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Barriera laser 1/2

Barriera laser progetto open source

Barriera laser - un sottile fascio di luce laser per creare un’invisibile barriera protettiva lungo il perimetro di una casa, di un campo, di un recinto o di un macchinario pericoloso. Grazie alla limitata divergenza del fascio, il sistema ha una portata di alcune centinaia di metri.

Questo progetto è nato dall’esigenza di un affezionato lettore che ci ha scritto nella speranza di risolvere un suo particolare problema. Il piccolo frutteto coltivato dal signor Gianni ed adiacente alla sua casa era spesso oggetto di devastanti razzie notturne da parte di ignoti. Nonostante alcune notti insonni trascorse a vegliare sulla sua proprietà, non era mai riuscito a cogliere sul fatto nessuno. Per questo motivo il signor Gianni si era rivolto a noi chiedendoci se era possibile installare un impianto di allarme che segnalasse la presenza dei ladri all’interno del frutteto. Ritenendo che un circuito del genere potesse interessare molti altri lettori, ci siamo messi subito al lavoro e dopo aver scartato numerose soluzioni (troppo complesse o poco affidabili) abbiamo deciso di circondare il campo con una barriera luminosa. Essendo il perimetro di oltre 200 metri, siamo stati costretti ad utilizzare un fascio laser (anche se di debole potenza); con quattro specchietti opportunamente piazzati in prossimità degli angoli, abbiamo fatto tornare il fascio al punto di partenza e con un fotosensore ne abbiamo rilevato la presenza.

L’impianto è stato installato dal signor Gianni ad un’altezza dal suolo di circa 1 metro per evitare falsi allarmi dovuti alla presenza di gatti o cani.

Sicuro del fatto suo il signor Gianni non ha più passato notti insonni. Non solo: dopo una decina di giorni il dispositivo ha segnalato la presenza di qualcuno all’interno del frutteto dando la possibilità al proprietario di cogliere sul fatto i ladruncoli responsabili delle razzie notturne. Questa non è che una delle tante possibili applicazioni della barriera laser da noi realizzata per il signor Gianni, barriera descritta ora anche su queste pagine. Infatti, oltre che negli impianti antifurto ed antintrusione, questo dispositivo può essere utilizzato anche nei sistemi di sicurezza. Se ad esempio, un macchinario effettua una lavorazione pericolosa e nessuno deve avvicinarsi, è possibile creare intorno alla zona pericola una barriera protettiva che segnali la presenza di estranei o che addirittura blocchi il funzionamento della macchina.

Come accennato poc’anzi, il prototipo da noi realizzato utilizza un generatore laser allo stato solido da 670 nm completo di sistema ottico; un puntatore insomma, facilmente reperibile in commercio ad un costo di circa 150 mila lire. In questa applicazione l’impiego di un fascio laser a luce visibile è indispensabile per poter effettuare in poco tempo una corretta installazione del sistema di riflessione. A questo punto qualcuno si domanderà quale garanzia possa offrire un fascio di luce visibile in un impianto antifurto o antintrusione. Nessuna paura, in condizioni normali di visibile c’è solo la proiezione del puntatore ovvero il puntino rosso mentre la barriera è assolutamente invisibile. Fatta questa precisazione, occupiamoci subito del circuito.

Barriera Laser - Schema Elettrico

Il circuito viene normalmente alimentato dalla tensione di rete ma dispone anche di una batteria in tampone che interviene automaticamente quando vengono a mancare i 220 volt. Il secondario del trasformatore di alimentazione eroga una tensione alternata di 12 volt che, raddrizzata e filtrata dal ponte di diodi e dal condensatore C1, diventa perfettamente continua e presenta un potenziale di quasi 17 volt. Questa tensione carica la batteria tampone tramite D1 e R2 ed alimenta la restante parte del circuito; prima però viene stabilizzata dal regolatore a tre pin U1, un comune 7812. I diodi D2, D3, e D4 provvedono alla commutazione automatica della sorgente di alimentazione qualora venga meno la tensione di rete. Il condensatore C3 livella ulteriormente la tensione fornita dallo stadio di alimentazione.

barriera_laser_schema_elettrico

Questa tensione alimenta innanzitutto il puntatore laser che necessita di una tensione perfettamente continua di 3 volt. E’ molto importante che questa tensione sia esente da picchi di qualsiasi natura in quanto il puntatore è particolarmente delicato da questo punto di vista. Abbiamo perciò prestato la massima attenzione al circuito in questione abbondando con le protezioni. Ad U3 e alla resistenza R11 è affidato il compito di ridurre la tensione di alimentazione portandola da circa 12 volt a 3 volt precisi. R11 produce una prima caduta di tensione mentre il regolatore U3 (un LM317) genera i 3 volt necessari al funzionamento del puntatore che assorbe circa 70 mA. La tensione erogata da U3 dipende dai valori di R13 e R14.

barriera_laser_cablaggio

Tutti gli altri componenti presenti nel circuito, dallo zener ai condensatori, hanno il compito di eliminare eventuali “spike” di tensione provenienti dalla rete. Il circuito che rileva la presenza del segnale luminoso fa capo all’integrato U2. L’elemento sensibile è il fotodiodo D8, un comune BPW34 sensibile alle radiazioni comprese tra 400 e 1200 nanometri; la sensibilità di questo elemento è molto buona anche in prossimità dei 670 nm, lunghezza d’onda del generatore laser. Quando il fotodiodo viene polarizzato inversamente come nel nostro caso, la corrente che circola è molto bassa è perciò la tensione presente tra anodo e massa è molto alta, prossima ai 12 volt.

Se però il fotodiodo viene illuminato da una sorgente luminosa di notevole intensità, quale appunto quella di un fascio laser, la corrente aumenta notevolmente e conseguentemente la tensione continua scende quasi a zero volt. Riassumendo, quando il sensore è illuminato, la tensione è molto bassa mentre quando il fascio viene interrotto la tensione sale a 12 volt. Questo segnale viene applicato all’ingresso della porta U2a che in questo caso funge da inverter. In condizioni normali perciò (fotodiodo illuminato) il pin 3 (uscita di U2a) presenta un livello logico alto ed il led LD2 risulta illuminato.

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

 

 

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ritratto di Dona

Barriera laser 1/2

Salve,
riguardo auesta barriera, se io volessi coprire un perimetro maggiore, supponiamo 400m,quali sono i cambiamenti da fare?
grazie mille

ritratto di Staff Elettronica In

Il problema su distanze

Il problema su distanze così elevate è la potenza, o meglio la luminosità del laser. Potrebbe provare a cambiare laser ed utilizzarne uno verde ad esempio.
Un altro problema non trascurabile è sicuramente la collimazione del fascio, molto critica per queste distanze.

 

 

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