Fenomenale Augmented Reality ons in staat stelt om op te letten hoe dingen ons in de gaten! (3 / 5 stap)

Stap 3: De "PHENOMENAmplifier" (fenomenologische video feedback versterker) bouwen

Nu leert u hoe te bouwen van een zeer eenvoudige versterker met enorm hoge winst, zoals voor zitten kundig voor een voorbeeld van het 'fenomenologische Video Feedback Effect' vertonen waarmee een anders onzichtbare fysieke verschijnsel worden zichtbaar gemaakt, via elektro-optische feedback met een bewegende lichtbron.

De versterker accepteert invoer van de camera, en rijdt van de lichtbron. Wanneer het licht wordt verplaatst, maakt het het fenomeen zichtbaar door een combinatie van twee begrippen:

• Video-feedback. In plaats van de gebruikelijke fractale patronen op een TV-scherm hebben we alleen een one-pixel display. Dit geeft aanleiding tot een omkering van hoe video feedback werkt meestal: in plaats van een camera bewegen en wijst het op een stationaire scherm, hebben we bewegen ons "scherm" (in dit geval onze licht is een 1-pixel "scherm") terwijl de camera stationaire blijft; en
• Persistentie van de blootstelling (PoE). Persistentie van blootstelling kan plaatsvinden binnen een andere camera (bijvoorbeeld ingesteld op lange-blootstelling) of binnen het menselijk oog zelf, welke functies heel graag een camera.

Gewone versterkers die spanning te versterken zijn onstabiele of onbetrouwbaar bij extreem hoge winsten, en vereisen vele etappes om extreem hoge winst, maar er zijn andere soorten versterkers waarin kunt u een extreem hoge winst uit een enkel stadium! Er zijn vier hoofdcategorieën van versterkers:

1. voltage versterkers. Spanning ingang wordt versterkt tot spanning uitgang;
2. huidige (stroomsterkte) versterkers. Huidige invoer wordt versterkt tot de huidige output;
3. die spanning omzetten in stroom; en
4. degenen die huidige voltage omzetten.

Versterkers worden gekenmerkt door hun overdrachtsfunctie, dat wil zeggen "h" = "uitvoer" gedeeld door de "input".

h =^uitvoer⁄_input

Dus een versterker (type 3) die spanning worden omgezet in stroom een "steilheid" versterker, sinds de eenheden van de "h" (eenheden van de uitgang/ingang heet) = ^ampère/_volt = geleidbaarheid. Vacuüm buizen zijn voorbeelden van dit soort versterker: raster spanning wordt geconverteerd naar de huidige plaat.

De versterker die we in dit Instructable gebruiken zullen is het 4e vierde soort versterker. Dit is degene die ik op het schoolbord hierboven haalde (ECE516 klasse 2016 28 Jan). Het heet een "Transimpedantie-versterker" of "TIA". Het zet spanning, stroom, zodat de eenheden van de overdrachtsfunctie "h" (eenheden van uitgang/ingang) volt gedeeld door versterkers, d.w.z. Ohm (eenheden van impedantie zijn).

In onze toepassing van de TIA, zijn wij de photocurrent (huidige van de fotodiode) omzetten in spanning. In deze configuratie kan de versterker betrouwbaar werken tegen extreem hoge winst met slechts één fase vereist! Hier is de winst 47,000,000 volt per amp. Uiteraard als je een versterker in te zetten, je 47,000,000 volt, niet krijgen, omdat het zal op de 12 volt verzadigen of zo voedingsspanning. Maar hebt u één microamp van photocurrent, zult u krijgen van 10 volt of zo uitgang.

Sluit de camera aan op de ingang van de versterker zoals hierboven. Extra foto's, met inbegrip van de 46 stilstaande beelden die corresponderen met de bovenstaande GIF-animatie, zijn hier beschikbaar (de verwijzing). Verbinding maken met een voltmeter op de uitgang van het op-amp (pin 6 als u van een TLC271 gebruikmaakt). Kap van de lens van de camera (bijv. met zwarte tape thats zwart helemaal door, of zware zwart karton). U ziet een zeer lage spanning in de buurt van nul op de meter. Open de lens en laat enig licht. De output moet lineair variëren met de hoeveelheid licht. Kunt u de meter aangesloten, zodat u kunt dit apparaat gebruiken als een nauwkeurige belichtingsmeter.

U kunt de winst variëren door het variëren van R_f, afgebeeld in het krijt tekening hierboven. Aangezien de winst stijgt kan het circuit instabiel zijn. Gebruik een feedback condensator C_f, parallel met Rf, te verminderen de winst bij hoge frequenties, terwijl het hoge bij lage frequenties. Experimenteren met en zonder de condensator om het effect te zien.

Ik liever niet willen gebruiken een potentiometer (variabele weerstand) voor R_f, omdat de draden of leads naar en van het, samen met zijn grotere elektromagnetische dwarsdoorsnede, lawaai van de verdwaalde signalen kunnen halen.

Zodra u hebt bevestigd dat uw 1-pixel camera als een lichtmeter functioneert (dat is de algemene filosofie van comparametric analyse), aansluiten op de transistor, in de algemene configuratie van de emitter zoals aangegeven in de tekening. Een basis weerstand voor de transistor, R,_t, beperkt de huidige in de basis. Ik koos voor de 2SD261 voor het besturen van een LED, omdat er goede huidige winst, en ik niet te hoge frequentie-transistor hoefde. Ik vond een overschot versie die kwam met een mooie heatsink. Controleer of de pinouts. Voor de NEC D261 versie van deze transistor, de verzamelaar is in het midden (ongebruikelijk voor dit pakket aan-92 waar basis is meestal in het midden). Beschikbaar op Digikey heeft een verschillende pinout (op de Digikey versie de base in het midden is).

R_b is een bias resistor. Het doel van deze weerstand is om te houden van het licht gloeiend licht ook in volledige duisternis. Dit is nodig om het effect van de optische feedback metasensing.

U kunt experimenteren met deze waarde, of zelfs een potmeter om het variëren van de "bias" te kunnen vervangen.

Nu laten we sommige AR!