Лазерна сигнализация по една транзисторна верига. Проста лазерна аларма за разтягане „Направи си сам“.

Идеята за създаване на лазерна алармена система не беше нова, но просто не можах да намеря време да я сглобя. И сега уикендът най-накрая дойде. Готова проста аларма за кола беше закупена в магазина за 3 долара. Компактна пиезоелектрическа глава, вътре в която е монтирана самата електрическа алармена верига.

Когато е свързана към източник на захранване, алармата издава много висок звук, който наподобява полицейска кола.

И така, задачата беше да се направи сензор за аларма. Предавателят е лазерен диод. Закупена е и обикновена червена лазерна показалка ($1) от магазина, след което е изваден диода с оптика от фабричния корпус на апарата.

Лазерният бутон беше разпоен.

Минусът на лазерния диод е свързан директно към източника на захранване, а плюсът е свързан към източника на захранване чрез ограничителен резистор 30 ома. Източникът на захранване е импулсно захранване от DVD плейър, тъй като устройството произвежда необходимото напрежение от 6 волта.

Фотодиодът е използван от фотоапарат KODAK. Веригата е проектирана по такъв начин, че при наличие на светлина фотодиодът не позволява на транзисторите да се отворят, тъй като съпротивлението му е по-голямо от съпротивлението на 100K резистора, следователно токът ще тече през фотодетектора. Вижте фигурата за електрическата верига на обикновена аларма (щракнете за уголемяване).

Веднага след като осветлението отслабне или изчезне напълно, съпротивлението на фотодиода се увеличава и токът започва да тече през резистора 100K към основата на първия транзистор и преходът се отваря, след което вторият транзистор се отваря към колектора, на който алармата е свързан. След задействане на алармата, релето незабавно изключва лазерния диод, това се прави така, че след като има осветление, алармата няма да се изключи, докато не я изключите сами.

Всяко реле ще свърши работа; Използвах реле от внесен стабилизатор на напрежение без никакви модификации.

Трябва да се има предвид, че фотодиодът и лазерният диод трябва да са на едно ниво, така че лазерният лъч да осветява фотодиода, последният трябва да бъде в тъмен калъф, тъй като слънчевата светлина пречи на правилната работа на устройството. Чувствителността към светлина зависи от стойността на резистора 100K; тъй като съпротивлението му намалява, сензорът ще бъде по-чувствителен.

Разстоянието между лазерния диод и фотодетектора може да достигне няколко метра. Когато обект премине през зоната на активиране на сензора, за момент лазерният лъч пада върху тялото му и не осветява фотодиода, в този момент се задейства аларма и лазерът едновременно се изключва, за да не освети фоторезистора по-късно . Този датчик може да се използва като датчик за включване на осветлението на двора, само трябва да инсталирате второ реле вместо алармата, което ще включи осветлението.

Обсъдете статията ЕЛЕКТРИЧЕСКА СХЕМА НА АЛАРМАТА

Потребителският пазар на системи за сигурност прелива от различни устройства, които могат да се използват за ефективна защита на собствеността и предотвратяване на „неканени гости“ от влизане във вашия дом, апартамент или гараж. Сред множеството системи за сигурност специално място заемат лазерните алармени системи, които са трудни за хакване и заобикаляне. Наличието на такива устройства гарантира високо ниво на сигурност на охранявания обект, като за целта се използват иновативните възможности на устройства, изградени на базата на лазери. Системите от този вид са доста сложни, което се отразява в цената им, която понякога е няколко пъти по-висока от конвенционалните системи. Но не трябва да отказвате да инсталирате лазерна система за сигурност, ако нямате необходимите средства за закупуването й. За всеки потребител, който има поне малко познания по електроника, има алтернативен вариант - това е лазерна аларма „направи си сам“. Оказва се, че с помощта на няколко устройства и компоненти, закупени на номинална цена, можете да създадете ефективна лазерна аларма.

Обхват на лазерната сигнализация

Благодарение на високата си ефективност, лазерната сигнализация има доста широко практическо приложение. Може да се монтира както на закрито, така и по периметъра на охраняваното съоръжение. Този тип охранителен комплекс е инсталиран:

в частни къщи и вили;
в апартаменти;
в офисите на фирми и предприятия;
в банкови институции.

Този тип аларма, предвид високата цена, трябва да се инсталира в тези съоръжения, където се съхраняват ценности, бижута или големи финансови активи. В такива случаи използването на лазерни системи за сигурност е оправдано и рентабилно.

Как работи лазерната аларма?

Основните елементи на защитното устройство са източник на лазерно лъчение и фотодетектор, който приема това лъчение. Когато лазерен лъч удари чувствителна фотоклетка, нейното електрическо съпротивление е няколко ома. Когато лазерният лъч бъде прекъснат, ще има рязко увеличение на съпротивлението на фотоклетката, което чрез релето предизвиква въздействие върху външни задвижващи механизми, които задействат алармата.

Предимства

Лазерната охранителна система е високо мобилна – нейните модули могат да се местят от място на място и да се разполагат на различни места;
лазерите могат лесно да бъдат скрити в защитен обект - благодарение на това престъпникът може дори да не подозира, че алармата се е задействала, докато служителите по сигурността не пристигнат;
елементите на лазерната система за сигурност не развалят външния вид на обекта и лесно се вписват във всеки интериор;
алармената система може да работи със звукови сирени, без тях, с известяване на централния контролен панел на охранителната фирма;
Направи си сам лазерна сигнализация може да бъде създадена съвсем просто от импровизирани средства.

недостатъци

Недостатъците на този тип системи за сигурност включват:

висока цена на комплекта;
сложност на инсталирането и конфигурацията.

Необходими компоненти за DIY лазерна сигнализация

Ако мислите как да направите лазерна аларма у дома, тогава трябва да закупите няколко компонента, с помощта на които ще създадете своя собствена система за сигурност. За обикновена лазерна аларма ще ви трябва:

лазерна показалка - ще играе ролята на генератор на лазерен лъч;
фотоклетка - устройство със сменяемо съпротивление, което се променя при излагане на светлина;
реле - ще се използва за превключване на външни изпълнителни механизми под формата на звукови сирени и др.;
принадлежности за монтаж;
части на тялото;
превключващи проводници;
инструменти и материали за запояване.

Всички изброени части могат да бъдат закупени от всеки радиопазар и магазин, а някои от тях могат да останат у дома като компоненти за различни домакински уреди.

Вариант на проста лазерна сигнална верига

По-долу има аларма на лазерна показалка, верига, която може да бъде изградена с помощта на лазерен излъчвател и таймер NE555, който ще контролира работата на алармата.

Тази схема използва фоторезистор като приемник-детектор на лазерен лъч, който при облъчване с лазер има малко съпротивление и когато лъчът изчезне, неговото електрическо съпротивление рязко се увеличава. С увеличаване на съпротивлението микросхемата включва външно устройство под формата на звукова сирена.

Процес на събиране

Когато създавате лазерна аларма със собствените си ръце, веригата може да има обикновена лазерна показалка или лазер за детска играчка като излъчвател. Такива излъчватели се захранват от три малки батерии, които не са достатъчни за дългосрочна работа. Поради това работното напрежение за лазера трябва да се подава от захранване с подходящ номинален капацитет. Ако това не е под ръка, можете да надстроите всяко устройство с ниско напрежение, като добавите резистор към неговата верига, което ви позволява да намалите изходното напрежение до необходимата стойност.

Като реле може да се използва трипинова релейна система, която изключва лазера и включва външната сирена. Можете да закупите готово реле или да го направите сами, като преработите релейния модул на някое ненужно устройство.

Към контактите на релето е свързана кабелна комуникационна линия, която свързва звуковата сирена с фотоклетка, която при увеличаване на нейното съпротивление гарантира работата на релето. Освен сирената захранващата линия на самия лазер също се включва чрез реле. Това се прави така, че ако алармата се задейства при прекъсване на лазерния лъч, тя няма да се изключи отново, когато обектът, който я блокира, не напусне зоната на припокриване. В този случай сирената ще звучи, докато алармата не бъде изключена с помощта на специален бутон.

Монтаж у дома

Забележка!
Инсталирането на лазерни алармени системи у дома трябва да се извършва на тези места, които са най-опасни за проникване. Например входни врати или балконски врати - ако къщата е едноетажна или апартаментът се намира на партерен етаж.

При инсталиране трябва да се придържате към правилата, че веригата за лазерна сигнализация трябва да има правилна геометрия. В този случай комплексът за сигурност ще работи правилно и ще осигури необходимата сигурност.

Излъчвателят на лазерния лъч и фотодетекторът трябва да са разположени един срещу друг на една и съща линия, така че лъчът да попада в центъра на фотоклетката. Светлочувствителният елемент трябва да бъде поставен в черна тръба, за да се предотврати излагането му на външна светлина.

Бутонът, който включва/изключва алармата и кабелите към нея трябва да бъдат разположени и прокарани скрито, така че нападателят да не може да я изключи сам.

Ако поставите серия от огледала в определена геометрия между излъчвателя и фотодетектора, можете да получите отлично защитно устройство - лазерен разтегач от този тип ще покрие доста голяма площ. Ако лазерният лъч бъде прекъснат някъде, ще се задейства аларма.

Заключение

Използването на евтини елементи, които могат да бъдат закупени на номинална цена, ви позволява да създавате високоефективни системи за сигурност, които са в състояние да реагират на всяко движение в защитената зона. Ето защо не винаги е необходимо да харчите много пари, за да можете да използвате модерни технологии за сигурност, по-добре е да помислите малко за това как сами да направите лазерна аларма и да изпълните тази задача с помощта на импровизирани средства.

Лазерното лъчение намери широко приложение в професионалните системи за сигурност. Но от радиолюбителска гледна точка най-много ни интересуват червените лазерни показалки. Тъй като показалецът има ниска мощност на излъчване, той е безопасен за хора и животни, но лазерното лъчение не трябва да се насочва директно в очите, това може да причини опасно очно заболяване.

Принципът на действие на лазерната сигнализация е следният: когато обект навлезе в зоната на въздействие на лъча, лазерът спира да осветява фотодетектора. Съпротивлението на последното се увеличава рязко и релето се изключва. Контактите на релето също изключват лазера. Това е вариант на най-простата схема.

При въздействие на лазерен лъч върху фоторезистор съпротивлението му клони към нула, а при изключване на лазера съпротивлението му рязко и значително нараства. Фоторезисторът трябва да бъде поставен в затворен корпус.

Като лазер се използва готов модул с червен емитер от евтина китайска показалка. Лазерната глава е свързана към източника на захранване чрез съпротивление от 5 ома. Зона на активен лъч от 10 до 100 метра.

Предлагам за разглеждане верига за лазерна сигнализация, чиято основа е компаратор, базиран на операционния усилвател TL072. Референтното напрежение се формира от делител на напрежение през съпротивления R2 и R3 и се подава към третия щифт на микросхемата TL072, а сравненото напрежение се изпраща към втория щифт от делителя R1 и VD1.

В момента на прекъсване на лазерния лъч напрежението на втория извод на компаратора рязко намалява спрямо третия извод, в резултат на което на изхода на операционния усилвател се появява сигнал, който може да управлява сирена или друг изпълнителен механизъм .

Съпротивлението R4 е необходимо за защита срещу спонтанна работа, ако и двата входа на операционния усилвател имат еднакво напрежение. Капацитет C1 предпазва работата на устройството от краткотрайно прекъсване на лъча, например от насекоми.

Корпусът на лазерната глава трябва да е светлоустойчив. Може да се залепи от черен полистирол. За да избегнете странично осветление, се препоръчва да залепите качулка към „прозореца“ на фотодиода. Може да се направи под формата на квадратен „кладенец“ от същия полистирол. Фотоклетката може да бъде покрита с филтър за червена светлина; той леко ще отслаби лазерното лъчение. За защита от силни електрически смущения главата е поставена в метален щит.

Тази схема е описана подробно в списание Радио № 7 за 2002 г., можете да изтеглите и прочетете статията, като щракнете върху зелената стрелка.

Тази верига работи като система за сигурност и е сензор за нападател да пресече лазерен лъч. Веригата се състои от две основни части: фотореле (VT1, VT2) и реле за време (VT3, VT4).

Ако лазерният лъч удари фоторезистора, релето KV1 се изключва и ако лъчът е прекъснат, релето ще работи, неговият контакт KV1.1 ще включи релето за време и ще се върне в първоначалното си състояние. Релето за време работи по следния алгоритъм. В началния момент, когато контактът KV1.1 е отворен, напрежението на кондензатора C1 клони към нула, а транзисторите VT3 и VT4 са затворени, през намотката на релето KV2 не преминава ток и неговите контакти са отворени. Когато релето KV1 се задейства, кондензаторът C1 се зарежда и незабавно започва да се разрежда през емитерния възел на третия транзистор и съпротивлението R8, докато транзисторите VT3 и VT4 се отварят, релето KV2 се включва и свързва задвижващия механизъм с неговите контакти. В края на процеса на разреждане на кондензатора веригата се връща в първоначалното си състояние. Съпротивлението R6 може да се използва за регулиране на забавянето на времето.

Тази верига за светлинна аларма се активира, когато нивото на светлината на сензора внезапно спадне, задействайки звукова аларма. Устройството не работи, когато яркостта се променя плавно. За да се увеличи живота на батерията, звуковата аларма звучи от една до десет секунди, времето на звука може да се регулира с помощта на съпротивлението на сградата R5.

Препоръчително е да използвате лазерно лъчение като източник на светлина, но в екстремни случаи обикновеното осветление ще свърши работа, но веригата ще работи много по-зле. Чувствителността на веригата може да се промени чрез съпротивление R1. Светлинният сензор е обикновен фоторезистор, чието съпротивление е минимално при осветяване и максимално при затъмнение. Тъй като чипът на таймера 555 има ниска консумация на енергия, алармената верига консумира около 0,5 mA в режим на готовност.

Тази практически най-проста опция се състои от две вериги: радиационна верига и верига за приемане на лъч. Веригата на приемника включва електромагнитно реле за свързване на външна аларма.

Веригата на лазерния емитер се състои от червен лазерен светодиод с дължина на вълната 650 nm и мощност 5 mW. LD1 се захранва от източник 5 V. Два спомагателни елемента са свързани последователно с него: полупроводников диод D1 (1N4007) и съпротивление R1 с номинална стойност 62 ома. LD1 може да бъде заимстван от лазерни показалки.

Веригата на приемника се състои от фоторезистор, който управлява релето с помощта на тиристор T1 (BT169). D2 (1N4007) защитава веригата от обратния ЕМП импулс на намотката на релето, когато тиристорът T1 се изключи.

Пример за инсталиране на лазерна аларма е показан в левия ъгъл на фигурата по-горе.

Дизайнът също се основава на идеята за използване на червена лазерна глава от лазерна показалка като източник на светлина.

За да се елиминира възможността за фалшиво задействане, веригата има времезакъснение. Ако е необходимо да се увеличи, е необходимо да се добави капацитет C1 или да се увеличи стойността на променливите съпротивления R2 и R3. Вместо таймера NE555 можете да вземете вътрешния му аналог KR1006VI1. За да предотвратите навлизането на пряка слънчева светлина във фототранзистора, препоръчително е да го поставите в тръба с подходящ диаметър в зависимост от тялото на фотоклетката и дължина най-малко 25 см. Покриваме края с прозрачно стъкло, за да го предпазим от различни живи същества. Вътрешната повърхност на тръбата може да бъде боядисана в тъмно.

Предложеният дизайн може да бъде полезен за защита на непостоянни отвори - прозорци, проходни врати - или монтирани по периметъра на отворен обект. Принципът на работа се задейства, когато лазерният лъч бъде прекъснат от нарушител. Въпреки своята простота, системата се оказа доста надеждна и икономична, а червеният лазер, работещ в режим на къс импулс, е практически невидим за нарушителя.

Фигура 1. Диаграма на предавател на лазерна система за сигурност

Предавателят, чиято диаграма е показана по-горе, се състои от генератор на къси импулси и токов усилвател, зареден върху лазерна показалка, която е лесна за намиране в почти всеки щанд. Генераторът е сглобен с помощта на елементи DD1.1, DD1.2 и с номиналните стойности на веригата за настройка на честотата, посочени на диаграмата, работи на честота от около 5 Hz. След това сигналът отива към диференциращата верига C2R3, която генерира кратки импулси с продължителност около 10 μs. Това не само прави устройството икономично (една шестволтова батерия тип 476 е достатъчна за повече от година непрекъсната работа на предавателя), но и невидимо за нарушител.

След това импулсите се изравняват по форма и амплитуда от елементи DD1.3, DD1.4 и се изпращат към усилвател, монтиран на транзистор VT1. Усилвателят се зарежда на лазерна показалка, която е модифицирана - премахват се батериите и се премахва конусообразният накрайник. Резистор R7, свързан последователно с резистор, „отпечатан“ в самата платка на лазерното фенерче (номиналната му стойност е около 50 ома), е ограничение на тока за лазерния светодиод, превключвател SA1 включва непрекъснат режим на работа на излъчвателя, необходими за настройка на системата предавател-приемник.

За по-голяма икономия и стабилност на честотата, микросхемата DD1 се захранва от напрежение, намалено до 3-4 V, излишъкът се потиска от резистор R6. Средната консумация на ток от предавателя не надвишава 10 μA; светодиодът консумира около 20 mA на импулс, така че няма превключвател за захранване. Предавателят остава работещ (разбира се, с намаляване на обхвата), когато захранващото напрежение се намали до 4,5 V.

Приемникът, чиято схема е показана на фигура 2, е сглобен на интегрална схема DA1, чувствителният елемент е фотодиод FD263-01. Когато го подменяте, трябва да вземете предвид дължината на импулсите на осветяване - времето за реакция на светодиода към осветяване трябва да бъде 5-10 пъти по-малко от продължителността на лазерния импулс.

На негово място ще могат да работят например FD320, FD-11K, FD-K-142, KOF122 (A, B) и много други. В отговор на всяко мигане на предавателя, приемникът генерира CMOS амплитуден импулс с високо ниво на изхода. Може да се използва за по-нататъшна обработка. За да се изключи външното осветление, фотодиодът трябва да бъде монтиран в непрозрачна тръба, която действа като качулка.

Настройката на системата се свежда до нейното подравняване. Това става визуално, като лазерният лъч се насочва към фотодетектора възможно най-точно. За да направите това, превключете SA1, за да превключите предавателя на непрекъснато излъчване. След завършване на настройката приемникът и предавателят трябва да бъдат здраво закрепени. По принцип такава система не изисква „микронна“ настройка. По време на експериментите той работи надеждно, когато фотодетекторът, разположен на 50 m от предавателя, е разположен в кръг от разпръснато лъчение с диаметър 30 cm.

По материали на “Радио” №7, 2002 г.

Този тип аларма е един от компонентите на съвременните системи за сигурност. Предимството им е тяхната надеждност - практически не могат да бъдат хакнати и не могат да бъдат заобиколени. Благодарение на лазерната сигнализация се повишава нивото на сигурност на всеки обект в сравнение с традиционните методи и устройства.

Лазерните системи за сигурност имат много предимства:

Мобилност: модулите лесно се транспортират от място на място, могат да бъдат разположени на различни места;
Лазерите са лесни за скриване, така че престъпникът да не знае за тяхното присъствие, докато не се появят служители по сигурността;
Елементите, които са част от системата за сигурност се съчетават лесно с всеки интериор и не го развалят с присъствието си;
Възможност за работа със сирени, с извеждане на сигнала към дистанционното.

Техните недостатъци включват висока цена; те са трудни за инсталиране и конфигуриране.

Основата на алармата е лазер, който е включен в системата за сигурност. Последните имат доста висока сложност, поради което са скъпи. Не трябва да се отказвате от тях - трябва да опитате да направите лазерна аларма със собствените си ръце. Както показват разработките на занаятчиите, това изисква няколко устройства и компоненти, които могат да бъдат закупени доста евтино. Резултатът е ефективна лазерна алармена система.

Домашните аларми използват лазер и фотодетектор. Лъч излиза от лазера и се приема от фотодетектор. В този случай съпротивлението на последното е близо до нула. Ако лъчът е блокиран от нещо, съпротивлението на фотоклетката нараства бързо. Това води до дисбаланс на електронната верига, към която са свързани и двете устройства, до задействане на актуатори и до задействане на аларма.

Ако искате да направите лазерна аларма със собствените си ръце, трябва да закупите: лазерна показалка, която ще генерира лазерен лъч; фотоклетка, чието съпротивление се променя под въздействието на светлинния поток; реле, което ще свърже например звукова сирена. Една система не може да бъде направена без инструменти и материали за запояване, проводници, корпусни части и аксесоари за монтаж.

Лазерната алармена верига може да бъде изградена на базата на таймера NE555, който ще контролира нейната работа.

„Положителната“ верига от източника на захранване се подава към „плюса“ на звуковата сирена; “отрицателен” – към 1-ви изход на таймера. Между тях е монтиран джъмпер през резистор R2 и фоторезистор R3. От джъмпера между последните елементи има кран към 6-ия изход на таймера.

По-нататък по "положителната" верига са разположени кранове: през резистор R1 към 2-ри изход на таймера и от него, през прекъсвач, към "минус" на сирената; към 4-ти, след това към 8-ми изход на таймера. В допълнение, 3-тият изход на таймера е свързан към превключвателя на прекъсвача.

Когато лъчът на лазерната показалка падне върху фоторезистор, неговото съпротивление е незначително, поради което електрическият ток протича през първия джъмпер на веригата през резистора R2 и фоторезистора R3. Когато лъчът се увеличи, съпротивлението на фоторезистора се увеличава значително и протичането на ток през посочения джъмпер спира - той ще премине към таймера и от него към сирената, която със звука си ще уведоми, че някой е пресякъл лъча на показалеца.