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.

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.

Лазерное излучение нашло широкое применение в профессиональных охранных системах. Но нам с радиолюбительской точки логики наиболее интересны лазерные указки красного свечения. Поскольку указка имеет малую мощность излучения, то она безопасна для людей и животных, однако не следует направлять лазерное излучение непосредственно в глаза это может спровоцировать опасное глазное заболевание.

Принцип работы лазерной сигнализации следующий: когда в зону действия луча попадает объект, лазер перестает освещать фотоприемник. Сопротивление последнего резко увеличивается и реле отключается. Контактами реле отключается и лазер. Это вариант самой простой схемы.

Когда лазерный луч воздействует на фоторезистор, то его сопротивление стремится к нулю, а когда лазер отключен, его сопротивление резко и намного увеличивается. Фоторезистор необходимо разместить в закрытом корпусе.

В роли лазера используется готовый модуль с красным излучателем от дешевой китайской указки. Лазерная головка подсоединена к источнику питания через сопротивление 5 ом. Зона активного луча от 10 до 100 метров.

Предлагаю к рассмотрению схему лазерной сигнализации, основа которой компаратор на операционном усилителе TL072. Опорное напряжение формируется делителем напряжения на сопротивлениях R2 и R3 поступает на третий вывод микросхемы TL072, а сравниваемое напряжение на второй вывод с делителя R1 и VD1.

В момент прерывания лазерного луча, напряжение на втором выводе компаратора резко уменьшается, относительно третьего вывода, в результате чего на выходе ОУ появляется сигнал, который может управлять сиреной или другим исполнительным устройством.

Сопротивление R4 нужно для защиты от самопроизвольного срабатывания, если на обоих входах ОУ равное напряжение. Емкость C1 защищает срабатывание устройства от кратковременного прерывания луча, например, от насекомых.

Корпус лазерной головки должен быть светонепроницаемым. Его можно склеить из черного полистирола. Во избежание боковой подсветки к "окну" фотодиода рекомендуется приклеить бленду. Ее можно изготовить в виде "колодца" квадратного сечения из того же полистирола. Фотоэлемент можно закрыть красным светофильтром он мало ослабит излучение лазера. Для защиты от сильных электрических помех головку помещаем в металлический экран.

Это схема была подробно описана в журнале радио №7 за 2002 год, скачать и ознакомится со статьей вы его можете щелкнув по зеленой стрелочке.

Эта схема работает как охранная система, и является датчиком пересечения злоумышленником лазерного луча. Схема состоит из двух основных частей: фотореле (VT1, VT2) и реле времени (VT3, VT4).

Если лазерный пучек попадает фоторезистор, то реле KV1 отключено, а при прерывание луча, реле сработает, своим контактом KV1.1 включит реле времени и опять вернется в начальное состояние. Реле времени работает по следующему алгоритму. В начальный момент, когда контакт KV1.1 разомкнут напряжение на конденсаторе C1 стремится к нулю, а транзисторы VT3 и VT4 закрыты, ток через обмотку реле KV2 не проходит и его контакты, разомкнуты. При срабатывании реле KV1 конденсатор C1 заряжается и сразу же начнет разряжаться через эмиттерный переход третьего транзистора и сопротивления R8, при этом транзисторы VT3 и VT4 открываются, реле KV2 включится и своими контактами подсоединит исполнительный механизм. По окончанию процесса разряда конденсатора схема возвращается в начальное состояние. Сопротивлением R6 можно регулировать временную задержку.

Эта схема световой сигнализации срабатывает при резком падении уровня освещения датчика, запуская при этом звуковой сигнал тревоги. Устройство не срабатывает при плавном изменении яркости. Чтобы увеличить ресурс батареи питания, звуковой сигнал звуковой сигнал тревоги звучит от одной до десяти секунд, время звучания можно регулировать с помощью построечного сопротивления R5.

В качестве источника света желательно использовать лазерное излучение, но в крайнем случае подойдет и обычное освещение, но схема будет работать гораздо хуже. Чувствительность схемы можно изменять сопротивлением R1. Датчик света является обычный фоторезистор, сопротивление которого минимально при освещении, и максимально при затемнении. Так как микросхема таймер 555 имеет малое энергопотребление, схема сигнализации в дежурном режиме потребляет около 0.5mA.

Этот практически простейший вариант состоит из двух цепей: цепи излучения и приема луча. В схему приемника входит электромагнитное реле для подсоединения внешней сигнализации.

Схема лазерного излучателя состоит из красного Laser светодиода с длиной волны 650 нм и мощностью 5 мВт. LD1 запитан от источника напряжением 5 В. Последовательно с ним подключены два вспомогательных элемента: полупроводниковый диод D1 (1N4007) и сопротивление R1 номиналом 62 Ом. LD1 можно позаимствовать из Laser указки.

Схема приемника состоит из фоторезистора, который управляет реле, с помощью тиристора T1 (BT169). D2 (1N4007) защищает схему от противо-ЭДС импульса катушки реле, когда тиристор T1 отключается.

Пример установки лазерной растяжки-сигнализации показан в левом углу рисунка выше.

В основе схемы применена также идея с лазерной головкой красного цвета из лазерной указки в роли источника света.

Для исключения возможности ложного срабатывания в схеме имеется временная задержка. При необходимости ее увеличения, надо добавить емкости C1 или увеличить значение переменных сопротивлений R2 и R3. Вместо таймера NE555 можно взять его отечественный аналог КР1006ВИ1. Для исключения попадания прямых солнечных лучей в фототранзистор, его желательно расположить в трубке подходящего диаметра в зависимости от корпуса фотоэлемента и длинной не менее 25 см. Торец закрываем прозрачным стеклом для защиты от разной живности. Внутреннюю поверхность трубки можно покрасить в темный цвет.

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.

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.