لطفا وارد این اتاق نشوید!

ساخت دیوار امنیتی به وسیله باریکه لیزر

مقدمه:

شاید تاکنون استفاده از لیزر را به عنوان یک سیستم امنیتی در فیلم­های سینمایی به منظور حفاظت از مراکز سری، اشیای با ارزش و نفیس موزه ها و… دیده باشید. اساس  این سیستم بر این اصل استوار است که نور لیزر واگرایی ندارد، در واقع خاصیت جهتمندی نور لیزر این امکان را فراهم می‌کند تا به کمک آن مکان مورد نظر را به ­صورت نقطه‌ای و متمرکز کنترل کنیم . تعبیه یک حسگر ویژه نوری در مسیر باریکه لیزر، می‌تواند وجود یک مانع در مسیر، و یا به عبارت دیگر قطع و وصل شدن پرتو لیزر را آشکار نماید.

 

هدف:

 در این آزمایش قصد داریم یک دیوار امنیتی مجهز به آژیر خطر بسازیم که عبور یک مانع از مقابل پرتو لیزر و قطع مسیر آن را اعلام نماید. از این دزدگیر می‌توان در ورودی درب منازل، مغازه‌­ها، گاراژها و… استفاده کرد. این آزمایش بسیار ساده به نظر می‌آید و ایده پیچیده‌ای نیست ولی منشا بسیاری کاربردهای مختلف است.

چه کاری می‌خواهیم انجام دهیم و به چه لوازمی نیاز داریم:

برای ساخت یک دزدگیر ساده، با کمک لیزر به اقلام زیر نیازمندیم:

 

برای انجام علمی‌تر آزمایش و افزایش دقت، این روش‌ها به شما کمک می‌کند:

  • موازی کردن پرتو لیزر با سطح

 

آزمایش:

  • ابتدالیزر را روی پایه‌ای نصب کرده و در مقابل یک آشکارساز قرار دهید. این آشکارساز می‌تواند یک مقاومت نوری باشد که با تاباندن نور، مقاومت آن کم شده و مدار باز شود و همچنین مدار با یک رله نوری بسته شود.
  • سیگنال خروجی آشکارساز را به یک بلندگوبرسانید که در صورت قطع مسیر نور، سیگنال ایجاد شده ما را آگاه سازد. این مدار می‌تواند به عنوان یک دزدگیر در یک مسیر پیچیده استفاده شود. می‌توانید نور لیزر را از یک طرف ارسال کنید و از طرف دیگر توسط آشکارساز دریافت کنید که در این صورت هر مانعی سر راه نور قرار گیرد جلوی رسیدن نور به آشکارساز را می‌گیرد. همچنین می‌توانید فرستنده نوری، یعنی لیزر و گیرنده که آشکارساز نوری است، هر دو را در یک طرف، کنار یکدیگر نصب کنید. در این صورت در انتهای مسیر، مقابل لیزر یک یا چند آینه یا بازتابنده دیگر قرار دهید بطوریکه نوری که توسط لیزر فرستاده شده از طریق بازتاب آینه‌ها به آشکارساز تابیده شود. معمولا برای بازتاب از بازتابنده‌های رترو مثل آنچه در پشت خودرو یا تابلوهای راهنمایی بکار می‌رود، استفاده می‌شود. این بازتابنده‌ها بیشتر نور را در راستای نور تابیده بازتاب می‌کند.

 به این ترتیب در صورت حضور هرگونه مانع در مسیر هر کدام از این پرتوها، نور به آشکارساز نرسیده و در نتیجه سیگنال هشدار دهنده‌ای تولید خواهد شد. از مزایای سیستم دوم این است که فرستنده و گیرنده در یک طرف قرار دارد و درنهایت میزان خطای سیستم بسیار کمتر است. در ادامه می‌توانید خروجی آشکارساز را به یک مدار شمارنده بدهید تا بجای بوق زدن، تعداد دفعات قطع شدن مدار را بشمارد.

 

آزمایش (پیشرفته‌تر):

 آشکارسازی نور لیزر کاربردهای زیادی دارد. سیگنالی که آشکارساز دریافت می‌کند، ممکن است از طریق یک اهم‌متر برای اندازه‌گیری شدت نور، بازیابی شود و یا به دستگاه دیگری مثل یک کلید برای قطع و وصل کردن یک دستگاه یا یک شمارنده برای شمارش قطع و وصل و یا یک بلندگو برای شنیدن صوت هنگام روشن یا خاموش بودن نور، ارسال شود. در ادامه با یکی از نمایش‌های لیزری بر این مبنا آشنا می‌شویم:

  • نور لیزر را به یک آشکارساز بتابانید که نور را تبدیل به صدا کرده و خروجی آن به صورت یک بوق ممتد باشد.
  • یک شانه را را در حد فاصل بین لیزر و آشکارساز قرار داده و حرکت دهید. قطع و وصل شدن نور لیزر منجر به قطع و وصل شدن صدا خواهد شد.

توجه داشته باشید که اگر نور لیزر واگرا نشده باشد و به صورت نقطه‌ایی به آشکارساز بتابد، با ایجاد تغییرات بسیار ناچیز، ممکن است باعث ایجاد نوساناتی در آشکارساز و تبعاً صدا بشود. برای اینکه جلوی چنین نوساناتی گرفته شود می‌توان نور لیزر را کمی واگرا کرد. می‌توانید راجع به چگونگی واگرا کردن نور لیزر فکر کنید.

از طرف دیگر حساسیت آشکارساز به موقعیت لیزر، نیز جالب توجه است. می‌توانید نور لیزر را روی آشکارساز متمرکز کنید در آن صورت خواهید دید که بسیار حساس به موقعیت و ارتعاشات آشکارساز خواهد شد. اگر در این شرایط لیزر در موقعیتی قرار بگیرد که احتمال ارتعاش باشد، می‌توان این ارتعاشات را با صدا تقویت کرده و قابل شنیدن نمود. در مورد کاربردهای تابش نور لیزر به آشکارساز و تبدیل آن به صدا یا هر سیگنال دیگر فکر کنید.

 

کاربرد:

  • دیوار امنیتی در موارد مختلفی نظیر صنعت، کارخانه، خط تولید، سیستم‌های امنیتی و کنترل عبور و مرور کاربرد دارد.
  • همچنین در اتوماسیون صنعتی بر مبنای کنترل فیدبک (بازخورد) کاربرد دارد.
  • در روبوتیک نیز از این قابلیت استفاده زیادی می‌شود.

 

سؤال، پیشنهاد ونکته:

  • کاربردهای دیگری که از این ابزار، متصور می‌شوید را بیان کنید.
  • برای بازتاب نور که فرستنده و گیرنده در یک سو قرار دارند، چه نوع بازتابنده‌ای بهتر است؟ بازتابنده آینه‌ای، بسیار حساس به زاویه آینه بوده و ممکن است به سادگی بازتاب را از دست بدهد، ولی بازتابندهپخش، نور کمی را به اطراف می‌رساند. به جای آن‌ها از بازتابنده‌هایی مانند شیشه بازتابنده دوچرخه که در دوچرخه یا در شیشه ماشین استفاده می‌شود که از مثلث‌های ریزی تشکیل شده است یا شبرنگ‌هایی که در تابلوهای راهنمایی رانندگی استفاده می‌شوند، که بهترین مزیت را دارند، می‌توانید استفاده کنید.

 

ایده‌پردازی:

ابتدا یک سیستم هشداردهنده واقعی برای یک درب ورودی بسازید. ملاحظات عملی چنین ابزاری را بررسی کنید. برای عملکرد مطمئن، چه نکاتی مهم است؟ با دانش الکترونیک خود می‌توانید ابتکارهای متنوعی برای کار روی سیگنال خروجی آشکارساز، طرح کنید. آن‌ها را تجربه کنید.

 

آزمایش‌های مرتبط:

 

بیشتر بدانید:

ارتباط با بخش

از متخصص نور بپرس

در این بخش می توانید سؤالات خود را در رابطه با نور و لیزر بپرسید تا متخصصین به آن‌ها پاسخ دهند

لینک ارتباط مستقیم با