Semnalizare laser pe un circuit tranzistor. Alarmă simplă de întindere cu laser DIY

Ideea de a crea un sistem de alarmă cu laser nu era nouă, dar pur și simplu nu am putut găsi timp să-l asamblam. Și acum weekendul a sosit în sfârșit. O alarmă de mașină simplă și gata făcută a fost achiziționată de la magazin pentru 3 USD. Un cap piezoelectric compact, în interiorul căruia este asamblat însuși circuitul de alarmă electrică.

Când este conectată la o sursă de alimentare, alarma emite un sunet foarte ascuțit, care seamănă cu o mașină de poliție.

Deci, sarcina a fost de a face un senzor pentru o alarmă. Transmițătorul este o diodă laser. De la magazin a fost achiziționat și un indicator laser roșu simplu (1 USD), apoi dioda cu optică a fost scoasă din corpul din fabrică al dispozitivului.

Butonul laser a fost dezlipit.

Minusul diodei laser este conectat direct la sursa de alimentare, iar plusul este conectat la sursa de alimentare printr-un rezistor limitator de 30 ohmi. Sursa de alimentare este o sursă de alimentare comutată de la un DVD player, deoarece unitatea produce tensiunea de care avem nevoie de 6 volți.

Fotodioda este utilizată de la o cameră KODAK. Circuitul este proiectat astfel încât, în prezența luminii, fotodioda să nu permită deschiderea tranzistorilor, deoarece rezistența sa este mai mare decât rezistența rezistorului de 100K, prin urmare curentul va curge prin fotodetector. Consultați figura pentru circuitul electric al unei alarme simple (click pentru a mări).

De îndată ce iluminarea slăbește sau dispare cu totul, rezistența fotodiodei crește și curentul începe să circule prin rezistorul de 100K la baza primului tranzistor și se deschide joncțiunea, după care al doilea tranzistor se deschide la colectorul căruia este alarmată. este conectat. După declanșarea alarmei, releul oprește instantaneu dioda laser, acest lucru se face astfel încât, după ce este prezentă iluminarea, alarma să nu se stingă până când nu o opriți singur.

Orice releu va funcționa; am folosit un releu de la un stabilizator de tensiune importat fără nicio modificare.

Trebuie să țineți cont de faptul că fotografia și dioda laser trebuie să fie la același nivel, astfel încât fasciculul laser să ilumineze fotodioda; aceasta din urmă trebuie să fie într-o carcasă întunecată, deoarece lumina soarelui interferează cu funcționarea corectă a dispozitivului. Sensibilitatea la lumină depinde de valoarea rezistenței de 100K; pe măsură ce rezistența acestuia scade, senzorul va fi mai sensibil.

Distanța dintre dioda laser și fotodetector poate ajunge la câțiva metri. Când un obiect trece prin zona de activare a senzorului, pentru o clipă fasciculul laser cade pe corpul său și nu luminează fotodioda, în acest moment se declanșează o alarmă și simultan laserul este oprit pentru ca ulterior să nu ilumineze fotorezistorul . Acest senzor poate fi folosit ca senzor pentru a aprinde lumina din curte, trebuie doar să instalați un al doilea releu în locul alarmei, care va aprinde lumina.

Discutați articolul DIAGRAMA ELECTRICĂ DE ALARMĂ

Piața de consumatori a sistemelor de securitate este plină de diverse dispozitive care pot fi folosite pentru a proteja eficient proprietatea și pentru a împiedica „oaspeții neinvitați” să intre în casa, apartamentul sau garajul dumneavoastră. Printre numeroasele sisteme de securitate, un loc special este acordat sistemelor de alarmă cu laser, care sunt greu de piratat și de ocolit. Prezența unor astfel de dispozitive garantează un nivel ridicat de securitate a obiectului protejat, utilizând în acest scop capacitățile inovatoare ale dispozitivelor construite pe bază de lasere. Sistemele de acest fel sunt destul de complexe, ceea ce se reflectă în costul lor, care este uneori de câteva ori mai mare decât sistemele convenționale. Dar nu trebuie să refuzați să instalați un sistem de securitate cu laser dacă nu aveți fondurile necesare pentru a-l achiziționa. Pentru orice utilizator care are cel puțin puține cunoștințe de electronică, există o opțiune alternativă - aceasta este o alarmă laser de tip do-it-yourself. Se pare că folosind mai multe dispozitive și componente care sunt achiziționate la un cost nominal, puteți crea o alarmă laser eficientă.

Domeniul de aplicare al semnalizării laser

Datorită eficienței sale ridicate, semnalizarea laser are o aplicație practică destul de largă. Poate fi instalat atât în ​​interior, cât și de-a lungul perimetrului unității protejate. Acest tip de complex de securitate este instalat:

• în case și cabane private;
• în apartamente;
• în birourile companiilor și întreprinderilor;
• în instituţiile bancare.

Acest tip de alarmă, având în vedere costul ridicat, ar trebui instalat la acele unități în care sunt depozitate obiecte de valoare, bijuterii sau active financiare mari. În astfel de cazuri, utilizarea sistemelor de securitate cu laser este justificată și rentabilă.

Cum funcționează alarma laser?

Elementele principale ale unui dispozitiv de securitate sunt o sursă de radiație laser și un fotodetector care primește această radiație. Când un fascicul laser lovește o fotocelulă sensibilă, rezistența sa electrică este de câțiva ohmi. Când fasciculul laser este întrerupt, se va produce o creștere bruscă a rezistenței fotocelulei, care, prin releu, provoacă un efect asupra actuatoarelor externe care declanșează alarma.

Avantaje

• Sistemul de securitate cu laser este extrem de mobil - modulele sale pot fi mutate dintr-un loc în altul și amplasate în locuri diferite;
• laserele pot fi ascunse cu ușurință într-un obiect protejat - datorită acestui fapt, criminalul poate nici măcar să nu bănuiască că alarma a declanșat până la sosirea agenților de securitate;
• elementele sistemului de securitate cu laser nu strica aspectul obiectului și se potrivesc cu ușurință în orice interior;
• sistemul de alarma poate functiona cu sirene sonore, fara acestea, cu notificare catre centrala centrala a firmei de paza;
• Semnalizarea laser de tip „do-it-yourself” poate fi creată pur și simplu din mijloace improvizate.

Defecte

Dezavantajele acestui tip de sisteme de securitate includ:

• preț ridicat al kit-ului;
• complexitatea instalării și configurării.

Componente necesare pentru semnalizarea laser DIY

Dacă te gândești cum să faci o alarmă laser acasă, atunci ar trebui să achiziționezi mai multe componente cu ajutorul cărora îți vei crea propriul sistem de securitate. Pentru o alarmă laser simplă veți avea nevoie de:

• pointer laser – va juca rolul unui generator de fascicul laser;
• fotocelulă - un dispozitiv cu o rezistență înlocuibilă care se modifică atunci când este expus la lumină;
• releu - va fi folosit pentru comutarea actuatoarelor externe sub formă de sirene sonore etc.;
• accesorii de instalare;
• parti ale corpului;
• conductoare de comutare;
• unelte și materiale pentru lipire.

Toate piesele enumerate pot fi achiziționate de la orice piață și magazin de radio, iar unele dintre ele pot rămâne acasă ca componente pentru diverse aparate electrocasnice.

Varianta unui circuit de semnalizare laser simplu

Mai jos este o alarmă pe un pointer laser, un circuit care poate fi construit folosind un emițător laser și un cronometru NE555, care va controla funcționarea alarmei.

Acest circuit folosește un fotorezistor ca receptor-detector al unui fascicul laser, care, atunci când este iradiat de un laser, are o rezistență mică, iar când fasciculul dispare, rezistența sa electrică crește brusc. Pe măsură ce rezistența crește, microcircuitul pornește un dispozitiv extern sub forma unei sirene sonore.

Procesul de colectare

Când creați o alarmă laser cu propriile mâini, circuitul poate avea un indicator laser obișnuit sau un laser de jucărie pentru copii ca emițător. Astfel de emițători sunt alimentați de trei baterii mici, care nu sunt suficiente pentru funcționarea pe termen lung. Prin urmare, tensiunea de operare a laserului ar trebui să fie furnizată de la o sursă de alimentare cu rating adecvat. Dacă acest lucru nu este la îndemână, puteți actualiza orice unitate de joasă tensiune prin adăugarea unui rezistor la circuitul său, ceea ce vă permite să reduceți tensiunea de ieșire la valoarea necesară.

Un sistem de relee cu trei pini poate fi folosit ca releu, care oprește laserul și pornește sirena externă. Puteți achiziționa un releu gata făcut sau îl puteți realiza singur prin refacerea ansamblului releului al unui dispozitiv care nu este necesar.

La contactele releului este conectată o linie de comunicație cu fir, care conectează sirena sonoră cu o fotocelulă, care, atunci când rezistența acesteia crește, asigură funcționarea releului. Pe lângă sirenă, și linia de alimentare a laserului în sine este pornită printr-un releu. Acest lucru se face astfel încât, dacă alarma este declanșată atunci când raza laser este întreruptă, aceasta să nu se stingă din nou atunci când obiectul care o blochează nu părăsește zona de suprapunere. În acest caz, sirena va suna până când alarma este oprită folosind un buton special.

Instalare la domiciliu

Notă!

Instalarea sistemelor de alarmă cu laser la domiciliu ar trebui efectuată în acele locuri care sunt cele mai periculoase pentru penetrare. De exemplu, ușile de intrare sau ușile de balcon - dacă casa este cu un etaj sau apartamentul este situat la parter.

La instalare, ar trebui să respectați regulile conform cărora circuitul de semnalizare laser trebuie să aibă geometria corectă. În acest caz, complexul de securitate va funcționa corect și va oferi securitatea necesară.

Emițătorul fasciculului laser și fotodetectorul trebuie să fie amplasate unul față de celălalt pe aceeași linie, astfel încât fasciculul să lovească centrul fotocelulei. Elementul sensibil la lumină trebuie plasat într-un tub negru pentru a preveni expunerea la lumină externă.

Butonul care pornește/oprește alarma și cablajul la aceasta ar trebui să fie localizat și direcționat ascuns, astfel încât atacatorul să nu o poată opri singur.

Dacă plasați o serie de oglinzi într-o anumită geometrie între emițător și fotodetector, puteți obține un dispozitiv de securitate excelent - o targă laser de acest tip va acoperi o zonă destul de mare. Dacă fasciculul laser este întrerupt oriunde, va fi declanșată o alarmă.

Concluzie

Utilizarea elementelor ieftine care pot fi achiziționate la un preț nominal vă permite să creați sisteme de securitate extrem de eficiente, capabile să răspundă oricărei mișcări în zona protejată. Prin urmare, nu este întotdeauna necesar să cheltuiți mulți bani pentru a putea folosi tehnologiile moderne de securitate; este mai bine să vă gândiți puțin la cum să faceți singur o alarmă laser și să implementați această sarcină folosind mijloace improvizate.

Radiația laser și-a găsit o largă aplicație în sistemele profesionale de securitate. Dar din punct de vedere radioamator, suntem cel mai interesați de pointerii laser roșii. Deoarece indicatorul are o putere scăzută de radiație, este sigur pentru oameni și animale, dar radiațiile laser nu trebuie direcționate direct în ochi; acest lucru poate provoca boli oculare periculoase.

Principiul de funcționare a semnalizării laser este următorul: atunci când un obiect intră în zona de efect a fasciculului, laserul încetează să ilumineze fotodetectorul. Rezistența acestuia din urmă crește brusc și releul se oprește. Contactele releului opresc și laserul. Aceasta este o variantă a celei mai simple scheme.

Când un fascicul laser acționează asupra unui fotorezistor, rezistența acestuia tinde spre zero, iar atunci când laserul este oprit, rezistența sa crește brusc și semnificativ. Fotorezistorul trebuie plasat într-o carcasă închisă.

Un modul gata făcut cu un emițător roșu de la un indicator chinezesc ieftin este folosit ca laser. Capul laser este conectat la sursa de alimentare printr-o rezistență de 5 ohmi. Aria fasciculului activ de la 10 la 100 de metri.

Propun spre considerare un circuit de semnalizare laser, a cărui bază este un comparator bazat pe amplificatorul operațional TL072. Tensiunea de referință este formată dintr-un divizor de tensiune între rezistențele R2 și R3 și este furnizată celui de-al treilea pin al microcircuitului TL072, iar tensiunea comparată este trimisă către al doilea pin de la divizorul R1 și VD1.

În momentul în care fasciculul laser este întrerupt, tensiunea la a doua bornă a comparatorului scade brusc în raport cu cea de-a treia bornă, drept urmare la ieșirea amplificatorului operațional apare un semnal care poate controla o sirenă sau un alt actuator. .

Rezistența R4 este necesară pentru a proteja împotriva funcționării spontane dacă ambele intrări ale amplificatorului operațional au tensiune egală. Capacitatea C1 protejează funcționarea dispozitivului de întreruperea pe termen scurt a fasciculului, de exemplu, de la insecte.

Carcasa capului laser trebuie să fie rezistentă la lumină. Poate fi lipit împreună din polistiren negru. Pentru a evita iluminarea laterală, se recomandă lipirea unei hote pe „fereastra” fotodiodei. Poate fi făcută sub formă de „puț” pătrat din același polistiren. Fotocelula poate fi acoperită cu un filtru de lumină roșie, acesta va atenua ușor radiația laser. Pentru a proteja împotriva interferențelor electrice puternice, capul este plasat într-un scut metalic.

Această schemă a fost descrisă în detaliu în revista Radio nr. 7 pentru anul 2002, puteți descărca și citi articolul făcând clic pe săgeata verde.

Acest circuit funcționează ca un sistem de securitate și este un senzor pentru ca un atacator să traverseze o rază laser. Circuitul este format din două părți principale: un releu foto (VT1, VT2) și un releu de timp (VT3, VT4).

Dacă fasciculul laser lovește fotorezistorul, atunci releul KV1 este oprit, iar dacă fasciculul este întrerupt, releul va funcționa, contactul său KV1.1 va porni releul de timp și va reveni la starea inițială. Releul de timp funcționează conform următorului algoritm. În momentul inițial, când contactul KV1.1 este deschis, tensiunea la condensatorul C1 tinde spre zero, iar tranzistoarele VT3 și VT4 sunt închise, nici un curent nu trece prin înfășurarea releului KV2 și contactele acestuia sunt deschise. Când releul KV1 este declanșat, condensatorul C1 se încarcă și începe imediat să se descarce prin joncțiunea emițătorului celui de-al treilea tranzistor și rezistența R8, în timp ce tranzistoarele VT3 și VT4 se deschid, releul KV2 pornește și conectează actuatorul cu contactele sale. La sfârșitul procesului de descărcare a condensatorului, circuitul revine la starea inițială. Rezistența R6 poate fi utilizată pentru a regla întârzierea.

Acest circuit de alarmă luminoasă este activat atunci când nivelul de lumină al senzorului scade brusc, declanșând o alarmă sonoră. Dispozitivul nu funcționează când luminozitatea se modifică fără probleme. Pentru a crește durata de viață a bateriei, alarma sonoră se aude de la una la zece secunde, timpul de sunet poate fi reglat folosind rezistența clădirii R5.

Este recomandabil să folosiți radiația laser ca sursă de lumină, dar în cazuri extreme, iluminarea obișnuită va funcționa, dar circuitul va funcționa mult mai rău. Sensibilitatea circuitului poate fi modificată prin rezistența R1. Senzorul de lumină este un fotorezistor obișnuit, a cărui rezistență este minimă când este iluminat și maximă când este întunecat. Deoarece cipul cronometrului 555 are un consum redus de energie, circuitul de alarmă consumă aproximativ 0,5 mA în modul de așteptare.

Această opțiune practic cea mai simplă constă din două circuite: un circuit de radiație și un circuit de recepție a fasciculului. Circuitul receptor include un releu electromagnetic pentru conectarea unei alarme externe.

Circuitul emițător laser constă dintr-un LED laser roșu cu o lungime de undă de 650 nm și o putere de 5 mW. LD1 este alimentat de la o sursă de 5 V. Două elemente auxiliare sunt conectate în serie cu acesta: dioda semiconductoare D1 (1N4007) și rezistența R1 cu o valoare nominală de 62 Ohmi. LD1 poate fi împrumutat de la pointerii laser.

Circuitul receptor este format dintr-un fotorezistor care comandă releul utilizând tiristorul T1 (BT169). D2 (1N4007) protejează circuitul de impulsul EMF din spate al bobinei releului atunci când tiristorul T1 se oprește.

În colțul din stânga figurii de mai sus este prezentat un exemplu de instalare a unei alarme cu fir cu laser.

Designul se bazează, de asemenea, pe ideea de a folosi un cap laser roșu de la un pointer laser ca sursă de lumină.

Pentru a elimina posibilitatea declanșării false, circuitul are o întârziere. Dacă este necesar să o măriți, este necesar să adăugați capacitatea C1 sau să creșteți valoarea rezistențelor variabile R2 și R3. În loc de cronometrul NE555, puteți lua analogul său intern KR1006VI1. Pentru a preveni intrarea directă a razelor solare în fototranzistor, este indicat să îl plasați într-un tub de diametru adecvat în funcție de corpul fotocelulei și cu o lungime de minim 25 cm. Acoperim capătul cu sticlă transparentă pentru a-l proteja de diverse creaturi vii. Suprafața interioară a tubului poate fi vopsită în culoarea închisă.

Designul propus poate fi util pentru protejarea deschiderilor nepermanente - ferestre, uși de trecere - sau instalat de-a lungul perimetrului unui obiect deschis. Principiul de funcționare este declanșat atunci când fasciculul laser este întrerupt de un intrus. În ciuda simplității sale, sistemul s-a dovedit a fi destul de fiabil și economic, iar laserul roșu care funcționează în modul impuls scurt este practic invizibil pentru intrus.

Figura 1. Diagrama transmițătorului sistemului de securitate cu laser

Emițătorul, a cărui diagramă este prezentată mai sus, constă dintr-un generator de impulsuri scurte și un amplificator de curent încărcat pe un indicator laser, care este ușor de găsit în aproape orice stand. Generatorul este asamblat folosind elementele DD1.1, DD1.2 și, cu valorile nominale ale circuitului de setare a frecvenței indicate în diagramă, funcționează la o frecvență de aproximativ 5 Hz. Apoi, semnalul merge la circuitul de diferențiere C2R3, care generează impulsuri scurte cu o durată de aproximativ 10 μs. Acest lucru nu numai că face ca dispozitivul să fie economic (o baterie de șase volți tip 476 este suficientă pentru mai mult de un an de funcționare continuă a emițătorului), dar și invizibil pentru un intrus.

Apoi, impulsurile sunt egalizate ca formă și amplitudine de elementele DD1.3, DD1.4 și sunt trimise la un amplificator asamblat pe tranzistorul VT1. Amplificatorul este încărcat pe un indicator laser, care este modificat - bateriile sunt îndepărtate și vârful în formă de con este îndepărtat. Rezistorul R7, conectat în serie cu un rezistor „imprimat” în placa lanternei laser în sine (valoarea sa nominală este de aproximativ 50 ohmi), limitează curentul pentru LED-ul laser, comutatorul SA1 pornește modul de funcționare continuă al emițătorului, necesare pentru reglarea sistemului emițător-receptor.

Pentru o mai mare economie și stabilitate în frecvență, microcircuitul DD1 este alimentat de o tensiune redusă la 3-4 V, excesul este suprimat de rezistența R6. Consumul mediu de curent al transmițătorului nu depășește 10 μA; LED-ul consumă aproximativ 20 mA pe impuls, deci nu există întrerupător de alimentare. Transmițătorul rămâne operațional (desigur, cu o scădere a razei de acțiune) atunci când tensiunea de alimentare este redusă la 4,5 V.

Receptorul, al cărui circuit este prezentat în Figura 2, este asamblat pe un circuit integrat DA1, elementul sensibil este o fotodiodă FD263-01. Când îl înlocuiți, trebuie să țineți cont de lungimea impulsurilor de iluminare - timpul de răspuns al LED-ului la iluminare ar trebui să fie de 5-10 ori mai mic decât durata impulsului laser.

În locul său, de exemplu, FD320, FD-11K, FD-K-142, KOF122 (A, B) și mulți alții vor putea funcționa. Ca răspuns la fiecare fulger al transmițătorului, receptorul generează un impuls de amplitudine CMOS de nivel înalt la ieșire. Poate fi folosit pentru prelucrare ulterioară. Pentru a exclude iluminarea externă, fotodioda trebuie instalată într-un tub opac care acționează ca o hotă.

Configurarea sistemului se reduce la alinierea acestuia. Acest lucru se face vizual, îndreptând fasciculul laser către fotodetector cât mai precis posibil. Pentru a face acest lucru, comutați SA1 pentru a comuta transmițătorul la radiație continuă. După finalizarea ajustării, atât receptorul, cât și emițătorul trebuie să fie bine fixate. În principiu, un astfel de sistem nu necesită ajustare „micron”. În timpul experimentelor, a funcționat în mod fiabil când fotodetectorul, la distanță de 50 m de transmițător, a fost amplasat într-un cerc de împrăștiere a radiațiilor cu un diametru de 30 cm.

Pe baza materialelor din „Radio” nr. 7, 2002.

Acest tip de alarma este una dintre componentele sistemelor moderne de securitate. Avantajul lor este fiabilitatea lor - sunt practic incapabili și imposibil de ocolit. Datorită semnalizării laser, nivelul de securitate al oricărui obiect, în comparație cu metodele și dispozitivele tradiționale, crește.

Sistemele de securitate cu laser au multe avantaje:

• Mobilitate: modulele se transportă ușor din loc în loc, pot fi amplasate în locuri diferite;
• Laserele sunt ușor de ascuns astfel încât criminalul să nu știe de prezența lor până când apar ofițerii de securitate;
• Elementele care fac parte din sistemul de securitate se combina usor cu orice interior si nu il strica prin prezenta lor;
• Abilitatea de a lucra cu sirene, cu ieșire de semnal către telecomandă.

Dezavantajele lor includ costul ridicat; sunt greu de instalat și configurat.

Baza alarmei este un laser, care este inclus în sistemul de securitate. Acestea din urmă au o complexitate destul de mare, motiv pentru care sunt scumpe. Nu ar trebui să renunțați la ele - trebuie să încercați să faceți o alarmă laser cu propriile mâini. După cum arată evoluțiile meșterilor, acest lucru necesită mai multe dispozitive și componente care pot fi achiziționate destul de ieftin. Rezultatul este un sistem de alarmă eficient bazat pe laser.

Alarmele de casă folosesc un laser și un fotodetector. Un fascicul iese din laser și este primit de un fotodetector. În acest caz, rezistența acestuia din urmă este aproape de zero. Dacă fasciculul este blocat de ceva, rezistența fotocelulei crește rapid. Aceasta duce la un dezechilibru al circuitului electronic la care sunt conectate ambele dispozitive, la activarea actuatoarelor si la activarea unei alarme.

Dacă doriți să faceți o alarmă laser cu propriile mâini, ar trebui să achiziționați: un indicator laser care va genera un fascicul laser; o fotocelulă a cărei rezistență se modifică sub influența fluxului luminos; un releu care va conecta, de exemplu, o sirenă sonoră. Un sistem nu poate fi realizat fără unelte și materiale pentru lipire, fire, piese de carcasă și accesorii de instalare.

Circuitul de alarmă laser poate fi construit pe baza temporizatorului NE555, care va controla funcționarea acestuia.

Circuitul „pozitiv” de la sursa de alimentare este alimentat către „plusul” sirenei sonore; „negativ” – la prima ieșire a temporizatorului. Un jumper este instalat între ele prin rezistorul R2 și fotorezistorul R3. De la jumperul dintre ultimele elemente există o atingere la a șasea ieșire a temporizatorului.

Mai departe de-a lungul circuitului „pozitiv”, robinete sunt dispuse: prin rezistența R1 la a 2-a ieșire a temporizatorului și de la aceasta, printr-un întrerupător, la „minusul” sirenei; la a 4-a, apoi la a 8-a ieșire a temporizatorului. În plus, a treia ieșire a temporizatorului este conectată la întrerupătorul.

Când un fascicul laser cade pe un fotorezistor, rezistența acestuia este nesemnificativă, prin urmare curentul electric trece prin primul jumper al circuitului prin rezistorul R2 și fotorezistorul R3. Când fasciculul crește, rezistența fotorezistorului crește foarte mult și fluxul de curent prin jumperul specificat se oprește - acesta va merge la cronometru și de la acesta la sirenă, care cu sunetul său va anunța că cineva a traversat fasciculul indicator.