Сам себе инженер Гарин – собираем простую и надёжную лазерную сигнализацию

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.

Общий принцип

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 системы периметральной сигнализации 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).

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.

4. Соберите приборчик в обратном порядке.
5. 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.
6. Фоторезистор монтируйте к контроллеру по приведёной схеме. Сопротивление резистора 10 кОм.
7. Подключите контроллер к компьютеру и запустите  среду Arduino IDE .
8. Залейте следующий скетч

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

void setup()

{

Serial.begin(9600);

}

void loop()

{

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

delay(20);

}

8. Установите датчик напротив лазера, добившись прямого попадания луча на фотоэлемент.
9. В программаторе откройте “монитор последовательного порта” и отследите полученные значения. На их основе определите пороговую величину срабатывания сигнализации.
10. 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 – добавить модули GSM 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.

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 автономной от источников электроснабжения.