Данная сигнализация из лазерной указки , которую можно собрать своими руками, подобна той, которую мы можем наблюдать в различных фильмах. Сигнализация использует лазерный луч для защиты ваших ценностей и имущества.
По существу, когда между лучом и датчиком появляется какое либо препятствие (человек или животное), сопротивление фотодиода увеличивается и в результате на выходе устройства появляется высокий уровень напряжение, который затем может активировать сирену или какое-либо исполнительное устройство.
Ток потребления приемника составляет порядка 10 мА. Лазерную указку и приемник можно разместить в общем корпусе, а лазерный луч уже с помощью зеркала направить на фотодиод.
Описание лазерной сигнализации
На схеме мы видим операционный усилитель TL072 (IC1.A) настроенный в качестве компаратора напряжений. Он сравнивает опорное напряжение на инвертирующем входе ОУ (вывод 3), идущее с регулируемого резисторного делителя на P1, R4 и напряжение поступающее на прямой вход ОУ (вывод 2) с делителя, состоящего из фотодиода D1 и постоянного резистора R3.
Когда лазерный луч прерывается, напряжение на выводе 2 компараторе падает ниже опорного напряжения на выводе 3. Результатом этого является высокий уровень на выходе 1 операционного усилителя. Как уже было сказано выше, данный сигнал можно использовать для включения сирены, компьютера или прожектора, который, возможно, будет сдерживать нарушителя.
Резистор R2 обеспечивает гистерезис для предотвращения неустойчивости схемы, когда напряжение на обоих входах компаратора равны. Конденсатор С1 предназначен для игнорирования непродолжительного прерывания луча, например, летающими насекомыми. Если вы хотите чтобы чувствительность сигнализации была выше, то можно уменьшить емкость конденсатора С1 до 1мкФ.
Схема проста и может быть собрана на небольшом кусочке макетной платы. После сборки цепи и тестирования, вы должны поместить ее в подходящий корпус, в котором имеется отверстие под фотодиод. Желательно фотодиод предварительно установить в трубку черного цвета, для того чтобы предотвратить попадание постороннего источника света.
Самодельное охранное оборудование
Ю. ВИНОГРАДОВ, г. Москва
Радио, 2002 год, № 7
Лазерные указки получили широкое распространение. Они продаются в магазинах и на радиорынках, а их стоимость невысока. Узконаправленный луч, излучаемый такой указкой, можно использовать в охранной технике.
Внимание! Лазерное излучение опасно для глаз и может вызвать повреждение кожного покрова. При работе с источниками лазерного излучения избегайте попадания луча на людей.
Инфракрасные лазеры с их невидимым излучением широко используются в профессиональных охранных системах.
К сожалению, радиолюбители располагают пока лишь одной разновидностью лазерного излучателя - указкой красного свечения. Она имеет небольшую мощность излучения, не более нескольких милливатт, безопасна для людей и животных, однако не рекомендуется направлять лазерное излучение непосредственно в глаза.
Излучение лазерной указки в импульсном режиме настолько малозаметно, что в скрытности она мало уступает инфракрасным излучателям, а в части юстировки системы имеет перед ними явное преимущество
Схема импульсного излучателя на базе лазерной указки
Частоту следования вспышек лазера задает генератор, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2. При указанных на схеме номиналах эта частота примерно равна 5 Гц. За счет дифференцирующей цепи C2R3 на выходе элемента DD1.4 формируются короткие импульсы длительностью 10 мкс. Эти импульсы открывают до насыщения транзистор VT1, и лазер ВИ формирует вспышки такой же длительности.
Для снижения общего энергопотребления излучателя введен резистор R6, понижающий напряжение питания микросхемы DD1 до 3 В. Тумблер SA1 предназначен для включения режима непрерывного излучения при юстировке.
Устройство собрано на печатной плате из двусторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм.
Фольгу под деталями используют лишь в качестве общего провода. Соединения с ней выводов конденсаторов, резисторов и других элементов показаны зачерненными квадратами; квадратом со светлой точкой в центре показано "заземление" вывода 7 микросхемы DD1.
Все резисторы - МЛТ-0,125. Конденсаторы С1 и С2 - КМ-6, СЗ и С4 - К53-30.
Лазерную указку нужно укоротить. Отступив от "окна" на 18 мм (конусообразный наконечник вообще удаляют), аккуратно опиливают ее корпус по кругу и отделяют батарейную часть. Со ставшей теперь доступной платы лазера демонтируют кнопку, а излишек платы откусывают (рис. 3 ).
Все конструктивные элементы излучателя монтируют на пластине 51x30 мм, вырезанной из листового ударопрочного полистирола толщиной 1,5...2 мм (рис. 4 ). Здесь: 1 - лазер в гнезде-обойме; 2 - перегородка для батареи питания; 3 - печатная плата; 4 - наклеенный на перегородку фиксатор печатной платы (две полоски полистирола); 5 - приклеенная к основанию полистироловая опора высотой 10 мм с резьбой под винт М2. Высота деталей на плате должна быть меньше 10 мм.
Корпус излучателя изготавливают из того же полистирола в виде открытой коробки. Габариты полностью смонтированного прибора - 56x34x19 мм.
Средний ток, потребляемый импульсным лазерным излучателем, не превышает 10 мкА. При этом импульсный ток в самом лазере - 25...30 мА. Подбором резистора R7 этот ток может быть изменен, в частности увеличен. При расчете импульсного тока нужно иметь в виду, что последовательно с резистором R7 включен резистор сопротивлением 50...60 Ом, "впечатанный" в саму плату лазера (см. рис. 3).
Источником питания излучателя служит 6-вольтная батарея типа 476. Батареи этого типоразмера (Ø13x25,2 мм) имеют емкость от 95 (алкалиновые) до 160 мА-ч (литиевые) и способны обеспечить непрерывную его работу по меньшей мере в течение года. Выводы к батарее лучше припаять, поскольку в охранной технике контакт прижимом не обеспечивает достаточной надежности. При столь малом энергопотреблении нет нужды и в выключателе питания (тоже, кстати, весьма ненадежном элементе). Излучатель сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания до 4,5 В. Конечно, при этом уменьшается и яркость луча.
Принципиальная схема приемной головки, реагирующей на короткие вспышки лазерного излучателя, показана на рис. 5. Здесь BL1 - фотодиод, обладающий достаточным быстродействием и чувствительностью. Время его включения-выключения должно быть в 5...10 раз меньше длительности вспышки. Ряд подходящих фотодиодов приведен в таблице.
В ответ на каждую вспышку лазера на выходе микросхемы DA1 (вывод 10) возникает единичный импульс, пригодный для непосредственного управления КМОП-микросхемами.
Таблица параметров фотодиодов
Корпус головки должен быть светонепроницаемым. Его можно склеить из черного ударопрочного полистирола. Во избежание боковой подсветки к "окну" фотодиода рекомендуется приклеить бленду. Ее можно изготовить в виде "колодца" квадратного сечения из того же полистирола. Фотодиод можно закрыть красным светофильтром: он мало ослабит излучение лазера. Для защиты от сильных электрических наводок головку нужно заключить в металлический экран.
Головка имеет низкое выходное сопротивление и может быть связана с прочими элементами фотоприемника тонким трехпроводным шнуром длиной 1...2м. При установке вне помещения она должна быть защищена от непогоды. Потребляемый головкой ток не превышает 1,5 мА (при напряжении питания 6 В).
При юстировке системы лазер переводят в режим непрерывного излучения и наводку луча осуществляют визуально. Чтобы не расходовать энергию батареи GB1, на время настройки можно воспользоваться внешней 6-вольтной батареей.
Нет нужды говорить о том, что лазерный излучатель, работающий в охранной системе, должен быть не только точно наведен, но и "намертво" закреплен в выставленной позиции (если в системе есть зеркала, то это относится и к ним). Хотя это не значит, что луч лазера вообще не может отклоняться. Опыт показывает, что вспышку лазера можно зарегистрировать и по его излучению, рассеянному под малыми углами. Надежно фиксировались, например, вспышки лазера, удаленного на 50 м, если головка оставалась в круге диаметром 35 см.
Сложные покупные системы безопасности и серьёзные сигнализации нужны не всегда да и не каждому по карману. Их стоимость, монтаж и обслуживание оправдано в случае охраны дорогих объектов. Если же необходимо установить систему безопасности на даче или в гараже, да и в квартире или доме, то затраты на готовую хорошую покупную сигнализацию зачастую не совместимы с Вашим бюджетом. От предлагаемых на рынке дешевых охранных сигнализаций лучше отказаться (особенно с радио управлением - их давно научились сканировать и отключать без каких либо проблем). В этом случае проще и однозначно в разы дешевле сделать простую самодельную сигнализацию , например, как один из вариантов, лазерную охранную сигнализацию.
На сегодняшний день существует много разнообразных схем лазерной сигнализации, но, как правило, такие устройства имеют достаточно сложную конструкцию. Ни одна самодельная схема такого устройства не обходится без микросхем и не совсем простой обвязки. Потом еще предстоит настройка и запуск, подбор конденсаторов, резисторов и т.д. Микросхемы тоже надо уметь паять. Можно вывести из строя перегревом или статикой и долго разбираться почему лазер не работает. Поэтому предлагаем упростить этот самый муторный кусок схемы и взять уже готовый китайский лазер (в любом магазине игрушек - стоит он не дорого - все готово и корпус и линзы и схема). Собрать же остальную схему под силу любому начинающему радиолюбителю.
Схема в этой постой лазерной охранной системе, реагирует на прерывание луча и состоит из излучателя (собственно лазерной указки) и приемника, можно использовать промежуточные зеркала, необходимые для переотражения луча и устройства оповещения - отпугивателя (сирена, свет). Возможно подключить и другие устройства оповещения, например, мобилку для передачи СМС или просто звонка (Под этим номером у Вас будет клиент - "Сработала сигнализация"). Испытания данной системы прошли успешно и эксплуатируется по сей день.
Работает сигнализация следующим образом - когда зону луча пересекает человек, лазер перестает освещать фотоэлемент его сопротивление увеличивается и происходит отключение реле. С отключением реле выключается и лазер (это сделано для того, чтобы после того как человек выйдет из зоны активации лазер не продолжал освещать фотоэлемент потому, что в таком случае сигнализация сработает на секунду и замолчит). Это простейшая схема.
Когда лазер освещает фотоэлемент, последний в цепочке работает в качестве провода, а когда лазер отключен, он превращается в резистор с большим сопротивлением. Фотоэлемент (фоторезистор) нужно установить закрытом со всех сторон корпусе, а трубка сделана из корпуса ручки и обклеена черной изоляционной лентой во избежания проникновения и попадания света на фотоэлемент.
Как уже сказали, в качестве лазера используется готовый модуль - игрушечный лазер с красным излучателем, питается от 3-x батареек с напряжением 1,4 каждая. На лазер припаяны провода,поскольку он будет питаться от блока питания с напряжением 4-4,5 вольт, так как батарейки для нас не выход. Лазер подключен к источнику питания не впрямую, а через резистор с сопротивлением 5 ом. Мощность сопротивления 1 ватт. Зона активации может достигать до 10 метров в длину.
Реле имеет три контакта которые отключают лазер и включают сирену. Реле можно сделать самому или же подобрать готовое. У меня использовалось готовое реле но с перемотанной обмоткой, поскольку реле изначально работало от 12 вольт. Обмотка реле содержит 60 витков провода диаметром 0,4 мм.
Остальную часть конструкции - устройство оповещения - отпугивания можно применить готовое или тоже сделать самостоятельно. Один из вариантов.
Усилитель мощности выполнен на очень распространенной интегральной микросхеме TDA2005. Усилитель собран по мостовому варианту включения, этим обеспечивается достаточно большая выходная мощность в 20 ватт! Модуль с усилителем не устанавливают на радиатор как это обычно делают, поскольку усилитель работает от пониженного источника питания в 4 - 4,5 вольт, к тому же он почти все время выключен.
Емкость входного конденсатор можно изменять в большом диапазоне. Чем меньше емкость конденсатора, тем выше и стервознее становится звук сирены. Также можно использовать усилитель на микросхеме TDA2003, но результат чуть xуже (громкость воя сирены будет в два раза меньше). Динамическая головка типа 25 гдн или аналогичная. Возможно применения пьезоголовок (с пьезоголовкой результат намного лучше). Генератор звука (имитатор сирены, собран на логичном элементе К155ЛАЗ.)
Схема такого генератора во многом сходна со схемой транзисторного симметричного мультивибратора. Импульсы, генерируемые элементами микросхемы, преобразуются динамической головкой в звуковые колебания. Длительность импульсов определяется емкостями С1, С2 и сопротивлениями R1 и R2. Устройство состоит из двух генераторов: тактовых импульсов и звуковой частоты. Первый выполнен на элементах DD1.1 и DD1.2, а второй - на DD1.3 и DD1.4. Каждый из генераторов собран по несимметричной схеме. Имитация звука сирены достигается за счет того, что тактовый генератор управляет работой генератора звуковой частоты. Динамическая головка BА1 звучит в те промежутки времени, когда на входе 13 элемента DD1.3 появляется логическая "1". С выхода 6 элемента DD1.2 следуют прямоугольные импульсы, управляющие звуковым генератором, частота которых зависит от номиналов С1 и R1. Привожу вам два варианта имитаторов звука сирены, какой собрать решайте сами. Динамическую головку нужно убрать из схемы имитатора и подключить к вxоду усилителя мощности звуковой частоты.
Блоком питания служит обыкновенный сетевой трансформатор на 20 ватт. Поскольку вся сигнализация питается от напряжении 4 - 4,5 вольт, нужно взять сетевой трансформатор с напряжением 12 или 6 вольт и чуть переделать вторичную обмотку. Первичная обмотка содержит 40 витков провода с диаметром 0,7 мм (с числом витков нужно поэкспериментировать, главное иметь рабочее напряжение 4 - 4,5 вольт. После завершения отдельных устройств (имитатор, датчик, усилитель мощности) приступаем к сборке устройства. Самое сложное - датчик. Лазер нужно поставить так, чтобы его луч был направлен прямо в трубку с фотоэлементом и обеспечивал его работу.
Включаем устройство так - сначала включаем выключатель, затем нажимаем на кнопку которая активирует лазер и быстро опускаем кнопку (кнопка без фиксации). В моем устройстве применены два усилителя мощности для получении более громкого звука. Датчик с реле собран в корпусе от китайского фонаря. Дальше после установки и включения идем к зоне активации и проходим через нее. Мгновенно сработает реле и сигнализация заработает.
Приведем еще одну схему приемника лазерной охранной сигнализации на транзисторах
Данная схема охранной сигнализации представляет собой датчик пересечения кем то не было лазерного луча. Схема состоит из двух основных блоков:
1. фотореле (VT1, VT2);
2. реле времени (VT3, VT4).
Работает схема следующим образом.
Датчиком фотореле выступает фоторезистор R1, включенный в цепь базы транзистора VT1 последовательно с ограничивающим резистором R2. Темновое сопротивление фоторезистора достаточно велико. Коллекторный ток транзистора VT1 в это время мал и транзистор VT2 находится в открытом состоянии. Его коллекторный ток протекает через обмотку реле KV1 тем самым удерживая контакты в замкнутом положении. При освещении фоторезистора его сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению тока базовой цепи транзистора VT1, а следовательно и к увеличению его коллекторного тока. Падение напряжения на резисторе R4, созданное протеканием коллекторного тока транзистора VT1 закрывает транзистор VT2 и реле KV1 отключается. Таким образом при освещении лазерным лучем фоторезистора реле KV1 отключено, а при пересечении луча злоумышленником оно сработает, своим контактом KV1.1 запустит реле времени и снова вернется в исходное состояние.
Реле времени работает следующим образом. В исходном состоянии, когда контакт KV1.1 разомкнут напряжение на конденсаторе C1 равно нулю. В это время транзисторы VT3 и VT4 закрыты, ток через обмотку реле KV2 не течет и его контакты, включающие исполнительный механизм разомкнуты (контакты на схеме не указаны). При кратковременном срабатывании реле KV1 конденсатор C1 заряжается и тут же начинает разряжаться через эмиттерный переход транзистора VT3 и резистор R8, при этом транзисторы VT3 и VT4 откроются, реле KV2 сработает и своими контактами включит исполнительный механизм.
После разряда конденсатора схема возвращается в исходное состояние. Резистором R6 можно регулировать выдержку времени.
В рабочем состоянии, при пересечении злоумышленником лазерного луча сработает схема и запустится система оповещения (например звуковая или световая сигнализация), через некоторое время отключится и снова будет ждать нарушителя, то есть вернется в исходное состояние без вмешательства. Это особенно важно для охраны удаленных объектов, например гаража или дачи.
Луч лазера имеет очень маленький процент расходимости, поэтому с его помощью можно контролировать довольно большие расстояния периметров. Применив систему зеркал можно контролировать любые сложные помещения, только стоит учитывать, что зеркала должны быть качественными и чистыми.
Итак, для охраны какого-либо объекта на нем необходимо закрепить зеркало-отражатель (достаточно кусочка размером 1 х 1 см) и установить приемник и излучатель так, чтобы луч попадал на фоточувствительный элемент, отразившись от зеркала.
Однако в этом случае даже при незначительном смещении (или колебании) охраняемого объекта луч выходит из окна приемника и система срабатывает.
С целью несколько снизить чувствительность системы, чтобы она не срабатывала при колебаниях почвы, например, из-за проезжающего тяжелого транспорта, необходимо немного изменить оптическую схему, сделав вход фотоприемника таким, как на рисунке.
Приемник для лазерной системы охраны
1-линза, 2-бленда-тубус, 3-фотоприемник, 4-корпус
Для этого надо вставить в бленду-тубус собирающую линзу с фокусным расстоянием F. Диаметр этой линзы и будет определять чувствительность системы (здесь имеется в виду не электрическая чувствительность фотоприемника, а чувствительность, относящаяся к интенсивности воздействия на охраняемый объект).
Если при колебаниях зеркала отраженный от последнего луч лазера не выходит за пределы линзы, то датчик не срабатывает. Следовательно, меняя диаметр линзы, можно регулировать чувствительность системы охраны.
В прошлых материалах мы рассмотрели множество способов изготовления различных сигнализаций, но пока не рассказали об изготовлении самого эффективного вида подобных систем безопасности – о лазерной. Спешим исправить ошибку и представляем обзор видеоролика по изготовлению самодельной лазерной сигнализации.
Что же нам понадобится:
- тиристор BT169;
- конденсатор;
- резисторы 47k;
- фоторезистор или LDR;
- светодиодная лампочка;
- лазер.
Первым делом представляем схему лазерной сигнализации, по которой будем собирать ее на Breadboard-е.
Сборку начнем с тиристора, который подключаем на breadboard. На тиристоре слева расположен катод, справа анод, а по центру управляющий электрод. По схеме видно, что плюс никак не идет напрямую в тиристор, а обязательно проходит через то, что мы хотим, чтобы включалось. В данном случае через светодиодную лампочку.
Поэтому следующим шагом берем плюс и подаем его куда-нибудь возле тиристора.
Потом этот плюс через светодиод подаем на анод.
Посмотрим на схему. Катод сразу подключается на минус. Катод находиться слева, поэтому подключаем левую ножку тиристора на минус.
Также на минус нужно подключить фоторезистор и конденсатор. Автор подключает конденсатор на минус и на линию 45 на breadboard-е.
Фоторезистор подключаем на минус и на ту же самую линию.
Теперь на ту же линию, но с плюса подключаем резистор.
Теперь эти три нужно подать на управляющий электрод тиристора. Для этого подключаем один контакт провода к линии 45, а второй проводим к центральному контакту тиристора.
Протестируем сигнализацию. Для этого нужно включить лазер и навести его на фоторезистор. Включив после этого питание на breadboard-е, можно увидеть, что светодиод не горит. Стоит провести пальцем между лазером и фоторезистором, как светодиодная лампочка сразу загорится. После этого сигнализация выключится лишь при отключении питания.
Работает сигнализация по следующему принципу. Как только свет, идущий от лазера, блокируется, фоторезистор активирует всю схему. Тиристор в свою очередь включает пищалку или светодиод, который мы использовали в данном случае, и сигнализация срабатывает. Отметим, что даже при использовании пищалки, не стоит убирать светодиодную лампочку, поскольку в этом случае сигнализация будет включается, когда блокирующий лазер предмет будет убран, и лазер начнет светить на фоторезистор.
Хотели бы вы сделать лазерную растяжку-сигнализацию, которую вы могли видеть в шпионских боевиках? Ее вполне возможно собрать самостоятельно из недорогих и вполне доступных компонентов.
Схемы, представленные в данном материале, помогут вам сделать устройство, которое может обнаружить движение людей или других объектов при их прохождении через лазерный луч и подать сигнал тревоги при необходимости.
Устройство состоит из двух цепей: цепи излучения лазерного луча и цепи приема лазерного луча. Схема приемника включает в себя электромагнитное реле для подключения какой-либо внешней электрической нагрузки, например, прожектора. системы домашней сигнализации и т п.
Схема излучения лазерного луча
В основе этой схемы лежит стандартный красный лазерный светодиод с длиной волны 650 нм и мощностью 5 мВт. Лазерный диод питается напряжением источника 5 В. Последовательно с ним соединены два вспомогательных компонента: диод D1 (1N4007) и резистор R1 сопротивлением 62 Ом. Для получения лазерного диода можно разобрать ненужную, но рабочую лазерную указку, если нет желания идти в магазин радиоэлектронных компонентов для покупки отдельного лазерного диода.
Схема приема лазерного луча
Основой схемы приема лазерного луча является фоторезистор LDR 5 мм. Этот компонент используется для управления релейной цепью, которая активируется посредством кремниевого тиристора T1 (BT169). Диод D2 (1N4007), соединенных антипараллельно с электромагнитным реле RL1, выполняет роль обычного диода для защиты электроники от повреждений, вызванных противо-ЭДС импульса катушки реле, когда тиристор T1 выключается. Обратите внимание, что реле должно быть под напряжением, то есть ее контакт должен быть замкнут, когда лазерный луч не светит на фоторезистор. Вы можете использовать выключатель питания S1 для включения или отключения вашей лазерной сигнализации.
Установка лазерной растяжки-сигнализации
Если вы планируете обезопасить путь на своей лестнице, то лучше установить лазерную сигнализацию, как показано на приведенном ниже рисунке.
Прежде всего, попытайтесь поместить модуль излучателя и модуль приема в верхней части лестницы с небольшим расстоянием между ними. Затем направьте лазерный луч от излучателя на отражатель, расположенный в нижней части лестницы и выровняйте его с датчиком света приемника лазерного луча. С другой стороны, если вы хотите защитить широкую по объему зону, то будет лучше использовать ряд отражателей или зеркал вместе с такой с лазерной системой сигнализации.
