Sistema de alarme de feixe de laser com bateria recarregável para laser: 10 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

Olá a todos … Chamo-me Revhead e este é o meu primeiro instrutível, por isso, fiquem à vontade para aconselhar-me e apontar áreas em que devo melhorar.

A inspiração para este projeto veio de Kipkay que postou uma versão semelhante (PROTEJA SUA CASA COM VIGAS LASER) Depois de olhar os comentários de seu instrutível, descobri que muitas pessoas estavam tendo problemas para fazê-lo funcionar e pensaram que havia algumas limitações para ele, então aqui estou, postando minha versão do sistema de alarme por feixe de laser que construí para o meu último ano de 12 anos em Engenharia de Sistemas. (Que chegou à lista curta para a EXEBITION TOP DESIGNS.) Assim que terminar de procurar, dê-lhe uma avaliação honesta, obrigado! Minha versão é diferente das seguintes maneiras; Eu tenho um painel solar para recarregar a bateria que alimenta o laser, um regulador de corrente para controlar o fluxo de corrente para a bateria, um circuito LDR (Light Dependent Resistor) diferente e um circuito de relé para que o alarme permaneça ligado assim que o feixe de laser for quebrado.

Etapa 1: peças de que você precisa

Abaixo você encontrará uma lista de materiais e componentes que você precisará para construir este instrutível, Um sistema de alarme de feixe de laser! Laser e unidade de bateria recarregável: - Célula solar capaz de qualquer lugar entre 6-12 Volts- Um apontador de laser que você pode puxar à parte (usei um vermelho barato, mas seria muito legal se você tivesse dinheiro para um verde) - Chip do regulador de corrente LM317T - Resistência apropriada para LM317T (será explicado mais tarde) - Uma bateria recarregável de 3 volts (eu tenho a minha de um telefone sem fio antigo) (a bateria não precisa ser de três volts, isso só o que meu laser precisava, escolha uma bateria que seja adequada ao seu laser) - Alguns interruptores - Equipamento de solda - Braço flexível ajustável para apontar o laser (opcional mas vale a pena) - Cola Quente - Envoltório Retrátil - Caixa de Projeto Pequeno - Conector de Crimpagem LDR e Unidade de Alarme: - LDR- 10K (10.000 Ohms), Resistor Variável - 10K (10.000 Ohms), resistor - Transistor NPN (eu usei um tipo 2N3904 mas qualquer deve funcionar) - LED (eu usei Verde) - resistor de 510 Ohm- A Sma ll Reed Relay (eu usei um 5 Volt DC) - 2K2 (2, 200 Ohm) resistor - 120 Ohm resistor - Buzzer 6-12 Volts irá funcionar - Um Segundo Transistor (obrigado a Collard41 que esclareceu que este é de fato um NPN transistor) - Alguns interruptores - Duas baterias de 9 volts Parece muito e parece difícil, mas realmente não é, vou guiá-lo passo a passo e da melhor maneira que puder.

Etapa 2: os esquemas

Agora, antes de deixar você começar a soldar seus componentes e fazer seus PCBs personalizados e outras coisas, aconselho que você faça um protótipo de tudo em uma placa Bread. Levei muito tempo para discar todos os componentes e ainda mais para fazê-los funcionar juntos porque precisei fazer muita engenharia automática e também porque não posso dizer exatamente qual transistor usar no LDR e unidade de alarme. Desculpa.

De qualquer forma, este é o primeiro esquema e de longe o mais simples. A única parte confusa é escolher o resistor correto para usar com seu LM317T e sua bateria recarregável escolhida. Explicarei como fazer isso na próxima etapa, na verdade é muito fácil.

Etapa 3: escolha do resistor correto para trabalhar com o seu LM317T

Agora, isso é importante se você for usar uma bateria recarregável e um painel solar, se não você pode pular esta etapa, mas se for, leia com atenção. Ok, uma bateria recarregável conectada a um painel solar sempre recarregará enquanto o painel solar está produzindo mais voltagem do que o valor da bateria. Por exemplo, minha bateria de 3,6 volts recarrega desde que a voltagem seja de 4 volts ou mais. Meu painel solar produziu saudáveis 10 Volts, isso é bom; Não preciso me preocupar em não ter voltagem suficiente. Preciso ter cuidado com a corrente. Muita corrente carregará a bateria muito rapidamente, mas causará superaquecimento e matará sua bateria rapidamente. Pouca corrente e sua bateria carregará extremamente devagar ou nem carregará. Uma regra geral é que o fluxo de corrente ideal que você deve tentar manter é 10% da saída de corrente da bateria. Por exemplo, minha bateria era de 850mA / H (850 miliamperes por hora). Portanto, 10% de 850 é… 850/10 = 85. Neste caso, o número mágico é 85mA. Queremos que nosso painel solar produza uma potência de não mais que 85mA por hora. Para fazer isso, precisamos escolher um resistor que funcionará com o chip LM317T que nos dará esse nível de controle. Para fazer isso, precisamos desta mesa: Observe a quarta imagem da mesa. Você pode precisar visualizá-lo em tamanho real para vê-lo claramente. O que você faz é encontrar seu valor atual mágico de 10% e combiná-lo com o valor atual mais próximo na tabela (linha inferior), em seguida, olhar para o valor acima e que lhe dará um valor de resistor. É esse valor do resistor que fornecerá o fluxo de corrente de que você precisa. No meu caso, o valor mais próximo da tabela que correspondeu ao meu foi 83,3 mA. Acima disso está 15 Ohms. Foi assim que obtive o valor do meu resistor. Você pode obter o mesmo ou um diferente, tudo depende da bateria que você usa. Se precisar de ajuda com isso, basta me enviar uma mensagem ou deixar um comentário e eu responderei o mais rápido possível.

Etapa 4: Esquemáticos Parte 2, o LDR e o circuito de alarme

Este esquema é muito maior e contém muito mais componentes do que o primeiro. O que vou fazer é dividi-lo em duas metades e explicar como cada uma funciona. Se você tem experiência em montar esquemas, fique à vontade para pular para a imagem do esquema final, onde você pode começar a montar imediatamente.

Para aqueles que desejam mais ajuda, prossiga para a próxima seção, onde explicarei a primeira parte do esquema, a parte do LDR. Para quem deseja apenas iniciar a montagem, um esquema do produto final encontra-se na imagem abaixo.

Etapa 5: primeira metade do grande esquema, o sensor LDR

A primeira metade é a parte do circuito que detecta se o laser está ou não no LDR. A sensibilidade pode ser ajustada com o resistor variável de 10K. O único conselho que posso dar é apenas brincar com o resistor variável porque os níveis de luz variam dependendo de onde você o coloca. Configure esta metade do circuito em uma placa de pão, mas deixe o relé de fora, nós vamos substitua o relé por um LED por enquanto. DICA: configurei o meu o mais sensível que pude; Em seguida, usei um spray tubular pintado de preto para encobrir o LDR e protegê-lo do excesso de luz. Dessa forma, tudo o que preciso fazer é apontar o laser para baixo do tubo e posso ter certeza de que nenhuma luz além da luz do laser alcançará o LDR. Antes de você ligar o relé, mostrei um LED em meu esquema. Usar o LED permite que você veja visualmente o LDR funcionando e sua sensibilidade. É assim que você deve discar. Brinque com o resistor variável para que o LED acenda na escuridão quase completa. Ao ligar as luzes, o LED deve desligar. Se você conseguir fazer isso, você está indo na direção certa. Em seguida, chame um membro da família, amigo ou, se você puder cuidar de si mesmo, coloque sua mão em concha sobre o LDR, não o cubra completamente e aponte o laser no LDR. Você deve configurá-lo de forma que o LED fique completamente desligado quando o laser estiver no LED. Quando você remove o laser do LDR que ainda está em sua mão, o LED deve acender intensamente. Isso significa que você configurou a sensibilidade correta. Para um teste final, se você for proteger seu LDR com um tubo (eu recomendo), coloque seu LDR nele, alinhe o laser e você verá que o LED está desligado. Percorra o laser e o LED deve acender. A próxima etapa é livrar-se do LED e substituí-lo por um relé, mas ainda não !! É melhor entender o que está acontecendo na segunda metade do circuito, o que é explicado na próxima etapa.

Etapa 6: Segunda metade do esquema final, o alarme

O objetivo principal desta metade do esquema é substituir um piso de design que notei na versão do kipkay, sem ofensa cara; A propósito, eu realmente amo o seu trabalho, incrível !! De qualquer forma, o problema era que quando o alarme disparava no kipkay's, ele só ficava ligado por um breve momento depois que o laser era restaurado ao LDR. Isso porque tudo o que ele tinha para ligá-lo era um capacitor.

Queria que meu alarme permanecesse ligado mesmo depois que o laser fosse restaurado no LDR, e foi isso que fiz. Como funciona é o transistor (não sei de que tipo, acho NPN, pros me ajudem por favor) mantém o circuito aberto. Uma vez que os contatos um e dois (consulte o diagrama para entender do que estou falando) fazem contato, eles acionam o transistor para permitir que o fluxo de corrente passe, este fluxo de corrente por sua vez mantém o transistor aberto, o que significa que ele não fecha o circuito (mantendo o alarme ligado) até que alguém fisicamente aperte um botão para reiniciá-lo / desligá-lo. Os contatos 1 e 2 são fechados usando o relé de que falei anteriormente. Com o LED do primeiro circuito substituído pelas bobinas do relé, quando o LDR detectar que o feixe de laser foi interrompido, a corrente fluirá para as bobinas do relé. Essas bobinas geram um campo magnético que fecha a chave reed dentro do relé. Este interruptor reed é contactado para os contatos 1 e 2, fechando-os que ativará o alarme. Agora o alarme permanecerá ligado porque tem uma fonte de alimentação própria. Muito confuso, nem sei se entendi bem, mas funciona, e funciona muito bem !!

Etapa 7: agora junte tudo

Para aqueles de vocês que acompanharam todo o processo, eu os parabenizo porque há muitas informações que parecem esmagadoras, mas realmente não são. Eu poderia ter encurtado e não explicado as coisas, mas eu queria porque há muitas pessoas que fazem ótimos instructables e dedicam muito tempo a eles. Isso, em última análise, torna-o instrutível muito mais amigável para as pessoas usarem. Queria seguir os passos das teses que me ajudaram com seus instructables, por isso farei um esforço para responder a todas as suas dúvidas, sugestões e ansioso para receber algumas dicas e conselhos sobre melhorias. De qualquer forma, só quero enfatizar que é importante testar todo o sistema em uma placa de pão primeiro, então você pode soldar tudo e fazer placas de circuito impresso personalizadas e tudo o mais. Comece com a unidade de laser e depois trabalhe no circuito maior e mais complexo. Assim que terminar, você pode fazer modificações e colocá-las nas caixas do projeto para torná-las realmente limpas e organizadas. Mostrarei a você como fica meu produto final nas próximas etapas. Essa é a aparência de meus invólucros de laser e alarme depois de juntá-los: https://www.youtube.com/watch? V = kxvch0Lu3os

Etapa 8: Como faço para montar a unidade de laser

Foi assim que montei e apresentei minha unidade de laser. Descobri que apenas colocar o laser na caixa tornava muito difícil apontá-lo para o LDR da segunda unidade. Então, eu separei uma tocha velha que eu tinha que usava um braço flexível para que você pudesse apontar a luz pelos cantos. Salvei o braço flexível e passei todos os fios do laser pelo tubo flexível, colei o laser a quente na ponta do braço, cobri o laser com filme plástico para esconder a cola quente e montei na caixa.

Acho que funciona muito melhor dessa forma e adiciona outro grau de avanço. Eu também usei um botão liga / desliga para o laser; mais alguns interruptores para carregar o laser e usei um conector de crimpagem para que eu pudesse fazer meus próprios soquetes para o painel solar. Isso me permitiu remover o painel solar quando eu não precisava mais dele. Ah, e uma última observação sobre esta unidade de laser. Como estamos fazendo com que o painel solar carregue a bateria com 10% da capacidade da bateria, levará 10 horas para carregar completamente a pleno sol. O que é muito bom?

Etapa 9: Como eu monto o LDR e a unidade de alarme

Esta caixa é consideravelmente maior porque eu tive que encaixar duas baterias de 9 volts e um alarme bem grande. Tirei o LED do lado do LDR do circuito porque não é necessário, mas mantive o LED do lado do alarme porque deve estar lá. Montei na caixa para que acendesse quando o alarme fosse ativado. Ele também atua como um indicador improvisado de bateria fraca. Se o LED acender mas o alarme não soar, sei que a bateria deve estar fraca. O alarme que usei também tinha a função de fazer um som pulsante em vez de um único tom que era legal e também me permite ter algum controle sobre o volume do alarme. O alarme que escolhi é avaliado em muito alto 120Db a 12 volts, mas estou usando apenas uma bateria de 9 volts e apenas 6 desses volts chegam ao alarme, então estou ouvindo cerca de 60Db, que é muito alto com a bateria cheia. O interruptor no canto superior esquerdo liga a metade do circuito do LDR e o da extrema direita liga / redefine o alarme. Você também pode ver o que eu quis dizer ao usar um tubo como escudo de luz para o LDR. funciona muito bem e permite que o sistema seja muito sensível.https://www.youtube.com/watch? v = kxvch0Lu3os & feature = channel_pageNão posso lhe dar uma explicação passo a passo de como soldar tudo porque existem tantas possibilidades além disso, eu não tirei nenhuma foto ou vídeo de minha soldagem de todos os componentes. Enfim, dê uma olhada nas fotos para ver mais de perto.

Etapa 10: Possíveis Melhorias e Comentários de Fechamento

Bem, é isso. Você deve ter todas as informações de que precisa para fazer seu próprio LASER BEAM ALARM SYSTEM by revhead… me!

algumas melhorias / modificações possíveis que podem ser feitas para isso são; um indicador de status da bateria pode ser adicionado à bateria recarregável que alimenta o laser; um corte automático do painel solar para que, quando a bateria atingir a carga total, o painel solar pare automaticamente de carregar a bateria; um laser verde é muito mais confiável, mais estável, mais brilhante e viaja por distâncias maiores do que os baratos vermelhos que usei, além de serem muito legais; um conversor de tensão DC pode alimentar o LDR e os circuitos de alarme, eliminando a necessidade de duas baterias de 9 volts; e você poderia equipar isso a um microcontrolador e alguns servos que disparariam uma pistola de ar comprimido / paintball em toda a área quando o feixe de laser for acionado! Não tenho as habilidades, o conhecimento ou o equipamento para fazer isso, mas se alguém fizer isso, por favor, me avise. De qualquer forma, isso é meu instrutivo sobre como construir um SISTEMA DE ALARME DE FEIXE LASER. Espero ter sido muito claro e completo em minha explicação, embora tenha certeza de que muitas pessoas precisarão ler duas vezes para entendê-la, porque pode ser confuso. Se você tiver alguma dúvida, sugestão, dica ou sugestão, por favor, não hesite em deixar um comentário ou enviar uma mensagem pessoal. Farei um esforço sólido para responder a cada uma delas. Felicidades e construção feliz !!