Как сделать лазерную сигнализацию руками. Охранная сигнализация на основе лазерной указки. Простая схема лазерной системы сигнализации

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.

Всем салют! Если в вашем районе не раз совершались ограбления или есть такая опасность, а вам хочется спать ночью спокойно, то вы наверняка задумывались над вопросом: а не поставить ли мне сигнализацию?.
Но сложные системы безопасности не всегда по карману, да и на монтаж и обслуживание приходится тратить и тратить. Правда есть и дешевые сигнализации, но злоумышленники уже давно научились выключать их, поэтому, сегодня я вам покажу, как самому сделать простую и недорогую лазерную охранную сигнализацию.

Схема лазерной сигнализации

Так как сегодня много схем, я показал вам, на мой взгляд, самую актуальную, с использованием очень популярной микросхемы NE555.

Для сборки нам пригодятся следующие компоненты: piezo buzzer (который будет издавать сигнал), два резистора (750 Ом, 130 кОм), микропереключатель , фоторезистор ну и микросхема интегрального таймера NE555 .

Немного о таймере NE555

Был разработан 1972 году компанией Signetics. Он имеет широкий диапазон питающих напряжений: от 4.5 до 18 В, выходной ток достигает 200 мА, а микросхема сама потребляет не много. Точность работы микросхемы не зависит от питающего напряжения. Внутри таймера немало элементов: около 20 транзисторов и много других деталей.

Микросхема имеет восемь ножек:

1. Земля
2. Запуск
3. Выход
4. Сброс
5. Контроль
6. Разряд
7. Питание

Важно помнить, что на вторую ножку (запуск) нужно подавать не более 1/3 напряжения питания, а на шестую ножку (стоп) 2/3 напряжения питания!

Вернемся к нашему лазеру. Лазерный луч направлен на фоторезистор. Когда он не облучается, это приводит к повышению напряжения на шестой ножке микросхемы, в результате чего включается пищалка. Выключить динамик можно нажав на микропереключатель. Смотрим короткое видео:

Выбор резистора R1 и R2 зависит от напряжения питания. Например у меня напряжение питания 4,5 В, поэтому я выбрал резисторы R1- 130 кОм, R2 — 750 Ом. Так как батарейки лазера быстро садятся, лазер можно подключить к более мощному питанию, обычно с напряжением 4,5 В.

С помощью нескольких зеркал можно покрыть лучами всю комнату, главное чтобы последнее зеркало направляло луч прямо в центр резистора .

Лазерная сигнализация будет предупреждать вас всегда, когда вы рядом, но можно и подключить более серьезную схему: например с SMS оповещением. Если интересно, дайте знать. Вот и все, спите спокойно, хороших снов!

С уважением, Эдгар.

Предлагаемая конструкция может пригодиться для охраны некапитальных проемов — окон, дверей проходов — или установлена по периметру открытого объекта. Принцип работы – срабатывание по прерыванию луча лазера нарушителем. Несмотря на свою простоту, система получилась достаточно надежной и экономичной, а красный лазер, работающий в режиме коротких импульсов практически незаметен нарушителю.

Рисунок 1. Схема передатчика лазерной охранной системы

Передатчик, схема которого изображена выше, состоит из генератора коротких импульсов и усилителя тока, нагруженного на лазерную указку, которую несложно найти практически в любом ларьке. Генератор собран на элементах DD1.1, DD1.2 и при указанных на схеме номиналах частотозадающей цепи работает на частоте около 5 Гц. Далее сигнал поступает на дифференцирующую цепь С2R3, которая формирует короткие импульсы длительностью около 10 мкс. Это не только делает устройство экономичным (одной шестивольтовой батареи типа 476 хватает более чем на год непрерывной работы передатчика), но и незаметным для нарушителя.

Далее импульсы выравниваются по форме и амплитуде элементами DD1.3, DD1.4 и поступают на усилитель, собранный на транзисторе VT1. Усилитель нагружен на лазерную указку, которую дорабатывают – исключают батареи и снимают конусообразный наконечник. Резистор R7, включенный последовательно с резистором, «впечатанным» в саму плату лазерного фонарика (его номинал порядка 50 Ом), является токоограничивающим для лазерного светодиода, тумблер SA1 включает непрерывный режим работы излучателя, необходимый для юстировки системы «передатчик-приемник».

Для большей экономии и стабильности частоты микросхема DD1 питается пониженным до 3-4 В напряжением, излишек гасится резистором R6. Средний ток потребления передатчиком не превышает 10 мкА, в импульсе светодиод потребляет около 20 мА, поэтому выключатель питания не предусмотрен. Передатчик сохраняет работоспособность (конечно, при снижении дальности) при снижении питающего напряжения до 4.5 В.

Приемник, схема которого изображена на рисунке 2, собран на интегральной микросхеме DA1, чувствительным элементом служит фотодиод ФД263-01. При его замене нужно учитывать длину импульсов засветки – время реакции светодиода на засветку должно быть в 5-10 раз ниже длительности импульса лазера.

На его месте смогут работать, к примеру, ФД320, ФД-11К, ФД-К-142, КОФ122 (А, Б) и многие другие. В ответ на каждую вспышку передатчика приемник формирует на выходе импульс высокого уровня амплитудой КМОП. Его можно использовать для дальнейшей обработки. Для исключения внешней засветки фотодиод нужно установить в непрозрачную трубку, выполняющую роль бленды.

Настройка системы сводится к ее юстировке. Делают это визуально, наводя луч лазера на фотоприемник как можно точнее. Для этого переключателем SA1 включают передатчик на непрерывное излучение. После окончания юстировки и приемник, и передатчик должны быть прочно закреплены. В принципе, «микронной» юстировки такая система не требует. Во время экспериментов она надежно работала, когда фотоприемник, отнесенный от передатчика на 50 м, находился в круге разброса излучения диаметром 30 см.

По материалам «Радио» №7, 2002 г.

Альтернативой тепловым датчикам на современном рынке сигнализаций является ни что иное, как лазер. Подобные системы используются для охраны индустриальных, военных и банковских объектов.

В быту лазерная сигнализация пока не нашла широкого применения, однако, если есть растущие из нужного места руки и базовые навыки обращения с паяльником, можно самостоятельно сделать вполне работоспособный образец или заказать готовую модель.

Лазерная сигнализация – это специальное чувствительное устройство, простая схема которого основывается на взаимодействии лазерного луча и сирены. Пересекая лазерную «растяжку» срабатывает сигнализация, которую слышно в радиусе 100 метров . Она предназначена как для сигнала тревоги для охраны, так и для отпугивания преступников. Ещё существует смс-информирование или отправка голосового сообщения в качестве уведомления об опасности. Отметим, что редко используют лазерный сигнал из-за потери мощности и зависимости от метеоусловий.

Базовые блоки

Лазерный извещатель состоит из следующих элементов:

• генератора;
• блока питания;
• лазера;
• реле;
• цифровой микросхемы;
• фотоэлемента;
• звуковой извещатель (для пущего эффекта может применяться и светодиодная лампочка).

Обычно устанавливаю такой агрегат ближе к полу на расстоянии в 25-35 см, чтобы особо невнимательные грабители либо не заметили его, либо не смогли свободно проползти под ним или перепрыгнуть.

Закрепляют лазер, блок питания и реле с одной стороны, а фотоэлемент крепится на другой стене так, чтобы луч попадал на линзу.

Когда охранная сигнализация данного типа задействована, луч проходит по прямой линии к фотоэлементу. Так как пучок света преодолевает большое расстояние и не рассеивается, то его можно отражать неопределённое количество раз при помощи обычных зеркальных поверхностей , направленных под определённым углом друг к другу. Это помогает создать запутанный лабиринт, пройти который, не задев такую «растяжку», практически невозможно.

Если вор-неудачник пересечёт луч, сигнал не поступает к фотоэлементу, возникает сопротивление и реле блокируется. Таким образом реле передает сигнал резистору, а последний - извещателю.

Сразу после нарушения в зоне активации лазер также прекращает работу , чтобы не задействовать фотоэлемент снова, иначе сигнал тревоги прервётся. Полностью выключить сигнализацию можно лишь отключив питание.

Чтобы сигнализация не срабатывала от обычных солнечных лучей или иных источников света фоторезистор имеет специальную изоляцию.

Схемы

На основе контроллера Arduino

Для сборки схемы понадобится детский лазер и фоторезистор.

На лазере есть кнопка, которая включает свечение. Вот пошаговая инструкция сборки настоящей, вполне работоспособной сигнализации.

1. Разберите лазер, сняв насадку. Выньте батарейки и вытащите само устройство.
2. Кнопку необходимо отпаять, после чего продеть в отверстие на корпусе провод и припаять его к кнопке.

Важно! Не допускайте перегрева контактов, все детали очень хрупкие.

1. Соберите приборчик в обратном порядке.
2. Фоторезистор необходимо поместить в закрытое пространство, чтобы исключить попадание лучей света (иначе не будет работать днём). Можно использовать коробок или тёмный пластиковый контейнер, укрепив изолентой.
3. Фоторезистор монтируйте к контроллеру по приведёной схеме. Сопротивление резистора 10 кОм.
4. Подключите контроллер к компьютеру и запустите среду Arduino IDE .
5. Залейте следующий скетч

void setup()

Serial.begin(9600);

void loop()

Serial.println(analogRead(foto)); //Выводим на монитор последовательного порта значения с фоторезистора

delay(20);

1. Установите датчик напротив лазера, добившись прямого попадания луча на фотоэлемент.
2. В программаторе откройте “монитор последовательного порта” и отследите полученные значения. На их основе определите пороговую величину срабатывания сигнализации.
3. Светодиод подключите к пину №5 контроллера и добавьте новый скетч.

#define foto 0 //Фотоэлемент подключен к пину 0 (аналоговый вход)

#define led 5 //светодиод подключен к 5 пину

void setup()

Serial.begin(9600);

pinMode(led, OUTPUT);

void loop()

if (analogRead(foto) < 930) //Значение меньше порогового

for (int i=0 ; i < 10 ; i++)

digitalWrite(led , HIGH);

delay(500);

digitalWrite(led , LOW);

delay(500);

else digitalWrite(led , LOW);

Итог. При прерывании луча значение сигнала на последовательном порте падает ниже пороговой величины. При этом контроллер выдаёт сигнал на светодиод, тот начинает мигать.

Смотрите видео демонстрацию работы устройства

Дальнейшее наращивание схемы и подключение дополнительных элементов проводите по вкусу. Отличный вариант – для получения сигнала на свой сотовый.

На тиристоре BT169

Для сборки потребуются следующие элементы.

• тиристор BT169;
• конденсатор;
• резисторы 47k;
• фоторезистор или LDR;
• светодиод;
• бытовой лазер;

Монтаж осуществляется согласно приведенной схеме.

Принцип действия аналогичен предыдущей модели – при прерывании луча фоторезистор блокирует схему. Тиристор работает как переключатель, подавая сигнал на звуковой сигнал или светодиод. Подробности монтажа и использования смотрите на ролике.

На микросхеме NE555

Необходимые элементы

• piezo buzzer (пищалка);
• резистор 750 Ом;
• резистор 130 кОм;
• микропереключатель;
• фоторезистор;
• микросхема интегрального таймера NE555.

Микросхема имеет широкий диапазон питающих напряжений: от 4.5 до 18 В, выходной ток достигает 200 мА. Сопротивление резисторов R1 и R2 рассчитывается в зависимости от напряжения питания.

Сборка по схеме не представляет особых затруднений. Следует учесть порядок выводов NE555, чтобы не сжечь микросхему.

За запуск отвечает вторая ножка, на неё нельзя подавать более 30% напряжения питания, за останов шестая ножка (не более 70% напряжения питания).

В остальном схема работает по классическому принципу – при отсутствие сигнала на фоторезисторе, повышается напряжение на шестой ножке, в результате подаётся питание на звуковой сигнал. Выключение с помощью микропереключателя.

Заключение

На основе простого механизма строится мощная и надёжная система охраны для предприятий и финансовых учреждений. Для применения в быту вы можете либо сами сделать систему защиты по своему вкусу, либо заказать готовый комплект в китайских интернет-магазинах, естественно, без всяких гарантий качества. Важный плюс – сравнительно небольшие энергозатраты делают лазерную сигнализацию

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.