Как сделать инфракрасную подсветку

ИК-подсветка для камеры видеонаблюдения

Как известно, ночное время суток считается довольно благоприятным для действий злоумышленников. Именно в таких случаях необходимо, чтобы качественная видеосъемка объекта велась постоянно, независимо от времени суток. Всё что нужно, это наличие безостановочного монитора и техники хорошего качества. В таком случае просто необходима надежная и качественная ИК-подсветка для камеры видеонаблюдения.

Основная характеристика

ИК-прожектор представляет собой специальное устройство, которое работает исключительно в инфракрасном спектре благодаря наличию 1 и более ламп. Данное преимущество делает все темные объекты видимыми для камеры наружного видеонаблюдения. Подсветка является очень важным составляющим, так как видеокамеры наружного наблюдения могут нормально фиксировать изображения только при наличии эффективной работы световых лучей, которые отбиваются от различных предметов, тем самым делая картинку более четкой. Без необходимого освещения предметы на картинке будут размытыми и серыми.

ИК-подсветка состоит из следующих частей:

  • Панель, которая имеет в своей структуре светоизлучающие диоды. Данный элемент необходим для обеспечения нормальной работы устройства даже при минимальном освещении или его отсутствии.
  • Светофильтр. Специальный фильтр необходим, чтобы демаскировать устройство. Функция светофильтра заключается в полном поглощении видимой составляющей инфракрасного излучения.
  • Герметичный корпус. Обычно камеры наружного наблюдения устанавливают вне помещения, вся электронная схема требует защиты от неблагоприятной погоды. Для этого устройство помещают в герметический корпус.
  • Драйвер питания. Данное приспособление необходимо для того, чтобы камеру можно было подключить к сети 220 В, так как сам светоизлучающий диод питается малым количеством энергии.

Особенности работы

Нет ничего сложного в работе инфракрасной лампы, которая используется для наружного видеонаблюдения. Часто камеры в ночное время без дополнительного освещения не могут сформировать четкую картину. Бюджетным вариантом является установка инфракрасного прожектора. Благодаря светочувствительному сенсору камеры данное устройство способно четко фиксировать как видимую для камеры площадь, так и имеет возможность перехвата ИК-диапазона. Таким образом, камера получает возможность показать очень четкую картину всей площади, на которой ведется видеосъемка.

ИК-подсветка обладает рядом особенностей, о которых необходимо знать потенциальному покупателю:

  • Мощности светодиодов прожектора недостаточно для увеличения диапазона видеонаблюдения.
  • Не спешите устанавливать более мощную подсветку, так как этот вариант считается неэкономичным и в результате может привести к незапланированным растратам. Например, после установки более мощного оборудования владельцу придется приобретать блоки питания и усилить линию передачи мощности.

Данные особенности дают возможность обычной камере, в структуру которой входят ИК-светодиоды, фиксировать изображение объектов дальностью лишь 10-20 метров. Уличная камера при таких обстоятельствах не включает в себя формирование изображений дополнительных диапазонов, а может предоставлять обзор лишь ограниченной площади. Что касается внешних источников засветки, то с таким решением дела обстоят гораздо лучше. ИК-прожектор – это огромное количество светодиодов, которые способны эффективно использовать мощность источника питания. С таким приспособлением не придется затрачивать много энергии для освещения большой площади.

Недостатки и преимущества

Как и любое технологическое устройство, ИК-прожектор имеет свои плюсы и минусы в применении. Вот что необходимо знать о преимуществах данного устройства:

  • незначительное энергопотребление;
  • высокая износостойкость;
  • безопасность;
  • оптимальный уровень дальности действия.

Инфракрасное освещение также имеет и свои недостатки. Затрагивая этот вопрос, стоит сказать о том, что данный тип освещения несовместим с цветными камерами видеонаблюдения. Также работа уличной камеры непосредственно зависит от погодных условий и зачастую требует регулярной чистки стекла от различных загрязнений, вызванных внешними факторами окружающей среды.

Стоит также подчеркнуть, что в темноте камера может быть заметна из-за того, что светодиоды имеют красный оттенок в ночное время суток. Производители инфракрасных прожекторов не раз указывали на то, что в процессе работы камер прожекторы могут нагреваться, данный показатель является вполне нормальным. Перед использованием владельцу рекомендуется настроить яркость и установить необходимый контраст.

Как сделать своими руками?

Схема по изготовлению ИК-подсветки своими руками довольно проста, она представляет собой четкую линейную структуру, которая параллельно связывает несколько элементов воедино.

  • Подключение диодов в определенной последовательности. Количество диодов напрямую связано с напряжением источника питания.
  • Использование резисторов, которые также нужно подключать в цепном порядке. Они необходимы для ограничения тока.

Для постепенного увеличения мощности прожектора в обязательном порядке рекомендуется соединить элементарные линейки, состоящие из резистора и диодов. На следующем этапе готовую структуру следует подключить к блоку питания или же к аккумулятору. Такой принцип создания подсветки своими руками позволяет построить схему постоянного питания. Данная подсветка считается надежным вариантом для камеры наружного наблюдения.

Очень часто владельцы таких камер сталкиваются с неисправно передачей изображения, а также с проблемой ответа на запросы. Для начала необходимо выявить причину, в данном случае их может быть несколько:

  • перегорание электронной платы управления;
  • проблема, вызванная повреждением сетевого кабеля.

После выявления проблемы вы сможете сами осуществить ремонт камеры видеонаблюдения своими руками, аккуратно заменив неисправную деталь.

В видео рассказывается о том, как работает ИК-подсветка для камер видеонаблюдения.


ИК подсветка своими руками

Предлагаемая ИК подсветка может использоваться с бытовой камерой, имеющей режим ночной сьемки (для этого она и проектировалась), для обеспечения работы камер видеонаблюдения или приборов ночного видения (ПНВ) в условиях недостаточной освещенности.

Основу схемы составляет генератор импульсов, собранный на широко распространенном интегральном таймере NE555 (рис.1). Частота генератора должна находиться в интервале от 11 до 15 кГц. При указанных на схеме номиналах частотозадающих элементов (R1, R2, С1) она составляет чуть больше 13300 Гц. С выхода генератора через резистор R3 импульсы поступают на вход составного транзистора VT1-VT2, нагрузкой которого являются 28 параллельно соединенных ИК-светодиодов TSAL5100, объединенных в излучатель.

Благодаря применению генератора светодиоды в ИК подсветке работают в импульсном режиме, что позволяет добиться увеличения отдаваемой мощности в 2 раза по сравнению с питанием постоянным током. Мощность ИК подсветки составляет 6,5 Вт, потребляемый ток — 1,5 А при напряжении питания 6,3 В.

Транзисторы VT1 и VT2 следует установить на радиаторы из алюминия размерами 50x40x2 мм. Резисторы R4 и R5 должны иметь допустимую мощность не менее 15 Вт (лучше установить 20-ваттные — для повышения надежности и уменьшения нагрева).

Излучатель изготавливается из любого старого светодиодного фонарика с 28 светодиодами. Тут важен только сам отражатель с передним стеклом. Для изготовления ИК-излучателя выпаиваем все старые светодиоды и на их место впаиваем TSAL5100. После этого устанавливаем на место переднее стекло и отражатель. Переднее стекло нужно установить обязательно. Оно защищает излучатель от попадания влаги и выполняет роль рассеивателя. Так как светодиоды имеют малый угол излучения, то при отсутствии стекла на изображении отчетливо различимы темные и светлые пятна.

После этого со стороны пайки плата герметизируется слоем клея “Момент”, эпоксидной смолы или растворенного в дихлорэтане полистирола.

Автор: А.Савченко, г.Омск

Андрей | 21 Ноя 2013

Вот видео с испытания оригинальной подсветки (http://www.youtube.com/watch?v=Lf2iNoUjfNk ), изготовленной автором. В начале видео показывается работа встроенной в камеру подсветки, далее она заклеивается изолентой и показывается работа сконструированной подсветки. В самом конце видео сравниваются обе подсветки. Из видео видно, что сконструированная подсветка более мощная!

Андрей | 02 Фев 2014

В номере 1 за 2014 год журнала Радиолюбитель на 55 странице опубликовано небольшое исправление данной статьи.

Квантовый Механик | 13 Июн 2014

А нет такой подсветки, чтобы я видел, а другие — нет(я вижу ближний ИК)?

Алекс | 03 Фев 2015

Лично я не вижу 940нм ИК лучи, а именно такой диапазон у TSAL5100. Квантовый Механик повидимому мутант 🙂

Андрей | 09 Фев 2015

Само излучение не видно, видно только свечение кристалла. Это тепловое свечение (нагрев) + преломление внутри оптики светодиодов. В принципе с этим можно попробовать бороться, если добавить вместо стекла ИК светофильтр ,который отсечет видимую область ИК.

Анатолий | 23 Апр 2015

Видимой области ИК не существует. Там более сложный механизм физиологического восприятия, который до конца ещё не изучен. Практически все предлагаемые сейчас ИК-осветители, даже диапазона 940нм, видны глазом с близкого расстояния после адаптации зрения к полной темноте (тёмновишнёвое слабое свечение). Редким исключением является светодиодная лампа IRL-940P, которую действительно не видно в темноте. Эта белая лампа замаскирована под обычную осветительную типа колбы. То, что она необычная, заметно только сбоку (радиаторы). Мощности хватает, чтобы осветить небольшую комнату. Светит до 4м под широким углом при чувствительности ч/б камеры 0,1 люкс. Можно конечно в обычную люстру ввернуть или потолочный светильник, в котором есть ещё и обычные осветительные лампы, но питание к патрону всё равно надо подводить 12в. Если светильник закрытого типа, то надо смотреть, насколько гасит излучение защитное стекло.
К сожалению то ли производство этих чудо-ламп прекращено, то ли изгатавливают теперь только по заказу. Цена в среднем около 70$. Достать пока ещё можно, но трудно.
У нас всегда так — производство хороших вещей сворачивают, зато прожекторами задолбали, которые замаскировать невозможно.

BiobioMum | 15 Июл 2015

Трудности нормирования ИК-подсветки, недостаточность указываемых характеристик, а также нередкие случаи несоответствия реальных характеристик заявленным привели к большому распространению экспериментального метода подбора ИК-осветителей в реальных условиях непосредственно на объекте монтажа. Отсутствие данных о мощности излучения не позволяет определить плотность мощности на объекте.

Типы, особенности и схема ИК подсветки

Одним из важнейших критериев эффективности видеонаблюдения является достаточная освещенность. Однако далеко не на всех объектах существует возможность применения светильников. На выход в такой ситуации приходит ИК-подсветка. Рассмотрим, какие ее типы существуют, когда лучше всего ее использовать, что собой представляют модели, предназначенные для видеокамер, какие виды ИК-прожекторов бывают и в чем их преимущества, а также как своими руками изготовить ИК-прибор и что для этого понадобится.

Типы ИК освещения

В зависимости от рассматриваемых параметров, инфракрасная подсветка классифицируется по нескольким системам:

  1. Типу светоисточника.
  2. Конструкционным особенностям.
  3. Длине волны.
  4. Дальности действия.
  5. Исполнению оптической системы.

По виду источника излучения приборы ИК подсветки делятся на две разновидности:

Конструкция первых схожа со стандартными ламповыми прожекторами. Среди их главных достоинств особо выделяются – низкое энергопотребление, долговечность, пожаробезопасность и неприхотливость ухода. Второй тип – в качестве источника содержат лампу. Он в свою очередь также разделяется на два подвида:

  1. Непосредственно излучающие в инфракрасном диапазоне. В основе применяется лампочка накаливания с поверхностью, покрытой специальным составом, пропускающим излучение только в диапазоне длин волн порядка 720-800 нм.
  2. Со светофильтром, ограничивающим проход света свыше 950 нм. Главный недостаток – большой расход энергии (до 0,5 кВт/ч) и малый радиус действия.
Читайте также:  Как сделать точильный станок

Вообще, хотя ламповые системы ИК-подсветки и дешевле светодиодных аналогов, они весьма энергозатратны и недолговечны – лампочку приходится регулярно менять.

По конструкционным признакам ИК-подсветка бывает:

  1. Встроенной. Объединена в одном корпусе с камерой слежения. Характеризуется компактностью, а также тем, что ее не надо настраивать под объектив. Недостатки – небольшая мощность, вероятность засветки изображения, особенно объектов, покрытых светоотражающим слоем, а также ложное срабатывание детектора движения из-за излишнего внимания к ИК-светодиоду насекомых в теплое время года.
  2. Внешней. Решает многие проблемы ИК-подсветки встроенного типа. С ее помощью можно делать любой угол освещения, выбирать прибор по мощности и дальности действия и площади покрытия – осветительные пластины, прожектора, фонари и т. д. Минусы – необходимость приобретать для камеры отдельное устройство, устанавливать и настраивать его, что требует дополнительного времени, опыта и сноровки.

По диапазонам длин волн приборы ИК-подсветки разделяются на следующие категории:

Невидимое инфракрасное излучение характерно для приборов освещения, работающих при длине волны свыше 880 нм – все, что ниже находится в области зрительного восприятия. У этой особенности есть и плюсы, и минусы. Для обширной, а, следовательно, и максимально дальней подсветки требуется мощный прибор с диапазоном порядка 780-820 нм. Однако на близком расстоянии излучатель заметен благодаря фоновому красному свечению. Поэтому накоротке применяют устройства, функционирующие в незаметном, хотя и менее слабом сегменте спектра – от 850 до 950 нм.

Все устройства для ИК-подсветки разделяются по дистанции на три группы:

  1. Короткого действия – до 10 метров. Устанавливается на лестничных площадках, в домофонах, видеоглазках, в системах дежурной подсветки и скрытом видеонаблюдении.
  2. Средней дальности – 20-60 м. Используются для подсветки кинотеатров, ночных заведений, придомовых территориях.
  3. Дальнобойные – до 0,35 км. Применяется на больших охраняемых площадях, на улицах, скверах и дорогах.

Устройства для ИК-подсветки в сочетании с различными светоисточниками оснащаются разными видами оптических систем – обычные лампочки, фонари, прожекторы, плафоны.

Обратите внимание! ИК-излучение безопасно для человека и окружающего пространства. На его основе применяется не только подсветка для видеонаблюдения в темное время года, но и приборы обогрева. Однако ввиду того, что спектральная чувствительность глаза человека находится за пределами этого диапазона длин волн, адаптивное сужение зрачка не срабатывает. Поэтому не рекомендуется напрямую долго смотреть на инфракрасный источник, особенно при его высокой мощности.

Когда стоит использовать ИК подсветку

ИК-подсвета чаще всего применяется в следующих случаях видеосъемки:

  1. Формирование благоприятных условий для освещения. Стандартные светильники не справляются с задачей равномерности распространения светового потока на всей наблюдаемой площади. ИК-прибор вкупе с ним позволяет подсветить тени, выровнять экспозицию и детализировать кадры.
  2. Создание скрытой системы подсветки. Многие системы безопасности проявляют эффективность, когда действуют незаметно для злоумышленника. Объект в полной темноте на самом деле может хорошо освещаться в инфракрасном диапазоне излучения и все события на нем детально фиксироваться на камеру.
  3. Улучшение функций видеоаналитики. ИК подсветка дает возможность максимально точно считывать и обрабатывать информацию системам слежения даже в полной темноте.
  4. Повышение пропускной способности передачи данных. Инфракрасное освещение позволяет улучшить качество изображения ночью и поспособствовать уменьшению объема записанных данных, и повысить скорость их обработки и передачи.
  5. Улучшение изображения мегапиксельных камер.

При выборе видеокамеры для совокупной работы с ИК-подсветкой предпочтение нужно отдавать моделям, чувствительным к излучению в этом диапазоне. Хорошим примером является камера SONYExView HAD с ПЗС-матрицей.

Что представляет собой ИК подсветка для камеры видеонаблюдения

Главным принципом применения ИК-подсветки для системы видеонаблюдения является создание скрытого равномерно распределенного по площади объекта инфракрасного освещения. Свет от прибора не видим глазу человека, однако изображение, образуемое камерой, создается четким и детальным.

Светильник подобного рода выполняет сразу несколько функций:

  1. Создает условия для максимально возможного наблюдения.
  2. Облегчает задачу деталировки предметов.
  3. Обеспечивает проведение съемки в абсолютной темноте.

ИК-устройства, как правило, изготавливаются в форме прожектора и применяются в сочетании с обычным светильником для подсветки не видимых областей от стандартного освещения на изображении камеры. Среди их внешних эксплуатационных характеристик выделяются хорошая герметичность корпуса – что дает возможность использовать их как снаружи, так и внутри помещения.

При этом их устанавливают недалеко от видеозаписывающего прибора, чтобы удобнее согласовать угол и направление его излучения с зоной съемки. Оборудование ИК-подсветки должно иметь параметры, соответствующие размерам освещаемого объекта, а объектив камеры – специальный корректор для работы в этом диапазоне.

Виды ИК прожекторов

Наиболее распространенным видом приборов для ИК-подсветки является прожектор. В зависимости от назначения он бывает следующих видов:

  1. Встраиваемый. Устанавливается в корпус видеокамеры и не требует дополнительных работ на самом объекте.
  2. С постоянным излучением. Используется для внешней и внутренней установки. Настройки аппаратуры задаются при первом включении.
  3. Импульсный. Производит направленное излучение с возможностью изменения частоты и мощности. Позволяет максимально точно подстраивать под конкретные условия эксплуатации.
  4. Для периметра. Отличается максимальной дальнодействием. Применяется для ИК-подсветки больших территорий.

Рекомендация! При выборе ИК-прожектора необходимо учитывать угол обзора видеокамеры. В идеале этот параметр для прибора подсветки должен быть несколько меньше, чем у съемочного устройства, так как на дисплее чаще всего крайняя область кадра невидима.

Преимущества использования

Главные достоинства применения ИК-прожекта для ночной видеосъемки:

  1. Снижение расходов энергии на освещение.
  2. Равномерная и качественная подсветка всей снимаемой площади.
  3. Детализация объектов на изображении на любой дальности съемки.
  4. Повышение дальности работы функции «датчика движения» в программе наблюдения.
  5. Большой срок службы оборудования.

При всех преимуществах ИК-подсветка имеет и недостатки – невозможность работать с цветными камерами ввиду их малой чувствительности и необходимость периодической чистки стекол рассеивателя – внутри помещения от пыли, снаружи – от грязи и осадков.

Как сделать ИК подсветку для видеонаблюдения своими руками

Существует множество способов создания прожектора для ИК-подсветки своими руками. Рассмотрим две наиболее популярные и простые в изготовлении схемы.

Предложенное ниже изображение цепочки ИК-подсветки линейной структуры в основе имеет интегральный автоматический таймер NE555. Для его сборки потребуется:

  1. Элемент NE555.
  2. Инфракрасные светодиоды с номиналом, соответствующим источнику питания.
  3. Резисторы, транзисторы и прочие радиокомпоненты (согласно схеме, приведенной ниже).
  4. Паяльная плата.
  5. Набор инструментов для пайки.

Все элементы соединяются последовательно согласно рассматриваемой схеме. При этом сначала на матрицу устанавливаются крупные элементы, затем мелкие. Сами ИК-светодиоды можно разместить в корпусе старого фонаря или прожектора. Собранное устройство после подключения работает в соответствии со следующим алгоритмом:

  1. NE555 в автоматически определенном ритме генерирует импульсы.
  2. Его несущая частота задается цепочкой резисторов, один из которых имеет переменный характер.
  3. Далее передача мощности осуществляется на диоды посредством транзисторного ключа.
  4. Чтобы ограничить нагрузочный ток к каждому диоду в пару подключен резистор.

Для настройки работы ИК-подсветки необходимо изменять сопротивление переменного резистора – это позволит подобрать такую частоту, чтобы изображение, образуемое видеокамерой, не мерцало.

Еще один более простой способ – взять в качестве основы матрицу стандартного светодиодного прожектора и вместо установленных лед-элементов впаять инфракрасные – типа TSAL5100. Естественно, при этом нужно проконтролировать, чтобы номинал монтируемых кристаллов соответствовал электросхеме устройства.

Основные выводы

ИК-подсветка применяется для улучшения параметров видеосъемки в условиях плохой освещенности или абсолютной темноты. Применяемые приборы классифицируются по ряду признаков:

  1. Разновидности светоисточника.
  2. Особенностям конструкции.
  3. Длине излучаемой волны.
  4. Дальнобойности.
  5. Типу оптической системы.

ИК-подсветка применяется с целью создания лучших условий видеосъемки, обеспечения скрытого освещения, повышения функциональности видеоаналитики, улучшения передачи базы данных и оптимизации работы мегапиксельных камер. Самым распространенным видом приборов является прожектор. По типу выполняемых задач может быть встроенным, с постоянным излучением, импульсным, периметральным. Его применение позволяет снизить энергопотребление, улучшить равномерность подсветки, повысить детализацию предметов и увеличить дальность функционирования датчика движения. Изготовить его можно своими руками на базе импульсного генератора NE555.

Если вы уже изготавливали прожектор для ИК-подсветки своими руками рассматриваемого или любого другого типа, обязательно поделитесь полезной информацией в комментариях.

ИК прожекторы для видеонаблюдения — для чего нужны и как сделать своими руками?

Система видеонаблюдения современного предприятия не может быть полноценной без мониторинга прилегающей территории. Съемка в ночное время может значительно уменьшить опасность вандализма, число краж и проникновений.

ИК прожекторы для видеонаблюдения гарантируют равномерную засветку территории, позволяют сэкономить средства на покупки камер с мощной подсветкой. Такое устройство для применения в бытовых целях — можно собрать самостоятельно.

Принцип действия ИК прожекторов

Механика работы и идея применения ИК лампы для видеонаблюдения достаточно проста. В ночное время, при низком уровне естественного освещения — камера не может формировать изображения, поскольку элементы сенсора просто не изменяют своих характеристик.

Вариант организации постоянного фона видимого спектра — достаточно дорог. Он потребует применения мощных прожекторов, повлечет за собой расходы на закупку оборудования, включит стоимость постоянного обслуживания в виде замены сгоревших ламп или светодиодных ячеек.

Не стоит забывать и о расходах на оплату электроэнергии.

Инфракрасная подсветка для видеонаблюдения использует свойства светочувствительного сенсора камеры. Данный элемент способен фиксировать не только волны видимой части спектра, но и захватывать ИК диапазон.

В результате можно получить достаточно четкую и контрастную картину по засвечиваемой площади. Но есть несколько особенностей, которыми характеризуется ИК подсветка для камеры видеонаблюдения.

  1. Мощность светодиодов недостаточна для расширения площади наблюдения.
  2. Установка более мощной подсветки может повлечь за собой необходимость оборудовать камеру дорогими блоками питания, усиления линий передачи мощности, что повлечет за собой удорожание технического решения.

Из-за перечисленных выше сложностей, среднестатистическая камера, в оснащение которой входят ИК светодиоды для видеонаблюдения — может формировать изображение объектов, отстоящих на 10-20 метров, а также обеспечивать обзор ограниченной площади.

Читайте также:  Как изготовить декоративный камень

Иначе выглядит ситуация с применением внешних источников засветки. Инфракрасный прожектор представляет собой большое количество светодиодов, оптимально использующих мощность источника питания.

Такое устройство способно засвечивать большую площадь без значительных трат энергии. При этом инфракрасный прожектор для видеонаблюдения своими руками может строиться на двух базовых механиках:

  • с постоянной подачей напряжения на светодиоды. Такое решение отличается потреблением энергии, которое линейно растет в зависимости от числа установленных излучателей. Кроме этого, срок работы полупроводниковых элементов ограничен, необходимо организовывать отвод тепла;
  • схемы с импульсным питанием гораздо практичнее. Они несколько сложнее в аппаратной реализации, но легко настраиваются. Установив ИК светодиоды для видеонаблюдения своими руками и отрегулировав схему до получения качественной картинки с камеры — легко добиться снижения потребления энергии, малого выделения тепла. Срок жизни полупроводниковых элементов также значительно возрастает.

При этом общая механика применения самодельного устройства — аналогично той, которую имеет инфракрасная подсветка для камер видеонаблюдения. Отдельно стоящий прожектор обеспечивает равномерную засветку большой площади мониторинга, гарантирует опознавание объектов на значительном расстоянии, предлагает оптимизацию энергопотребления и стоимости системы в целом.

Как сделать ИК подсветку для видеонаблюдения своими руками

Простейшая схема, по которой строится ИК подсветка для камеры видеонаблюдения своими руками, выглядит как линейная структура, где параллельно соединяются:

  1. последовательно включенные диоды, число которых подбирается в соответствии с напряжением источника питания;
  2. последовательно подключенными резисторами, работающими в роли ограничителя тока, номинал элементов выбирается в соответствии с характеристиками применяемых полупроводниковых светоизлучателей.

Чтобы нарастить мощность прожектора — параллельно соединяют нужное количество элементарных линеек из диодов и резистора. После этого всю структуру подключают к аккумулятору или блоку преобразования напряжения.

Данная схема реализует принцип постоянного питания. Такая ИК подсветка для камеры видеонаблюдения надежна, однако при росте мощности возникают проблемы с перегревом заключенной в корпус структуры, а также — удорожается нужный источник напряжения. Гораздо привлекательнее выглядит схема с импульсным управлением диодами.

Схема на интегральном таймере NE555

Схема импульсного питания диодов отличается не только сниженными показателями потребления, а значит и высоким КПД, но и является лучшим решением для питания системы от аккумуляторов.

Такая ИК подсветка для камеры своими руками работает по следующей механике:

  • основа схемы — автоматический генератор импульсов, собранный на элементе NE555;
  • несущая частота задается при помощи цепочки резисторов, для удобства регулировки один из них — переменный;
  • мощность на диоды передается транзисторным ключом;
  • для ограничения тока нагрузки в пару с каждым диодом включается резистор.

Настраивать схему очень просто. При подаче питания автогенератор формирует импульсы, мощность которых увеличивается транзисторным ключом.

Вся настройка сводится к изменению сопротивления переменного резистора для подбора такой частоты, чтобы картинка с камеры не мерцала, не мигала.

Преимущества использования ИК прожекторов

Кроме уже упомянутой возможности расширения площади ночной съемки, отдельно стоящие ИК прожектора позволяют:

  1. незначительно увеличить потребление существующей системы или оптимизировать показатели разрабатываемой;
  2. снизить общие расходы на оборудование;
  3. минимизировать вмешательство в существующие сети подвода энергии;
  4. обеспечить качественную и равномерную засветку большой площади;
  5. улучшить детализацию наблюдаемых объектов на большом расстоянии;
  6. увеличить максимальную дальность детектирования движения.

Среднестатистический индивидуум, желающий получить дешевое и надежное решение для ночного видеонаблюдения — может легко воспользоваться парой из самодельного ИК прожектора и недорогой камеры черно-белой съемки.

Заключение

Самодельный ИК прожектор — простое и надежное решение. Как реализующий механику постоянного, так и импульсного питания, он строится на распространенных, недорогих элементах, удобно настраивается и регулируется.

Такое устройство позволит легко решить вопрос ночной съемки для частного пользователя, способно уменьшить затраты ресурсов и времени при организации масштабной структуры видеонаблюдения. Даже при небольших навыках работы с паяльником — собрать ИК прожектор своими руками сможет практически каждый.

Видео: ИК-прожекторы для ночного видеонаблюдения, что это, зачем и как работает

Инструменты

Инфракрасное освещение всегда было актуально для разработки различных охранных систем, так как оно позволяет видеть объекты даже в полной темноте. В последнее время проявление позитивного влияния ИК-света замечено и при выращивании тепличных растений. Стоимость профессионального оборудования достаточно высока, а комплектующие далеко не всегда соответствуют поставленным целям. Поэтому рассмотрим, как своими руками сделать инфракрасный фонарь.

Оглавление

Принцип работы инфракрасного фонаря

В первую очередь определим, что такое инфракрасный фонарь и для каких целей его используют. Подобные фонари предоставляют возможность осуществить дополнительную подсветку объектов для наблюдения с помощью лучей в инфракрасном диапазоне.

Свет, выделяемый таким фонарем – невидим человеческому глазу, однако позволяет разглядеть интересующий предмет даже в полной темноте за счет использования инфракрасных светодиодов. Особенно это будет актуальным для охранной сферы, ведь затруднительно поставить на объекте мощный прожектор, от работы которого будет больше неудобств. В таком случае и стоит использовать фонарь инфракрасной подсветки, который имеет такой ряд свойств:

  • увеличение дальности наблюдения,
  • облегчение идентификации объекта,
  • наблюдение за местностью и объектами в ночное время,

Подобное освещение будет оптимальным выбором, поскольку такие фонари обладают рядом преимуществ:

  • низкое энергопотребление,
  • долговечность службы светодиодов,
  • дальность действия.

Комплектующие для сборки инфракрасного фонаря

Собрать инфракрасный фонарь своими руками не так уж и сложно. Для начала понадобятся простейшие инструменты:

  • крестовые отвертки (различных размеров),
  • паяльник с тонким жалом, мощностью 60 Вт,
  • инфракрасные светодиоды (средняя стоимость от 1 доллара за штуку),
  • провод для подведения питания от светодиодов до аккумуляторной батарейки,
  • собственно, сама батарейка для ИК-фонаря

Кроме этого, следует использовать изоленту и взять основу для фонаря. Сгодится и простой фонарь, который будет переоборудован в инфракрасный. Для создания такого прибора не требуется что-то специфическое, любые комплектующие возможно приобрести в первом же магазине электротехники.

Процесс сборки инфракрасного фонаря

Создание инфракрасного фонаря тоже не отличается сложностью. По сути, если он конструируется на основе простого светодиодного, то зачастую достаточно путем перепайки заменить обычные светодиоды на инфракрасные – и устройство готово. Если же требуется создать технику посложнее, тогда придется провести несколько больше манипуляций:

  • старый фонарь разбирается и из него извлекается линза (защитное стекло, если оно имеется – лучше оставить),
  • к инфракрасным светодиодам (или светодиоду, если используется один) припаиваются силовые провода,
  • следом к элементу питания (батарейке или аккумуляторной батарее) припаивается второй конец провода,
  • завершающим этапом будет изоляция соединений. При спайке желательно закрывать спаянные элементы с помощью трубок термоусадки, провода следует скреплять между собой изолентой.

После того, как действия были выполнены – инфракрасный фонарь готов.

Довольно часто для осуществления эффектного наблюдения за удаленными объектами следует использовать нечто более существенное, нежели простой ИК-фонарь. Для этих целей вполне по силам собрать инфракрасный прожектор. У людей, неподготовленных к подобной работе, при упоминании слова «прожектор» может возникнуть ассоциация с громоздким осветительным оборудованием, однако это не так. Грубо говоря, прожекторы – это мощные инфракрасные фонари и со значительным количеством инфракрасных светодиодов.

Для основы необходим корпус, который в дальнейшем и будет представлять собой ИК-прожектор. В случае, если планируется создать осветительный прибор малой мощности для бытовых нужд (к примеру, для осуществления ночной съемки) необязательно закрывать светодиоды защитным стеклом, в ином же случае, если предполагается использование прожектора в качестве осветительного прибора для систем видеонаблюдения – крайне рекомендуется заключить готовую конструкцию во влагозащищенный корпус.

  • в выбранном корпусе (допустим, имеющим вид пластиковой коробочки) производятся отметки (к примеру, 8-10 под такое же количество светодиодов в каждом ряду, которых так же будет несколько) Отметки должны проходить на равном расстоянии друг от друга (оптимально выбрать разницу в 5 мм),
  • с помощью сверла и маломощной дрели или шуруповерта на указанных отметках просверливают отверстия для вставки светодиодов. С другой стороны корпуса тоже следует продумать систему крепления. Если любительский ИК-прожектор будет присоединяться к фотоаппарату или видеокамере, то достаточно сделать одно отверстие, внутрь которого будет вставлен болт и впоследствии затянут гайкой,
  • макетную плату (для монтажа светодиодов) обрезают с помощью простых ножниц до нужных под монтаж размеров,
  • далее в ней располагают инфракрасные светодиоды так, чтобы катоды и аноды были расположены в ряд, а сами ИК-светодиоды попадали в просверленные отверстия в корпусе коробки,
  • ножки светодиодов сгибаются в одну линию для дальнейшей спайки, каждый ряд отдельно,
  • с помощью паяльника (оптимально подойдет модель с тонким жалом и мощностью нагрева в 60 Вт) дорожки ножек светодиодов спаиваются в линии,
  • после указанных действий черным силовым проводом осуществляется соединение дорожек анодов (к примеру, если ИК-светодиоды расположены в три ряда и соответственно будут иметь шесть рядов ножек на обратной стороне платы, то аноды представляют собой три ряда. К крайнему из них припаивается провод, с остальными рядами его подсоединяют с помощью перемычки),
  • к катодам следует припаять по резистору с сопротивлением 220 Ом, после чего перемычки резисторов соединяют в единое целое и к ним припаивают красный силовой провод,
  • с другой стороны кабелей должна быть подключена аккумуляторная батарейка,
  • после указанных действий корпус собирается и любительский ИК-прожектор, собранный своими руками, готов.

Желательно добавить возможность отключения подачи питания на светодиоды. Несмотря на их малый расход энергии, попросту нецелесообразно подавать питание, когда в ИК-подсветке (особенно в светлое время) нет потребности.

Области применения инфракрасного фонаря

Как уже было написано несколько выше, основная среда применения инфракрасных фонарей и прожекторов пролегает в сфере безопасности. Фонари наиболее оптимально подходят для следующих целей:

  • в качестве подсветки в ночное время суток перед домофонами и дверными видеоглазками, чтобы иметь возможность непосредственно разглядеть человека,
  • подсветка систем внутреннего видеонаблюдения (особенно актуально для небольших помещений),
  • дополнительное освещение пространства в ночное время (для наружных камер наблюдения),
  • инфракрасные прожекторы (исключая любительский класс, который по дальности работы следует отнести к классу ИК-фонарей) применяются в тех случаях, когда требует обеспечить хорошую степень наблюдения за объектами на средних (от 20 до 50 метров) и дальних дистанциях (вплоть до 400 метров),
  • обеспечение эффективной подсветки для систем видеонаблюдения при охране зданий с большой площадью,
  • просмотр охраняемого периметра,
  • дополнительное освещение для приборов ночного видения,
  • при недопустимости использования прожекторов освещения, которые могут причинять неудобство при работе с ними.
Читайте также:  Как сшить детские вещи

Отдельно стоит выделить еще один занятный аспект использования инфракрасных фонарей, раз уж речь зашла о видеонаблюдении. В силу каких-либо причин не каждый человек пожелает, чтобы видеокамера могла его зафиксировать. В таком случае существует простой и крайне дешевый вариант, как можно обеспечить себе камуфляж и скрыть лицо от камер видеонаблюдения. Для этого достаточно создать простейшее устройство, работающее по принципу инфракрасного фонаря. По указанной методике сборки такого фонаря следует закрепить на головном уборе (подойдет обычная кепка) несколько инфракрасных светодиодов, подключаемых к девятивольтовой батарейке. Подобная система совершенно не будет выделяться своим внешним видом, однако для камер видеонаблюдения верхняя часть корпуса человека будет представлять собой яркое пятно, в котором нельзя будет различить лицо.

Злоумышленники могут не спешить радостно потирать руки, указанный способ действует лишь против бюджетных камер видеонаблюдения, более дорогие модели не столь чувствительны к влиянию на них ИК-излучения. Поэтому на хорошую систему видеонаблюдения подобные трюки не подействуют, лицо человека будет хорошо различимо даже при использовании нескольких рядов ИК-светодиодов.

Техника безопасности при работе с инфракрасным фонарем

Важно помнить, что использование указанной технологии может нанести вред здоровью человека при неправильном выполнении требований по технике безопасности.

  • инфракрасное излучение от мощных источников при прямом попадании на сетчатку глаза способно высушивать слизистую оболочку, что приведет к усталости глаз и даже болезненным ощущениям. Поэтому, при использовании такого устройства, как инфракрасный лазерный фонарь не следует ни в коем случае направлять его в глаза человеку (разве только если подобный фонарь используется в целях самозащиты от нападавшего),

  • контакты, по которым проходит питание – следует надежно изолировать от возможного воздействия на них влаги, что вызовет коррозию или короткое замыкание схемы,
  • пайку контактов следует проводить хорошо работающим паяльным оборудованием, чтобы не допустить возможности получения ожогов при проведении работ,
  • следует стараться избегать прямого воздействия солнечных лучей на инфракрасные светодиоды во избежание их перегрева,
  • корпус инфракрасного оборудования следует надежно собрать, чтобы предотвратить возможность попадания внутрь системы загрязнения или влаги.

Указанные устройства приобретают в последнее время все большую популярность благодаря своему качеству и долговечности срока службы. Низкое энергопотребление, бюджетная стоимость инфракрасного осветительного оборудования в совокупности с его возможностями – станут убедительным доводом в сторону выбора подобных устройств для обеспечения безопасности. Собранные любительские системы позволят без лишних затрат заиметь вдовес к фотоаппарату или видеокамере полноценное вспомогательное оборудования для совершения фото- и видеосъемки в ночное время.

Как подобрать инфракрасную (ИК) подсветку для ПНВ?

Активные и пассивные приборы ночного видения

В ближнем инфракрасном диапазоне отсутствуют естественные дополнительные источники света и только солнечные лучи освещают объект, а в том случае, когда они отсутствуют полностью, то есть в кромешной темноте, ПНВ на основе ЭОП не различают абсолютно ничего, если не использовать дополнительную подсветку. Именно по принципу ее наличия или отсутствия приборы ночного видения делятся на:

  • Пассивные. В таких приборах не используются дополнительные источники света, и они работают исключительно за счет внутренней обработки световой информации. Пассивные ПНВ практически бесполезны в полной темноте, а наблюдение в сумерках зависит от поколения ЭОП (электронно-оптические преобразователи подразделяются на разные поколения, от которых зависит их эффективность). Чем гуще сумерки, тем выше должно быть поколение ЭОП, для создания четкого изображения.
  • Активные. Приборы ночного видения, использующие инфракрасную подсветку, невидимую невооруженным взглядом. Эффективны даже в условиях полного отсутствия естественной ночной освещенности, какую могут давать луна или звезды. Дополнительную подсветку обеспечивают, чаще всего, инфракрасные прожекторы на базе LED или лазерных светодиодов. Именно такая технология используется в большинстве современных бытовых приборов ночного видения, в том числе и охотничьих. Инфракрасные прожекторы могут быть, как интегрированными в корпус ПНВ, так и представлять собой отдельные устройства, служащие дополнением к другим оптико-электронным приборам для наблюдения в условиях недостаточной освещенности.

Краткая справка о инфракрасных фонарях

Для того, чтобы лучше понять принцип работы ИК-прожекторов, полезно иметь некоторое представление об инфракрасном излучении как таковом. Буквально несколько фактов:

  • Инфракрасное излучение по своей сути представляют собой электромагнитные волны, которые распространяются в пространстве благодаря изменению состояния или, как принято говорить, возмущения электромагнитного поля. При этом, инфракрасное излучение – это лишь один из видов таких волн, к которым также относятся: радиоволны, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское и некоторые другие виды волн. К электромагнитному излучению принадлежит и видимый свет, то есть электромагнитные волны, которые можно увидеть невооруженным глазом.
  • Инфракрасное излучение занимает около половины всех электромагнитных волн производимых Солнцем, а, например, излучение обычной лампочки накаливания по большей своей части как раз инфракрасное.
  • ИК-излучение производят не только лампы накаливания, но и все нагреваемые предметы, поэтому его называют еще тепловым. При этом существует прямая зависимость длины волны, а всё ИК-излучение в зависимости от длины волн делится на: ближнее, среднее и далекое, от температуры нагревания. Чем больше предмет нагревается, тем интенсивнее инфракрасное излучение, а длина электромагнитных волн короче.
  • Интересный факт – для инфракрасного излучения непреодолимой преградой, в отличие от того же видимого излучения, является слой воды всего лишь в несколько сантиметров.
  • Самым простым и доступным способом визуализировать инфракрасное излучение, является использование приборов ночного видения. В случае с ближним ИК – это приборы на основе ЭОП, о чем уже упоминалось выше.

Выбор ИК фонарика

Напомним, что речь идет не о встроенной инфракрасной подсветке, которую имеют все активные приборы ночного видения, включая бинокли, лазерные дальномеры, монокуляры, прицелы различных видов, очки и другие оптические приборы для наблюдения в условиях недостаточной освещенности. А об автономных устройствах, предназначенных для усиления эффекта подсветки и создания яркого изображения объекта наблюдения даже в условиях кромешной тьмы. На какие параметры ИК прожекторов (фонарей) следует в первую очередь обращать внимание при выборе? Основные из них:

  • Длина волны. Самый важный показатель, так как ошибка с её выбором не позволит использовать осветитель с основным ПНВ, так как от длины волны зависит совместимость ИК фонаря с ЭОП прибора ночного видения, то есть от его поколения. Для каждого из поколений ЭОП (I, I+, II, II+, III, III+) подходит свой диапазон инфракрасного излучения.
  • Источник излучения. В данном случае выбирать придется между лазерным и LED источниками. Диодные осветители имеют преимущество на коротких, до 150 метров, дистанциях. В то время как лазерные фонари более эффективны на больших расстояниях, но при условии отсутствии видимых препятствий, таких, например, как листва или ветки, от которых лазерный луч будет обязательно отражаться, так сказать, засвечивая основное изображение.
  • Видимость подсветки. Важный параметр, особенно на охоте. Ведь никому не хочется, чтобы намеченный объект просто заметил подсветку и скрылся от наблюдения. Однако полностью невидимая подсветка возможна лишь для ПНВ выше третьего поколения и существует следующая закономерность: чем длиннее волна, тем меньше она вызывает раздражения и беспокойства у объекта наблюдения (охоты).
  • Мощность. Идеальным является вариант, когда мощность подсветки можно регулировать, так как максимальные ее значения требуют повышенного расхода энергии, что в условиях охоты, когда ресурсы значительно ограниченны, может оказаться очень важным фактором. Ну и потом, ИК фонарь, работающий на полную мощность, более заметен для объекта наблюдения.
  • Настройка фокусировки. Как и регулировка мощности, фокусировка, которая изменяет угол расходимости светового луча, позволяет подобрать именно то значение регулировки, когда соблюдается оптимальный баланс между яркостью изображения и видимостью источника света для объекта наблюдения в окуляре или на дисплее ПНВ. Очевидно, что слишком большое световое пятно может выдать местонахождение охотника, а для больших дистанций просто необходимо сделать световой луч как можно более узконаправленным.

Популярные модели ИК подсветки

ИК-фонари выпускают практически все известные производители приборов ночного видения, но мы выбрали четыре из них, пользующихся большой и вполне заслуженной популярностью в охотничьей среде.

  1. Pulsar805. Надежный и сравнительно недорогой прибор с LED диодами от одного из самых известных производителей ночных оптических и оптико-электронных приборов для охотников компании Yukon Advanced Optics. Модель совместима с цифровыми ПНВ на базе ЭОП, имеет регулировку мощности и фокусировку светового пятна. Отметим также наличие индикатор заряда батарей, которого хватает приблизительно на два часа непрерывной работы.
  2. PulsarL-915. Наличие буквы «L» в маркировке свидетельствует о том, что на этот раз мы имеем дело с лазерным источником излучения, который работает в невидимом диапазоне (915 нм). Отличается гораздо большим, чем предыдущая модель, временем непрерывной работы (до 5 часов) и широким диапазоном рабочих температур. Прибор позволяет регулировать, как мощность, так и угол расходимости светового луча. Что очень важно для лазерных устройств, Pulsar L-915 абсолютно безопасен для зрения наблюдателя.
  3. PulsarAL-915. Представитель линейки еще одной известной компании-производителя охотничьих оптических приборов разного назначения PULSAR. Имеет лазерный источник излучения в невидимом диапазоне и удовлетворяет все требования по безопасности для зрения (Класс 1). Модель предназначена для работы с цифровыми приборами ночного видения и отличается полным отсутствием, так называемого, «эффекта муара», когда изображение объекта со своими деталями накладывается на узор размещения пикселей на матрице, в пятне подсветки.
  4. PulsarX850. Модель имеет LED излучатель и совместима со всеми типами приборов ночного видения. Это наиболее мощный ИК-фонарь из всей линейки производителя. Для него не помеха даже полная темнота и значительная удаленность от объекта наблюдения. Регулировка мощности и фокусировка позволяет добиться оптимального освещения объекта для разных дистанций. Кроме того, конструкция ИК-прожектора позволяет регулировать положение светового пятна в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Прибор отличается надежным и прочным корпусом, а также специальной конструкцией крепления, что позволяет быстро установить или снять ИК-прожектор.

Ссылка на основную публикацию