STŘEDOŠKOLSKÁ ODBORNÁ ČINNOST

Obor SOČ: 10. Elektrotechnika, elektronika a

telekomunikace

Noční vidění

Štěpán Bosák

Kraj: Jihočeský

České Budějovice 2016

STŘEDOŠKOLSKÁ ODBORNÁ ČINNOST

Obor SOČ: 10. Elektrotechnika, elektronika a

telekomunikace

Noční vidění

(Night vision)

Autor: Štěpán Bosák

Škola: Česko – anglické gymnázium, České Budějovice,

Třebízského 1010

Kraj: Jihočeský

Konzultant: Mgr. Marek Vejsada, Ing. Michal Šerý, Ph.D.

České Budějovice 2016

Prohlášení

Prohlašuji, ze jsem svou práci SOC vypracoval samostatně a pouzil jsem pouze

podklady (literaturu, projekty, SW atd.) uvedené v seznamu vlozeném v práci SOC.

Prohlašuji, ze tištěná verze a elektronická verze soutězni práce SOC jsou shodné.

Nemám závazný důvod proti zpristupnováni této práce v souladu se zákonem c.

121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejicich s právem autorským a o

změně některých zákonů (autorský zákon) v platném zněni.

V .......... dne ..................... podpis: .................................

Poděkování

Děkuji pánu inženýrovi Michalu Šerému Ph.D. za obětavou

pomoc a podnětné připomínky, které mi během práce

poskytoval. Dále bych také rád poděkoval pánu magistrovi

Marku Vejsadovi za jeho pomoc při této práci.

Anotace

Tato seminárni práce pojednává o nocnich viděnich. Hlavni cásti této seminárni práce

je sestrojeni samotného pristroje. Dále se také zabývá historii noktovizorů a také

jejich fyzikálnimi principy. Pojednávám také o pouziti těchto zarizeni pro nocni

viděni a jejich různá omezeni zákonem.

Annotation

This seminar work is about night vision gadgets. Main part of this seminar work is

focused on the self construction of the gadget. The rest of the work is about history

and physical bases of the night vision. I also speak about usage of the night vision in a

real life and its restrictions in the law.

Klíčová slova: noční vidění, noktovizor, infračervené záření, vojenství, elektro

6

Obsah

Úvod ......................................................................................................................................... 6

Struktura: ....................................................................................................................................... 7

1. Historie a využití v praxi ............................................................................................. 8

1.1 Noční vidění v historii ......................................................................................................... 8

1.2 Součást moderního vojáka ................................................................................................ 8

1.3 Generace nočního vidění ................................................................................................... 9

1.4 Noktovize nebo termovize? ............................................................................................10

1.5 Noktovizor do lesa?............................................................................................................11

2 Noční vidění – fyzikální princip a fungování přístroje ................................... 12

2.1 Infračervené záření ...........................................................................................................12

2.2 Mikrokanálový zesilovač jasu obrazu .........................................................................12

2.3 postupný vývoj noktovizorů a technické rozdíly mezi generacemi .................14

3 Sestrojení ........................................................................................................................ 17

3.1 Obecně o mém noktovizoru ............................................................................................17

3.2 Hledáček ................................................................................................................................17

3.3 Kamera ...................................................................................................................................19

3.4 Sestrojení ...............................................................................................................................21

3.4.1 Osciloskop ................................................................................................................................... 24

3.4.2 Konzultace................................................................................................................................... 24

3.4.3 Mechanika ................................................................................................................................... 26

3.4.4 Elektrotechnika ......................................................................................................................... 27

3.4.5 Fungování a závěr .................................................................................................................... 28

3.4.6 Závěrem ....................................................................................................................................... 29

4 Přílohy .............................................................................................................................. 30

5 Zdroje ............................................................................................................................... 33

7

Úvod

Ve své seminárni práci se budu zabývat nocnim viděnim. Nejprve se okrajově

podivám do historie nocniho viděni a jeho zacátků a také vyuziti v praxi. Druhá cást

mé práce bude predevšim zaměrena na fyzikálni podstatu, která je nutná k pochopeni

principů nocniho viděni a bez něhoz se v dalšim průběhu nemůzeme obejit. Treti cást

bude sestávat z hlavni cásti elektrotechnické a zahrnovat samotné sestrojeni pristroje.

Sám se pokusim zhotovit nocni viděni z bězně dostupných materiálů. V průběhu

popiši celý průběh a postup sestrojováni tohoto zarizeni a pokusim se vysvětlit

princip, na kterém můj výrobek funguje.

Moje osobni motivace k výběru zadáni má koreny v mém dětstvi. Sestrojováni a

opravováni různých elektronických zarizeni bylo vzdy mou vášni. Za osobni cil své

práce jsem si také dal priblizit širši spolecnosti podstatu fungováni nocniho viděni.

V dnešni době se elektronické pristroje zdaji být natolik slozité, ze clověk casto

zapominá, ze jejich princip musi vzdy vycházet ze základnich fyzikálnich jevů.

Veliká obtiznost sestrojováni nocni vize je pro mě výzvou, kterou bych rád

uskutecnil.

Profesni motivace je pak velice jednoduchá. Elektrotechnika je obor budoucnosti.

V té svoji se jim chci zabývat a rád bych také studoval vysokou technickou školu.

Beru tedy tuto prezentaci jako prilezitost naucit se novým věcem ještě pred

vysokoškolským studiem a zároven si také rozširit obzory. Byl bych velice rád, pokud

by mi tato práce otevrela dvere k dalšimu studiu.

Struktura:

1. Historie nočního vidění - Kdy a kde bylo poprvé použito, vývoj nočního vidění

2. Noktovizor a jeho funkce - fyzikální pohled na zařízení

3. Sestrojení domácího noktovizoru - přesný postup a vysvětlení

Za největši prekázku povazuji sestrojeni kompletniho zarizeni. Pristroj je velice

slozitý a nedá se sestavit ze soucástek, které jsou dostupné sami o sobě. K vytvoreni

toho mého noktovizoru jsou také zapotrebi zastaralé technologie jako napr. CRT

hledácek, který se dával do staršich kamer, a bez kterého se neobejdu. Dalši problém

na mé cestě je nedostatek literatury speciálně věnované nocnimu viděni.

8

1. Historie a využití v praxi

1.1 Noční vidění v historii1

Schopnost vidět ve tmě neni clověku od prirody dána. Od nepaměti byly proto boje ve

tmě velice nebezpecnou zálezitosti, pri které docházelo k chaosu a zmatku. Neni tedy

prekvapenim, ze za takových situaci, docházelo i k útokům na prátelské jednotky. I

dnes je strelba do „vlastnich“ velkým problémem nocnich bojů. Dle statistik je zabiti

prátelským vojákem největši pricinou ztrát i v západnich armádách.

Historie noktovizorů sahá jiz pred obdobi druhé světové války. Ve Philipsových

laboratorich byl sestrojen prvni elektronooptický prevaděc obrazu tzv. EOP. I pres

obrovské nedostatky odstartoval tento pristroj velice rychlý vývoj dalšich zarizeni.

Poprvé bylo nocni viděni pouzito na úplném konci druhé světové války v roce 1945.

Němecti vojáci byli v tzv. Bitvě o Berlin vybaveni právě těmito pristroji. Stejně tak

pouzili nocni viděni i u obrněné techniky.

Vývoj pochopitelně pokracoval i po druhé světové válce. Největši rozmach však

noktovizory zazily v 60. letech 20. stoleti. Americti vojáci, kteri se zúcastnili války ve

Vietnamu, pochopili, ze noktovize je jediný způsob jak prezit v nocni dzungli. Později

můzeme najit noktovizory treba i v britsko – argentinském konfliktu na Falklandách

(1982) nebo pri sovětské invazi v Afghánistánu.

1.2 Součást moderního vojáka

Nocni viděni se stalo nutnou soucásti vojáka kazdé moderni armády na této planetě.

Žádný z konfliktů se bez něj neobejde. Nejedná se pouze však o armádu, která

noktovizory vyuzivá. I různé bezpecnostni slozky nebo organizace proti boji

s terorismem vyuzivaji hojně těchto zarizeni.

Co znamená noktovize pro vojáka v dnešni době? Predevšim výhodu oproti méně

vybavenému nepriteli, pri vedeni boje v nejkrizovějšich cástech světa. Diky takové

výhodě je mozné vyhrát i naprosto nerovný boj. Můzeme si zde také pripomenout

dramatické momenty z filmu „Cerný jestráb sestrelen“, kdy jednotkám Rangers

v Mogadišu evidentně chybělo to, co by je zachránilo pred somálskými milicemi –

tedy pristroje pro nocni viděni.

1 Zbraně a náboje – Praha – roč, 7, č.3, st. 91 – 93, rok vydání 2005, Richard Margolius Foto: FOTOFAST z časopisu Zbraně a náboje

9

1.3 Generace nočního vidění2

Podle kvality a způsobu vyuziti lze vybirat mezi několika typy nocniho viděni.

Můzeme tedy nocni viděni rozdělit do tri generaci ( G1, G2 a G3 s meziskupinami

G1+ a G2+). Tyto pristroje se liši kvalitou, ale i cenou. Nejdokonalejši pristroje tedy

noktovizory ze treti generace vyuzivaji nejmodernějšich technologie. Jsou schopny

registrovat siluetu clověka za oblacné noci na vzdálenost 500m. Na 100m je s timto

pristrojem dobre rozpoznatelný oblicej dané osoby. V dnešni době se cim dál tim vice

klade na zivotnost pristroje. Je důlezitě, aby byl pristroj schopen celit všem prirodnim

zivlům a zároven, aby vydrzel „pracovat“ i desitky hodin. Nocni viděni jsou diky

nejmodernějšim technologiim jako voděvzdorné, tak nárazuvzdorné. Pristroje pro

nocni viděni jsou casto pouzivány v kombinaci se zaměrovacimi systémy, coz

umoznuje strelbu v nepriznivých světelných podminkách. Nejmodernějši zarizeni

tohoto typu lze jednoduše nasadit pred puškový zaměrovac a strelec má okamzitě

k dispozici zbran s nocnim viděnim i bez výměny optiky. Speciálni armádni a

policejni protiteroristické slozky pouzivaji jiný osvědcený systém. Jedná se o komplet

oblicejového noktovizoru v kombinaci se zaměrovacim systémem na zbrani, který je

velice úcinný zejména v boji na krátkou vzdálenost. Jeho výhodou je velice reálný

obraz, pri kterém má uzivatel volné obě ruce a můze tak bez omezeni ovládat svoji

zbran.

Je logické, ze ani nejmodernějši pristroje nejsou schopny plnit svoji funkci

v prostorách, kde je úplná tma. Pritomnost minimálniho zdroje světla, jako je

napriklad zbytkové světlo z měsice anebo hvězd, je pro pristroje, fungujici na

principu zbytkového světla důlezitá. V pripadech, kdy je nutno vniknout do objektu,

který je naprosto bez světla se musi vyuzit modernějšich pristrojů, pristrojů, které

vyuzivaji tzv. „aktivni prisviceni“. Jedná se o vlastni zdroj infracerveného světla,

který umoznuje vidět i v takovém prostredi. Je nutné však podotknout, ze uzivatel

takového noktovizoru je velice nápadný pro jiné uzivatele podobného zarizeni.

Tato výhoda však pro policejni slozky ci speciálni slozky armády hrála nemalou roli

pri vitězstvi. Nocni viděni se ukázalo za těchto situaci jako rozhodujici faktor. Dnes

se prikláni tyto speciálni slozky k nejrenomovanějšim výrobcům nocnich pristrojů,

jako je napriklad Swarovski, IT Lasers, Delf Sensor Systems, a dalši.

2 Zbraně a náboje, Praha, Roč. 7, s. 91 – 93, č. 3, 2005, Richard Margolius

10

Nocnich viděni existuje hodně variant. Zde na obrázku je mozno si všimnout velkého

pristroje s moznosti zvětšeni pro pozorováni i ve vzdálenostech na 500m. Uprostred je

pristroj s moznosti nocniho pozorovani pro obě oci. Napravo vidime typickou masku,

umoznujici specialistovi vést bojovou cinnost. Pristroje pro nocni viděni se však

nepouzivaji pouze ve vojenstvi, ale můzou být upraveny i tak, aby se dali pouzit i do

kamer. Napriklad pro kinematografii ci ostrahu důlezitých objektů.

Obrázek c.1

1.4 Noktovize nebo termovize?3

Je lepši noktovizor ci termovize? Je tězké vybrat ten lepši model. Noktovizory

v dnešni době predstavuji nutnou soucást výbavy kazdého vojáka nebo ozbrojené

slozky. To se o termovizi rozhodně rici nedá. I ty nejvyspělejši termovizni prostredky

nesplnuji veškeré pozadavky, které jsou kladeny. Pro termovizni pristroje je napriklad

limitujici pouziti v dešti nebo mlze. Za těchto podminek se na zemi vytvári nepriznivý

povrch, který zkresluje pozorovaci úcinky. Experti mluvi jasně. Pristroje by se měli

kombinovat.

Noktovizory se vyuzivaji mnoha způsoby. V modernich bojových konfliktech se

norkovizor dá vyuzit stejně dobre k útoku ci obraně. Je nutno také rici, ze noktovizory

se pouzivaji jako ochrana konvojů nebo jiných taktických mist. K pouziti

noktovizorů jsou vojáci trénováni a jejich vyuziti je velmi slozitá zálezitost.

Noktovizor bez výcviku neni mozno pouzit správně.

3 Časopis Zbraně a náboje- Praha, roč. 9, str. 64 – 65, č. 1, 2007 Obrázek č. 1 – Zbraně a náboje, Praha, Roč. 7, s. 93, č. 3, 2005, Richard Margolius

11

1.5 Noktovizor do lesa?4

Vyuziti noktovizorů, jak uz jsem jednou zminoval, neni však pouze vojenské. Jednim

z prikladů, který kazdému vytane na mysli jako prvni, je lov zvěre. Ve tmě je pro

myslivce tězké rozeznat divokého kance od clověka. Diky noktovizorů se tak snadno

můze predejit nešťastné události. Bohuzel pouziváni noktovizornich zarizeni je pri

lovu zakázané zákonem. V půlce roku 2014, presněji 1. 7. 2014, vyšla novela zákona

pojednávajici o tomto problému. Noktovizorni zaměrovaci, ci jiné pomůcky jsou

neustále zakázané. Pri pouziti tohoto zarizeni hrozi myslivci pokuta ve výši az 30 000

Kc nebo zákaz cinnosti az na dva roky. Pouziti nocniho viděni neni však úplné tabu.

Noktovizor je mozno pouzit, pokud daný jedinec obdrzi casově udělenou výjimku.

Jsou ale také noktovizni zarizeni, kterých se zákon naprosto netýká. Jedná se o

zarizeni, která se nenastavuji primo na pušku misto zaměrovace. Taková zarizeni se

pridávaji za zaměrovacem pušky. Je tedy zrejmé, ze pro myslivce je takové zarizeni

mnohem výhodnějši nez si obstarávat docasnou výjimku.

Obrázek. Č. 2

„Puškohled na principu CCD kamery - legální doplněk zbraně“

4 http://www.mysliveckyportal.cz/cs/clanky/legislativa/novela-zakona-o-zbranich-a-spolecne-vyjadreni-mze-mv-a-pcr.html cit. 30. 12. 2015 Obrázek č. 2 – z uvedené stránky

12

2 Noční vidění – fyzikální princip a fungování přístroje

2.1 Infračervené záření5

Má zkratku IR podle anglického slova infrared. Jedná se o elektromagnetické záreni

s vlnovou délkou větši nez viditelné světlo. Toto záreni můzeme rozdělit do tri

kategorii. Toto děleni však neni naprosto presně stanovené, proto uvedu nejznámějši

rozděleni.

1. Blízké – nejbližší k viditelnému světlu (760nm – 5000nm)

2. Střední – využívá se v různých zařízeních, jako jdou např. dálkové ovladače

(5µm– 30µm)

3. Dlouhé – (30 – 1000 µm)

Zdrojem infracerveného světla jsou veškerá tělesa, která maji vyšši teplotu. Jako

dobrý priklad je treba zárovka s wolframovým vláknem. Pri pohlcováni

infracerveného záreni docházi k tepelné výměně a ozárené těleso se zahrivá. Právě i

infracervené záreni hraje obrovskou roli u noktovizorů.

Většina dnešnich noktovizorů vyuzivá MKZJO, tedy mikrokanálový zesilovac jasu

obrazu nebo jen ZJO – zesilovac jasu obrazu. Starši zarizeni vyuzivaly EOP, tedy

elektro – optické prevaděce obrazu. Tyto prevaděce preváděly objekty z infracervené

oblasti do oblasti viditelného světla.

2.2 Mikrokanálový zesilovač jasu obrazu6

Zesilovac jasu obrazu (MKZJO) je optoelektronické zarizeni zesilujici světelné

záreni. Světlo vstupujici do pristroje nocniho viděni je objektivem soustreděno na

fotokatodu, která je citlivá na viditelné světlo a blizké infracervené záreni. Fotony

světla narázeji na fotokatodu a zde působi uvolněni elektronů v poměru k mnozstvi

dopadajicich fotonů. Pohyb uvolněných elektronů z fotokatody je urychlován

elektrickým polem z elektrického zdroje pristroje směrem na stinitko. Mnozstvi

ziskaného světla odpovidá poctu a rychlosti elektronů narázejicich na fotocitlivou

vrstvu stinitka.

5 http://www.juryko.cz/sportovni-optika/item/12-no%C4%8Dn%C3%AD-vid%C4%9Bn%C3%AD cit. 30. 12. 2015 Bakalářská práce – název: Infračervené záření v současnosti, rok vydání – 2009, Brno, autor: Magda Stupňáková 6 Časopis – Letectví a kosmonautika, Praha rok 2002, roč. 78, č. 7, st. 66 – 67, K. Večeřa http://www.infrared.cz/Technologie/Noktovize/ cit. 30. 12. 2015

13

Mezi fotokatodou a stinitkem je pocet elektronů narázejicich na stinitko násoben

kaskádovým efektem v mikrokanálové desticce. Jádrem tohoto zesilovace jasu je

mikrokanálová desticka, jez je v podstatě svazkem velkého poctu optických vláken

opatrených kovovým povlakem. Nárazem elektronu na kovový povlak vláken docházi

k uvolněni dalšich elektronů, tedy k jejich násobeni. Takto uvolněné elektrony jsou

urychlovány směrem na stinitko. Pri nárazu elektronů na fosforovou vrstvu stinitka se

uvolnuji fotony, tedy světlo, úměrné poctu a rychlosti elektronů na ni narázejici. Tim

je uzivateli noktovizoru umozněno vidět i tak málo osvětlené objekty, ze jsou pro

lidské oko neviditelné. Zesilovac obrazu můze mit spoustu podob. V dnešni době je

však tento jeden z nepouzivanějšich pri výrobě nokotvizorů.

Obrázek c. 3 Obrázek c. 4

Na obrázku c. 4 je mozno vidět detailni popis celého průběhu. Na obrázku c. 3 je

mozno vidět vyndaný zesilovac jasu obrazu z pristroje.

7 Vysoký stupen zesileni obrazu umoznuje nocni viděni i bez pridaného zdroje

infracerveného světla za urcitých podminek. V dnešni době je jen málo firem, které

dokázi vyrobit dobre fungujici zesilovac obrazu. Jednou z nich je napriklad Photonis.

U mikrokanálových zesilovaců je také velice důlezitá jejich presnost. Tedy schopnost

rozlišit zobrazované detaily. Celá problematika je velice slozitá a casto nezálezi pouze

na nejjemnějšim detailu.

7 http://www.infrared.cz/Technologie/Noktovize/ cit. 30. 12. 2015 – konec stránky Obrázek č. 3 – uvedená stránka, Obrázek č. 4 – Letectví a kosmonautika, Praha rok 2002, roč. 78, č. 7, s. 66, K. Večeřa

14

Ukazuje se, ze velice důlezité je, jak se zobrazuji i hrubé struktury. Teoreticky

objektivnějšim kritériem pro toto posouzeni je funkce prenosu kontrastu, která udává,

s jakou kvalitou se zobrazuji jednotlivé detaily.

Na obrázku c. 5 ,uveden graf, je mozné si povšimnout, ze ideálni struktura s jemnosti

20 car/mm se prenáši mikrokanálovým zesilovacem Super generace s kontrastem

25%. Zatimco produkty XD – 4 a XR5 s kontrastem většim jak 50%.

Dnes tyto zesilovace radime do 4 generaci lišici se predevšim slozenim a efektivitou

zobrazováni. Pro úplné specifikace se casto zavádi mezi generace, jako je napriklad

generace nula, která má jádro starši EOP. Presně tato generace 0 tvorila úplné zacátky

noktovizorů a od nich si jistě kazdý vybavi cernozelené zobrazovaci spektrum.

Obrázek c. 5

2.3 postupný vývoj noktovizorů a technické rozdíly mezi generacemi8

Generace 0 – vyuzivaji EOP jako jádro a byly pouzity v druhé světové válce.

Obsahuji fotokatody tvorené směsi AgCO. Urychleni fotoelektronů a formováni

elektronového obrazu se děje v elektrostatickém poli. ZJO (zesilovac jasu obrazu) se

v této generaci neuplatnili a to hlavně kvůli soudkovitému zkresleni (distorze) obrazu.

Jediné, kde nalezly vyuziti, byly aktivni infracervené zaměrovace (u nás samopaly

NSP – 2 nebo kulomety PPN – 2).

8 http://www.rucevzhuru.cz/index.php/technika/208-noktovizory-a-jejich-generace.html Cit. 11. 2. 2016

15

Generace 1 – u těchto pristrojů tvori jádro uz predevšim ZJO. Vyuzivá se fotokatody

s větši spektrálni citlivosti. I presto se nadále vyuzivá elektrostatického pole

k urychleni a formováni obrazu – tedy fotoelektronů. Nadále se zde projevuje velká

distorze obrazu (zkresleni obrazu optickými vadami cocek)9, ale presto tyto zarizeni

byla prvni krok k dnešnim noktovizorům – predevšim kvůli zvýšené citlivosti

fotokatody. Uplatnily se hlavně u odstrelovacských pušek, kde se jich skládalo klidně

vice za sebou. To však zvětšovalo celou zbran a bylo tězši ji tedy slozit. V naši

armádě se jedná hlavně o pušku NSVD Dragunov.

Generace 2 – tyto pristroje nadále vylepšuji fotokatodu a to presněji v infracerveném

spektru. Také se zde vyuzivá mikrokanálového zesilovace. Tyto noktovizory se

vyznacuji velkou výkonosti pri nizkých úrovnich jasu a malou distorzi obrazu. V naši

armádě se jedná o zaměrovace MEO 50, které se pridávaji napriklad k pušce UK – 59

(kulomet).

Generace 3 – ZJO nocni viděni, které vyuzivá fotokatodu vytvorenou z GaAs a

mikrokanálovou desticku. Tato desticka je opatrena iontovou bariérou, která potlacuje

šum na obraze. Tyto desticky maji velice dobrou citlivost ve spektru 450nm – 950nm.

Také vynikaji pri vysokém i nizkém osvětleni a úplně zanedbávaji distorzi obrazu.

Vyuzivaji se od 90. let az dodnes.

Generace 4 – jsou vylepšeným druhem 3. generace a objevili se teprve pred několika

lety. Priblizně v roce 2005. Vyuzivaji mnohem lepši fotokatody, které zanedbávaji

šum, rozlišovaci schopnosti a vyšši citlivost. Jako ochranu noktovizoru a uzivatele

jsou zarizeni vybavena ochrannými filtry a clonami, které zabranuji presvětleni citlivé

fotokatody. Proti náhodnému prisvětleni (napr. výbuch munice) nejsou zarizeni

chráněna. Docházi tedy k poškozováni fotokatody, ale nikoliv oka uzivatele.

Dosah noktovizorů za urcitých světelných podminek je různý podle kvality ZJO. Za

temné noci a cástecně zatazenou oblohou (tedy 5 – 10lux)10 je dosah u 2. generace az

200m, u 3. generace az 400m a u 4. Az 500m.

U starších noktovizorních zaměřovačů se žádné ochranné filtry nepřidávaly. Při

přecházení odstřelovačů z denního světla na noc se musely měnit celé

zaměřovače.

9 http://www.cojeco.cz/index.php?detail=1&s_lang=2&id_desc=20455 10 jednotka lux je vysvětlena detailně v další kapitole

16

V konstrukci zaměrovaců odstrelovacských pušek prevládá od druhé poloviny 80. let

trend, kdy se k dennimu zaměrovaci (s proměnným zvětšenim) pridává

optoelektronická predsádka se ZJO.

V poslednich letech se jevi jako perspektivni u rucnich zbrani kombinované

zaměrovace. Jsou zpravidla konstrukcně usporádány tak, ze trvale je na zbrani

namontovaná optickomechanická cást zaměrovace (predstavuje teleskopický denni

zaměrovac) a ve zhoršených světelných podminkách se k okuláru pripevni zvláštni

okulár s ZJO.11

11 http://www.rucevzhuru.cz/index.php/technika/208-noktovizory-a-jejich-generace.html Cit. 11. 2. 2016

17

3 Sestrojení

3.1 Obecně o mém noktovizoru

Můj noktovizor je slozen z několika cásti. Kazdou z nich se pokusim detailně popsat a

vysvětlit, jak byly důlezité pri výrobě. Nocni viděni je velmi slozité zarizeni.

Soucástky, které jsem pouzival pro jeho sestrojeni, se většinou nedaji sehnat

odděleně. Proto jsem vzdy musel koupit hotový produkt a z něj si vybrat, co potrebuji.

Během „extrahováni“ soucástek bylo nezbytné postupovat velice opatrně. Zhotovené

produkty jsou vyrobeny pro bězné uziváni a kazdodenni zatizeni. Velice casto se mi

stávalo, ze potrebnou soucástku bylo kvůli bezpecnostnim prvkům (ochrany

spotrebice ci bezpecnosti pro uzivatele) tězké ziskat.

Celou dobu jsem kombinoval několik různých postupů, které jsem našel na internetu.

K vytvoreni nocniho viděni jsem také musel nastudovat obecnou teorii, abych

porozuměl jeho fungováni a principu. Na internetu bylo mozno nalézt hned několik

různých způsobů, jak takové zarizeni doma udělat. Ve své podstatě se tyto návody

moc nelišily. Dost casto se mi během práce stávalo, ze jeden odkazoval na druhý, coz

mi práci velice usnadnilo. Můj vlastni postup jsem obohatil vlastnimi nápady, které

zlepšily funkcnost noktovizoru, a které urcitě stoji za pozornost.

3.2 Hledáček

Prvni, a jedna z nejslozitějšich cásti, byla ziskáni hledácku. Většina dnešnich kamer

vyuzivá známou technologii LCD. Tato zarizeni jsou velice důmyslná a presná.

Bohuzel nejsem schopný s touto technologii pracovat, neboť to je nad rámcem mých

znalosti. Musel jsem tedy objevit takový typ hledácku, se kterým se nebudu bát

pracovat, a který bude dost dobre vyuzitelný pro mé úcely. Odpověď zněla - CRT

hledácek.

CRT, co si pod tim predstavit? V anglické zkratce znamená CRT „cathode ray tube“.

Jedná se o katodovou trubici, která na predni cásti vytvári obraz pomoci proudu

elektronů. Na ni je nanesená látka (luminofor), která pri dopadu elektronů vytvári

viditelné světlo. Oznacuje se také jako stinitko. V podstatě tedy můzeme rici, ze CRT

technologie neboli katodová trubice funguje jako urychlovac elektronů.

18

Dlouho dobu se tato technologie vyuzivala pro domáci spotrebice a jiné. Upustilo se

však od ni zejména kvůli neprakticnosti.12

Obrázek (c. 6):

1. – Elektronové dělo 5. Připojení anody

2. Svazky elektronů 6. Maska pro oddělení paprsků (modrá, zelená, červená)

3. Zaostřovací cívky 7. Luminoforová vrstva

4. Vychylovací cívky 8. Detail luminoforové vrstvy

Obrázek c. 613

Obrázek c. 7

CRT technologie je jiz prezitkem. Dnes se s nim setkáme pouze u starých spotrebiců.

Musel jsem tedy zapátrat po internetových bazarech. Hledáni takového zarizeni, které

splnovalo mé pozadavky, bylo velice nárocné. 90% kamer, které jsem nalezl, byly

zastaralé LCD displeje, které jsou pro můj záměr nepouzitelné. A pak prišel ten

správný okamzik. Náhodou se mi podarilo nalézt kameru, která vypadala docela

slibně. Jedná se o starou kameru Sony 340e handycam, která vyuzivala ještě

kazetového systému nahráváni videa. Byla to výborná šance. Po rozebráni kamery na

soucástky jsem zjistil několik velice zajimavých informaci.

12 https://cs.wikipedia.org/wiki/Obrazovka 13 „CRT color enhanced“ od grmwnr (homewiki) – source code and basic design of Image:CRT color.png by Søren Peo Pedersen. Own render with minor fixes and Photoshop enhancements.. Licencováno pod CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CRT_color_enhanced.png#/media/File:CRT_color_enhanced.png

19

Neprakticnost CRT spotrebiců spocivá v jejich hloubce. Katodová trubice musi být

velice dlouhá a tim je velmi nepraktická.

Ještě pred objevenim technologie LCD se výrobci pokusili tento problém rešit

zmenšenim trubice a tim i celé obrazovky. Vznikla tedy nová generace CRT

obrazovek, které se riká CRT micro, a kterou má i moje kamera (obrázek c. 7).

Ziskáni hledácku z kamery bylo rovněz velice slozité. Hledácek se nacházel

v samostatné cásti kamery, aby nedošlo k jeho poškozeni. Byl obalen spoustou

plastové ochrany a také cernou slidou, kterou jsem postupně opatrně celou odstranil.

Celá trubice se pripojovala velkou spoustou vodiců k zelené desce. Hledácek sám pak

byl spojen se zbytkem kamery pres dalši dvě desky. Na obrázku, hned vedle

desetikoruny, je také mozno si povšimnout bilé zástrcky. Jedná se o spoj se zdrojem a

videem. Pres něj vedla bilá páska s vodici. K odpojeni hledácku od desek bylo

zapotrebi bilou pásku jednoduše odejmout. Jakmile jsem se ji zbavil, nebyl hledácek

nijak prichycen. Nyni mám k dispozici samotný hledácek (spojený i se zelenou

deskou jak je mozno vidět na obrázku) a s nim budu dále pracovat.

Abych mohl hledácek pouzit, musel jsem prijit na to, jak ho pripojit ke zdroji a k jiné

kamere. Rozeznáni spojů neni mozné provést podle barvy vodiců, jak by si někdo

mohl myslet. K tomu je potreba urcit anodu, katodu a zdroj videa. O tom se ale

zminim az v závěrecné cásti, kde vysvětlim jednotlivé kroky. Rozeznáni spojů neni

pro hledácek samotný tak důlezité, jako pro vlastni konstrukci.

3.3 Kamera

14 Kameru jsem poridil z cinského obchodu. Jedná se o kameru CCTV, která se

pouzivá pro zabezpeceni menšich objektů, jako jsou napr. rodinné domy ci zahradni

domky. Kamera byla ulozena, i s prstenci LED zárovek, ve voděodolném obalu, který

ji měl chránit pred vnějšimi vlivy. Celé zarizeni stálo asi 400Kc bez poplatku za

dopravu. Dostat se ke kamere nebyl jednoduchý úkol. Jeji obal byl zhotoven tak, ze

jsem jej musel poškodit, abych se ke kamere propracoval. Výrobce svaril dva kovové

plechy, kterými nevratně protáhl kabel se zdrojem a videem. Bylo nutné odštipnout

kus plechu presně na velikost kabelu. Po chvili jsem ale měl vyhráno. Celé zarizeni

funguje na 12V i vcetně LED prstence.

14 http://www.filutovadilna.cz/nocni-videni/nocni-videni

20

Pri výběru kamery jsem sledoval hlavně jednu věc: aby kamera byla citlivá jiz od 0

lux. 15Co znamená lux? Lux je metrická jednotka pro měreni mnozstvi světla, které

dopadne na objekt. Evropský ekvivalent pocházejici z Velké Británie se nazývá

lumen. Presněji jeden lux se rovná mnozstvi světla, které dopadne na jeden metr

ctverecni povrchu, který je jeden metr od jediné svicky. Je tedy zrejmé, ze 9 lux je

takové mnozstvi světla, které vyprodukuje 9 svicek vzdálených jeden metr od objektu

na jeden metr ctverecni povrchu.

Veškeré kamery, které jsou 1 lux a méně, jsou kamery, které nepotrebuji velké

mnozstvi světla pro fungováni. Pro nocni viděni, které sestrojuji je tedy velice

důlezité, aby kamera měla presně tuto vlastnost – 1 lux. Na obrázku c. 8 je mozné si

povšimnout tri kabelů. Dva na napájeni celého zarizeni a jeden na prenos videa. Tyto

kabely budou hrát zásadni roli pri sestrojováni celého pristroje. Poté můzeme vidět i

nepropustný obal a kameru s prstencem LED zárovek. Dále je na fotografie také

patrný sensor na prstenci LED zárovek. Tento sensor detekuje, zda je v prostoru tma

nebo světlo. Pri temnějšim prostredi se sensor aktivuje a spusti se celý prstenec, coz je

za tmy viditelné

Obrázek c. 8

15 http://www.videomaker.com/article/f6/9466-what-is-lux-shedding-some-light-on-low-light-cameras cit. 9. 1. 2016

21

3.4 Sestrojení

Sestrojeni celého pristroje byl velice zdlouhavý a slozitý proces, pri kterém jsem

několikrát narazil na nejeden problém. Diky konzultacim a radám jsem se ale dobral

velice slušného konce a celý pristroj se mi povedlo zprovoznit. Během této kapitoly

se pokusim presně popsat, jak jsem postupoval.

Na úplný zacátek bylo nutné veškeré soucástky demontovat ze spotrebiců. Ne kvůli

tomu, ze by se nedali pouzit, tak jak jsou, ale hlavně kvůli urceni napájeni a signálu.

Hlavně u hledácku bylo nutné presně urcit, jak funguje.

Hledácek je jedna z nejdůlezitějšich cásti celého nocniho viděni. K hledácku je

namontována zelená deska, která uz je zde od základu. Do této desky vede páska (tzv.

„placatý kabel“) se ctyrmi vodici. Na pásce ani na desce neni presně napsáno, jaký

vodic k cemu slouzi. Na tuto cást práce neni ovšem moc zapotrebi. Postupoval jsem

takto: jakmile jsem hledácek mechanicky nevratně oddělil od kamery a odebral

všechen plast, zůstal mi v ruce pouze samotný hledácek, na kterém jsou dobre vidět

veškeré piny „(pin je výraz pro vývod elektronické soucástky, obvykle integrovaného

obvodu)“16 a je s nim jednoduché manipulovat (viz. obrázek c. 7 v kapitole týkajici se

hledácku). I pres mechanické odděleni hledácku od kamery nebyl problém znovu

hledácek pripojit pomoci pásky. Je logické, ze kdyz je kamera pouze oddělena od

plastu, bude porád funkcni. Zapojil jsem tedy hledácek zpět ke kamere a zkusil, co se

stane. Hledácek i kamera naštěsti reagovaly presně, tak jak jsem cekal. Byly oba

funkcni a prenášely obraz. Rozdělil jsem tedy pásku na dvě cásti.

Jednu, která vedla do hledácku, a druhou, která šla do kamery samotné. Dále jsem

pásku na obou stranách ocistil a odkryl timto způsobem jednotlivé vodice, na které

jsem pomoci pájky napájel klasické kabely, se kterými se lépe manipulovalo.

Poté jsem zkoušel jednotlivé kabely prikládat k sobě a zkoumat, co se stane. Pri tomto

postupu „pokus omyl“ se mi povedlo presně urcit, které vodice slouzi k cemu. Dva

vodice byly napájeni, tedy anoda a katoda. Jeden vodic je na prenos video-signálu a

ctvrtý vodic slouzil pravděpodobně jako audio signál, ale tim jsem se priliš

nezaobiral, jelikoz pro fungováni hledácku stacily pouze tri vodice. Dále jsem pouzil

voltmetr, abych si presně vyměril, jak vysoké napěti jde z kamery.

16 https://cs.wikipedia.org/wiki/Pin

22

Vyměril jsem hodnotu 4,7 V. I kdyz jsem hledácek opakovaně zkoušel napojit na 5

voltový zdroj, nebyl hledácek funkcni.

Kamera byla ovšem ještě větši orišek. Celá kamera funguje na 12V, coz jsem zjistil ze

stránek, ze kterých jsem kameru objednával. Pri rozebiráni jednotlivých vodiců jsem

nenarazil na zádný stabilizátor, který by mohl napěti pro kameru upravovat. Usoudil

jsem tedy, ze kamera i s prstencem bude opravdu fungovat pri napěti 12V. Bohuzel,

kamera byla udělána na staré cinche „(cinch je standard pro pripojeni audio, video

nebo digitálniho prenosu)”17, které jsem nemohl pripojit k televizi, a tak kameru

vyzkoušet. Musel jsem tedy predpokládat, ze kamera, i pres to, ze byla dovezena az

z Ciny, bude naprosto funkcni. Urcit vodice na kamere byl dalši krok. Z kamery šly

presně tri cinche, pricemz kazdý cinch obsahoval tri vodice. Do LED prstence šlo

pouze napájeni, tedy cervený a cerný vodic. Do kamery šly uz však ctyri vodice –

cerný, cervený, zlutý, bilý. Kazdý z vodiců měl jinou funkci a pro jejich rozeznáni

jsem nemohl pouzit obdobný postup jako pri rozeznáni vodiců u hledácku. Musel

jsem tedy vyjit z 18internetu a ze znalosti mých prátel, abych urcil signál audio a

video. Kdyz jsem na internetu našel presný popis jednotlivých cinchů, rozdělal jsem

vodice tak, abych s nimi mohl dále pracovat (byly ve tvrdé vodotěsné buzirce). Do

kamery i do hledácku vede malinkatý konektor (asi 6mm a pro prstenec asi 3mm). Do

těchto konektorů jsou udělány piny (asi 0,5mm jeden) a na kazdý pin je pripojen

jeden vodic. Neni asi nutno podotýkat, ze takové piny a konektory nejsou udělány pro

manipulaci a skoro nic nevydrzi.

Jakmile jsem měl vše, co jsem potreboval – měl jsem urcené veškeré vodice jak u

hledácku, tak u infracervené kamery a také zdroje, které fungovaly pro hledácek i pro

kameru. Měl jsem pájku a veškeré pracovni nácini a také spoustu jednolinkových

jednoduchých vodiců. Pustil jsem se pak do vytváreni sitě, která uz měla vytvorit

nocni viděni.

17 https://cs.wikipedia.org/wiki/Cinch 18 http://videokamery.cz/clanky/vyznate-se-v-propojovacich-manevrech

23

Pripojil jsem signál z hledácku ke kamere. Audio signály jak u hledácku, tak u

kamery jsem odebral, protoze byly nepotrebné. Dále jsem pripojil obě dvě zarizeni ke

zdroji napěti. U hledácku jsem jednoduše pouzil kameru, ke které byl hledácek

vestavěn a u infracervené kamery jsem vyuzil 12V zdroj napěti, který se pouzivá také

napriklad ve fyzikálnich laboratorich. Pri tomto zapojeni jsem doufal, ze celý pristroj

bude fungovat. Realita byla jiná. Hledácek ukazoval pouze nesmyslné obrazce, nazval

bych to asi jako „draky“. Výsledek byl pro mě zdrcujici. Zkoušel jsem několikrát

vyměrit, jestli nejsou špatné kontakty v konektorech nebo jestli jsou funkcni zdroje,

avšak vše se zdálo být v porádku. Jak jsem jiz jednou zminoval, celý poustup jsem

vysledoval na internetovém fóru, na které jsem také zkoušel psát o radu s timto

problémem. Odpověď prišla, ale nebyla priliš uspokojujici. Poradili mi pripojit

kameru k starši televizi, ale cinche, které kamera měla, nebyly kompatibilni s zádnou

televizi, kterou jsem měl k dispozici. Takze tato rada mi neprinesla zádné rešeni.

Během predchoziho testováni se mi také povedlo znicit konektor na kamere a musel

jsem tedy vyrobit nový.

Dále jsem postupoval takto: zkusil jsem vytvorit vlastni siť, kterou bych mohl pripojit

k mé televizi a prozkoušet tak kameru. Nakoupil jsem tedy cinche, které se jiz

k televizi pripojit daji. Z kamery jsem nechal původni cinche a na ně pripojil ty mnou

zakoupené. Na ty jsem jednolinkovými vodici napojil dalši cinche, které jsem jiz

mohl zasunout do své televize. Celou siť jsem ještě proměril voltmetrem a zkusil,

jestli je celá siť vodivá. Ukázalo se, ze siť je funkcni a neměl by nastat problém.

Pripojil jsem kameru k televizi, ale výsledek byl zase nulový. I pres to, ze sit´ byla

funkcni a televize nastavená na správný vstup, nešel do ni zádný signál. Rozhodl jsem

se tedy jednat následovně. S kamerou i hledáckem jsem zašel do modelárského a

specializovaného obchodu 19Kontakt a zkusil se s mistnimi odborniky poradit o mém

problému. Po jejich posudku vyplynulo jediné rešeni.

Vyměrit pomoci osciloskopu signál vycházejici z kamery a také z hledácku a poté se

je pokusit nějakým způsobem sladit nebo vymyslet jiný zobrazovac, nez můj

hledácek.

19 http://www.kontakt-cb.cz/

24

3.4.1 Osciloskop

20„Osciloskop je elektronický měrici pristroj s obrazovkou vykreslujici casový průběh

měreného napěťového signálu.“ Osciloskopů je mnoho typů napr. analogový,

klasický, paměťový (uchovává predchozi signály) atd. U osciloskopů se nadále

vyuzivá CRT technologie, kterou jsem zde jiz jednou popisoval. Pro mě byl

osciloskop důlezitý hlavně kvůli vyměreni napěťového signálu, dále také kvůli

porovnáni „zemi“ (zemnicich vodiců) obou dvou zarizeni a ještě kvůli porovnáni

frekvenci u kamery a hledácku. I presto, ze kamera měla být udělána pro Evropu a

Austrálii tedy 50GHz bylo mozně, ze mohlo dojit k záměně. Také by mohl nastat

pripad, kdy hledácek byl vyroben v americkém prostredi, pak by mohl mit jinou

frekvenci.

Osciloskop jako pristroj je velice drahá zálezitost az do výše 50 000Kc. Bylo proto

jasné, ze abych se k podobnému pristroji dostal, musel jsem se obrátit na vedouciho

mé seminárni práce – pana Mgr. Marka Vejsadu s prosbou, jestli se na naši škole

Cesko – anglickém gymnáziu podobný pristroj nenacházi. Bohuzel se toto zarizeni na

našem gymnáziu nenacházelo. Pan magistr Marek Vejsada mě nakontaktoval na pana

inzenýra Michala Šerého Ph.D., který vyucuje aplikovanou fyziku a techniku na

Jihoceské univerzitě v Ceských Budějovicich.

3.4.2 Konzultace

Celkově jsem měl s Ing. Šerým ctyri konzultace ohledně mého problému. Zacali jsme

tim, ze jsem mu detailně vysvětlil můj problém, ukázal jsem mu veškeré soucástky,

které jsem měl a také jsem panu inzenýrovi vysvětlil veškeré postupy a kroky, které

jsem dosud podnikl.

Zacali jsme tim, ze jsme zkusili nejdrive jednotlivě a poté dohromady pripojit moje

zarizeni k osciloskopu. Osciloskop se pripojuje velice jednoduše. Má dva výstupy, za

které se má správně pripojit. Jeden výstup koncici háckem, který se správně uchycuje

k vodici, který vede signál a pak druhý výstup, který se napojuje na zem.

20 https://cs.wikipedia.org/wiki/Osciloskop

25

Toto byl moment, kdy jsem si uvědomil prvni chybu v mém postupu. Signál, který

vycházi z jakéhokoliv zarizeni, musim mit i zemnici vodic, za který se uchyti.

Kdybychom se vrátili k prvnimu zapojeni a testu, který mi měl vytvorit funkcni

zarizeni, všimli bychom si, ze se o zádné uzemněni nezminuji. Důvod je jednoduchý.

Na zemnici vodic jsem v prvni zkoušce zapomněl. Naštěsti napěti i proud do obou

zarizeni je tak malý, ze nedošlo k zádnému poškozeni, coz se ukázalo a teď cituji

pana inzenýra Šerého, ze „mám vice štěsti nez rozumu“. Po pripojeni signálu

vedouciho do hledácku k osciloskopu se zdálo vše v porádku. Uzemněni bylo

priblizně 1,5V a krivka signálu se zdála být naprosto v porádku. Na druhý konektor

jsme pripojili kameru. Zde uz byly hodnoty velice zvláštni. Podle krivky se zdálo, ze

kamera reaguje na světlo a tmu, avšak krivka signálu kamery mělo uzemněni presně o

1V vyšši nez hledácek a jeji krivka byla velice klidná – oproti hledácku. Mému

konzultantovi se zdála krivka az tak zvláštni, ze pochyboval o správném fungováni

kamery a chtěl ji znovu zkusit pripojit k televizi nebo jinému zobrazovaci, abychom

se o jejim fungováni presvědcili. Zkoušeli jsme najit takový pristroj, který by splnoval

podminky, které kamera vyzaduje, ale nepovedlo se nám nic vymyslet. Dostal jsem

tedy za úkol zkusit najit nějaký postup, pri kterém bychom vše uvedli do provozu.

Pri dalši návštěvě Jihoceské univerzity jsem prišel s plánem vyzkoušet veškerá

zapojeni, ověrit si, zda jsem správně urcil anodu a katodu na hledácku a poté zkusit

vše zapojit presně tak, jak má být. Dali jsme se s panem inzenýrem do práce. Nejprve

jsme proměrili hledácek a onu placatou pásku se ctyrmi vodici, která vedl do kamery.

Vše bylo v porádku a tak jsme postupovali dál. Pripojili jsme hledácek k osciloskopu.

Pak prišla na radu kamera. Pri prvni návštěvě jsme vyměrovali piny a konektor, který

jsem sám vyměril, proto uz jsme tento krok neopakovali a pripojili jsme kameru

rovnou k hledácku a ke zdroji o 12V. Hledácek ale uz neukazoval „draky“ jako pri

prvnim testu, nýbrz jen svitil bilým světlem. Toto byl prvni trochu pozitivni krok

v mé práci. I kdyz kamera nedávala zádný obraz, bylo vidět, ze reaguje na světlo a

tmu. Pri zakryti objektivu kamery se měnil jas vycházejici z hledácku a také krivka na

osciloskopu.

I tak to ještě stále nebylo dostacujici. Bohuzel jsme vice pri druhé konzultaci nestihli,

protoze jsme museli obnovit některé kontakty celého zarizeni, a také jsme hodně

premýšleli nad dalšim postupem.

26

Treti konzultace byla nejzásadnějši ze všech. Zacali jsme jako vzdy. Napojili jsme

hledácek k osciloskopu a zkoumali, jestli je vše, jak má být. Pak jsme zkusili kameru.

Tady nastal zásadni obrat. Osciloskop, který byl pripojen na infracervenou kameru,

ukazoval odlišné hodnoty nez predtim. Odlišné byly a to velice významně. A co vice -

ukázalo se, ze pri manipulaci s kamerou se hodnoty ještě vice vychyluji. Bylo proto

jasné, ze docházi ke zkratu mezi signálem a napájenim. Upevnili jsme kameru tak,

aby hodnoty na osciloskopu byly stabilni, a opět jsme pripojili hledácek na kameru.

Tentokrát jiz úspěšně. Ukázalo se, ze nesmyslné hodnoty byly vytvoreny právě mnou

špatně vytvoreným konektorem a to způsobovalo predešlé problémy. Zbývalo jen

domluvit, jak postupovat dále. Vytvorit elektrickou siť nebylo tězké, bylo však

zapotrebi vyrobit obal takový, abychom měli predstavu, jak ji do obalu rozmistit.

Během ctvrté konzultace jsme se panem inzenýrem celé zarizeni zkompletovali a

otestovali jeho funkcnost. Také jsem obdrzel cenné rady ohledně mechanického

obalu. Tomu jsem se věnoval uz sám doma.

3.4.3 Mechanika

Obal pro hledácek jsem měl rozmyšlený rovnou. Pouzil jsem ocnici z kamery, ze

které jsem hledácek vyndal. Pouze jsem do obalu udělal otvor, abych měl jednodušši

manipulaci s vodici a upevnil hledácek tak, aby se netrásl. Toho jsem docilil

namontovánim kovové desticky, která má drázky, na které se hledácek jednoduše

uchyti. Tu stacilo uz jen uchytit pár šroubky.

Zacal jsem premýšlet o tělu celého pristroje. Pouzil jsem obal od původni kamery, ze

které jsem ziskal hledácek. Smontoval jsem 5 cásti kamery dohromady a ty mi

vytvorily skvělé lůzko, do kterého se vejde jak veškerá kabeláz, tak stabilizátor

napěti, a má i otvor pro kabely, které vedou k baterii. Jednotlivé cásti byly ovšem

casto primontovány k technice samotné a tak jsem musel pomoci tavici pistole a

lepidla cásti napevno spojit. Bohuzel je tim jasné, ze zarizeni neni děláno pro priliš

zátězové situace a pro akci.

Jako obal infracervené kamery jsem pouzil voděodolný obal, ve kterém kamera prišla.

Celá kamera byla prišroubovaná k podstavci, který jsem odšrouboval a do těla obalu

pro něj pilnikem udělal prostor. Pak jsem podstavec protáhl vypilovaným prostorem a

prilepil ke kamere. To ovšem způsobuje lehké natoceni obrazu.

27

Akumulátor je priliš velký na to, aby mohl být umistěn do těla kamery nebo byl

zavěšen na původnim umistěni pro baterii na těle kamery. Je tedy úplně mimo

zarizeni a vejde se napriklad do kapsy.

3.4.4 Elektrotechnika

Nejdůlezitějši cásti byla ale elektrotechnika. Mechanická cást predcházela

elektrotechnické hlavně kvůli rozmistěni kabelů a akumulátoru.

Celé zarizeni poháni baterie na 12V. Baterie je svorkami prichycena asi k 1m

dlouhému kabelu, který vede do těla kamery. Pro funkci infracervené kamery je

zapotrebi minimálně 12V, které mi akumulátor vytvori. LED prstenec

s infracervenými zárovkami potrebuje také 12V. Docilit funkcnosti těchto dvou

zarizeni nebyl problém.

Pro správné fungováni hledácku je ovšem zapotrebi 4,7V a pri sebemenši odchylce od

tohoto napěti docházi k rozmazáni obrazu nebo k úplnému zastaveni prenosu. Ke

stabilizováni napěti jsem pouzil DC/DC konvektor napěti.

21Tento měnic stejnosměrného proudu vám změni výstupni napěti na jakékoliv napěti

z udaného rozsahu. Výstupni napěti lze plynule měnit (s presnosti 0,05V)- otácenim

trimu. Výstupni napěti musi být vzdy nizši nez vstupni. Nad 1,5A trvalého proudu

doporucujeme umistit pasiv na tranzistor.

1. Vstupní napětí – 4 – 40V

2. Výstupní napětí – 1,25 – 30V

3. Doporučený vstupní proud – 2A (nejlépe funguje při 3A)

Jedná se o nejjednodušši konvektor napěti, který vůbec je. Tyto konvektory casto

obsahuji napriklad chlazeni, pojistku proti zkratu nebo pojistku proti prepólováni.

Cena tohoto konvektoru se pohybuje okolo 70Kc.

Na tomto konvektoru uz neni tězké nastavit výstupni napěti takové, jaké jsem

potreboval. Poté jsem uz jen výstupni napěti preměril a pripojil jej k hledácku. LED

prstenec i kamera jsou také pripojeny k tomuto konvektoru, ale nejdou k výstupnimu

konci, nýbrz jsou jednoduše priletovány k vstupnim kabelům, které vedou rovnou

z akumulátoru.

21 http://dexhal.cz/step-down-snizuje/189-3a-step-up-zvysuje-dcdc-menic-napeti-35-18v_el-vc-dw-13.html#detailni_specifikace

28

3.4.5 Fungování a závěr

Jakmile byl pristroj hotov, stacilo uz dodělat pouze několik detailů. Pomoci

plastových pásek jsem veškeré kabely stáhnul k sobě, aby nedocházelo k prilišnému

deformováni pri práci s mým noktovizorem. Dále jsem utěsnil veškeré otvory vzniklé

demontovánim techniky od plastu a uzavrel celé tělo. Pro vylepšeni designu jsem

plastový obal nastrikal cerným sprejem na plast.

Obraz vycházejici z hledácku je cernobilý az modrobilý. Nocni viděni dosviti pri

dennim světle 6m a vice, ve tmě priblizně dva metry. Nocni viděni neni ve tmě

schopno priliš zobrazit detail. Obrysy a tvary objektů jsou zato vidět velice dobre.

Dalši nevýhodou mého nocniho viděni je pomalé zaměrováni kamery. Kamera je ve

tmě, dle mého názoru, schopna zobrazit objekt i na větši vzdálenost, ale casto se

stává, ze neni schopna těleso tzv. zazoomovat. Je s kamerou nutno manipulovat nez se

zacili na správný predmět ci osobu.

Důvodů, proc noktovizor neni schopen docilit lepšich výkonů, je podle mne vice.

Nejpravděpodobnějši se nabizi sám. Kamera i hledácek nejsou nejnovějši technika a

ani rozhodně nejpokrocilejši. Zároven jejich porizovaci cena neni absolutně

srovnatelná s porizovaci cenou kompletniho a funkcniho vojenského noktovizoru. Dá

se tedy predpokládat, ze ani výsledek nebude srovnatelný. Na druhou stranu, jak jsem

si jiz zminoval v prvni kapitole této seminárni práce týkajici se historie a vyuziti

nocnich viděni, mluvil jsem o tzv. noktovizornim pristroji fungujici na principu CCD

kamer. Moje nocni viděni funguje na stejném principu. Dalo by se teoreticky

premýšlet o dalšich postupech, jak moje zarizeni vylepšit, napr. vyměnit kameru za

silnějši model.

Dalši důvod je také jasný. Kamera je za bězného denniho světla schopná zobrazit

prostor 6m a vice. Ke kamere je namontovaný prstenec LED zárovek, se kterým jsem

neudělal nic jiného, nez ze jsem jej pripojil na akumulátor. Mohla by nastat situace, ze

LED prstenec nedokáze ve tmě vytvorit dostatecné osvětleni pro kameru a tim pádem

nemůze kamera dosáhnout vyššich výkonů. Zároven LED zárovky na prstenci maji

nizši vlnovou délku nez obvyklé infracervené LED zárovky, které se pouzivaji

napriklad u televiznich ovladaců. Dostávám se tedy k otázce, jestli by kamera,

kdybychom vyměnili původni LED diody za diody s vyšši vlnovou délkou, byla

schopna dosvitit do větši vzdálenosti. Bohuzel jsem neměl cas ani prostredky tuto

moznost vyzkoušet.

29

Dalši z mozných důvodů, proc nesplnuje nocni viděni presně naše ocekáváni, by mohl

být hledácek. Pri prepojeni hledácku od původni kamery na moji kameru, došlo podle

mne ke zvýšeni jasu na zobrazovaci ploše hledácku. Je tedy dost mozné, ze presně

tato změna mohla způsobit nedokonalosti. Bohuzel si tuto vadu nedokázu nicim

vysvětlit. Premýšlel jsem, jestli by popripadě tento defekt nemohlo způsobovat jiné

napěti ,nez to, které do něj šlo z původni kamery. Avšak DC konvektor, který jsem

pouzil pro stabilizováni napěti, jsem nastavil na desetiny presně. Pochybuji proto, ze

rozdil setin mezi napětim by způsoboval tuto vadu. Jako pricinu to vyloucit nemohu,

dokud nebude experimentem vyvráceno, ze tento rozdil nezpůsobuje problém.

Nedokonalosti na mém nocnim viděni také vznikaji diky obalu, který jsem pro

zarizeni vytvoril. Jak uz jsem popisoval shora, obal, ve kterém je kamera

zamontována, je bohuzel natocen o urcitý úhel, coz způsobuje zkresleni pri

pozorováni. Mozná, ze presně toto otoceni kamery můze způsobovat pomalé

zaměrováni kamery na cil. Zároven tato vada samozrejmě zkresluje veškerá

pozorovani uzivatele.

Moje nocni viděni je vyrobeno z clověku bězně pristupných soucástek, které

potkáváme v kazdodennim zivotě skoro neustále. Nákupni cena se bude pohybovat

okolo 1,500Kc (pocitám cenu, za kterou jsem pristroj vyrobil já) a funkcnost je pro

normálniho uzivatele dostacujici. Pristroje pro nocni viděni se mohou casto

pohybovat az okolo 30 000Kc. I nadále si myslim, ze pristroj by se dal mnoha

způsoby vylepšit a jednou timto způsobem tak docilit noktovizoru, ze kterého uz bude

mozno napriklad uskutecnit i nocni pozorovani zivocichů v lese. Na konci své práce

v priloze mozno najit fotografie mého noktovizoru.

3.4.6 Závěrem

Diky této seminárni práci jsem se priucil spoustě novým poznatkům, jako napriklad

správné pájeni a letováni soucástek, nebo práci s různými elektrotechnickými

soucástkami jako napriklad DC konvektor. Priblizil jsem si také několik pojmů

týkajici se elektrotechniky a poprvé jsem pracoval s pristroji jako osciloskop. Zároven

jsem si uvědomil, jak je důlezité myslet na vzájemné působeni různých fyzikálnich

jevů, které mohou ovlivnit konecný výsledek. Pouze clověk ve fyzice vzdělaný pak

nedělá školácké chyby jako já. Myslim si, ze mě tato práce priblizila elektrotechnice a

byl pro mě výbornou zkušenosti.

30

4 Přílohy

Obrázek c. 9 – Fotografie hotového pristroje i s akumulátorem

Obrázek c. 10 – Pohled do otevreného nocniho viděni

31

Obrázek c. 10 – Nedokoncené nocni viděni

32

Obrázek c. 11 – Kompletni pristroj

33

5 Zdroje

Zbraně a náboje – Praha – roc, 7, c.3, st. 91 – 93, rok vydáni 2005

Foto: FOTOFAST z casopisu Zbraně a náboje

Casopis Zbraně a náboje- Praha, roc. 9, str. 64 – 65, c. 1, 2007

Zbraně a náboje, Praha, Roc. 7, s. 91 – 93, c. 3, 2005, Richard Margolius

Obrázek c. 1 – Zbraně a náboje, Praha, Roc. 7, s. 93, c. 3, 2005, Richard Margolius

http://www.mysliveckyportal.cz/cs/clanky/legislativa/novela-zakona-o-zbranich-a-

spolecne-vyjadreni-mze-mv-a-pcr.html cit. 30. 12. 2015

Obrázek c. 2 – z uvedené stránky

http://www.juryko.cz/sportovni-optika/item/12-no%C4%8Dn%C3%AD-

vid%C4%9Bn%C3%AD cit. 30. 12. 2015

Bakalárská práce – název: Infracervené záreni v soucasnosti, rok vydáni – 2009, Brno

autor: Magda Stupnáková

Casopis – Letectvi a kosmonautika, Praha rok 2002, roc. 78, c. 7, st. 66 – 67, K.

Vecera

http://www.infrared.cz/Technologie/Noktovize/ cit. 30. 12. 2015

http://www.infrared.cz/Technologie/Noktovize/ cit. 30. 12. 2015 – konec stránky

http://www.rucevzhuru.cz/index.php/technika/208-noktovizory-a-jejich-

generace.html

Cit. 11. 2. 2016

http://www.cojeco.cz/index.php?detail=1&s_lang=2&id_desc=20455

http://www.rucevzhuru.cz/index.php/technika/208-noktovizory-a-jejich-

generace.html

Cit. 11. 2. 2016

https://cs.wikipedia.org/wiki/Obrazovka

„CRT color enhanced“ od grmwnr (homewiki) – source code and basic design of

Image:CRT color.png by Søren Peo Pedersen. Own render with minor fixes and

Photoshop enhancements.. Licencováno pod CC BY-SA 3.0 via Wikimedia

Commons -

34

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CRT_color_enhanced.png#/media/File:CR

T_color_enhanced.png

http://www.filutovadilna.cz/nocni-videni/nocni-videni

http://www.videomaker.com/article/f6/9466-what-is-lux-shedding-some-light-on-

low-light-cameras cit. 9. 1. 2016

https://cs.wikipedia.org/wiki/Pin

https://cs.wikipedia.org/wiki/Cinch

http://videokamery.cz/clanky/vyznate-se-v-propojovacich-manevrech

http://www.kontakt-cb.cz/

https://cs.wikipedia.org/wiki/Osciloskop

http://dexhal.cz/step-down-snizuje/189-3a-step-up-zvysuje-dcdc-menic-napeti-35-

18v_el-vc-dw-13.html#detailni_specifikace