Bevor smarte Kameras, drahtlose Sensoren und vernetzte Heimsicherheitssysteme alltäglich wurden, konnte der Schutz eines Raumes so einfach sein wie ein Laserstrahl und eine clevere Analogschaltung. Dieses klassische Elektor-Projekt zeigt, wie sich eine Handvoll Bauteile zu einem zuverlässigen Lichtschrankenalarm kombinieren lassen.

Die Schaltung

Das Design nutzt einen Laserpointer, der auf eine BPW34-Fotodiode gerichtet ist. Solange diese den Laserstrahl empfängt, bleibt die Schaltung inaktiv. Wird der Strahl unterbrochen, ändert sich der ihr Widerstand, woraufhin ein als Komparator geschalteter TL072 seinen Zustand wechselt und einen Alarm auslöst. Eine einstellbare Schaltschwelle ermöglicht die Anpassung an unterschiedliche Lichtverhältnisse, während eine integrierte Hysterese und Filterung Fehlauslösungen durch elektrisches Rauschen oder kurze Unterbrechungen verhindern.
 
Die Laseralarm-Schaltung ist einfach und lässt sich auf einem Steckbrett aufbauen.
Die Schaltung ist einfach und lässt sich auf einem Steckbrett aufbauen.
Obwohl das ursprüngliche Design über zwei Jahrzehnte alt ist, haben seine technischen Grundprinzipien nichts von ihrer Gültigkeit verloren. Moderne optische Sensoren in der Industrieautomation, Robotik und Labortechnik basieren nach wie vor auf denselben Konzepten: Lichtdetektion, Schwellenwertvergleich und Störsicherheit. Heutige Ingenieure würden den Komparator vielleicht durch ein dediziertes Bauteil ersetzen oder einen Mikrocontroller für Netzwerkanbindung und erweiterte Funktionen hinzufügen – die zugrunde liegende Schaltung bleibt jedoch ein anschauliches Beispiel eleganten Analogdesigns.

„Nach dem Aufbau und Test der Schaltung sollte man sie in eine schwarze Box einbauen, die nur eine kleine Öffnung hat", erklärte der Entwickler Dimitris Kouzis-Loukas. Den Laser kann man in dieselbe Box integrieren, jedoch nur dann, wenn sichergestellt ist, dass die Fotodiode den Laserstrahl nicht direkt „sieht". Die kleine Öffnung sollte mit einem schwarzen Trinkhalm verschlossen werden, sodass nur Licht aus der Richtung des Laserstrahls eindringen kann. Mit dem richtigen Aufbau aus Box und Spiegeln ist der Laserstrahl so intensiv, dass selbst direktes Sonnenlicht den Betrieb der Fotodiode nicht beeinträchtigt.
 
Laseralarm 2
Wenn der Strahl durch ein Objekt unterbrochen wird, steigt der Widerstand der
Fotodiode, und ein Alarm wird ausgelöst.

Das Laseralarm-Projekt

Der Originalartikel „Laser-Lichtschranke" erschien in der Elektor-Ausgabe Juli/August 2006. Den Artikel gibt es hier.
Anmerkung der Redaktion: Der Artikel erschien erstmals in einer Ausgabe des Elektor Magazin aus dem Jahr 2006. Einige Teile und Komponenten sind inzwischen möglicherweise nicht mehr erhältlich. Dennoch halten wir den Artikel und das Projekt nach wie vor für interessant und informativ.

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