Лазерные датчики на пересечение луча

Содержание

1 Лазерные датчики: что это такое, принцип работы, виды, для чего используются
- 1.1 Виды и характеристики лазерных датчиков
- 1.2 Где используются лазерные датчики
2 Лазерные датчики на пересечение луча

Лазерные датчики: что это такое, принцип работы, виды, для чего используются

Основу работы лазерного датчика составляет триангуляционный принцип – измерение расстояния до любого объекта с помощью треугольника. Приемник излучает лазерный луч с высокой параллельностью пучка – он попадает на поверхность и отражается от нее под определенным углом в зависимости от расстояния до объекта. Поверхность подавляющего большинства предметов шершавая – на ней имеется множество бугорков, поэтому луч отражается от этих неровностей и попадает в приемник. Исключение составляют только полностью зеркальные поверхности – они идеально гладкие, поэтому луч отражается обратно к излучателю в соответствии с физическими законами.

Отраженный от поверхности предмета луч попадает на приемник. Фотодиодная линия снабжена интегрированным микроконтроллером – он принимает и считывает информацию, и на основе луча определяет размеры объекта и его положение в пространстве. Полученные данные конвертируются в нужное значение выходного тока, в результате запускается определенный механизм срабатывания.

Фотодиодная линия приемника подавляет интерферирующие отражения лазерного луча, в результате данные измерения оказываются максимально точными. Датчик определяет расстояние до объекта, оценивает его размеры, и на базе полученной информации срабатывает установленный автоматический механизм. Он может запускать звуковую и световую сигнализацию, вызывать охрану к месту срабатывания и т.д.

Промышленные оптические дальномеры используют принцип измерения времени пролета луча. Они оценивают время от момента излучения до момента приема луча, и ввиду этого параметра определяется расстояние до предмета. Фазовые датчики способны работать на большом расстоянии, но по точности измерений они уступают триангуляционным.

Виды и характеристики лазерных датчиков

На любом охраняемом объекте устанавливается несколько датчиков на разных уровнях – они одновременно фиксируют перемещение постороннего объекта, что позволяет точно оценить его природу. Чтобы избежать ложных срабатываний, система не реагирует на кратковременное затемнение – лазер не сработает из-за падающего листа или другого мелкого объекта. При этом на серьезную угрозу датчик будет срабатывать мгновенно.

Охранные датчики могут устанавливаться на большом расстоянии друг от друга и от приемника. Точность измерения сохраняется на расстоянии до 200 метров, что позволяет с небольшими затратами обеспечить охрану всего периметра.

Наиболее распространенная разновидность – датчики фазового типа. Они способны оценивать не только расстояние до предмета, но и его форму и размеры. Это делает их особенно удобными при установке охранных сигнализаций. При выборе такого оборудования необходимо обращать внимание на следующие параметры работы:

Измерительный диапазон. Чем он больше, тем более эффективным окажется датчик, однако и стоимость такого оборудования будет выше.
Точность измерений. Благодаря точности определения угла отражения микроконтроллером, датчик способен до сантиметра оценить расстояние до предмета.
Формат выходного сигнала, который микроконтроллер отправляет для дальнейшего реагирования.
Диапазон рабочей температуры. Датчики можно подобрать для установки в помещениях и на открытом воздухе.
Габаритные размеры. Система безопасности должна быть эффективной, но максимально незаметной.

Датчики принято делить на несколько видов в зависимости от цели использования. Выделяют датчики перемещения для определения постороннего проникновения, датчики расстояния, смещения и т.д. Все они работают по общим принципам.

Где используются лазерные датчики

Лазерные датчики перемещения и расстояния широко востребованы в автоматизированных охранных системах. Лучи могут проходить в коридорах, на территории, в проходных зонах, дверных проемах и не только. Как только система зафиксирует пересечение лазерного луча, микроконтроллер определит размеры объекта и расстояние до него, при выявлении угрозы он отправит сигнал на пульт охраны и запустит сигнализацию. Высокая точность измерений позволяет уменьшить число охранников – периметр будет постоянно под контролем, и даже небольшой объект не сможет остаться незамеченным.

Однако лазерные датчики востребованы не только в охранной сфере. Возможность точно измерить расстояние бесконтактным способом используется во многих промышленных и иных отраслях:

Деревообработка и металлообработка. С помощью лазерных датчиков на станках контролируется линия отреза заготовок – это позволяет идеально обрабатывать детали и не допускать отклонений от чертежа.
Строительство. Измерения с помощью датчиков точно показывают расстояние от одной точки до другой, что необходимо при проектировании и переносе проекта на местность.
Различные отрасли производства. Лазерные датчики определяют положение предметов на конвейерной ленте, оценивают наполненность различных емкостей и выполняют многие другие функции.
Определение габаритов предметов в различных целях. Лазер позволяет на расстоянии оценить длину, ширину, высоту, толщину объекта с точностью до миллиметра.

При выборе датчика для определенного варианта использования необходимо учитывать особенности его эксплуатации, температурный диапазон, дальность расстояния и другие параметры. Такое оборудование выпускается десятками производителей.

Источник: https://techtrends.ru/resources/articles/lazernye-datchiki/

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.

Учитывая большую стоимость сигнализации на основе лазерных датчиков их «заводские версии» применяют в первых двух случаях. Для частных коттеджей и квартир лазерный детектор движения можно сделать и собственноручно.

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.

Принцип функционирования одинаков, что в «заводских» лазерных датчиках, что в тех, которые были созданы своими руками.

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

Схема лазерного датчика движения

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.

Читайте также Датчики АПС какие бывают?

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

Собрать датчик движения на основе лазера является достаточно простой задачей. Для реализации такого проекта достаточно небольших финансовых вложений, которые позволят на выходе получить элемент сигнализации, которая в «заводском» исполнении стоит достаточно больших денег.

По функциональности самодельный лазерный датчик практически не уступает тому, который сделан в производственных условиях. Отличием самодельного датчика является возможность его простой модернизации.

Меняя мощность лазера, и используя отражатели в виде зеркал, можно формировать лазерные ловушки, которые будут покрывать всю площадь охраняемого объекта.

Источник: https://bezopasnostin.ru/ohrannaya-signalizatsiya/lazernyj-datchik-svoimi-rukami.html

Лазерные датчики: что это такое, принцип работы, виды, для чего используется

Современные системы безопасностиустанавливаются на жилых,коммерческих и промышленных объектах. Их задача – моментально выявить постороннюю активность и запустить определенный механизм реагирования – включение сигнализации, вызов охраны и т.д. Важным компонентом охранных систем стали лазерные датчики – высокоточные приборы, способные выявить движение и с высокой точностью определить размеры объекта. Они имеют небольшие габариты и потребляют минимум энергии, при этом обеспечивают надежную защиту от вторжения посторонних.

Принцип работы и особенности

Поверхность подавляющего большинства предметов шершавая – на ней имеется множество бугорков, поэтому луч отражается от этих неровностей и попадает в приемник.

Исключение составляют только полностью зеркальные поверхности – они идеально гладкие, поэтому луч отражается обратно к излучателю в соответствии с физическими законами.

Источник: https://rutd-ksk.com/lazernye-datchiki-na-peresechenie-lucha/