Лазерная охрана периметра своими руками

Лазерная сигнализация своими руками: необходимые компоненты, схема

Потребительский рынок охранных систем переполнен различными устройствами, с помощью которых можно эффективно охранять имущество и не допускать проникновения в свой дом, квартиру или гараж «непрошеных гостей». Среди множества систем безопасности отдельное место отводится лазерным сигнализационным системам, которые трудно взломать и обойти. Наличие таких устройств гарантирует высокий уровень защищенности охраняемого объекта, используя для этого инновационные возможности устройств, построенных на основе лазеров. Такого рода системы являются достаточно сложными, что и отражается на их стоимости, которая порой бывает в несколько раз выше обычных систем сигнализации. Но не стоит отказываться от установки лазерной системы охраны, если нет требуемых средств для ее покупки. Для любого пользователя, который хоть немного разбирается в электронике, есть альтернативный вариант – это лазерная сигнализация своими руками. Оказывается, что, используя несколько устройств и комплектующих, которые приобретаются за символическую стоимость, можно создать эффективную лазерную сигнализацию.

Область применения лазерной сигнализации

Благодаря высокой эффективности лазерная сигнализация имеет достаточно широкое практическое применение. Она может устанавливаться как внутри помещений, так и по периметру охраняемого объекта. Такого типа охранный комплекс устанавливают:

• в частных домах и коттеджах;
• в квартирах;
• в офисах компаний и предприятий;
• в банковских учреждениях.

Такого типа сигнализации, учитывая их высокую стоимость, нужно устанавливать на тех объектах, где хранятся ценные вещи, драгоценности или большие финансовые средства. В таких случаях применение лазерных охранных систем себя оправдывает и является рентабельным.

Как работает лазерная сигнализация?

Основными элементами охранного устройства является источник лазерного излучения и фотоприемник, который это излучение принимает. Когда луч лазера попадает на чувствительный фотоэлемент, его электросопротивление составляет несколько Ом. При прерывании лазерного луча произойдет резкое увеличение сопротивления фотоэлемента, который через реле приводит к воздействию на внешние исполнительные устройства, обеспечивающие срабатывание сигнализации.

Преимущества

• лазерная охранная система отличается высокой мобильностью – ее модули могут переноситься с места на место и располагаться в разных местах;
• лазеры могут легко прятаться на охраняемом объекте – благодаря этому преступник может даже и не подозревать, что сработала сигнализация, пока не приедут сотрудники охранного ведомства;
• элементы лазерной охранной системы не портят внешний вид объекта и легко вписываются в любой интерьер;
• сигнализация может работать со звуковыми сиренами, без них, с оповещением на центральный пульт охранной компании;
• лазерная сигнализация своими руками может достаточно просто создаваться из подручных средств.

Недостатки

К недостаткам такого типа систем безопасности относится:

• высокая цена комплекта;
• сложность установки и настройки.

Необходимые компоненты для лазерной сигнализации своими руками

Если Вы задумываетесь о том, как сделать лазерную сигнализацию в домашних условиях, то следует приобрести несколько комплектующих, с помощью которых и будет сформирована собственная охранная система. Для простой лазерной сигнализации потребуется:

• указка-лазер – будет играть роль генератора лазерного луча;
• фотоэлемент – устройство со сменным сопротивлением, которое меняется при воздействии на него светового потока;
• реле – с его помощью будет осуществляться коммутация внешних исполнительных устройств в виде звуковых сирен и пр.;
• монтажные принадлежности;
• корпусные детали;
• коммутационные проводники;
• инструменты и материалы для пайки.

Все перечисленные детали можно приобрести на любом радиорынке и магазине, а некоторые из них могут остаться дома в качестве комплектующих от различных бытовых приборов.

Вариант схемы простой лазерной сигнализации

Ниже представлена сигнализация на лазерной указке, схема, которой может быть построена с применением лазерного излучателя и таймера NE555, который будет управлять работой сигнализации.

В качестве приемника-детектора лазерного луча в этой схеме используется фоторезистор, который при облучении лазером имеет небольшое сопротивление, а при исчезновении луча его электросопротивление резко возрастает. При увеличении сопротивления микросхема обеспечивает включение внешнего устройства в виде звуковой сирены.

Процесс сбора

Когда создается лазерная сигнализация своими руками, схема может иметь в качестве излучателя обычную лазерную указку или детский игрушечный лазер. Такие излучатели питаются от трех небольших батареек, которых не хватит для продолжительной работы. Поэтому рабочее напряжение для лазера следует подавать от блока питания соответствующего номинала. Если такого не будет под руками, можно модернизировать любой низковольтный блок, добавив в его схему резистор, позволяющий снизить выходное напряжение до требуемого значения.

В качестве реле может использоваться трехконтактная релейная система, которая обеспечивает отключение лазера и включение внешней сирены. Реле можно приобрести готовое или сделать его самому, переделав релейный узел какого-нибудь ненужного прибора.

К контактам реле подключается проводная линия связи, которая связывает звуковую сирену с фотоэлементом, который при увеличении его сопротивления обеспечивает срабатывание реле. Кроме сирены, через реле включена и линия питания самого лазера. Это сделано для того, чтобы при срабатывании сигнализации, когда был прерван лазерный луч, она снова не отключилась, когда объект, перекрывающий его, не выйдет из зоны перекрытия. В таком случае сирена будет звучать до тех пор, пока сигнализацию не отключат с помощью специальной кнопки.

Установка в домашних условиях

Монтаж лазерной сигнализации дома следует выполнять в тех местах, которые являются наиболее опасными для проникновения. Например, входные двери или балконные – если дом одноэтажный или квартира расположена на первом этаже.

При установке следует придерживаться правил, что схема лазерной сигнализации должна иметь правильную геометрию. В таком случае охранный комплекс будет работать правильно и обеспечит требуемую безопасность.

Излучатель лазерного луча и фотоприемник должны располагаться друг напротив друга на одной линии так, чтобы луч попадал в центр фотоэлемента. Чувствительный к свету элемент следует поместить в черный тубус, чтобы исключить воздействие на него внешнего освещения.

Кнопку, которая обеспечивает включение/отключение сигнализации и проводку к ней следует располагать и прокладывать скрытно, чтобы злоумышленник не смог самостоятельно ее отключить.

Если между излучателем и фотоприемником расположить в определенной геометрии серию зеркал, то можно получить отличное охранное устройство – лазерная растяжка такого типа позволит перекрыть достаточно большую площадь. При прерывании лазерного луча в любом месте произойдет срабатывание сигнализации.

Заключение

Применение недорогих элементов, которые можно купить за символичную цену позволяет создавать высокоэффективные системы охраны, которые способны среагировать на любое перемещение в охраняемой зоне. Поэтому не всегда нужно тратить большие средства, чтобы иметь возможность использовать современные охранные технологии, лучше немного подумать, как сделать лазерную сигнализацию самому и реализовать эту задачу с помощью подручных средств.

Источник

Охранная сигнализация на основе лазерной указки

В последнее время 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.

Этому и посвящена предлагаемая статья.

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 показана на рис. 1. 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 С2RЗ на выходе элемента DD1.4 формируются короткие импульсы длительностью 10 мкс.

Эти импульсы открывают до насыщения транзистор VТ1, и лазер BI1 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 (рис. 2) 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.

Рис. 1. Принципиальная схема лазерного передатчика — модулятора.

Все резисторы — МЛТ-0,125. Конденсаторы С1 и С2 — КМ-6, С3 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 51×30 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.

Рис. 2. Печатная плата передатчика для охранной лазерной сигнализации.

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).

Рис. 3. Подключение лазерной указки.

Рис. 4. Корпус охранного устройства на лазерной указке.

Рис. 5. Схема приемника для лазерной сигнализации.

Источником питания излучателя служит 6-вольтная батарея типа 476. Батареи этого типоразмера (013×25,2 мм) имеют емкость от 95 (алкалиновые) до 160 мАч (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.

Конструктивно головку рекомендуется выполнить в виде выносного блока. Чертеж печатной платы показан на рис. 6. Резистор R1 — МЛТ-0,125; конденсаторы С1 и С2 — КМ-6, С3 — К53-30, С4 — любой оксидный подходящих размеров.

Корпус головки должен быть светонепроницаемым. Его можно склеить из черного ударопрочного полистирола. Во избежание боковой подсветки к “окну” фотодиода рекомендуется приклеить бленду.

Рис. 6. Печатная плата лазерного приемника.

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. 2 м. 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.

Источник