Hệ thống an ninh laser

Hệ thống an ninh dựa trên laser là một loại hệ thống an ninh và báo động sử dụng ánh sáng laser và cảm biến ánh sáng. Một hệ thống an ninh laser bảo vệ nhà cửa, văn phòng, ngân hàng, tủ khóa của chúng tôi, vv khỏi sự xâm nhập và truy cập trái phép. Có nhiều loại hệ thống bảo mật khác nhau và hệ thống bảo mật dựa trên laser là một loại quan trọng và hiệu quả.

Hệ thống bảo mật Laser có thể hoạt động như một hệ thống độc lập, tạo ra âm thanh hoặc tiếng ồn khi phát hiện bất kỳ hoạt động bất thường nào hoặc có thể là một phần của hệ thống tự động hóa và bảo mật gia đình lớn hơn nhiều, có thể gửi tin nhắn, gọi cho chủ sở hữu, v.v.

Trong dự án này, chúng tôi đã thiết kế một hệ thống bảo mật dựa trên nền tảng DIY đơn giản, hoạt động như một bộ ba giống như hệ thống bảo mật và kích hoạt báo động khi laser bị gián đoạn.

CẢNH BÁO: Chúng tôi đã sử dụng một con trỏ laser trong dự án này. Tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng laser trên mắt có thể rất nguy hiểm. Mặc dù nó là laser công suất thấp, tránh tiếp xúc trực tiếp với laser.

Sơ đồ mạch laser an ninh

Thành phần cần thiết

• LM58 (Op – IC IC)
• NE555 (IC hẹn giờ)
• LDR
• Điện trở 3 x 10 KΩ (1/4 watt)
• 220 Điện trở (1/4 watt)
• 10 KΩ Potentiometer
• BC547 (Transitor NPN)
• Buzzer nhỏ
• Tụ 100 nF (Tụ loại đĩa gốm – Mã 104)
• Nút ấn
• Con trỏ laser
• Pin 9V
• Kết nối dây
• Breadboard (Bảng mẫu)

Mô tả các linh kiện điện tử cần có.

Con trỏ laser

Con trỏ Laser hoạt động như nguồn ánh sáng chính trong dự án này. Chúng tôi đã sử dụng một con trỏ laser nhỏ với công suất đầu ra dưới 1mW. Con trỏ laser phát ra ánh sáng đỏ và bước sóng của đầu ra laser nằm trong khoảng từ 630 nm đến 680nm.

LDR (Điện trở phụ thuộc ánh sáng)

LDR hoạt động như một cảm biến ánh sáng trong dự án này. Khi cường độ ánh sáng rơi vào LDR tăng, điện trở của LDR giảm và ngược lại. LDR được sử dụng kết hợp với laser để tạo thành cảm biến ánh sáng và nguồn.

NE555 (IC 555)

IC 555 là IC định thời chính xác cung cấp độ trễ thời gian hoặc dao động. IC Timer có ba chế độ hoạt động: Astable, Monostable và Bi-ổn định. Trong dự án này, chúng tôi sẽ sử dụng IC 555 ở chế độ Bi-ổn định.

LM58 (OP – Ampe)

LM58 là một IC khuếch đại hoạt động kép và nó có khả năng hoạt động trong tất cả các mạch khuếch đại hoạt động thông thường. Trong dự án này, LM58 được sử dụng làm Công cụ so sánh.

Xem thêm bài IC là gì để biết thêm chi tiết

Thiết kế mạch laser chống trộm

Thiết kế của mạch hệ thống an ninh laser rất đơn giản. Chúng ta sẽ thấy thiết kế của mạch trong phần này và trong phần giải thích làm việc, chúng ta sẽ thấy hoạt động của các thành phần riêng lẻ.

Đến với thiết kế của mạch, đầu tiên, LDR và ​​điện trở 10 K are được kết nối theo kiểu chia điện áp và đầu ra của nó (điểm chung) được kết nối với chân 3 (không đảo ngược) của IC Op-amp LM58 .

Đối với thiết bị đầu cuối đảo ngược (chân 2), kết nối cần gạt của chiết áp 10 KΩ (hai thiết bị đầu cuối khác của POT được kết nối với VCC và GND).

Đầu ra của Op – Amp (Chân 1) được kết nối với đế của bóng bán dẫn (BC547) thông qua một điện trở.
Chân kích hoạt của 555 (Chân 2) được kéo lên cao bằng điện trở 10 KΩ.

Chân đặt lại (chân 4) của 555 được kết nối với VCC thông qua điện trở 10 KΩ và nút ấn được kết nối giữa Chân 4 của 555 và GND. Một tụ điện bypass 100 nF được kết nối giữa các chân 5 và GND. Một còi được kết nối với chân 3 của 555 IC.

Phần còn lại của kết nối được hiển thị trong sơ đồ mạch.

Cách hoạt động của hệ thống chống trộm laser

Một hệ thống an ninh dựa trên laser đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả được phát triển trong dự án này. Hãy cho chúng tôi xem hoạt động của dự án này.

Đầu tiên, mạch Op – Amp hoạt động như một bộ so sánh tức là nó so sánh các điện áp ở các cực đảo ngược và không đảo và tạo ra một đầu ra tương ứng.

Bộ chia điện áp LDR – 10 KΩ được kết nối với thiết bị đầu cuối không đảo của OpTHERAmp và POT được kết nối với thiết bị đầu cuối đảo ngược.

Giả sử, con trỏ laser được đặt trực tiếp theo đường ngắm tới LDR và ​​ánh sáng từ laser liên tục xảy ra trên LDR.

Trong tình huống này, điện trở của LDR giảm xuống vài Ohms (hoặc hàng chục Ohms) và kết quả là điện áp ở cực không đảo sẽ thấp hơn điện áp nghịch đảo. Đầu ra của OpTHERAmp thấp và bóng bán dẫn TẮT.

Nếu ánh sáng laser bị chặn bởi kẻ xâm nhập rơi vào LDR (ngay cả trong một khoảng thời gian nhỏ), điện trở của LDR sẽ giảm xuống vài trăm Ohms và kết quả là, đầu ra của OpTHERAmp sẽ CAO. Điều này sẽ bật Transitor.

Khi đầu ra của bóng bán dẫn được kết nối với Chân kích hoạt (Chân 2) của IC hẹn giờ 555, nếu bóng bán dẫn được BẬT, chân kích hoạt sẽ có xung thấp ngắn và kết quả là đầu ra của 555 trở nên CAO. Điều này sẽ kích hoạt báo động bằng cách BẬT chuông.

Vì, IC hẹn giờ 555 được cấu hình là Bộ đa năng ổn định Bi, một xung kích hoạt thấp hoạt động nhỏ ở chân kích hoạt sẽ đặt đầu ra của nó thành CAO và để đặt lại, chúng ta cần nhấn nút đặt lại.

Cho đến khi nhấn nút ấn thiết lập lại, báo thức sẽ tiếp tục do đó, chúng ta có thể đặt nút đặt lại ở một vị trí bí mật để chỉ chủ sở hữu mới có thể tắt báo thức.

Ưu điểm

• Mạch, xây dựng và thiết lập cho Hệ thống An ninh Laser rất đơn giản.
• Nếu được sử dụng với pin, hệ thống an ninh laser có thể hoạt động ngay cả khi mất điện.

Nhược điểm

• Hệ thống an ninh laser chỉ hoạt động nếu tia laser bị tắc nghẽn. Nếu kẻ xâm nhập đi qua mà không cản trở tia laser, nó được coi là một thất bại.
• Để đảm bảo một khu vực rộng lớn hơn, chúng ta cần nhiều laser hơn và các cảm biến tương ứng.

Các ứng dụng

• Hệ thống An ninh Laser có thể được sử dụng trong các tủ khóa an toàn trong nhà của chúng tôi, trong đó ngay cả khi mã khóa bị khóa, nó vẫn hoạt động như một lớp bảo mật bổ sung.
• Ngoài các hệ thống an ninh, thiết lập dựa trên laser này cũng có thể được sử dụng để kiểm tra xem vật nuôi hoặc em bé có vượt qua một ranh giới nhất định hay không.

Mời xem Diode laser là gì? Cấu tạo của laser diode? Cách sử dụng điốt laze