• Author / Uploaded
• Mario Nuñez

Citation preview

ALARMA CON LASER Los sistemas de alarmas fotoeléctricas que utilizan una fuente de luz y un fotosensor como un LDR o un fototransistor, poseen grandes limitaciones en relación con el espacio protegido, tanto por la sensibilidad del elemento receptor como por la potencia del elemento emisor. Con la utilización de un láser, una fuente poderosa de luz emitida en un haz estrecho (evitando así pérdidas o la dispersión en relación al sensor) puede usarse un sistema de protección fotoeléctrico para proteger espacios enormes. La idea básica es usar el láser como fuente de luz y un sensor convencional que recibe el haz. Cualquier interrupción del haz dispara el circuito con el accionamiento de un sistema de aviso o alarma. Para proteger un ambiente de grandes dimensiones podemos usar espejos que llevarán el haz de luz a un recorrido cerrado, como lo muestra la figura 1. La interrupción momentánea del haz en cualquier punto disparara el sistema de aviso. Los espejos deben formar ángulos de 45º con los haces de luz para que la reflexión ocurre en las direcciones deseadas.

En la protección de un terreno de grandes dimensiones, este sistema puede ser bastante eficiente, pero debemos estudiar también la altura del haz para que le movimiento de los animales, como gatos o perros, no ocasionen el disparo. Una característica importante del sistema es que el haz de luz del láser no puede verse lateralmente, a no ser que haya polvareda o humo en cantidad; esto hace que sea bastante difícil para el intruso descubrir el sistema. La distancia máxima que puede haber entre la fuente del láser y el sensor estará determinada por la eficiencia del sensor y por la eventual dificultad en colocar los espejos. Hasta un láser tiene una cierta abertura en su haz, lo que quiere decir que a un centenar de metros. Un espejo pequeño ya no podrá captar y reflejar todo el haz, y en el segundo espejo la cantidad de luz reflejada será todavía menor. Con un circuito sensible, sin embargo, enfocando directamente hacia la dirección de donde viene la luz podemos tener una alarma eficiente.

También se puede disponer de otras configuraciones para la ubicación del láser, el detector de luz y los espejos, como los que ha continuación se sugieren.

Se puede colocar el láser y el fotosensor en el mismo paquete y así colocar el espejo a una cierta distancia

El sistema de alarma láser se puede usar para proteger un área enfrente de un edificio o propiedad

OBJETIVOS  Conocer los principios básicos fundamentales de un sistema de seguridad electrónico que funciona en base a un rayo de luz láser.  Explicar en forma clara y sencilla los diferentes elementos que la hacen trabajar.  Conocer las aplicaciones que puede llegar a tener este sistema de seguridad.  Lograr la construcción de este sistema de seguridad con un presupuesto cómodo al alcance del bolsillo del experimentador.

MATERIALES 1 Protoboard (Placa para armar circuitos experimentales) 2 Relés de 12 voltios 4 Transistores BC548 1 Potenciometro de 50 kΩ 2 LEDS (diodos emisores de luz) rojo y verde 3 Resistores de 10 kΩ 2 Resistores de 1 kΩ 1 Resistor de 1 kΩ 1 Capacitor de 47 μF 1 Fotoresistor 1 Micro interruptor 1 Puntero Láser Misceláneo: tabla de madera 13”x 6”, tachuelas, cartón, alambres de conexión, una fuente de voltaje, baterías, un timbre o una alarma, un espejo. DIAGRAMA ELECTRONICO DE LA ALARMA

PRINCIPIO CIENTIFICO La alarma con láser utiliza un puntero láser como emisor del rayo de luz que es detectado por el sensor de luz (receptor) ubicado convenientemente de tal manera que el láser recorre cierta zona que se necesita proteger hasta llegar al detector electrónico. Usamos el láser ya que este posee unas características muy interesantes, se trata de un rayo de luz monocromática muy concentrado de una sola frecuencia por tal razón puede recorrer grandes distancias en forma de un haz de luz sin perder demasiada potencia. Así lo hacemos que el láser nos sirva para formar una barrera casi invisible que nos permita cubrir una zona de interés que queramos proteger. Uno de los elementos fundamentales es el fotoresistor que esta ubicado en el receptor Cuando la luz incide sobre el fotoresistor su resistencia eléctrica disminuye; y cuando no hay luz su resistencia aumenta. Tales cambios de resistencia eléctrica son detectados por un circuito electrónico (llamaremos sensor de luz). Cuando hay luz el circuito se encuentra inactivo (se encuentra en espera en “stand by”), pero una que se interrumpe la luz el circuito se activa y emite una señal al primer Relé. COMO FUNCIONA Se dispone de un emisor de luz que es el que produce el rayo láser y de un receptor que detecta el haz. Mientras el rayo de luz se encuentre incidiendo sobre el receptor este permanecerá en espera (stand by). Cuando el rayo de luz es interrumpido el primer circuito activara un relé durante un breve periodo de tiempo (fracción de segundo), lo que dure la interrupción.

Este pulso se detectara en los contactos normalmente abiertos (NA), o sea que se cerrará durante un corto periodo de tiempo. Por lo tanto el fotoresistor detecta cuando el rayo de luz cae sobre él y provoca que el circuito #1 se encuentre en espera. Una vez que el rayo es interrumpido el circuito se activa y dispara el Relé y los contactos normalmente abiertos se cierran y producen un pulso.

La interrupción de la luz será algo momentáneo. Cuando una persona pasa por el haz sólo lo apaga un breve periodo de tiempo por eso el sensor de luz emite un pulso. Para lograr que ese pulso dure mas tiempo necesitamos un segundo circuito llamado temporizador, el cual convertirá la fracción de segundo que dura el disparo del sensor de luz en unos 20 o 30 segundos, según sea el tiempo que queramos que permanezca activa la alarma.

Así cuando el sensor de luz produzca el pulso, el contacto normalmente abierto (NA) del primer Relé se cerrará y este pulso se transmitirá al Temporizador el cual hará que este pulso tenga una duración mucho mayor haciendo que el segundo Relé cierre los contactos normalmente abiertos (NA) haciendo sonar la alarma durante este tiempo. Hay que recalcar, mientras el rayo de luz se encuentre interrumpido la alarma se activará y permanecerá en ese estado, hasta que el rayo de luz vuelva a incidir sobre el fotoresistor. Pasarán entonces un cierto tiempo (según lo que se programe) para que la alarma se desactive.

APLICACIONES El sistema Láser consiste en un emisor de luz láser de tal modo que el rayo recorre cierta distancia hasta que llega al receptor que es el que detecta cuando el haz es interrumpido y sonara la alarma o activara cualquier otro dispositivo. Los dispositivos que pueden ser activados, por ejemplo, una alarma como una sirena, un timbre, un juego de luces, etc., las aplicaciones son innumerables y de esta podemos mencionar algunas. Se usará como alarma para proteger un área rodeada por el láser a partir de espejos convenientemente colocados de tal modo que encierran la zona. Otra aplicación, para abrir la puerta de un supermercado de forma automática. Cuando la persona se acerca interrumpe el rayo de luz el cual hace que un motor eléctrico abra la puerta y después de un cierto tiempo se cierre. En un negocio, para anunciar la llegada de un cliente cuando este se acerque e interrumpe el rayo colocado a la entrada y sonará un timbre o un sistema de campanas o un zumbador al fondo del establecimiento donde el propietario lo escuchará. Para la protección de casas, cuando alguien entra a la propiedad activará un dispositivo de alarma colocado dentro de la vivienda. Para la protección de obras de arte, como ser pinturas, esculturas dentro de un museo o casa cultural. Se creará una zona con espejos de tal modo que el láser pueda cubrirla y pueda encerrar la obra de arte. Cuando una persona entre a un cuarto oscuro o bodega puede hacer que el sistema encienda un sistema de luces. En el garaje, cuando el carro vaya saliendo de la casa. Se le puede usar para abrir la puerta, y una vez que haya salido se cerrará. Para proteger el área verde de un parque, donde se le dé aviso al guardia de la presencia de curiosos que han invadido esa zona. O utilizar un sistema de luces las cuales se encenderán al traspasar el límite señalado, e indicarle por lo tanto que es una zona prohibida. Otra aplicación, para prevenir posibles accidentes en el área de una piscina. Se implementa el sistema para detectar la presencia de niños y menores de edad y de este modo avisar a los dueños de casa del peligro.