Лазерное излучение нашло широкое применение в профессиональных охранных системах. Но нам с радиолюбительской точки логики наиболее интересны лазерные указки красного свечения. Поскольку указка имеет малую мощность излучения, то она безопасна для людей и животных, однако не следует направлять лазерное излучение непосредственно в глаза это может спровоцировать опасное глазное заболевание.
Принцип работы лазерной сигнализации следующий: когда в зону действия луча попадает объект, лазер перестает освещать фотоприемник. Сопротивление последнего резко увеличивается и реле отключается. Контактами реле отключается и лазер. Это вариант самой простой схемы.
Когда лазерный луч воздействует на фоторезистор, то его сопротивление стремится к нулю, а когда лазер отключен, его сопротивление резко и намного увеличивается. Фоторезистор необходимо разместить в закрытом корпусе.
В роли лазера используется готовый модуль с красным излучателем от дешевой китайской указки. Лазерная головка подсоединена к источнику питания через сопротивление 5 ом. Зона активного луча от 10 до 100 метров.
Предлагаю к рассмотрению схему лазерной сигнализации, основа которой компаратор на операционном усилителе TL072. Опорное напряжение формируется делителем напряжения на сопротивлениях R2 и R3 поступает на третий вывод микросхемы TL072, а сравниваемое напряжение на второй вывод с делителя R1 и VD1.
В момент прерывания лазерного луча, напряжение на втором выводе компаратора резко уменьшается, относительно третьего вывода, в результате чего на выходе ОУ появляется сигнал, который может управлять сиреной или другим исполнительным устройством.
Сопротивление R4 нужно для защиты от самопроизвольного срабатывания, если на обоих входах ОУ равное напряжение. Емкость C1 защищает срабатывание устройства от кратковременного прерывания луча, например, от насекомых.
Корпус лазерной головки должен быть светонепроницаемым. Его можно склеить из черного полистирола. Во избежание боковой подсветки к "окну" фотодиода рекомендуется приклеить бленду. Ее можно изготовить в виде "колодца" квадратного сечения из того же полистирола. Фотоэлемент можно закрыть красным светофильтром он мало ослабит излучение лазера. Для защиты от сильных электрических помех головку помещаем в металлический экран.
Это схема была подробно описана в журнале радио №7 за 2002 год, скачать и ознакомится со статьей вы его можете щелкнув по зеленой стрелочке.
Эта схема работает как охранная система, и является датчиком пересечения злоумышленником лазерного луча. Схема состоит из двух основных частей: фотореле (VT1, VT2) и реле времени (VT3, VT4).
Если лазерный пучек попадает фоторезистор, то реле KV1 отключено, а при прерывание луча, реле сработает, своим контактом KV1.1 включит реле времени и опять вернется в начальное состояние. Реле времени работает по следующему алгоритму. В начальный момент, когда контакт KV1.1 разомкнут напряжение на конденсаторе C1 стремится к нулю, а транзисторы VT3 и VT4 закрыты, ток через обмотку реле KV2 не проходит и его контакты, разомкнуты. При срабатывании реле KV1 конденсатор C1 заряжается и сразу же начнет разряжаться через эмиттерный переход третьего транзистора и сопротивления R8, при этом транзисторы VT3 и VT4 открываются, реле KV2 включится и своими контактами подсоединит исполнительный механизм. По окончанию процесса разряда конденсатора схема возвращается в начальное состояние. Сопротивлением R6 можно регулировать временную задержку.
Эта схема световой сигнализации срабатывает при резком падении уровня освещения датчика, запуская при этом звуковой сигнал тревоги. Устройство не срабатывает при плавном изменении яркости. Чтобы увеличить ресурс батареи питания, звуковой сигнал звуковой сигнал тревоги звучит от одной до десяти секунд, время звучания можно регулировать с помощью построечного сопротивления R5.
В качестве источника света желательно использовать лазерное излучение, но в крайнем случае подойдет и обычное освещение, но схема будет работать гораздо хуже. Чувствительность схемы можно изменять сопротивлением R1. Датчик света является обычный фоторезистор, сопротивление которого минимально при освещении, и максимально при затемнении. Так как микросхема таймер 555 имеет малое энергопотребление, схема сигнализации в дежурном режиме потребляет около 0.5mA.
Этот практически простейший вариант состоит из двух цепей: цепи излучения и приема луча. В схему приемника входит электромагнитное реле для подсоединения внешней сигнализации.
Схема лазерного излучателя состоит из красного Laser светодиода с длиной волны 650 нм и мощностью 5 мВт. LD1 запитан от источника напряжением 5 В. Последовательно с ним подключены два вспомогательных элемента: полупроводниковый диод D1 (1N4007) и сопротивление R1 номиналом 62 Ом. LD1 можно позаимствовать из Laser указки.
Схема приемника состоит из фоторезистора, который управляет реле, с помощью тиристора T1 (BT169). D2 (1N4007) защищает схему от противо-ЭДС импульса катушки реле, когда тиристор T1 отключается.
Пример установки лазерной растяжки-сигнализации показан в левом углу рисунка выше.
В основе схемы применена также идея с лазерной головкой красного цвета из лазерной указки в роли источника света.
Для исключения возможности ложного срабатывания в схеме имеется временная задержка. При необходимости ее увеличения, надо добавить емкости C1 или увеличить значение переменных сопротивлений R2 и R3. Вместо таймера NE555 можно взять его отечественный аналог КР1006ВИ1. Для исключения попадания прямых солнечных лучей в фототранзистор, его желательно расположить в трубке подходящего диаметра в зависимости от корпуса фотоэлемента и длинной не менее 25 см. Торец закрываем прозрачным стеклом для защиты от разной живности. Внутреннюю поверхность трубки можно покрасить в темный цвет.
Такой вид сигнализации является одним из составляющих современных охранных систем. Их достоинство в надежности – они практически не взламываются, их невозможно обойти. Благодаря лазерной сигнализации уровень защищенности любого объекта, в сравнении с традиционными способами и устройствами, повышается.
У лазерных охранных систем много преимуществ:
- Мобильность: модули легко переносятся с места на место, их можно располагать в различных местах;
- Лазеры легко спрятать так, что о их присутствии преступник не узнает до появления сотрудников охраны;
- Элементы, которые входят в систему охраны, легко сочетаются с любым интерьером, не портят его своим присутствием;
- Возможность работать с сиренами, с выводом сигнала на пульт.
К их недостаткам относится большая стоимость; их сложно устанавливать и настраивать.
Основой сигнализации является лазер, который включается в систему охраны. Последние обладают достаточно высокой сложностью, потому дорогие. Отказываться от них не стоит – нужно попытаться сделать лазерную сигнализацию своими руками. Как показывают разработки умельцев, это требует нескольких устройств и комплектующих, которые можно приобрести довольно дешево. В итоге получается эффективная сигнализация на основе лазера.
В самодельной сигнализации применяют лазер и фотоприемник. Из лазера выходит луч, который принимается фотоприемником. При этом сопротивление последнего близко к нулю. Если луч чем-то перекрывается, то сопротивление фотоэлемента резво возрастает. Это приводит к разбалансировке электронной схемы, к которой подключены оба прибора, к включению исполнительных устройств и срабатыванию сигнализации.
При желании сделать лазерную сигнализацию своими руками, следует приобрести: лазерную указку, которая будет генерировать лазерный луч; фотоэлемент, у которого под воздействием светового потока меняется сопротивление; реле, которым будет подключаться, к примеру, звуковая сирена. Не делается система без инструментов и материалов для пайки, проводов, корпусных деталей, монтажных принадлежностей.
Схему лазерной сигнализации можно построить на основе таймера NE555, которым будет управляться ее работа.
«Плюсовая» цепь от источника питания подается на «плюс» звуковой сирены; «минусовая» – на 1-й выход таймера. Между ними устроена перемычка через резистор R2 и фоторезистор R3. От перемычки между последними элементами есть отвод к 6-му выходу таймера.
Далее по ходу «плюсовой» цепи устроены отводы: через резистор R1 на 2-й выход таймера и от него, через прерыватель, к «минусу» сирены; к 4-му, затем к 8-му выходам таймера. Кроме того, 3-й выход таймера подключен к переключателю прерывателя.
Когда на фоторезистор падает луч лазерной указки его сопротивление незначительное, потому электроток протекает по первой перемычке схемы через резистор R2 и фоторезисторR3. Когда луч возрастает, сопротивление фоторезистора сильно возрастает и протекание тока по указанной перемычке прекращается – он пойдет на таймер и от него на сирену, которая своим звуком известит о том, что кто-то пересек луч указки.
Альтернативой тепловым датчикам на современном рынке сигнализаций является ни что иное, как лазер. Подобные системы используются для охраны индустриальных, военных и банковских объектов.
В быту лазерная сигнализация пока не нашла широкого применения, однако, если есть растущие из нужного места руки и базовые навыки обращения с паяльником, можно самостоятельно сделать вполне работоспособный образец или заказать готовую модель.
Лазерная сигнализация – это специальное чувствительное устройство, простая схема которого основывается на взаимодействии лазерного луча и сирены. Пересекая лазерную «растяжку» срабатывает сигнализация, которую слышно в радиусе 100 метров . Она предназначена как для сигнала тревоги для охраны, так и для отпугивания преступников. Ещё существует смс-информирование или отправка голосового сообщения в качестве уведомления об опасности. Отметим, что редко используют лазерный сигнал из-за потери мощности и зависимости от метеоусловий.
Базовые блоки
Лазерный извещатель состоит из следующих элементов:
- генератора;
- блока питания;
- лазера;
- реле;
- цифровой микросхемы;
- фотоэлемента;
- звуковой извещатель (для пущего эффекта может применяться и светодиодная лампочка).
Обычно устанавливаю такой агрегат ближе к полу на расстоянии в 25-35 см, чтобы особо невнимательные грабители либо не заметили его, либо не смогли свободно проползти под ним или перепрыгнуть.
Закрепляют лазер, блок питания и реле с одной стороны, а фотоэлемент крепится на другой стене так, чтобы луч попадал на линзу.
Когда охранная сигнализация данного типа задействована, луч проходит по прямой линии к фотоэлементу. Так как пучок света преодолевает большое расстояние и не рассеивается, то его можно отражать неопределённое количество раз при помощи обычных зеркальных поверхностей , направленных под определённым углом друг к другу. Это помогает создать запутанный лабиринт, пройти который, не задев такую «растяжку», практически невозможно.
Если вор-неудачник пересечёт луч, сигнал не поступает к фотоэлементу, возникает сопротивление и реле блокируется. Таким образом реле передает сигнал резистору, а последний - извещателю.
Сразу после нарушения в зоне активации лазер также прекращает работу , чтобы не задействовать фотоэлемент снова, иначе сигнал тревоги прервётся. Полностью выключить сигнализацию можно лишь отключив питание.
Чтобы сигнализация не срабатывала от обычных солнечных лучей или иных источников света фоторезистор имеет специальную изоляцию.
Схемы
На основе контроллера Arduino
Для сборки схемы понадобится детский лазер и фоторезистор.
На лазере есть кнопка, которая включает свечение. Вот пошаговая инструкция сборки настоящей, вполне работоспособной сигнализации.
- Разберите лазер, сняв насадку. Выньте батарейки и вытащите само устройство.
- Кнопку необходимо отпаять, после чего продеть в отверстие на корпусе провод и припаять его к кнопке.
Важно! Не допускайте перегрева контактов, все детали очень хрупкие.
- Соберите приборчик в обратном порядке.
- Фоторезистор необходимо поместить в закрытое пространство, чтобы исключить попадание лучей света (иначе не будет работать днём). Можно использовать коробок или тёмный пластиковый контейнер, укрепив изолентой.
- Фоторезистор монтируйте к контроллеру по приведёной схеме. Сопротивление резистора 10 кОм.
- Подключите контроллер к компьютеру и запустите среду Arduino IDE .
- Залейте следующий скетч
void setup()
Serial.begin(9600);
void loop()
Serial.println(analogRead(foto)); //Выводим на монитор последовательного порта значения с фоторезистора
delay(20);
- Установите датчик напротив лазера, добившись прямого попадания луча на фотоэлемент.
- В программаторе откройте “монитор последовательного порта” и отследите полученные значения. На их основе определите пороговую величину срабатывания сигнализации.
- Светодиод подключите к пину №5 контроллера и добавьте новый скетч.
#define foto 0 //Фотоэлемент подключен к пину 0 (аналоговый вход)
#define led 5 //светодиод подключен к 5 пину
void setup()
Serial.begin(9600);
pinMode(led, OUTPUT);
void loop()
if (analogRead(foto) < 930) //Значение меньше порогового
for (int i=0 ; i < 10 ; i++)
digitalWrite(led , HIGH);
delay(500);
digitalWrite(led , LOW);
delay(500);
else digitalWrite(led , LOW);
Итог. При прерывании луча значение сигнала на последовательном порте падает ниже пороговой величины. При этом контроллер выдаёт сигнал на светодиод, тот начинает мигать.
Смотрите видео демонстрацию работы устройства
Дальнейшее наращивание схемы и подключение дополнительных элементов проводите по вкусу. Отличный вариант – для получения сигнала на свой сотовый.
На тиристоре BT169
Для сборки потребуются следующие элементы.
- тиристор BT169;
- конденсатор;
- резисторы 47k;
- фоторезистор или LDR;
- светодиод;
- бытовой лазер;
Монтаж осуществляется согласно приведенной схеме.
Принцип действия аналогичен предыдущей модели – при прерывании луча фоторезистор блокирует схему. Тиристор работает как переключатель, подавая сигнал на звуковой сигнал или светодиод. Подробности монтажа и использования смотрите на ролике.
На микросхеме NE555
Необходимые элементы
- piezo buzzer (пищалка);
- резистор 750 Ом;
- резистор 130 кОм;
- микропереключатель;
- фоторезистор;
- микросхема интегрального таймера NE555.
Микросхема имеет широкий диапазон питающих напряжений: от 4.5 до 18 В, выходной ток достигает 200 мА. Сопротивление резисторов R1 и R2 рассчитывается в зависимости от напряжения питания.
Сборка по схеме не представляет особых затруднений. Следует учесть порядок выводов NE555, чтобы не сжечь микросхему.
За запуск отвечает вторая ножка, на неё нельзя подавать более 30% напряжения питания, за останов шестая ножка (не более 70% напряжения питания).
В остальном схема работает по классическому принципу – при отсутствие сигнала на фоторезисторе, повышается напряжение на шестой ножке, в результате подаётся питание на звуковой сигнал. Выключение с помощью микропереключателя.
Заключение
На основе простого механизма строится мощная и надёжная система охраны для предприятий и финансовых учреждений. Для применения в быту вы можете либо сами сделать систему защиты по своему вкусу, либо заказать готовый комплект в китайских интернет-магазинах, естественно, без всяких гарантий качества. Важный плюс – сравнительно небольшие энергозатраты делают лазерную сигнализацию
Идея о создании лазерной сигнализация была не новой, только все времени на сборку не находил. И вот, наконец, наступили выходные. В магазине была приобретена готовая простенькая сигнализация для автомобиля за 3$. Компактная пьезоэлектрическая головка, внутри которой собрана сама электрическая схема сигнализации.
При подключении к источнику питания, сигнализация издает очень высокий звук, который напоминает милицейской машины.
Итак, стояла задача изготовить датчик для сигнализации. Передатчик - лазерный диод. В магазине также был приобретен простой красный лазер-указка (1$), затем диод с оптикой был снят из заводского корпуса устройства.
Кнопка с лазера была отпаяна.
Минус лазерного диода подключен напрямую к источнику питания, а плюс через ограничительный резистор 30 ом подключен к источнику питания. Источником питания служит импульсный БП от DVD проигрывателя, поскольку блок выдает нужное нам напряжение 6 вольт.
Фотодиод использован от фотоаппарата КОДАК. Схема устроена так, что при наличии света - фотодиод не дает транзисторам открыться, поскольку его сопротивление больше, чем сопротивление резистора на 100К, следовательно ток будет протекать через фотоприёмник. Электрическую схему простой сигнализации смотрите на рисунке (кликните для увеличения).
Как только освещение ослабляется или вовсе исчезает, то сопротивление фотодиода увеличивается и ток начинает протекать через резистор 100К на базу первого транзистора и переход открывается, после чего открывается второй транзистор к коллектору которого подключена сигнализация. После срабатывания сигнализации, реле мгновенно отключает лазерный диод, это сделано для того, чтобы после при наличии освещения сигнализация не отключилась, пока вы сами не отключите его.
Реле подойдет любое, я использовал реле от импортного стабилизатора напряжения без каких-либо переделок.
Нужно учесть, что фото- и лазерный диод должны находится на одном уровне так, чтобы луч лазера осветил фотодиод, последний должен находится в темном корпусе, поскольку солнечное освещение мешает правильной работе устройства. Чувствительность к свету зависит от номинала резистор 100К, при уменьшении его сопротивления, датчик будет более чувствителен.
Расстояние между лазерным диодом и фотоприемником может достигать нескольких метров. Когда объект проходит через зону активации датчика, на миг луч лазера падает на его тело и не освещает фотодиод, в этот момент срабатывает сигнализация и одновременно отключается лазер, чтобы потом он не освещал фоторезистор. Данный датчик можно использовать как датчик для включения дворового света, просто нужно поставить второе реле вместо сигнализации, которое и будет включать свет.
Обсудить статью ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА СИГНАЛИЗАЦИИ
В этой статье мы расскажем, как сделать лазерную сигнализацию. Идея заключается в том, чтобы сделать такую сигнализацию, как показывают в фильмах, про супергероев.
Эта лазерная сигнализация имитирует – растяжку, когда тонкая проволока натянута в 20 сантиметрах над землей (полом). Когда злоумышленник, проникает на охраняемую территорию и цепляет растяжку - активируется сигнал тревоги. А что если сделать лазерную сигнализацию и растяжку сразу? Правильно, так получится совсем интересно.
Рассматриваемая в статье сигнализация в первую очередь предназначена для использования в страйкболе, но можно применить ее и для охраны жилых помещений, гаража и т.д.
Принцип работы сигнализации на лазерной указке довольно прост.
Микроконтроллер PIC16F688 управляет лазерным модулем, посылающим луч, который должен быть возвращен посредством зеркала. Отраженный луч принимается фоторезистором. Микроконтроллер PIC16F688 проверяет состояние фоторезистора и если лазерный луч перекрыт - активирует звуковой сигнал.
Схема лазерной сигнализации довольно проста и представлена на следующем рисунке:
Для изменения режимов работы служит переключатель S3 - выбора режима работы: лазер и / или растяжка:
- Лазер + растяжка.
- Растяжка.
Фоторезистор должен быть помещен внутри трубки, чтобы исключить попадание на него солнечного света или других источников света. Для исключения вероятности случайного срабатывания лазерной сигнализации.
А лазерную указку необходимо доработать, припаяв провода, на место установки батареек.
На следующем рисунке показан лазерный модуль и трубка для фоторезистора.
Чтобы объединить оба элемента их надо выровнять и склеить вместе, например, холодной сваркой или пластиком. Таким образом, они собираются параллельно друг другу.
Для варианта с растяжкой использован микропереключатель, помещенный в верхней части корпуса лазерной сигнализации. Рычаг микрика выступает над корпусом, через окно, чтобы можно было зацепить за него леску, нить или тонкую проволоку.
Теперь можно окончательно доделать корпус, сделав отверстия для светодиодов, кнопки включения, переключателей режимов и сирены.
Устанавливая излучатель с приемником, обратите внимание, что должна оставаться возможность регулировки этой части лазерной сигнализации.
В сигнализации используется модифицированный портативный бипер от ПК, потому, что он достаточно маленький и очень громкий. Но его электронная схема должна быть изменена, чтобы можно было подключить ее к микроконтроллеру PIC16F688.
По завершении сборки необходимо проверить работоспособность сигнализация из лазерной указки.
Схема работает следующим образом. При включении питания, устройство входит в режим настройки, проверяет лазер и дает нам знать, если отраженный луч правильно вернулся в приемник. В этот момент надо настроить зеркала. Если отраженный луч настроен правильно загорается красный светодиод.
После корректировки луча, надо нажать кнопку 1 раз для выхода из режима настройки и перехода в рабочее состояние.
Если лазерный луч перекрыть, микроконтроллер PIC16F688 отключит лазер и активирует сирену.
Сирена будет работать, пока не нажмете на кнопку. Голосов)
