расстояние между центрами ваших зрачков (глаза при этом должны смотреть вдаль), а также расстояние от глаз до шкалы дальномера, удерживаемого в вытянутой руке, после чего подставить полученные цифры в соответствующие ячейки формы и нажать на кнопку «Построить таблицу». Для каждой дистанции вы получите высоту соответствующей горизонтальной метки, считая от снования треугольника, а также её длину (отрезок CD на рисунке 3). Все величины, само собой разумеется, метрические.

    Расчёт шкалы дальномера

    Располагая этими данными, вы без большого труда сможете разметить собственный дальномер.

    Для измерения длины руки можно воспользоваться рулеткой, а для определения межзрачкового расстояния – фороптером или, на худой конец, обычной линейкой. Прибегать к помощи разметочного циркуля категорически нежелательно.

    Спасибо за внимание!

    Post scriptum

    Если статья оказалась для вас полезной и познавательной, вы можете любезно поддержать проект, внеся вклад в его развитие. Если же статья вам не понравилась, но у вас есть мысли о том, как сделать её лучше, ваша критика будет принята с не меньшей благодарностью.

    Не забывайте о том, что данная статья является объектом авторского права. Перепечатка и цитирование допустимы при наличии действующей ссылки на первоисточник, причём используемый текст не должен ни коим образом искажаться или модифицироваться.

    Лазерная рулетка или обыкновенная для домашнего мастера

    Достоверное измерение расстояний — это обязательная операция, сопровождающая любой ремонт квартиры своими руками либо с привлечением бригады строителей.

    Она влияет на качество работы, позволяет точно определить количество необходимых материалов, рассчитать стоимость конечных финансовых затрат.

    Материал нашей статьи посвящен обычной и лазерной рулетке для домашнего мастера, технологиям точного измерения размеров строительных элементов, определения их геометрии с поясняющими картинками, схемами и видео.

    На его основе вы сможете сделать выбор прибора измерения расстояний: пользоваться дальше простой измерительной лентой или приобрести современный лазерный уровень — дальномер со множеством функций, облегчающих повседневную работу профессионального строителя.

    Рулетка — измерительный прибор, который может потребоваться для замера от случая к случаю или работать постоянно. Учтите регулярность пользования ею при покупке.

    Рулетка с мерной лентой

    Это самый доступный инструмент, который имеется в рабочем комплекте практически у каждого мастера.


    Он имеет простое устройство и нехитрые приспособления, которые незаметны на первый взгляд. Поэтому не все владельцы о них знают.

    Особенности конструкции

    Общий вид

    С лицевой стороны корпуса расположены:

    • мерная лента с наконечником;
    • ремешок;
    • кнопка фиксации ленты.

    Эти же элементы с обратной стороны дополняют: скоба для удобного размещения на ремне и винты крепления.

    Устройство наконечника

    Скоба окончания ленты выполняется подвижной. Это не дефект изготовления, как думают отдельные «рационализаторы», заклепывая его до конца или, хуже того, обрезают и укорачивают ленту. К сожалению, мне встречались такие доработки.


    Наконечник мерной ленты строительной рулетки делают подвижным для удобства при замере и повышения его точности. Протяженность его смещения составляет толщину планки скобы, равную 1 мм.

    Принципы замера

    Нулевой отсчет

    Шкала мерной ленты начинается не с нуля, как у обычных линеек, а с 1 мм. Это расстояние при замере от упора, в который упирается наконечник, компенсируется его толщиной за счет сдвига по прорезям скобы относительно заклепок.


    При установке конца рулетки на торец детали наконечник выдвигается в противоположную сторону на 1 мм, а измерение снова начинается с нуля.

    3 способа замера глубины проема

    В проемах сразу снять отсчет не получается: длина ленты рулетки не дает это сделать точно. Поэтому используют один из следующих методов измерения.

    Изгиб ленты

    Наконечник рулетки упирают в начало проёма, а выпущенную ленту загибают так, чтобы она заполнила полностью проем и была видна шкала на изгибе.


    Метод замера приблизительный. Но в большинстве случаев такой точности вполне достаточно.

    Учет длины корпуса

    Между двумя противоположными концами проема размещают рулетку с полностью выдвинутой лентой. Снимают отсчет и прибавляют к нему длину корпуса прибора. Его размер может быть промаркирован в условиях заводе или измерен самостоятельно.


    На фото видно, что в моей рулетке он выполнен длиной 60 мм. Этот метод замера работает точнее предыдущего.

    Сложение двух измерений

    Когда необходима высокая точность замера, то около середины проема делают отметку карандашом, а если его поверхность декоративная, то можно наклеить кусочек строительного скотча. Он легко удаляется водой, не оставляет следов.

    Форму метки лучше выполнить в форме галочки с острым концом — указателем, а не отрезка линии. Она работает точнее.


    Показанные на фото в качестве примера два результата измерения от каждого края складывают и получают общий размер: 41,9+38,8=79,7 см.

    Дополнительные возможности

    Посредством простой доработки можно превратить рулетку в циркуль, использовать его для более сложной разметки.

    На корпусе прибора ослабляют один крепежный винт и вводят в него прорезь жестяного самодельного крепления карандаша.


    Саморез сразу плотно зажимают.


    Наконечник мерной ленты прорезью надевают на головку ввернутого шурупа.


    Это позволяет:

    • вычерчивать окружности и дуги различных размеров;
    • проводить перпендикуляры к точкам горизонтальных линий;
    • точно разделять углы на равные части.
    Черчение дуги или окружности


    Фотография наглядно демонстрирует этот процесс.

    Как провести перпендикуляр

    Используя рулетку в качестве циркуля можно начертить две окружности с центрами на контрольной линии или сделать засечки отрезками дуги.


    Точки их пересечения необходимо соединить прямой, которая будет направлена строго под 90 градусов к исходному направлению.

    Разделение угла на равные части

    Рассмотрим на примере квадрата. На удалении от угла прикладываем мерную ленту рулетки для образования равнобедренного треугольника. На его основании должны быть хорошо видны деления, кратные количеству углов, например, 10. 20, 30. Через них проводим лучи, разделяющие угол на равные три части по тридцать градусов каждый.


    Как видите простая рулетка позволяет выполнять измерения и разметку различными способами, но их может значительно облегчить современный измерительный прибор с электронной начинкой.

    Лазерный дальномер

    Прибор относится к большому классу лазерных уровней, выпускаемых промышленностью широким ассортиментом. Это позволяет выбирать под себя модель, необходимую для работы в различных условиях, например, измерять расстояния на труднодоступных объектах.

    Устройство

    Пластмассовый корпус лазерной рулетки изготавливают для работы в условиях стройки. Он содержит:

    • с внешней стороны кнопки управления и дисплей;
    • задний отсек для элементов питания;
    • торцевой излучатель и приемник лазерного луча.

    Прямоугольная форма корпуса позволяет располагать дальномер горизонтально, вертикально или класть на бок для выполнения точных измерений различными способами.


    Вмонтированный жидкостный или электронный ватерпас предназначен для облегчения ориентации корпуса при выполнении различных замеров.

    Защитный чехол дальномера поддерживает сохранность прибора в исправном состоянии во время транспортировки и эксплуатации.

    Способы измерений

    Прибор дальномер работает на больших расстояниях с точностью до 1 мм. Им можно выполнять замеры от:

    • передней кромки, располагая ее, например, с торца стола;
    • задней части, поднеся его вплотную к стене;
    • заднего края упорного элемента для определения диагонали помещения.

    Лазерный дальномер позволяет выполнять замер:

    • одноразово с фиксацией в памяти;
    • непрерывно для выбора оптимальной дистанции.


    Для особо точных работ прибор необходимо стационарно фиксировать на штативе.

    Вычисления и память

    Лазерный дальномер на основе сделанных замеров вычисляет:

    Определение площади и объема

    В меню прибора выбирают соответствующий режим, который подтверждается пиктограммой площади или объема на встроенном дисплее.


    Затем последовательно наводят лазерный луч на указанный объект и фиксируют его кнопкой. Лазерная рулетка выполняет расчеты, заносит информацию в память, отображает ее на дисплее.

    Расчет высоты

    На недоступных объектах можно использовать замер удаленных объектов косвенным способом, направив луч лазера дальномера строго по горизонтальной плоскости и диагонали. Прибор вычислит высоту по теореме Пифагора с высокой степенью точности.

    Электронная память

    Предназначена для хранения констант, используемых в алгоритме вычислений, обработки данных и возможности обеспечения передачи информации, например, по домашним беспроводным каналам связи Bluetooth.

    Луч лазера от дальномера нельзя направлять на людей и животных. При попадании в сетчатку глаза он может вызвать необратимые процессы, которые приведут к потере зрения. Работайте в защитных очках.

    Для любителей получать информацию с видеороликов рекомендуем дополнительно посмотреть работу автора «Закажи из Китая» “Лучший дальномер с Алиэкспресс”.

    Вам сейчас удобно прокомментировать статью и поделиться ею с друзьями в соц сетях.

    Как выбрать строительный лазерный дальномер высокой точности

    Стремительно возводимые здания, современные технологии и строительные материалы, сложные инженерные системы сопровождаются выверенными замерами и тщательными математическими расчётами на каждом этапе работ. Главный помощник строителя на объекте — лазерный дальномер. Маленький многофункциональный аппарат, похожий на телефон, одинаково необходим при работах по внутренней отделке помещений, прокладке коммуникаций, на открытых территориях, в домашних условиях.

    Конструкция и комплектация устройства

    Изначально разрабатывался прибор, способный заменить обычную строительную рулетку. Появившееся первое поколение лазерных строительных дальномеров минимизирует погрешность, получаемую в результате «человеческого фактора», реализует возможность делать замеры на внушительные расстояния, демонстрирует высокую точность. Позже, модели оснащаются удобным функционалом, программами для проведения расчётов и корпусными решениями, рассчитанными под специфику эксплуатации на строительной площадке.

    Современные лазерные рулетки имеют ряд сходных параметров:

    • малогабаритность, может быть всегда «под рукой» и хранится в кармане спецовки;
    • ударопрочный пластиковый защищённый корпус (показатель пыле — и влагозащищённости IP-44 и выше), большая часть моделей оснащена резиновыми вставками для удобства удержания и амортизации при падении;
    • на лицевую панель устройства вмонтированы: дисплей, где фиксируются выбранные настройки для замера и показатели измерений, окна источника излучателя и приёмника отражённого сигнала, кнопки управления, оптика визира;
    • на задней стороне, в специальном углублении, размещена откидывающаяся конструкция упора/штыря, секция для элементов питания;
    • на торцевых частях корпуса могут располагаться: винт крепления штатива, слоты расширения памяти и подключения блока питания, пузырьковый уровень.

    Излучатель — лазер красного цвета (2-я категория) или зелёного (1-я, редкая категория).

    Дополнительная комплектация:

    • чехол;
    • кистевой ремень;
    • мишени;
    • сетевой адаптер;
    • подробный мануал на русском языке;
    • гарантийный талон.

    Типы дальномеров и схема работы

    В зависимости от вида излучателя можно выделить три типа дальномеров:

    Алгоритм работы по замеру расстояния основан на сравнении фазового сдвига, излучённого лазером светового импульса и отражённого объектом:

    • активация кнопки «пуск» приводит к активации лазерного излучателя, в сторону мишени или объекта уходит луч конкретной длины волны и частоты;
    • от выбранного объекта на фотоприемник приходит отражённая волна;
    • зашитый в микропроцессор алгоритм производит сравнение фаз исходящего и отражённых импульсов;
    • выдаёт на экран показатель расстояния.

    Погрешность измерений приравнивается половине длины волны и в абсолютных цифрах составляет от «1» до «1.5» мм на каждый измеряемый метр. Строительным лазерным дальномером пользоваться легко и понятно.

    Выбор лазерной рулетки

    Многообразие устройств для измерения линейных параметров длин и высот объектов на значительном удалении осложняет выбор девайса. Предварительно следует очертить круг задач, для решения которых необходима строительная лазерная рулетка и обратить внимание на следующие важные параметры:

    • Требуемая дальность измерений. В помещениях оптимально до 30 м. Для замеров на улице — минимальный показатель — от 50 м.
    • Точность показателей. Для СМР в быту допускается погрешность ±3−5 мм. Общестроительные работы требуют точность 1−1.5 мм.
    • Время работы без подзарядки аккумулятора. Оптимальный показатель 25000 измерений.
    • Перепад температур при работе на открытых площадках. Профессиональное оборудование предусматривает показатели -25 /+50.
    • Защищенность корпуса от пыли и влаги с показателем от IP 44.
    • Вычисления: расчёт площади, объёма помещения, сложение/вычитание, алгоритм сложных вычислений по теореме Пифагора, запоминание последних измерений от 10 значений.
    • «Юзабилити». Удобный габарит, проведение замеров в труднодоступных местах, возможность фиксировать неподвижно с помощью подставки или штатива.
    • Производитель, срок гарантии от производителя, наличие собственного сервиса.

    Дополнительные функции:

    • наличие откидывающейся скобы для сложных замеров из труднодоступной точки;
    • измерение трапеций и высот разного уровня, определение максимум и минимум;
    • трекинг и непрерывное измерение с возможностью разметки;
    • визир (позволяет оптически увеличивать точку цели, встроенный тип — в 6−8 раз, внешний — 12);
    • пузырьковый уровень.

    Сделать выборку девайсов по этим критериям несложно.

    Классификация по функционалу

    Вся линейка дальномеров подразделяется на два класса: бытовой и профессиональный инструмент. Последний — многофункционален, высокоточен, профессионально приспособлен для специфики строительных работ при атмосферных осадках, больших перепадах температур и загрязнённости. Стоимость бытового прибора отличается в несколько раз от цены профессионального в сторону уменьшения. Показатели прибора по точности достаточны для ремонта комнаты или дома.

    Обзор 5 лучших моделей

    На протяжении 2017 года изучались отзывы пользователей лазерными рулетками. В результате были отобраны те, какие оказались лучше и составлен рейтинг лучших моделей обеих категорий.

    Бытовая модель:

    1. Bosch DLE 40.
    2. Condtrol X1 Plus.
    3. ADA Robot 40.
    4. RGK D 30.
    5. MAKA MK 7 A -30.

    Профессиональный:

    1. Leica DISTO d510.
    2. Bosch GLM 250 VF.
    3. Leica DISTO D2.
    4. Bosch GLM 80.
    5. MAKITA LD 050 P.

    Подробные обзоры лучших моделей, их технические характеристики, функционал, видеоинструкции «как пользоваться лазерным дальномером», достоинства и недостатки можно найти в интернете и ознакомиться.

    Создание лазерного дальномера своими руками

    Даже не зная, как работает лазерный дальномер, устройство для измерения расстояния до удалённого объекта можно сконструировать самостоятельно конструктора arduino, из китайских комплектующих и подробной инструкции. Так как конструктор тоже стоит определённых денег, можно рассмотреть ещё более дешёвый вариант.

    Лазерный дальномер строительный собирается своими руками из следующих элементов:

    • лазерная указка;
    • веб-камера;
    • картон;
    • скотч.

    Полоску жёсткого картона шириной 10 см и длиной 60 см аккуратно сгибают пополам. Получается V-образная основа. В нижнюю, угловую часть помещается лазерная указка, крепится скотчем. В верхнюю часть помещается веб-камера и прочно приматывается скотчем к свободным концам картонной основы. Камера выполняет функцию приёмника отражённого сигнала, подключена к компьютеру.

    На рабочей машине должны быть установлены:

    • расширение VideoOCX;
    • драйвера qcsdk и qc543;
    • программа, рассчитывающая дальность LaserRange.

    Погрешность работы такого устройства велика, более 3 см. Софт и драйвера бесплатно скачиваются с ресурса разработчиков.

    При покупке лазерного дальномера следует определить круг задач по объекту строительства, изучить основные характеристики устройств и их функционал, чтобы не переплачивать деньги за лишние опции.

    Следует отдавать предпочтение тем производителям, которые предоставляют подробные инструкции по настройке, работе с оборудованием на русском языке и имеют собственную сервисную службу.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector