Дальномер, транспортир и нониус...
Идея сделать что-нибудь из "глупой и невзрачной" китайской лазерной указки терзала меня уже давно. Одними из мыслей применения были пеленгатор (автоматическое наведение на подсвеченную лазером цель 
) и дальномер с автоматическим слежением по дальности. Конечно же все с применением микроконтроллеров, сложных сигналов, замешанное на основе теории радиоавтоматики и т.п.
но как обычно дальше идеи пока дело не дошло. Однако дальномер получил развитие с подачи одного дятьки, которому сей девайс весьма пригодился бы в деле порабощения всиленнай!
Вообщем задачей было измерение расстояния порядка нескольких десятков метров. Классические методы радиолокации когда измеряется задержка между посланным и принятым сигналами здесь не работают, т.к. оная задержка для 100м не превышает 70нс, а для оцифровки и счета времени нужны процы с нехилой тактовой частотой.
Поэтому путь был выбран другой - геометрический, каким пользовались еще во времена фараонов)
Вообще-то у меня изначально идея была другая, но для начала было решено сделать простейший тангенциальный дальномер (наброски за чашечкой кофэ в кафе):
Само устройство и его оператор:
Перпендикулярно штанге крепится лазерная указка, которая направляется на объект, до которого меряем расстояние. На нем мы видим красное пятнышко (для увеличения заметности можно указку запитать от генератора, чтоб метка мерцала). Дальше остается навести прицел на это пятнышко и глянуть сколько градусов на угломере.
Зная длинну штанги d и измерив угол α по нехитрой формулке:
можно найти расстояние D.
И все бы хорошо, однако с увеличением угла ошибка измерения растет, т.е. чем больше отношение расстояния D к длинне штанги d, тем точнее нужно мерять угол! Можно конечно увеличивать длину штанги d, но она имеет предел (я и так решил сделать штангу вертикальной, чтоб меньше места занимала и имела максимальную длинну!).
Стала задача точного измерения угла.
И тут среди раздумий всплыл в памяти родной штанген-циркуль! "А что если применить идею нониусной шкалы к транспортиру?
" - подумал я.- Так и сделаем!"
Для тех кто забыл, что такое нониус и штанген-циркуль очень советую заглянуть суда в педивикию!
Итак, транспортир с нониусом - две круговые шкалы по 360 засечек, одна шкала с нормальными градусами, а вторая с уменьшенными - по 359/360 = 0.99722 градуса.(рисунок из матлаба)
Это позволяет измерять угол с точностью до 1/360 градуса = 1/6 минут = 10 угловых секунд. А проще говоря, позволяет увеличить точность (уменьшить ошибку) в 360 раз!
Как бэ неплохо!
Шкалы нониус-транспортира можно нарисовать векторно в матлабе, увеличить, распечатать в формате А2 или А1, вырезать и скрепить по центру!
) и дальномер с автоматическим слежением по дальности. Конечно же все с применением микроконтроллеров, сложных сигналов, замешанное на основе теории радиоавтоматики и т.п.
но как обычно дальше идеи пока дело не дошло. Однако дальномер получил развитие с подачи одного дятьки, которому сей девайс весьма пригодился бы в деле порабощения всиленнай!
Вообщем задачей было измерение расстояния порядка нескольких десятков метров. Классические методы радиолокации когда измеряется задержка между посланным и принятым сигналами здесь не работают, т.к. оная задержка для 100м не превышает 70нс, а для оцифровки и счета времени нужны процы с нехилой тактовой частотой.
Поэтому путь был выбран другой - геометрический, каким пользовались еще во времена фараонов)
Вообще-то у меня изначально идея была другая, но для начала было решено сделать простейший тангенциальный дальномер (наброски за чашечкой кофэ в кафе):
Само устройство и его оператор:
Перпендикулярно штанге крепится лазерная указка, которая направляется на объект, до которого меряем расстояние. На нем мы видим красное пятнышко (для увеличения заметности можно указку запитать от генератора, чтоб метка мерцала). Дальше остается навести прицел на это пятнышко и глянуть сколько градусов на угломере.
Зная длинну штанги d и измерив угол α по нехитрой формулке:
можно найти расстояние D.
И все бы хорошо, однако с увеличением угла ошибка измерения растет, т.е. чем больше отношение расстояния D к длинне штанги d, тем точнее нужно мерять угол! Можно конечно увеличивать длину штанги d, но она имеет предел (я и так решил сделать штангу вертикальной, чтоб меньше места занимала и имела максимальную длинну!).
Стала задача точного измерения угла.
И тут среди раздумий всплыл в памяти родной штанген-циркуль! "А что если применить идею нониусной шкалы к транспортиру?
" - подумал я.- Так и сделаем!"
Для тех кто забыл, что такое нониус и штанген-циркуль очень советую заглянуть суда в педивикию!
Итак, транспортир с нониусом - две круговые шкалы по 360 засечек, одна шкала с нормальными градусами, а вторая с уменьшенными - по 359/360 = 0.99722 градуса.(рисунок из матлаба)
Это позволяет измерять угол с точностью до 1/360 градуса = 1/6 минут = 10 угловых секунд. А проще говоря, позволяет увеличить точность (уменьшить ошибку) в 360 раз!
Как бэ неплохо!
Шкалы нониус-транспортира можно нарисовать векторно в матлабе, увеличить, распечатать в формате А2 или А1, вырезать и скрепить по центру!