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:
- Земля
- Запуск
- Выход
- Сброс
- Контроль
- Разряд
- 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.
Когда речь заходит об охране зданий и имущества, традиционные средства безопасности — ограждения, охранники и камеры видеонаблюдения — имеют определенные ограничения. Современные технологии лазерного сканирования способны обойти многие из них и обеспечить безопасное, надежное и простое в эксплуатации решение.
Обзор технологий лазерного сканирования
Принцип работы лазерных датчиков систем безопасности зданий основан на времяпролетном или импульсном методе. Чувствительный элемент излучает импульс, который затем отражается от цели (в случае ее присутствия). Время, требуемое для прохождения импульса от датчика до отражателя и обратно, пропорционально расстоянию. По большому счету, лазерный сканирующий датчик работает по принципу радара, только вместо радиоволн для сканирования объекта используется свет. В сфере безопасности, эта технология применяется, чтобы быстро и точно идентифицировать факт вторжения на объект.
В сочетании с другими средствами и ПО для обеспечения безопасности, технология лазерного сканирования способна своевременно реагировать на угрозы безопасности объекта в автоматическом режиме. Например, к нему можно подключить камеры с функцией автосопровождения, тогда в случае обнаружения вторжения все передвижения «непрошеного гостя» по объекту будут фиксироваться и угрозу можно будет определить более точно.
Преимущества технологий лазерного сканирования в системах безопасности
Лазерные детекторы можно использовать в различных целях, но больше всего они подходят для охраны периметра из-за своей высокой точности и гибкости.
Современные технологии лазерного сканирования не только надежны и незаметны, но также имеют ряд уникальных возможностей, позволяющих сэкономить время и деньги:
- отсутствие ложных срабатываний при неблагоприятных погодных условиях;
- возможность использования внутри и снаружи помещения;
- мобильность, позволяющая переносить устройства из одного места в другое, когда это необходимо;
- практичность, так как этой технологии есть масса применений в сфере безопасности.
Благодаря этим ключевым преимуществам лазерное сканирование можно назвать мощным решением, которые выгодно выделяется на фоне других менее надежных, не таких гибких и практичных средств обеспечения безопасности.
Безопасность и неприметность лазерного луча
Лазерные сканирующие детекторы идеально подходят для систем безопасности, так как позволяют незаметно наблюдать за территорией объекта. Самое главное, что сам лазер имеет малую мощность (класс 1) и неопасен для глаз людей или животных в зоне наблюдения. Благодаря этому, такие детекторы можно использовать в местах большого скопления людей, например в крупных розничных магазинах.
Стойкость к погодным условиям
В отличие от других решений для охраны периметра, лазерные детекторы имеют ценное преимущество: высокая точность даже при неблагоприятных погодных условиях (дождь, снег, слепящий свет или низкая освещенность), которая достигается благодаря применению технологии многократного отражения сигнала.
Часть энергии импульса лазерного сканирующего датчика может отражаться от ближайших объектов (например, капель дождя или частиц пыли), в то время как остальная часть луча проходит дальше и отражается уже непосредственно от цели. В последствие датчики оценивают эти многократные отражения и игнорируют более слабые, спровоцированные условиями окружающей среды. Это позволяет минимизировать помехи и предотвратить ложные срабатывания, а это значит экономию времени и средств.
Кроме этого, лазерные сканирующие детекторы можно оснастить противосолнечными фильтрами, которые также возможно использовать для блокирования определенных участков охраняемой территории, например, исключить из зоны наблюдения близлежащую дорогу, чтобы проезжающие мимо автомобили не спровоцировали сигнал тревоги.
Упомянутые характеристики являются крайне важными при использовании снаружи (к примеру, для охраны периметра административного здания). Немаловажную роль играет и класс защиты самих устройств, например IP 67 обеспечит надежную работу датчиков даже при его полном погружении в воду.
Более широкая область применения — это еще одно уникальное преимущество технологий лазерного сканирования, недостающее другим решениям.
Лазерные датчики являются портативными устройствами и подходят для временного использования. Например, в последнее время возросла необходимость обеспечения безопасности в аэропортах и разработка мобильных решений для охраны периметра вышла на первый план. Лазерные датчики можно расставить по периметру вокруг припаркованного самолета, также как сигнальные конусы, чтобы к нему не могли приблизиться посторонние.
Удобство использования
Какими бы надежными и современными не были функциональные возможности решения, его будет сложно использовать, если оно непрактично. К счастью, технологии лазерного сканирования объединяют в себе и то, и другое, позволяя пользователю обеспечить охрану периметра буквально одним нажатием кнопки.
Технологии лазерного сканирования определенно выигрывают там, где другие решения не оправдывают ожиданий. Пользователь может быть уверенным в надежной защите периметра от вторжений и контролировать ситуацию. Подобное решение является экономически выгодным благодаря низкому числу ложных срабатываний и возможности использования в различных сценариях.
Данная лазерная охранная сигнализация построена на базе лазерной указки. В режиме охраны луч от лазерной указки попадает на фотодиод. В том случае, когда человек или животное проходит между лазерной указкой и фотодиодом, луч прерывается, и сопротивление фотодиода резко возрастает.
Микросхема TL072 настроена как напряжения. Опорное напряжение сформировано делителем на резисторах R2 и R3 подается на вывод 3 микросхемы D1, а сравниваемое напряжение на вывод 2 с делителя R1 и VD1.
Когда лазерный луч прерывается, напряжение на выводе 2 компаратора падает ниже, относительно вывода 3, в результате чего выводе 1 операционного усилителя переключается на противоположное состояние. Этот сигнал может управлять сиреной, компьютером или каким либо исполнительным устройством.
Лазерная охранная сигнализация — схема
Резистор R4 необходим для предотвращения самопроизвольного переключения, когда на обоих входах одинаковое напряжение. Конденсатор C1 предотвращает срабатывание устройства от незначительного прерывания луча, например, летающих насекомых. Если же вы хотите, чтобы схема сигнализации, была более чувствительной, то емкость этого конденсатора можно уменьшить до 1 мкФ.
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.
Полноценное функционирование охранной системы обеспечивают устройства, фиксирующие изменения внешней обстановки: физическая деформация материальных предметов внутри охраняемой зоны, несанкционированное перемещение по территории и т.д. Датчики охраны периметра – устройства, улавливающие происходящие изменения и передающие сигнал пульту управления. Их главная задача – зарегистрировать пересечение периметра участка, чтобы охрана своевременно предотвратила незаконное проникновение.
Основные требования к датчикам охраны
Беспроводные датчики охраны периметра бывают линейные, объемные (например, радиолокационный). Линейные датчики при помощи специфического сигнала (например, инфракрасное излучение) создают определенную границу внутри пространства, при пересечении которой сигнал передается центральному блоку управления, оповещая о наличии движения. Объемные устройства охраны отслеживают изменения определенного участка территории, а не только ее границы.
Критерии, определяющие основные требования к охранной системе периметра загородного дома или любого другого объекта:
- степень эффективности раннего обнаружения нарушения границ территории каким-либо человеком, объектом;
- максимально точное следование очертаниям периметра;
- исключение наличия «мертвых» зон охраняемого участка;
- монтаж должен быть наименее заметным постороннему наблюдателю;
- уровень влияния погодных условий, атмосферных осадков, времен года должен быть сведен к минимуму;
- игнорирование внешних факторов, не относящихся к области незаконного вторжения (шум, вибрации проезжающего транспорта, перемещение животных, птиц, наличие индустриальных элементов);
- инертность во взаимодействии с источниками электромагнитного излучения, разрядам молнии и т.д.;
- возможность калибровки настроек, позволяющих не реагировать, например, на движения животных, деревьев и кустарников;
- низкий показатель ложных срабатываний.
Особенности периметральной системы
Уличные периметральные устройства охраны отличаются по сравнению со своими аналогами:
- влагостойкий корпус, защищающий от атмосферных осадков;
- защита от интенсивных солнечных лучей;
- устойчивость к перепадам температур, высоким и низким температурным воздействиям;
- оснащение аккумулятором, действующего несколько месяцев;
- нет необходимости обустраивать линии электропитания;
- автономное срабатывание;
- коррекция настроек.
Качество функционирования охранной системы зависит от:
- профессиональных навыков организации, что рассчитала, спроектировала, установила охранную сигнализацию. Система может состоять из нескольких видов извещателей движения, грамотное расположение которых внутри территории периметра во многом определяет эффективность, быстроту раннего обнаружения незаконного проникновения;
- состояния ограждающих конструкций, где часто устанавливается датчик для охраны. Неустойчивая опора может вызывать ложные срабатывания при воздействии ветра, атмосферных осадков (например, град, сильный дождь).
Факторы, определяющие выбор проектирования охранной схемы периметра:
- месторасположение;
- рельефность прилегающей территории;
- возможность создания полосы отчуждения перед охраняемым периметром;
- ближайшее расположение автострад, железных дорог, аэропорта и других транспортных объектов;
- наличие растительности возле границ территории, а также на подконтрольной местности;
- расстояние до ближайших линий электропередач.
Специфика применения
Охрана периметра состоит из распределенных или дискретных устройств, равноудаленных друг от друга, составляющих цепочку иногда из нескольких километров. При этом приборы должны быть устойчивы к погодным изменениям, четко передавать сигнал и его изменения, беспрепятственно подвергаться дистанционной диагностике, наименее подвержены ложным срабатываниям.
Сигналы приборов зависят от:
- физических, механических характеристик ограждения, опоры, куда они довольно сильно интегрированы (жесткость, высота, качество материала и т.д.);
- правильный монтаж отдельных элеменов, всей системы целиком;
- грамотно подобранный спектр устройств для передачи данных о периметре, его территории.
Периметральная охраняющая система обязательно должна легко объединяться с другими системами: пожарной безопасности, видеонаблюдения и т.д.
Принцип действия
Способ функционирования беспроводных устройств одинаков по своему устройству: передающее устройство посылает сигнал по строго определенной траектории, а получатель фиксирует этот сигнал. Любые изменения длительности сигнала, частоты, фазы, амплитуды. фиксируются как признаки незаконного пересечения границ, наличия на территории постороннего.
Лучевые датчики охраны периметра конструктивно делятся на:
- двублочные, где приемник, излучатель сигнала размещены отдельно. т.е. составляют два блока. Между ними допускается определенное расстояние, где проходит излучаемый сигнал. У каждого из устройств есть ограничение по дальности размещения;
- монокорпусные приборы, передатчик с приемником совмещены внутри одного корпуса. Приемник улавливает отраженные сигналы, посылаемые передающим устройством. Такие приборы также ограничены по дальности охвата подконтрольной зоны.
Изменяющиеся параметры сигнала, что свидетельствуют о несанкционированном вторжении внутрь охраняемого участка:
- прерывание сигнала между передающим, принимающим блоками устройства. Это касается лазерных, инфракрасных приборов;
- изменение параметров, характеристик сигнала (радиоволновые устройства);
- наличие физических изменений ограждения, других конструкций, где закреплен излучающий сигнал прибор (тензометрические контроллеры, улавливающие деформирующее воздействие со стороны).
Кроме того, используемые приборы могут определить не только физическое пересечение границ, присутствие постороннего, но еще скорость движения, габаритные параметры, температуру.
Инфракрасные
Инфракрасный датчик – наиболее распространенный прибор, использующий излучение инфракрасного спектра, невидимое для человека. При этом луч обладает всеми другими характеристиками цветового спектра. Приемник, излучатель просты по своей структуре, монтажу, использованию. Посылаемый луч улавливается приемным блоком, результат фиксируется панелью управления.
ИК датчик также способен определить температуру объекта. Для периметрального монтажа следует приобретать приборы, защищенные от влаги, посторонних тепловых излучений, воздействия прямых солнечных лучей, изменяющие качество передаваемой информации.
Простой монтаж, охватывают большое пространство для контроля, возможно отрегулировать настройки, чтобы исключить ложное срабатывание из-за животных, растительности. При этом подвержены влиянию атмосферных осадков, явлений (туман, дождь), значительно ухудшающих качество передаваемого излучения. Дальность действия ограничена свойствами инфракрасного луча.
Кроме того, для охраны периметра используются инфракрасные барьеры, устанавливаемые на ограждении территории.
Ультразвуковые
Являются периметральными объемными приборами. Приемник улавливает отраженное ультразвуковое излучение находящихся внутри подконтрольной области предметов, объектов, определяя таким образом их характеристики, перемещения внутри пространства или их отсутствие.
Ультразвуковые приборы не отличаются высокой степенью точностью, наиболее часто используются внутри ограниченных пространств, объемов, например, устанавливаются для охраны автомобилей, небольших замкнутых помещений.
Отличительные особенности, не позволяющие в полной мере положиться на данные приборы при охране территории:
- малая чувствительность к изменениям окружающей среды;
- подверженность влиянию температурных перепадов внешней среды;
- частые ложные срабатывания;
- влияние сильного ветра, громких шумов внешних объектов;
- влияние уровня влажности воздуха.
Возможно сделать самодельный лазерный прибор при наличии определенных исходных материалов.
Сейсмические
Сейсмические датчики работают по другому принципу, когда улавливается вибрация при физическом, механическом воздействии со стороны внешнего объекта. Получаемые данные помогают определить, что происходит незаконное проникновение человека внутрь путем преодоления ограждения территории.
Степень чувствительности к вибрациям регулируется настройками. Важно, чтобы ограждение, где монтируются сейсмические датчики, было устойчивым, отличалась прочностью, жесткостью материала изготовления.
Лазерные
Лазерные датчики движения для охраны периметра используют триангуляционный метод измерения расстояния до объекта, т.е. лазерный луч, отражаясь объектом, обязательно возвращается к приемнику под определенным углом. Лазерный луч обладает высокой точностью, способностью определить малейшие неровности объекта.
Исключение составляют объекты с абсолютно зеркальной поверхностью, которые отражают луч в точку его выхода. В остальных случаях отраженный луч попадет внутрь приемника прибора, независимо от размеров, местоположения объекта внутри пространства.
Угол падения луча изменяется с увеличением расстояния до предмета контроля, таким образом возможно определить его скорость передвижения, интенсивность, направление перемещения, расстояние. Полученные данные считываются микроконтроллером, встроенным внутрь корпуса прибора. Микроконтроллер ведет расчет угла распределения света по фотодиодному приемнику, по этим данным определяет расстояние до объекта.
Лазерные датчики движения для охраны периметра отличаются высокой степенью измерения, линейностью, надежностью. Способны улавливать различные цвета спектра, также определяемые микроконтроллером.
Радиолучевые
Радиолучевые датчики состоят из приемника, передатчика, разнесенных на определенном расстоянии друг напротив друга. Особенностью является, что между ними формируется вытянутая область контроля, обнаружения, подобная эллипсоиду. Диаметр может доходить до нескольких метров. Внутри этой зоны действует коротковолновое излучение, изменяющее свои параметры при попадании внутрь контролируемой области постороннего предмета, объекта.
Устанавливаются, как правило, по периметру территории. Уязвимое место данной системы – наличие мертвых зон с пониженной чувствительностью. Поэтому установка происходит с перекрестным размещением передатчиков, излучателей. Также расстояние над землей 30-40 см плохо фиксируется, что является еще одной слабой стороной радиолучевой охранной системы.
Месторасположение системы должно быть с прямым, ровным рельефом, внутрь зоны не допускается попадание растительности, каких-либо предметов, объектов. Рассчитаны на обнаружение человека, который пересекает границу территории в полный рост.
Радиоволновые
Радиоволновые датчики обладают большей фокусировкой излучения. Для определения внешних изменений используются волны сверхвысокой частоты. Они не подвержены в такой степени, как инфракрасные, воздействию атмосферных осадков, погодных условий. Подконтрольная зона охраняемого участка больше.
Преимуществом является возможность более детального отслеживания внешних изменений, например, анализируется сдвиг фазы излучения, измененные амплитуда, частота передачи.
Также характеризуются низким процентом ложных срабатываний, благодаря возможности регулировать степень чувствительности настройками. Конструктивно могут выглядеть как предметы декора участка, что позволяет произвести скрытую установку.
Друзья! Еще интересные материалы:
Ой! Пока нет материалов(((. Полистайте сайт еще!
