DIY laserska zaštita perimetra. Garin je i sam inženjer - mi sastavljamo jednostavan i pouzdan laserski alarmni sistem. Koji je princip rada alarma laserskog zraka?

Domaća sigurnosna oprema

Y. VINOGRADOV, Moskva
Radio, 2002, br. 7

Laserski pokazivači su postali široko rasprostranjeni. Prodaju se u trgovinama i na radio pijacama, a cijena im je niska. Uski snop koji emituje takav pokazivač može se koristiti u sigurnosnoj tehnologiji.

Pažnja! Lasersko zračenje je opasno za oči i može uzrokovati oštećenje kože. Kada radite s izvorima laserskog zračenja, izbjegavajte izlaganje ljudi snopu.

Infracrveni laseri sa svojim nevidljivim zračenjem se široko koriste u profesionalcima sigurnosni sistemi Oh.

Nažalost, radio-amateri trenutno imaju samo jednu vrstu laserskog emitera - crveni pokazivač. Ima malu snagu zračenja, ne više od nekoliko milivata, i siguran je za ljude i životinje, ali se ne preporučuje usmjeravanje laserskog zračenja direktno u oči.

Emisija laserskog pokazivača u pulsnom režimu je toliko neupadljiva da u pogledu prikrivenosti nije mnogo inferiorna u odnosu na infracrvene emitere, a u pogledu usklađenosti sistema ima jasnu prednost u odnosu na njih.

Šema emitera impulsa na bazi laserskog pokazivača

Frekvenciju laserskih bljeskova postavlja generator montiran na elemente DD1.1 i DD1.2. Sa ocjenama navedenim na dijagramu, ova frekvencija je približno 5 Hz. Zbog diferencirajućeg kola C2R3, na izlazu elementa DD1.4 nastaju kratki impulsi u trajanju od 10 μs. Ovi impulsi otvaraju tranzistor VT1 do zasićenja, a VI laser generiše bljeskove istog trajanja.

Da bi se smanjila ukupna potrošnja energije emitera, uvodi se otpornik R6, koji snižava napon napajanja mikrokola DD1 na 3 V. Preklopni prekidač SA1 je dizajniran da uključi kontinuirani režim zračenja tokom podešavanja.

Uređaj je montiran na štampanoj ploči od dvostrane folije od stakloplastike debljine 1 mm.

Folija ispod delova se koristi samo kao obična žica. Priključci na terminale kondenzatora, otpornika i drugih elemenata prikazani su kao zacrnjeni kvadrati; Kvadrat sa svjetlosnom tačkom u sredini pokazuje "uzemljenje" pina 7 DD1 čipa.

Svi otpornici su MLT-0.125. Kondenzatori C1 i C2 - KM-6, SZ i C4 - K53-30.

Laserski pokazivač treba skratiti. Nakon što se odmaknete od „prozora“ za 18 mm (konusni vrh je potpuno uklonjen), pažljivo napijte njegovo tijelo u krug i odvojite dio baterije. Dugme se uklanja sa sada dostupne laserske ploče, a višak ploče se odgriza (slika 3).

Sve strukturni elementi Emiter je postavljen na ploču 51x30 mm izrezanu od lima polistirena otpornog na udarce debljine 1,5...2 mm (slika 4). Ovdje: 1 - laser u držaču utičnice; 2 - pregrada za bateriju; 3 - štampana ploča; 4 - držač štampane ploče zalijepljen na pregradu (dvije trake polistirena); 5 - polistirenski nosač visine 10 mm zalijepljen na podlogu navojem za M2 vijak. Visina dijelova na ploči treba biti manja od 10 mm.

Tijelo emitera je napravljeno od istog polistirena u obliku otvorene kutije. Dimenzije potpuno montiranog uređaja su 56x34x19 mm.

Prosječna struja koju troši impulsni laserski emiter ne prelazi 10 μA. U ovom slučaju, impulsna struja u samom laseru je 25...30 mA. Odabirom otpornika R7, ova struja se može promijeniti, posebno povećati. Prilikom izračunavanja impulsne struje, morate imati na umu da je otpornik otpora od 50...60 Ohma povezan serijski sa otpornikom R7, "utisnutim" u samu lasersku ploču (vidi sliku 3).

Emiter se napaja 6-voltnom baterijom tipa 476. Baterije ove veličine (Ø13x25,2 mm) imaju kapacitet od 95 (alkalne) do 160 mAh (litijumske) i sposobne su da obezbede kontinuirani rad najmanje godinu dana. Bolje je lemiti vodove na bateriju, jer u sigurnosnoj tehnologiji kontakt sa stezaljkom ne pruža dovoljnu pouzdanost. Uz tako malu potrošnju energije, nema potrebe za prekidačem za napajanje (također, inače, vrlo nepouzdan element). Emiter ostaje u funkciji kada se napon napajanja smanji na 4,5 V. Naravno, smanjuje se i svjetlina zraka.

Šematski dijagram prijemne glave koja reaguje na kratke bljeskove laserskog emitera prikazan je na Sl. 5. Ovdje je BL1 fotodioda dovoljne brzine i osjetljivosti. Njegovo vrijeme uključivanja/isključivanja bi trebalo biti 5...10 puta manje od trajanja blica. Broj odgovarajućih fotodioda dat je u tabeli.

Kao odgovor na svaki laserski bljesak, jedan impuls se pojavljuje na izlazu DA1 čipa (pin 10), pogodan za direktno upravljanje CMOS čipovima.

Tabela parametara fotodiode

Kućište glave mora biti otporno na svjetlost. Može se zalijepiti od crnog polistirena otpornog na udarce. Da biste izbjegli bočno osvjetljenje, preporučuje se zalijepiti haubu na "prozor" fotodiode. Može se napraviti u obliku kvadratnog "bunara" od istog polistirena. Fotodioda može biti prekrivena filterom crvenog svjetla: malo će prigušiti lasersko zračenje. Za zaštitu od jakih električnih smetnji, glava mora biti zatvorena u metalni štit.

Glava ima mali izlazni otpor i može se povezati sa ostalim elementima fotodetektora tankim trožilnim kablom dužine 1...2 m. Kada se postavlja na otvorenom, mora biti zaštićen od vremenskih prilika. Struja koju troši glava ne prelazi 1,5 mA (pri naponu napajanja od 6 V).

Prilikom podešavanja sistema, laser se prebacuje u režim kontinuiranog zračenja i snop se usmerava vizuelno. Da biste izbjegli trošenje energije iz GB1 baterije, možete koristiti eksternu bateriju od 6 volti tokom podešavanja.

Ne treba reći da laserski emiter koji radi u sigurnosnom sistemu mora biti ne samo precizno usmjeren, već i "čvrsto" fiksiran u postavljenom položaju (ako sistem ima ogledala, onda se to odnosi i na njih). Iako to ne znači da laserski snop uopće ne može biti odbijen. Iskustvo pokazuje da se laserski blic može detektovati i po njegovom zračenju pod malim uglovima. Na primjer, laserski bljeskovi s udaljenosti od 50 m pouzdano su zabilježeni ako je glava ostala u krugu prečnika 35 cm.

Potrošačko tržište sigurnosnih sistema je prepuno raznih uređaja koji se mogu koristiti za efikasnu zaštitu imovine i sprječavanje “nezvanih gostiju” da uđu u vaš dom, stan ili garažu. Među brojnim sigurnosnim sistemima posebno mjesto zauzimaju laserski alarmni sistemi koje je teško hakovati i zaobići. Prisutnost ovakvih uređaja garantuje visok nivo obezbeđenje štićenog objekta, koristeći u tu svrhu inovativne mogućnosti uređaja izgrađenih na bazi lasera. Sistemi ove vrste su prilično složeni, što se odražava i na njihovu cijenu, koja je ponekad i nekoliko puta veća od konvencionalnih sistema. Ali ne biste trebali odbiti instaliranje laserskog sigurnosnog sistema ako nemate potrebna sredstva za njegovu kupovinu. Za svakog korisnika koji ima i malo znanja o elektronici, postoji alternativna opcija- Ovo je uradi sam laserski alarm. Ispostavilo se da pomoću nekoliko uređaja i komponenti koje se kupuju po nominalnoj cijeni možete stvoriti efektivan laserski alarm.

Obim laserske signalizacije

Zbog svoje visoke efikasnosti, laserska signalizacija ima prilično širok raspon praktična primjena. Može se ugraditi kako u zatvorenom prostoru tako i po obodu štićenog objekta. Ovaj tip sigurnosnog kompleksa se postavlja:

• u privatnim kućama i vikendicama;
• u stanovima;
• u uredima kompanija i preduzeća;
• u bankarskim institucijama.

Ovu vrstu alarma, s obzirom na visoku cijenu, treba instalirati na onim objektima gdje se čuvaju dragocjenosti, nakit ili velika finansijska sredstva. U takvim slučajevima, upotreba laserskih sigurnosnih sistema je opravdana i isplativa.

Kako radi laserski alarm?

Glavni elementi sigurnosnog uređaja su izvor laserskog zračenja i fotodetektor koji prima ovo zračenje. Kada laserska zraka udari u osjetljivu fotoćeliju, njen električni otpor iznosi nekoliko oma. Kada se laserski snop prekine, doći će do naglog povećanja otpora fotoćelije, što preko releja izaziva efekat na vanjske aktuatore koji aktiviraju alarm.

Prednosti

• Laserski sigurnosni sistem je veoma mobilan - njegovi moduli se mogu pomerati sa mesta na mesto i locirati na različitim mestima;
• laseri se lako mogu sakriti u zaštićenom objektu - zahvaljujući tome, kriminalac možda neće ni sumnjati da se alarm uključio dok ne stignu službenici sigurnosti;
• elementi laserskog sigurnosnog sistema ne oštećuju izgled predmet i lako se uklapaju u svaki interijer;
• alarmni sistem može da radi sa zvučnim sirenama, bez njih, uz obaveštenje centralne centrale obezbeđenja;
• Laserska signalizacija "uradi sam" može se jednostavno stvoriti iz improviziranih sredstava.

Nedostaci

Nedostaci ovog tipa sigurnosnih sistema su:

• visoka cijena kompleta;
• složenost instalacije i konfiguracije.

Potrebne komponente za DIY lasersku signalizaciju

Ako razmišljate o tome kako napraviti laserski alarm kod kuće, onda biste trebali kupiti nekoliko komponenti uz pomoć kojih ćete kreirati vlastiti sigurnosni sistem. Za jednostavan laserski alarm trebat će vam:

• laserski pokazivač – igraće ulogu generatora laserskog zraka;
• fotoćelija - uređaj sa zamjenjivim otporom koji se mijenja kada je izložen svjetlosni tok;
• relej - koristiće se za prebacivanje eksternih aktuatora u obliku zvučnih sirena, itd.;
• pribor za ugradnju;
• dijelovi tijela;
• preklopni vodiči;
• alati i materijali za lemljenje.

Svi navedeni dijelovi mogu se kupiti na bilo kojoj radio pijaci i prodavnici, a neki od njih mogu ostati kod kuće kao komponente za razne kućne aparate.

Varijanta jednostavnog laserskog signalnog kola

Ispod je alarm na laserskom pokazivaču, krug koji se može izgraditi pomoću laserskog emitera i NE555 tajmera, koji će kontrolirati rad alarma.

Ovaj sklop koristi fotootpornik kao prijemnik-detektor laserskog snopa, koji, kada je ozračen laserom, ima mali otpor, a kada snop nestane, njegov električni otpor naglo raste. Kako se otpor povećava, mikrokolo uključuje vanjski uređaj u obliku zvučne sirene.

Proces prikupljanja

Prilikom izrade laserskog alarma vlastitim rukama, krug može imati običan laserski pokazivač ili laser za dječje igračke kao emiter. Takvi emiteri se napajaju iz tri male baterije, koje nisu dovoljne za dugotrajan rad. Stoga, radni napon za laser treba da se napaja iz izvora napajanja odgovarajuće klase. Ako to nije pri ruci, možete nadograditi bilo koju niskonaponsku jedinicu dodavanjem otpornika u njen krug, što vam omogućava da smanjite izlazni napon na potrebnu vrijednost.

Kao relej se može koristiti sistem releja sa tri kontakta, koji isključuje laser i uključuje eksternu sirenu. Možete kupiti gotov relej ili ga napraviti sami tako što ćete prepraviti sklop releja nekog nepotrebnog uređaja.

Na kontakte releja spojena je žičana komunikaciona linija koja povezuje zvučnu sirenu sa fotoćelijom, koja, kada se njen otpor poveća, osigurava da relej radi. Osim sirene, preko releja se uključuje i strujna linija samog lasera. Ovo je učinjeno tako da ako se alarm aktivira kada je laserski snop prekinut, on se neće ponovo isključiti kada objekat koji ga blokira ne napusti zonu preklapanja. U tom slučaju, sirena će se oglasiti sve dok se alarm ne isključi pomoću posebnog dugmeta.

Instalacija kod kuće

Obratite pažnju!

Instalaciju laserskih alarmnih sistema kod kuće treba izvesti na onim mjestima koja su najopasnija za prodor. na primjer, ulazna vrata ili balkon - ako je kuća prizemnica ili se stan nalazi u prizemlju.

Prilikom ugradnje treba se pridržavati pravila da laserski signalni krug mora imati ispravnu geometriju. U tom slučaju, sigurnosni kompleks će raditi ispravno i pružiti potrebnu sigurnost.

Emiter laserskog zraka i fotodetektor moraju biti smješteni jedan naspram drugog na istoj liniji tako da snop pogodi centar fotoćelije. Element osjetljiv na svjetlost treba staviti u crnu cijev kako bi se spriječilo da bude izložen vanjskom svjetlu.

Dugme koje uključuje/isključuje alarm i ožičenje do njega treba biti locirano i skriveno usmjereno tako da ga napadač ne može sam isključiti.

Ako postavite niz ogledala u određenoj geometriji između emitera i fotodetektora, možete dobiti odličan sigurnosni uređaj - laserski nosač ovog tipa će vam omogućiti da blokirate dovoljno velika površina. Ako je laserski snop bilo gdje prekinut, aktivirat će se alarm.

Zaključak

Upotreba jeftinih elemenata koji se mogu kupiti po nominalnoj cijeni omogućava vam da kreirate visoko efikasne sigurnosne sisteme koji su u stanju da odgovore na bilo koje kretanje u zaštićenom području. Stoga nije uvijek potrebno potrošiti puno novca da biste mogli koristiti moderne sigurnosne tehnologije, bolje je malo razmisliti o tome kako sami napraviti laserski alarm i implementirati ovaj zadatak pomoću improviziranih sredstava.

Ova vrsta alarma je jedna od komponenti savremenih sigurnosnih sistema. Njihova prednost je njihova pouzdanost - praktički se ne mogu hakovati i nemoguće ih je zaobići. Zahvaljujući laserskoj signalizaciji, nivo sigurnosti bilo kog objekta, u poređenju sa tradicionalnim načinima a uređaji se povećavaju.

Laserski sigurnosni sistemi imaju brojne prednosti:

• Mobilnost: moduli se lako transportuju s mjesta na mjesto, mogu se nalaziti na različitim mjestima;
• Lasere je lako sakriti tako da kriminalac ne zna za njihovo prisustvo dok se ne pojave službenici obezbeđenja;
• Elementi koji su deo sigurnosnog sistema lako se kombinuju sa bilo kojim enterijerom i ne kvare ga svojim prisustvom;
• Mogućnost rada sa sirenama, sa izlazom signala na daljinski upravljač.

Njihovi nedostaci uključuju visoku cijenu; teško ih je instalirati i konfigurirati.

Osnova alarma je laser, koji je uključen u sigurnosni sistem. Potonji imaju prilično visoku složenost, zbog čega su skupi. Ne biste trebali odustati od njih - morate pokušati napraviti laserski alarm vlastitim rukama. Kao što pokazuje razvoj zanatlija, za to je potrebno nekoliko uređaja i komponenti koje se mogu kupiti prilično jeftino. Rezultat je efikasan alarmni sistem baziran na laseru.

Domaći alarmi koriste laser i fotodetektor. Snop izlazi iz lasera i prima ga fotodetektor. U ovom slučaju, otpor potonjeg je blizu nule. Ako je snop nečim blokiran, otpor fotoćelije se brzo povećava. To dovodi do neravnoteže elektronskog kola na koje su oba uređaja povezana, do aktiviranja aktuatora i do aktiviranja alarma.

Ako želite napraviti laserski alarm vlastitim rukama, trebali biste kupiti: laserski pokazivač koji će generirati laserski snop; fotoćelija čiji se otpor mijenja pod utjecajem svjetlosnog toka; relej koji će povezati, na primjer, zvučnu sirenu. Sistem se ne može napraviti bez alata i materijala za lemljenje, žica, dijelova kućišta i pribora za ugradnju.

Laserski alarmni krug može biti izgrađen na bazi NE555 tajmera, koji će kontrolirati njegov rad.

"Pozitivni" krug iz izvora napajanja se napaja na "plus" zvučne sirene; “negativno” – na 1. izlaz tajmera. Između njih je instaliran kratkospojnik kroz otpornik R2 i fotootpornik R3. Od kratkospojnika između zadnjih elemenata dolazi do 6. izlaza tajmera.

Dalje duž "pozitivnog" kruga, slavine su raspoređene: kroz otpornik R1 do 2. izlaza tajmera i od njega, preko prekidača, do "minusa" sirene; na 4., zatim na 8. izlaz tajmera. Dodatno, 3. izlaz tajmera je spojen na prekidač.

Kada snop laserskog pokazivača padne na fotootpornik, njegov otpor je beznačajan, pa električna struja teče kroz prvi kratkospojnik kola kroz otpornik R2 i fotootpornik R3. Kada se snop poveća, otpor fotootpornika se jako povećava i protok struje kroz navedeni kratkospojnik prestaje - ići će do tajmera, a od njega do sirene, koja će svojim zvukom obavijestiti da je neko prešao pokazivački snop.

Tržište sistema za zaštitu objekata od provala i nepredviđenih incidenata je zasićeno senzorima koji pomažu u uspostavljanju sveobuhvatne kontrole nad stanovanjem. Međutim, nije svaki uređaj u stanju pružiti pouzdanu sigurnost, a povezivanje nekvalitetne, jeftine opreme dovodi do neočekivanih problema. Kao alternativa senzorima pokreta, koristi se jednostavan i siguran laserski alarm, koji se aktivira kada objekt uđe u spektar zraka.

Koji je princip rada alarma laserskog zraka?

Alarmi s laserskim snopom obično se kupuju u gotovom kompletu, ali ako želite, možete ih napraviti sami bez trošenja puno truda i novca. Cijeli princip rada laserskog alarma povezan je sa posebnim infracrvenim snopom, koji je usmjeren pod određenim uglom na suprotni zid prostorije u kojoj je fotoćelija montirana.

Svaki objekat koji spada u dati spektar stvara refrakciju koja može poslati signal posebnom detektoru. Nakon prijave kršenja, ugrađeni zvučnik će obavijestiti stanare ili sigurnost o upadu.

Komplet laserskog detektora uključuje sljedeće građevinske materijale:

• Relay;
• Najjednostavniji mikro krug iz baterijske lampe;
• Photocell;
• Power unit;
• Resistor;
• Detector;
• Generator.

Zbog činjenice da se laserski svjetlosni tok ne raspršuje i da je stalno usmjeren u jednom smjeru, pomoću reflektorskog sistema možete stvoriti raznolik uzorak koji se ne može izbjeći. Mali komadi ogledala koji se nalaze pod određenim uglom na različitim krajevima prostorije koriste se kao reflektori.

Proces montaže laserskih elemenata i dijelova

Princip montaže sastoji se od uzastopnog lemljenja pojedinačnih alarmnih elemenata na ploču. Prije svega, morate odlučiti o mjestu gdje će biti instalirani laserski alarm i fotoćelija. Najčešće se takvi mehanizmi montiraju u donjem dijelu prostorije na visini od 30 cm od poda, što vam omogućava da sakrijete uređaj od znatiželjnih očiju.

Video prikazuje eksperiment sa laserskom signalizacijom:

Instalirani laser na jednoj strani zida povezan je na relej i napajanje, a na suprotnom mjestu, na udaljenosti ne većoj od 10 m, pričvršćena je fotoćelija sa očekivanjem da će snop okomito padati na sočivo. . Kada predmet uđe u spektar snopa, fotoćelija se počinje zagrijavati, relej prenosi signal na otpornik, a ovaj na detektor.

Sirena djeluje kao odbojnik, emitujući signal snage do 100 dB, koji se može čuti na udaljenosti od oko 100 m.

Kao napajanje treba koristiti konvencionalnu litijumsku bateriju, jer će trošiti minimalnu količinu energije i praktično je neophodna za izdavanje alarmnog signala.

Moderni radio-amateri predlažu integraciju komunikacijskog modula za funkcionalnost sistema, koji će omogućiti slanje SMS-a ili glasovne poruke na određeni broj, koji ne samo da će uplašiti pljačkaša, već i pokušati da ga zadrži.

U ovom članku ćemo vam reći kako napraviti laserski alarm. Ideja je da se napravi takav alarm kao što je prikazano u filmovima o superherojima.

Ovaj laserski alarm simulira žicu kada je tanka žica rastegnuta 20 centimetara iznad tla (poda). Kada uljez uđe u zaštićeno područje i povuče žicu, aktivira se alarm. Šta ako uključite laserski alarm i tripwire odjednom? Tako je, ovo će ispasti prilično zanimljivo.

Alarmni sistem o kojem se govori u članku prvenstveno je namijenjen upotrebi u airsoftu, ali se može koristiti i za zaštitu stambenih prostorija, garaža itd.

Princip rada alarma laserskog pokazivača je prilično jednostavan.

Mikrokontroler PIC16F688 kontroliše laserski modul koji šalje zrak, koji se mora vratiti kroz ogledalo. Reflektirani snop prima fotootpornik. Mikrokontroler PIC16F688 provjerava stanje fotootpornika i ako je laserski snop blokiran, aktivira zvučni signal.

Laserski signalni krug je prilično jednostavan i prikazan je na sljedećoj slici:

Za promjenu načina rada koristite prekidač S3 - odaberite način rada: laser i/ili istezanje:

1. Laser + istezanje.
2. Istezanje.

Fotootpornik mora biti postavljen unutar cijevi kako bi se spriječilo izlaganje sunčevoj svjetlosti ili drugim izvorima svjetlosti. Da bi se eliminisala mogućnost slučajnog aktiviranja laserskog alarma.

A laserski pokazivač treba modificirati lemljenjem žica na mjesto gdje su baterije instalirane.

Sljedeća slika prikazuje laserski modul i fotootpornu cijev.

Da bi se oba elementa spojila, moraju se poravnati i zalijepiti zajedno, na primjer, hladnim zavarivanjem ili plastikom. Dakle, oni se sklapaju paralelno jedan s drugim.

Za rastegnutu verziju koristi se mikroprekidač koji se nalazi u gornjem dijelu kućišta laserskog alarma. Poluga mikrika viri iznad tijela, kroz prozor, tako da se na nju može zakačiti konac, konac ili tanka žica.

Sada konačno možete dovršiti kućište tako što ćete napraviti rupe za LED diode, dugme za napajanje, prekidače režima i sirenu.

Prilikom ugradnje emitera sa prijemnikom, imajte na umu da mora biti moguće podesiti ovaj dio laserskog alarma.

Alarm koristi modificirani prijenosni PC biper jer je prilično mali i vrlo glasan. Ali njegov elektronsko kolo mora biti modificiran tako da se može spojiti na PIC16F688 mikrokontroler.

Po završetku montaže potrebno je provjeriti funkcionalnost alarma sa laserskog pokazivača.

Shema funkcionira na sljedeći način. Kada se napajanje uključi, uređaj ulazi u mod podešavanja, provjerava laser i obavještava nas da li se reflektirani snop ispravno vratio u prijemnik. U ovom trenutku morate podesiti retrovizore. Ako je reflektirani snop pravilno podešen, crvena LED dioda svijetli.

Nakon podešavanja snopa, potrebno je da pritisnete dugme 1 put da izađete iz moda podešavanja i uđete u radno stanje.

Ako je laserski snop blokiran, mikrokontroler PIC16F688 će isključiti laser i aktivirati sirenu.
Sirena će raditi dok ne pritisnete dugme. glasovi)