Приемник лазерного луча своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 04.10.2024

Для эффективной защиты имущества, находящегося в доме или квартире придумано и реализовано много разных систем безопасности. В основном, наиболее часто устанавливаются различного рода сигнализации, поддерживающие широкий спектр различных датчиков – это позволяет максимально эффективно контролировать все происходящее на объекте. Одним из устройств, которыми комплектуются современные системы охраны, является лазерный датчик движения, который способен уловить малейшее перемещение в охраняемой зоне. Отличительной особенностью таких устройств является не только их высокая чувствительность к перемещениям, а также и то, что лазерный датчик своими руками сделать достаточно просто. И, что главное, для этого не потребуются какие-либо дорогостоящие детали.

Область применения

Учитывая высокую эффективность детектирования движения с помощью такого типа датчиков, они устанавливаются на следующих объектах:

в финансовых компаниях и банковских учреждениях;
в офисных помещениях;
в коттеджах;
в квартирах.

Принцип работы

Функционирование лазерного датчика основано на использовании излучателя и приемника лазерного луча. Первый из них генерирует световой поток, который попадает на установленный напротив излучателя фотоэлемент.

Важно!
Когда на фотоприемник луч лазера не попадает, его сопротивление очень большое, а при облучении световым лучом начинает формироваться поток фотоэлектронов, что приводит к увеличению проводимости и уменьшению электросопротивления фотоэлемента.

Пока чувствительный элемент облучается лучом, электрическая схема сигнализации является замкнутой и контакты релейной системы, управляющей внешними устройствами, остаются в исходном положении. Как только луч прерывается, происходит резкое увеличение сопротивления фотоэлемента – это обеспечивает размыкание электрической цепи и переключение релейной системы, что приводит к срабатыванию внешних исполнительных механизмов.

Конструкция

Для того чтобы самостоятельно сделать датчик движения на основе применения лазерного излучения потребуются базовые знания электроники, умение паять и недорогой набор комплектующих. Чтобы создать лазерный датчик в домашних условиях потребуется следующий набор:

лазерный излучатель;
фотоприемник;
релейный узел;
блок питания излучателя;
монтажные детали;
проводники;
набор для пайки;
набор инструментария.

В качестве излучателя можно выбрать лазерную указку, брелок, лазер, входящий в состав детских игрушек. Роль детектора излучения может эффективно выполнять обычный фоторезистор, сопротивление которого меняется при его облучении световым лучом. Наличие релейного механизма позволит управлять работой внешних устройств в момент, когда срабатывает датчик.

Создание датчика на основе указки является наиболее простой схемой, которую каждый в силах реализовать своими руками.

Инструкция по сбору лазерного датчика

Лазерный датчик движения состоит из двух основных элементов – излучателя и приемника генерируемого луча света. В роли излучателя, как уже говорилось выше, будет использована обычная лазерная указка. Поскольку она питается от нескольких батареек с небольшой емкостью, то изначально следует переработать ее систему питания. Чтобы получить требуемый номинал напряжения можно использовать низковольтный блок с включением его через реостат или после модернизации его функциональной части посредством установки дополнительного регулирующего резистора на выходе. Применение такого типа системы питания позволит получать непрерывный луч, генерирование которого будет происходить до тех пор, пока будет напряжение в сети, к которой подключен блок питания.

Приемник излучения будет построен на основе фоторезистора, который меняет свое сопротивления при попадании на него светового излучения. Чтобы он не реагировал на солнечный свет, который будет присутствовать в месте установки, его следует поместить в достаточно глубокий тубус темного цвета. Это исключит попадание внешнего освещения и ложных срабатываний сигнализации, в составе которой будет работать созданный своими руками лазерный детектор.

Обратите внимание!
Чтобы датчик работал корректно, важно чтобы его излучатель и приемная часть располагались строго на одной оси. Это будет гарантировать, что лазерный луч будет попадать по центру фоторезистора, обеспечивая четкое срабатывание сигнализации в момент его перекрытия.

При установке датчика в состав охранной сигнализации к нему подключается релейная система. Она обеспечивает управление работой внешних исполнительных устройств в момент перекрытия. Через реле также подключается и система питания датчика. Это сделано для того, чтобы после включения сигнализации, когда сработал лазерный датчик, она не отключилась в тот момент, когда луч снова попадет на фотоэлемент. Благодаря этой схеме при единократном прерывании лазерного луча сигнализация будет работать постоянно, пока ее не отключат со специальной кнопки.

Заключение

В принципе, в качестве приемника лазерного излучения можно применить и предыдущую схему, если в передатчике использовать генератор поднесущей. Для передатчика, описанного в разделе 3.3, подойдет схема, приведенная на рис. 4.7.

Печатную плату (рис. 4.8) желательно изготовить из двухстороннего стеклотекстолита, оставив фольгу со стороны деталей в качестве общего провода. Вместо указанного на схеме счетверенного операционного усилителя можно применить любые другие ОУ, сохраняющие работоспособность при напряжении питания +5 В. Естественно, плату в этом случае придется переделать. Все элементы схемы, за исключением DA1.4, на котором собран компаратор, целесообразно заключить в экран.

Настройка

Настройка сводится к установке сквозного коэффициента передачи и порога срабатывания выходного компаратора. Для решения первой задачи необходимо подключить осциллограф к выводу 8 DA1.3 и подбором величины R13 установить такой сквозной коэффициент передачи, при котором максимальная амплитуда шумовых выбросов, наблюдаемых на экране, не будет превышать 100 мВ.

Затем осциллограф переключается на выход устройства, а движок подстроечного резистора R18 устанавливают в нижнее положение. На экране видна горизонтальная линия на уровне +5 В. Перемещая движок потенциометра вверх, необходимо добиться опускания линии развертки на нулевой уровень и остановить движение, когда пропадут хаотические положительные всплески на экране. Включив передатчик и направив луч лазера на фотодиод, убедиться в появлении на выходе прямоугольных командных импульсов.

Днищенко В. А. 500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями. СПб.: Наука и техника, 2007. — 464 е.: ил.

Чтобы принимать сигнал от лазерного нивелира на большом расстоянии, необходим приемник лазерного излучения. Он увеличивает дальность луча в 2 – 3 раза. Это приспособление особенно полезно при работе в солнечную погоду, когда луч плохо виден глазу.

Для выравнивания пола или точной установки оборудования при монтаже используется мишень для нивелира или отражающая пластина. Мишень представляет собой пластину с разметкой в центре и сантиметровой по бокам. Благодаря разметке в сантиметрах можно задавать уклон луча. Красный цвет изделия не случаен – его видно на большом расстоянии. Магнит на обратной стороне позволяет прикрепить мишень к любой металлической поверхности.

Пластина отражатель используется для измерений при отдалении от объекта на расстояние от 40 до 200 м. Отражатель улучшает сигнал луча, поэтому выполнять замеры легче. Пластина прикрепляется шурупом к опоре, и с помощью рейки выполняется замер.

На что обратить внимание при выборе лазерного приемника?

При выборе оборудования важно обращать внимание на то, для какого нивелира оно предназначено. Так, например, для ротационного или обычного лазерного устройства необходимо покупать соответствующий лазерный приемник. Кроме того, важно помнить, что к нивелиру подходят только определенные модели приемников этого же производителя.

Многие лазерные приемники, как, например, ADA LR-50, укомплектованы кронштейном для установки на рейку и батарейками. Это позволяет сэкономить на расходных материалах.

Мы предлагаем приемники луча, отражатели и мишени по всей России: Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Челябинск, Нижний Новгород и многие другие города с доставкой и гарантией, звоните! Узнать подробную информацию об условиях и стоимости доставки Вы можете у наших менеджеров.

В ходе ремонта или строительства не обойтись без переноса меток по стенам строго в горизонтальной плоскости. Удобнее всего для этого использовать лазерный уровень или нивелир, который выстроит нужную плоскость. Рассмотрим три варианта изготовления такого прибора при помощи лазерной указки.

Гибрид пузырькового уровня и лазерной указки

Идея заключается в усовершенствовании простого пузырькового уровня. Жестко закрепленная на корпусе уровня лазерная указка будет продолжением инструмента и позволит распространять метки на удаленные поверхности. Если же установить уровень на треногу и поворотную платформу, то получится весьма эффективный инструмент для переноса меток в одной плоскости.

Пузырьковый уровень (40–80 см).
Лазерная указка.
Отрезок резины, кусок жесткого поролона или пенопласта толщиной 4–5 мм, длиной 40 мм и шириной 15 мм.
Крепеж. Червячный хомут или нейлоновые стяжки 2,5х150 мм, 2–3 штуки.

Лучше модернизировать уровень с ручками в виде продолговатых отверстий посередине боковой грани. За них проще закрепить лазерную указку с помощью хомута или стяжек.

Выбор лазерной указки. Подойдет самая простая указка, главное, чтобы точка от указки не растекалась мутным пятном, а давала на достаточном удалении четкую круглую точку. Кнопка должна быть двухпозиционная, чтобы не нужно было все время держать ее нажатой.

Перед использованием лазерной указки может потребоваться ее фокусировка. Для этого открутите колпачок со стороны лазера. Под ним окажется корпус фокусирующей линзы. Если его аккуратно прокрутить на треть или четверть оборота пассатижами, то заметите, как меняется форма пятна от указки. Настройте так, чтобы точка была как можно меньше и правильней по форме на разных расстояниях.

Крепите указку на той грани, где находится основная вставка с пузырьком. Уложите вначале подложку из резины, плотного поролона или пластинки пенопласта. Поверх нее — лазерную указку, и затяните с помощью червячного хомута или нейлоновых стяжек.

1 — лазерная указка; 2 — резина; 3 — нейлоновые хомуты

Следует выставить луч строго параллельно грани уровня. Для этого положите инструмент на протяженную ровную поверхность, торец ровной половой доски или столешницу стола, приставленного к стене. Высота выходного отверстия указки должна равняться высоте точки над поверхностью опоры.

Если нет у уровня ручек и других подходящих отверстий, просверлите аккуратно сверлом 3 мм два отверстия под местом установки и закрепите два червячных хомутика с помощью оцинкованных шурупов 6х25 мм. Далее в них вложите прокладку и указку.

Если положить уровень на строго горизонтальной или вертикальной поверхности, то при повороте уровня вокруг оси получится перенести метки по стенам или потолку и полу.

Чтобы дополнительно усовершенствовать конструкцию, закрепите на треноге дощечку, пластиковую или металлическую пластину так, чтобы она могла проворачиваться на штативе.

Лазерный уровень на подвесе

Если подвесить любой массивный предмет за одну точку крепления на веревке или нитке, то он будет вращаться свободно только вокруг одной оси, направленной строго вниз. Закрепленная строго перпендикулярно лазерная указка будет очерчивать требуемую горизонтальную плоскость на всех граничных поверхностях.

В качестве основы подойдет деревянный брусок. Вкрутите в торцы ближе к одной и той же грани по одному шурупу, оставив торчать примерно 1 см. Привяжите к шурупам толстую нитку, желательно сапожную нить, которая слабо растягивается. Подойдет также тонкая медная проволока. Нить или проволока должна провисать и, если взять ее за центр, от верхней точки до бруска должно быть примерно 10 см или больше. К центру нитки привяжите бечевку или еще один кусок нитки, который будет закрепляться, например, за крюк для люстры в центре потолка.

Теперь осталось закрепить с помощью клея или нейлоновых стяжек к верхней грани бруса лазерную указку так, чтобы луч от нее отходил строго перпендикулярно, что проверяется с помощью пузырькового уровня.

Теперь длиной нитки, на которой крепится вся конструкция, добейтесь, чтобы точка от указки показывала на первую метку на стене. Если закрутить брус в одну сторону и вместе с ним нить подвеса, то при обратном раскручивании указка будет отчерчивать по стенам линию строго в горизонтальной плоскости с разбегом примерно 1–2 мм, чего вполне достаточно.

Полноценный уровень из остатков лазерного принтера и указки

Для тех, кто не ищет легких путей, потребуется:

лазерный блок от неработающего принтера;
лазерная указка;
моторчик от любой детской игрушки или из сломанного CD-привода;
резиновый пассик;
кнопка и батарейка на 9 В (крона); ;
шлицевая и крестовая отвертки;
паяльник с припоем.

Снимите крышку лазерного блока. Под ней обнаружится шестигранник или квадрат, закрепленный на шаговом приводе, криволинейная линза и зеркало, а также родной лазер. Однако последний выдает невидимый цвет, так что пойдет под замену на лазерную указку. Луч от лазера, попадая на боковые грани шестиугольника под углом, отражается в линзу, а после через зеркало в выходную щель. Шестигранник постоянно вращается и точка от лазера очень быстро прорисовывает линию, мерцание которой даже не бросается в глаза.

Управлять драйвером привода для зеркального шестигранника очень сложно. Куда проще закрепить сторонний привод и соединить его вал с шестигранником с помощью пассика.

Замерьте расстояние от оси шестигранника, на котором можно установить моторчик так, чтобы пассик был слегка натянутым. Получится сектор, по окружности проходящий по корпусу. Выберите место, в котором моторчик не будет мешать лучу лазера и его легко можно закрепить с помощью клея. При необходимости просверлите отверстие и установите моторчик, соедините его вал с осью шестигранника.

Демонтируйте родной радиатор с лазером и платой его драйвера. Закрепите лазерную линейку так, чтобы она светила в том же направлению.

Остается запитать мотор. Подсоедините последовательно моторчик, кнопку и батарейку крону. По желанию подключается и лазерная указка к той же батарейке, причем параллельно моторчику.

По бокам от выходной щели на корпусе лазерного блока фиксируются два шурупа или шпильки из проволоки 2,5 мм или более. К ним привязывается нить, и далее лазерным уровнем можно пользоваться, как в предыдущем варианте.

На видео вариант самодельного нивелира с использованием зеркала

Лазерный луч очень хорошо модулируется звуковыми колебаниями. Достаточно подключить модуль от лазерной указки к выходу низкочастотного усилителя и у вас получится готовый передатчик звукового сигнала по световому диапазону. Принять и преобразовать свет в звук способна любая солнечная батарея. Даже без усилителя достаточно подключить к ее выходу высокоомный наушник и вы услышите переданный звук по свету.

Понадобится

Схема

Представленную схему можно поделить на две части: слева приемник, справа передатчик. Звук от смартфона поступает на усилитель низкой чистоты. Далее поступает на лазерный диод. Колебания модулируют лазерный луч, который направлен на солнечную батарею. С нее сигнал идет на другой усилитель. Усиливается и поступает на динамические головки.

Собираем схему для передачи звука при помощи лазерного луча

Передатчик звука готов. Переходим к изготовлению приемника. Перемычкой соединяем входа каналом и припаяем к ним выход от солнечной батареи.

Испытание в действии

В итоге, в динамических головка слышен чистый отчетливый звук. Наглядно смотрите видео ниже.
В ночное время данной установкой возможно передать звук на расстояние до километра. Естественно все ограничивается мощностью лазерного модуля.

Смотрите видео

Читайте также: