Signalisation laser sur un circuit à transistor. Alarme d'étirement laser simple à faire soi-même

L’idée de créer un système d’alarme laser n’était pas nouvelle, mais je n’avais tout simplement pas le temps de l’assembler. Et voilà, le week-end est enfin arrivé. Une alarme de voiture simple et prête à l'emploi a été achetée au magasin pour 3 $. Une tête piézoélectrique compacte, à l'intérieur de laquelle est assemblé le circuit d'alarme électrique lui-même.

Lorsqu'elle est connectée à une source d'alimentation, l'alarme émet un son très aigu qui ressemble à une voiture de police.

La tâche consistait donc à créer un capteur d'alarme. L'émetteur est une diode laser. Un simple pointeur laser rouge (1 $) a également été acheté dans le magasin, puis la diode avec optique a été retirée du corps d'usine de l'appareil.

Le bouton laser était dessoudé.

Le moins de la diode laser est connecté directement à la source d'alimentation et le plus est connecté à la source d'alimentation via une résistance de limitation de 30 ohms. La source d'alimentation est une alimentation à découpage provenant d'un lecteur DVD, puisque l'unité produit la tension dont nous avons besoin, 6 volts.

La photodiode est utilisée à partir d'un appareil photo KODAK. Le circuit est conçu de telle manière qu'en présence de lumière, la photodiode ne permet pas aux transistors de s'ouvrir, car sa résistance est supérieure à la résistance de 100K, donc le courant circulera à travers le photodétecteur. Voir la figure du circuit électrique d'une alarme simple (cliquez pour agrandir).

Dès que l'éclairage s'affaiblit ou disparaît complètement, la résistance de la photodiode augmente et le courant commence à circuler à travers la résistance 100K jusqu'à la base du premier transistor et la jonction s'ouvre, après quoi le deuxième transistor s'ouvre au collecteur dont l'alarme est connecté. Une fois l'alarme déclenchée, le relais éteint instantanément la diode laser, ceci afin qu'une fois l'éclairage présent, l'alarme ne s'éteigne pas tant que vous ne l'éteignez pas vous-même.

N'importe quel relais fera l'affaire ; j'ai utilisé un relais provenant d'un stabilisateur de tension importé sans aucune modification.

Il faut tenir compte du fait que la photo et la diode laser doivent être au même niveau pour que le faisceau laser éclaire la photodiode ; celle-ci doit être dans un boîtier sombre, car la lumière du soleil interfère avec le bon fonctionnement de l'appareil. La sensibilité à la lumière dépend de la valeur de la résistance 100K ; à mesure que sa résistance diminue, le capteur sera plus sensible.

La distance entre la diode laser et le photodétecteur peut atteindre plusieurs mètres. Lorsqu'un objet traverse la zone d'activation du capteur, pendant un instant le faisceau laser tombe sur son corps et n'éclaire pas la photodiode, à ce moment une alarme se déclenche et le laser s'éteint simultanément pour qu'il n'éclaire pas la photorésistance plus tard . Ce capteur peut être utilisé comme capteur pour allumer la lumière de la cour, il vous suffit d'installer un deuxième relais à la place de l'alarme, qui allumera la lumière.

Discutez de l'article SCHÉMA ÉLECTRIQUE DE L'ALARME

Le marché grand public des systèmes de sécurité regorge de divers dispositifs qui peuvent être utilisés pour protéger efficacement les biens et empêcher les « invités non invités » d'entrer dans votre maison, votre appartement ou votre garage. Parmi les nombreux systèmes de sécurité, une place particulière est accordée aux systèmes d'alarme laser, difficiles à pirater et à contourner. La présence de tels dispositifs garantit un haut niveau de sécurité de l'objet protégé, en utilisant à cet effet les capacités innovantes des dispositifs construits à base de lasers. Les systèmes de ce type sont assez complexes, ce qui se reflète dans leur coût, parfois plusieurs fois supérieur à celui des systèmes conventionnels. Mais vous ne devez pas refuser d'installer un système de sécurité laser si vous ne disposez pas des fonds nécessaires pour l'acheter. Pour tout utilisateur ayant au moins quelques connaissances en électronique, il existe une option alternative : il s'agit d'une alarme laser à faire soi-même. Il s'avère qu'en utilisant plusieurs appareils et composants achetés pour un coût minime, vous pouvez créer une alarme laser efficace.

Portée de la signalisation laser

En raison de sa grande efficacité, la signalisation laser a une application pratique assez large. Il peut être installé aussi bien à l'intérieur que le long du périmètre de l'installation protégée. Ce type de complexe de sécurité est installé :

• dans les maisons et chalets privés;
• dans les appartements ;
• dans les bureaux des sociétés et des entreprises ;
• dans les établissements bancaires.

Ce type d'alarme, compte tenu de son coût élevé, devrait être installé dans les installations où sont stockés des objets de valeur, des bijoux ou des actifs financiers importants. Dans de tels cas, l’utilisation de systèmes de sécurité laser est justifiée et rentable.

Comment fonctionne l'alarme laser ?

Les principaux éléments d'un dispositif de sécurité sont une source de rayonnement laser et un photodétecteur qui reçoit ce rayonnement. Lorsqu'un faisceau laser frappe une photocellule sensible, sa résistance électrique est de plusieurs ohms. Lorsque le faisceau laser est interrompu, la résistance de la photocellule augmente fortement, ce qui, à travers le relais, provoque un effet sur les actionneurs externes qui déclenchent l'alarme.

Avantages

• Le système de sécurité laser est très mobile : ses modules peuvent être déplacés d'un endroit à l'autre et situés à différents endroits ;
• les lasers peuvent facilement être cachés dans un objet protégé - grâce à cela, le criminel peut même ne pas soupçonner que l'alarme s'est déclenchée jusqu'à l'arrivée des agents de sécurité ;
• les éléments du système de sécurité laser ne gâchent pas l'apparence de l'objet et s'intègrent facilement dans n'importe quel intérieur ;
• le système d'alarme peut fonctionner avec des sirènes sonores, sans elles, avec notification au panneau de contrôle central de l'entreprise de sécurité ;
• Une signalisation laser à faire soi-même peut être créée tout simplement à partir de moyens improvisés.

Défauts

Les inconvénients de ce type de systèmes de sécurité comprennent :

• prix élevé du kit ;
• complexité d'installation et de configuration.

Composants nécessaires pour la signalisation laser DIY

Si vous réfléchissez à la manière de créer une alarme laser chez vous, vous devez acheter plusieurs composants à l'aide desquels vous créerez votre propre système de sécurité. Pour une simple alarme laser, vous aurez besoin de :

• pointeur laser – jouera le rôle d’un générateur de faisceau laser ;
• photocellule - un dispositif avec une résistance remplaçable qui change lorsqu'il est exposé à la lumière ;
• relais - il sera utilisé pour commuter des actionneurs externes sous forme de sirènes sonores, etc. ;
• accessoires d'installation;
• parties du corps;
• conducteurs de commutation;
• outils et matériaux pour le soudage.

Toutes les pièces répertoriées peuvent être achetées dans n'importe quel marché et magasin de radio, et certaines d'entre elles peuvent rester à la maison en tant que composants de divers appareils électroménagers.

Variante d'un circuit de signalisation laser simple

Vous trouverez ci-dessous une alarme sur un pointeur laser, un circuit qui peut être construit à l'aide d'un émetteur laser et d'une minuterie NE555, qui contrôlera le fonctionnement de l'alarme.

Ce circuit utilise une photorésistance comme récepteur-détecteur d'un faisceau laser qui, lorsqu'il est irradié par un laser, a une petite résistance, et lorsque le faisceau disparaît, sa résistance électrique augmente fortement. Au fur et à mesure que la résistance augmente, le microcircuit allume un dispositif externe sous la forme d'une sirène sonore.

Processus de collecte

Lorsque vous créez une alarme laser de vos propres mains, le circuit peut avoir un pointeur laser ordinaire ou un laser jouet pour enfants comme émetteur. Ces émetteurs sont alimentés par trois petites batteries, qui ne suffisent pas pour un fonctionnement à long terme. Par conséquent, la tension de fonctionnement du laser doit être fournie par une alimentation électrique de calibre approprié. Si cela n'est pas disponible, vous pouvez mettre à niveau n'importe quelle unité basse tension en ajoutant une résistance à son circuit, ce qui vous permet de réduire la tension de sortie à la valeur requise.

Un système de relais à trois broches peut être utilisé comme relais, qui éteint le laser et allume la sirène externe. Vous pouvez acheter un relais prêt à l'emploi ou le fabriquer vous-même en refaisant l'ensemble relais d'un appareil inutile.

Une ligne de communication filaire est connectée aux contacts du relais, qui relie la sirène sonore à une photocellule qui, lorsque sa résistance augmente, assure le fonctionnement du relais. En plus de la sirène, la ligne électrique du laser lui-même est également activée via un relais. Ceci est fait pour que si l'alarme se déclenche lorsque le faisceau laser est interrompu, elle ne s'éteindra pas à nouveau lorsque l'objet qui la bloque ne quitte pas la zone de chevauchement. Dans ce cas, la sirène retentira jusqu'à ce que l'alarme soit désactivée à l'aide d'un bouton spécial.

Installation à domicile

Note!

L'installation de systèmes d'alarme laser à la maison doit être effectuée dans les endroits les plus dangereux pour la pénétration. Par exemple, des portes d'entrée ou des portes de balcon - si la maison est à un étage ou si l'appartement est situé au rez-de-chaussée.

Lors de l'installation, vous devez respecter les règles selon lesquelles le circuit de signalisation laser doit avoir la géométrie correcte. Dans ce cas, le complexe de sécurité fonctionnera correctement et assurera la sécurité requise.

L'émetteur du faisceau laser et le photodétecteur doivent être situés l'un en face de l'autre sur la même ligne pour que le faisceau atteigne le centre de la photocellule. L'élément photosensible doit être placé dans un tube noir pour éviter qu'il ne soit exposé à la lumière extérieure.

Le bouton qui allume/éteint l'alarme et le câblage qui y est relié doivent être localisés et acheminés secrètement afin qu'un attaquant ne puisse pas l'éteindre de lui-même.

Si vous placez une série de miroirs dans une certaine géométrie entre l'émetteur et le photodétecteur, vous pouvez obtenir un excellent dispositif de sécurité - un étireur laser de ce type couvrira une surface assez grande. Si le faisceau laser est interrompu quelque part, une alarme sera déclenchée.

Conclusion

L'utilisation d'éléments peu coûteux pouvant être achetés à un prix symbolique vous permet de créer des systèmes de sécurité très efficaces, capables de réagir à tout mouvement dans la zone protégée. Par conséquent, il n'est pas toujours nécessaire de dépenser beaucoup d'argent pour pouvoir utiliser les technologies de sécurité modernes, il est préférable de réfléchir un peu à la manière de fabriquer soi-même une alarme laser et de mettre en œuvre cette tâche à l'aide de moyens improvisés.

Le rayonnement laser a trouvé de nombreuses applications dans les systèmes de sécurité professionnels. Mais du point de vue radioamateur, ce sont les pointeurs laser rouges qui nous intéressent le plus. Étant donné que le pointeur a une faible puissance de rayonnement, il est sans danger pour les personnes et les animaux, mais le rayonnement laser ne doit pas être dirigé directement vers les yeux, car cela pourrait provoquer des maladies oculaires dangereuses.

Le principe de fonctionnement de la signalisation laser est le suivant : lorsqu'un objet pénètre dans la zone d'effet du faisceau, le laser cesse d'éclairer le photodétecteur. La résistance de ce dernier augmente fortement et le relais se désactive. Les contacts du relais éteignent également le laser. Il s'agit d'une variante du schéma le plus simple.

Lorsqu'un faisceau laser agit sur une photorésistance, sa résistance tend vers zéro et lorsque le laser est éteint, sa résistance augmente fortement et considérablement. La photorésistance doit être placée dans un boîtier fermé.

Un module prêt à l'emploi avec un émetteur rouge provenant d'un pointeur chinois bon marché est utilisé comme laser. La tête laser est connectée à la source d'alimentation via une résistance de 5 ohms. Zone de faisceau actif de 10 à 100 mètres.

Je propose à l'étude un circuit de signalisation laser dont la base est un comparateur basé sur l'amplificateur opérationnel TL072. La tension de référence est formée par un diviseur de tension entre les résistances R2 et R3 et est fournie à la troisième broche du microcircuit TL072, et la tension comparée est envoyée à la deuxième broche depuis le diviseur R1 et VD1.

Au moment où le faisceau laser est interrompu, la tension à la deuxième borne du comparateur diminue fortement par rapport à la troisième borne, ce qui entraîne un signal à la sortie de l'amplificateur opérationnel qui peut contrôler une sirène ou un autre actionneur. .

La résistance R4 est nécessaire pour se protéger contre un fonctionnement spontané si les deux entrées de l'ampli-op ont une tension égale. La capacité C1 protège le fonctionnement de l'appareil contre une interruption à court terme du faisceau, par exemple contre des insectes.

Le boîtier de la tête laser doit être étanche à la lumière. Il peut être collé à partir de polystyrène noir. Pour éviter un éclairage latéral, il est recommandé de coller un capot sur la « fenêtre » de la photodiode. Il peut être réalisé sous la forme d'un « puits » carré à partir du même polystyrène. La photocellule peut être recouverte d'un filtre de lumière rouge qui atténuera légèrement le rayonnement laser. Pour se protéger contre les fortes interférences électriques, la tête est placée dans un blindage métallique.

Ce projet a été décrit en détail dans le magazine Radio n°7 de 2002 ; vous pouvez télécharger et lire l'article en cliquant sur la flèche verte.

Ce circuit fonctionne comme un système de sécurité et constitue un capteur permettant à un attaquant de traverser un faisceau laser. Le circuit se compose de deux parties principales : un relais photo (VT1, VT2) et un relais temporisé (VT3, VT4).

Si le faisceau laser frappe la photorésistance, alors le relais KV1 est désactivé, et si le faisceau est interrompu, le relais fonctionnera, son contact KV1.1 allumera le relais temporisé et reviendra à son état initial. Le relais temporisé fonctionne selon l'algorithme suivant. Au moment initial, lorsque le contact KV1.1 est ouvert, la tension sur le condensateur C1 tend vers zéro, et les transistors VT3 et VT4 sont fermés, aucun courant ne traverse l'enroulement du relais KV2 et ses contacts sont ouverts. Lorsque le relais KV1 est déclenché, le condensateur C1 se charge et commence immédiatement à se décharger à travers la jonction émetteur du troisième transistor et la résistance R8, tandis que les transistors VT3 et VT4 s'ouvrent, le relais KV2 s'allume et connecte l'actionneur avec ses contacts. A la fin du processus de décharge du condensateur, le circuit revient à son état initial. La résistance R6 peut être utilisée pour régler la temporisation.

Ce circuit d'alarme lumineuse est activé lorsque le niveau de lumière du capteur baisse soudainement, déclenchant une alarme sonore. L'appareil ne fonctionne pas lorsque la luminosité change en douceur. Pour augmenter la durée de vie de la batterie, l'alarme sonore retentit d'une à dix secondes, la durée du son peut être réglée à l'aide de la résistance du bâtiment R5.

Il est conseillé d'utiliser le rayonnement laser comme source de lumière, mais dans les cas extrêmes, un éclairage ordinaire fera l'affaire, mais le circuit fonctionnera bien moins bien. La sensibilité du circuit peut être modifiée par la résistance R1. Le capteur de lumière est une photorésistance ordinaire dont la résistance est minimale lorsqu'elle est éclairée et maximale lorsqu'elle est sombre. Étant donné que la puce de minuterie 555 a une faible consommation d'énergie, le circuit d'alarme consomme environ 0,5 mA en mode veille.

Cette option pratiquement la plus simple se compose de deux circuits : un circuit de rayonnement et un circuit de réception de faisceau. Le circuit récepteur comprend un relais électromagnétique pour connecter une alarme externe.

Le circuit émetteur laser est constitué d'une LED laser rouge d'une longueur d'onde de 650 nm et d'une puissance de 5 mW. LD1 est alimenté par une source de 5 V. Deux éléments auxiliaires y sont connectés en série : la diode semi-conductrice D1 (1N4007) et la résistance R1 d'une valeur nominale de 62 Ohms. LD1 peut être emprunté aux pointeurs laser.

Le circuit récepteur est constitué d'une photorésistance qui pilote le relais à l'aide du thyristor T1 (BT169). D2 (1N4007) protège le circuit de l'impulsion EMF inverse de la bobine du relais lorsque le thyristor T1 est désactivé.

Un exemple d'installation d'une alarme à fil-piège laser est présenté dans le coin gauche de la figure ci-dessus.

La conception repose également sur l'idée d'utiliser une tête laser rouge provenant d'un pointeur laser comme source de lumière.

Pour éliminer la possibilité d'un faux déclenchement, le circuit dispose d'une temporisation. S'il faut l'augmenter, il faut ajouter la capacité C1 ou augmenter la valeur des résistances variables R2 et R3. Au lieu de la minuterie NE555, vous pouvez prendre son analogique domestique KR1006VI1. Pour éviter que la lumière directe du soleil ne pénètre dans le phototransistor, il est conseillé de le placer dans un tube d'un diamètre approprié en fonction du corps de la photocellule et d'une longueur d'au moins 25 cm. Nous recouvrons l'extrémité de verre transparent pour la protéger des divers créatures vivantes. La surface intérieure du tube peut être peinte en noir.

La conception proposée peut être utile pour protéger des ouvertures non permanentes - fenêtres, portes de passage - ou installées le long du périmètre d'un objet ouvert. Le principe de fonctionnement se déclenche lorsque le faisceau laser est interrompu par un intrus. Malgré sa simplicité, le système s'est avéré assez fiable et économique, et le laser rouge fonctionnant en mode impulsion courte est pratiquement invisible pour l'intrus.

Figure 1. Schéma de l'émetteur du système de sécurité laser

L'émetteur, dont le schéma est présenté ci-dessus, se compose d'un générateur d'impulsions courtes et d'un amplificateur de courant chargé sur un pointeur laser, facile à trouver dans presque tous les stands. Le générateur est assemblé à l'aide des éléments DD1.1, DD1.2 et, avec les calibres du circuit de réglage de fréquence indiqués sur le schéma, fonctionne à une fréquence d'environ 5 Hz. Ensuite, le signal va au circuit différenciateur C2R3, qui génère de courtes impulsions d'une durée d'environ 10 µs. Cela rend non seulement l'appareil économique (une pile de six volts de type 476 suffit pour plus d'un an de fonctionnement continu de l'émetteur), mais également invisible pour l'intrus.

Ensuite, les impulsions sont égalisées en forme et en amplitude par les éléments DD1.3, DD1.4 et sont envoyées à un amplificateur monté sur le transistor VT1. L'amplificateur est chargé sur un pointeur laser, qui est modifié : les piles sont retirées et la pointe en forme de cône est retirée. La résistance R7, connectée en série avec une résistance "imprimée" dans la carte de la lampe de poche laser elle-même (sa valeur nominale est d'environ 50 Ohms), limite le courant pour la LED laser, l'interrupteur à bascule SA1 active le mode de fonctionnement continu de l'émetteur, nécessaire au réglage du système émetteur-récepteur.

Pour une plus grande économie et stabilité de fréquence, le microcircuit DD1 est alimenté par une tension réduite à 3-4 V, l'excédent est supprimé par la résistance R6. La consommation moyenne de courant par l'émetteur ne dépasse pas 10 μA ; la LED consomme environ 20 mA par impulsion, il n'y a donc pas d'interrupteur d'alimentation. L'émetteur reste opérationnel (bien entendu avec une diminution de la portée) lorsque la tension d'alimentation est réduite à 4,5 V.

Le récepteur, dont le circuit est représenté sur la figure 2, est monté sur un circuit intégré DA1, l'élément sensible est une photodiode FD263-01. Lors de son remplacement, vous devez prendre en compte la durée des impulsions d'éclairage - le temps de réponse de la LED à l'éclairage doit être 5 à 10 fois inférieur à la durée de l'impulsion laser.

A sa place, par exemple, les FD320, FD-11K, FD-K-142, KOF122 (A, B) et bien d'autres pourront fonctionner. En réponse à chaque flash de l'émetteur, le récepteur génère une impulsion d'amplitude CMOS de haut niveau à la sortie. Il peut être utilisé pour un traitement ultérieur. Pour exclure l'éclairage extérieur, la photodiode doit être installée dans un tube opaque faisant office de capot.

La mise en place du système se résume à son alignement. Cela se fait visuellement, en dirigeant le faisceau laser vers le photodétecteur aussi précisément que possible. Pour ce faire, commutez SA1 pour faire passer l'émetteur en rayonnement continu. Une fois le réglage terminé, le récepteur et l'émetteur doivent être solidement fixés. En principe, un tel système ne nécessite pas de réglage « au micron ». Au cours des expériences, il a fonctionné de manière fiable lorsque le photodétecteur, espacé de 50 m de l'émetteur, était situé dans un cercle de diffusion de rayonnement d'un diamètre de 30 cm.

Basé sur des documents de « Radio » n° 7, 2002.

Ce type d'alarme est l'un des composants des systèmes de sécurité modernes. Leur avantage est leur fiabilité : ils sont pratiquement inpiratables et impossibles à contourner. Grâce à la signalisation laser, le niveau de sécurité de tout objet augmente par rapport aux méthodes et dispositifs traditionnels.

Les systèmes de sécurité laser présentent de nombreux avantages :

• Mobilité : les modules se transportent facilement d'un endroit à l'autre, ils peuvent être localisés à différents endroits ;
• Les lasers sont faciles à cacher afin que le criminel ne connaisse pas leur présence jusqu'à l'apparition des agents de sécurité ;
• Les éléments qui font partie du système de sécurité se combinent facilement avec n'importe quel intérieur et ne le gâchent pas par leur présence ;
• Possibilité de travailler avec des sirènes, avec sortie de signal vers la télécommande.

Leurs inconvénients incluent un coût élevé ; ils sont difficiles à installer et à configurer.

La base de l'alarme est un laser inclus dans le système de sécurité. Ces derniers ont une complexité assez élevée, c'est pourquoi ils sont chers. Vous ne devriez pas les abandonner - vous devez essayer de déclencher une alarme laser de vos propres mains. Comme le montrent les développements des artisans, cela nécessite plusieurs appareils et composants qui peuvent être achetés à moindre coût. Le résultat est un système d’alarme laser efficace.

Les alarmes artisanales utilisent un laser et un photodétecteur. Un faisceau émerge du laser et est reçu par un photodétecteur. Dans ce cas, la résistance de ce dernier est proche de zéro. Si le faisceau est bloqué par quelque chose, la résistance de la photocellule augmente rapidement. Cela conduit à un déséquilibre du circuit électronique auquel les deux appareils sont connectés, à l'activation d'actionneurs et à l'activation d'une alarme.

Si vous souhaitez créer une alarme laser de vos propres mains, vous devez acheter : un pointeur laser qui générera un faisceau laser ; une photocellule dont la résistance change sous l'influence du flux lumineux ; un relais qui connectera, par exemple, une sirène sonore. Un système ne peut pas être réalisé sans outils et matériaux pour la soudure, les fils, les pièces du boîtier et les accessoires d'installation.

Le circuit d'alarme laser peut être construit sur la base de la minuterie NE555, qui contrôlera son fonctionnement.

Le circuit « positif » de la source d'alimentation est alimenté au « plus » de la sirène sonore ; « négatif » – à la 1ère sortie du temporisateur. Un cavalier est installé entre eux via la résistance R2 et la photorésistance R3. Depuis le cavalier entre les derniers éléments, il y a un robinet vers la 6ème sortie de la minuterie.

Plus loin le long du circuit « positif », des prises sont disposées : à travers la résistance R1 jusqu'à la 2ème sortie de la minuterie et de celle-ci, à travers un disjoncteur, au « moins » de la sirène ; à la 4ème, puis à la 8ème sortie de minuterie. De plus, la 3ème sortie de la minuterie est connectée au disjoncteur.

Lorsqu'un faisceau de pointeur laser tombe sur une photorésistance, sa résistance est insignifiante, donc le courant électrique circule à travers le premier cavalier du circuit à travers la résistance R2 et la photorésistance R3. Lorsque le faisceau augmente, la résistance de la photorésistance augmente considérablement et le flux de courant à travers le cavalier spécifié s'arrête - il ira à la minuterie et de celle-ci à la sirène, qui avec son son avertira que quelqu'un a traversé le faisceau du pointeur.