از مهم ترین نگرانی های مربوط به یک ساختمان، حال چه مسکونی باشد و چه اداری، امنیت آن است. با توجه به این مسئله نمونه های بسیاری از سیستم های دزدگیر در بازار موجود بوده که از تکنولوژی های متعددی مانند سنسورهای مادون قرمز، سنسورهای حرکتی، سنسورهای التراسونیک (فرا صوتی)، سنسور های لیزری و نمونه های دیگر برای تشخیص دزد استفاده می کنند.
در گذشته نمونه های دیگری از سیستم های هشدار امنیتی مانند سیستم دزدگیر ساده منزل با استفاده از سنسور تشخیص حرکتی PIR ساختیم. در این آموزش ساخت مدار می خواهیم یک سیستم دزدگیر لیزری، که از یک نور لیزر و یک دریافت کننده نور لیزر تشکیل شده بسازیم که وقتی کسی از میان آن عبور کند فعال شده و زنگ هشدار را به صدا در می آورد.
قطعات مدار دزدگیر لیزری
آی سی LM358
آی سی زمان سنج 555 (555 timer)
نور لیزر
مقاومت های 150 اهم و 10 کیلواهم
پتانسیومتر 10 کیلواهم
خازن 220 میکروفاراد
مقاومت LDR
برد بورد
باتری 9 ولت و سری مخصوص آن
ال ای دی
شماتیک مدار دزدگیر لیزری و توضیحات آن:
در این نوع مدار دزدگیر ما از یک آی سی مقایسه کننده دوگانه (LM358) برای مقایسه ولتاژهای دریافتی از مقاومت LDR استفاده می کنیم. این مقایسه کننده در حالت غیر وارونگر تنظیم شده و یک پتانسیومتر 10 کیلواهمی به پایه غیر وارونگر آن متصل است. از یک مقاومت LDR برای تشخیص نور و یا نور لیزر با توجخ به گره زمین و با استفاده از یک مقاومت 10 کیلواهمی استفاده شده است. همچنین گره بین مقاومت LDR و مقاومت 10 کیلواهمی مستقیما به پایه وارونگر مقایسه کننده متصل شده است. یک ال ای دی قرمز در پین خروجی مقایسه کننده که نشانگر تشخیص دزد است قرار داده ایم و یک مولتی ویبراتور مونو استابل نیز برای فعال کردن بازر (قطعه مربوط به تولید صدای هشدار) و ال ای دی برای یک بازه زمانی مشخص استفاده کرده ایم. همچنین از یک باتری 9 ولتی برای تغذیه مدار فوق بهره گرفته ایم. علاقمندان به یادگیری مباحث پیشرفته الکترونیک میتوانند در دوره های آموزش رباتیک چالیک شرکت نمایند.
نحوه کارکرد مدار فوق:
در این مدار ولتاژ مرجع مقایسه کننده را با استفاده از پتانسیومتر تنظیم می کنیم، این تنظیم ولتاژ در واقع حساسیت مدار مارا مشخص می کند؛ همانگونه که گفتیم مقایسه کننده در حالت غیر وارونگر قرار دارد.
در این سیستم مقاومت LDR و لیزر در رو به روی یکدیگر قرار داشته و نور لیزر طوری تنظیم شده که دائما بر روی LDR بتابد. با توجه به این قضیه ما ولتاژ ثابتی بر روی گره غیر وارونگر خواهیم داشت و مقایسه کننده با مقایسه این ولتاژ با ولتاژ مرجع در خروجی مقدار یک منطقی (سطح بالای ولتاژ) را به ما نشان می دهد. قبل از این کار ما آی سی زمان سنج 555 را در حالت مونواستابل قرار داده ایم که این کار سبب می شود زمانی که به پایه تحریک آی سی سطح ولتاژ 0 منطقی (سطح پایین ولتاژ در یک پالس) اعمال شود، این آی سی، ال ای دی و بازر را برای مدت مشخصی به کار بیاندازد. در نتیجه این کار خروجی، مقایسه کننده را باید به پایه تحریک آی سی 555 متصل کنیم.
زمانی که لیزر به طور مداوم در حال تابش بر روی مقاومت LDR است خروجی مقایسه کننده سطح 1 منطقی بوده و بازر و ال ای دی غیر فعال هستند. زمانی که شخصی از مسیر لیزر عبور کند (تابش لیزر بر روی LDR قطع شود) با توجه به حساسیت مقاومت LDR به نور ولتاژ متفاوتی در طرفین مقایسه کننده تولید خواهد شد که این مسئله سبب می شود تا مقایسه کننده سطح ولتاژ 0 منطقی را در خروجی خود تولید کند، این سطح ولتاژ 0 منطقی زمان سنج 555 یک تحریک 0 دریافت کرده و بازر و ال ای دی مارا برای مدت مشخصی که تعیین کننده آن (تعیین کننده بازه فعالیت بازر و ال ای دی) مقاومت R1 و خازن C1 در مدار زمان سنج 555 هستند، فعال می سازد.
قطعه اصلی این مدار مقاومت LDR است که روشنایی و تاریکی را می تواند تشخیص دهد. LDR یک مقاومت وابسته به نور بوده که میزان مقاومت آن با توجه به شدت تابش نور می تواند تغییر کند. زمانی که نور به سطح این مقاومت بتابد، مقاومت آن کاهش یافته و زمانی که نوری به آن نتابد (کاهش شدت نور داشته باشیم) مقاومت آن افزایش چشمگیری پیدا می کند.
زمان محاسبه شده در آی سی زمان سنج 555 در حالت مونواستابل با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود (T نماد بازه زمانی است) :
T = 1.1 R1 * C1
که در این فرمول T مقدار زمان بر حسب ثانیه، R1 مقاومت به واحد اهم، C1 خازن با واحد فاراد می باشند.
برای ساخت این پروژه ما از یک لیزر اسباب بازی کوچک استفاده کرده ایم