Малогабаритная охранная сигнализация

December 15, 2010 by admin Комментировать »

Желая повторить конструкцию «Малогабаритная сирена – схемы, описания, справочные материалы», но применительно к сторожевому устройству, я обнаружил следующее. Во-первых, сирена «Малогабаритная сирена – схемы, описания, справочные материалы» рассчитана на неизвестный “пьезоэлемент”, о котором авторы почти ничего не сообщают. Но “незнакомца” я тут же решил заменить пьезокерамическим излучателем СП-1. Во-вторых, если использовать детали, номиналы которых приведены на рис.1 в «Малогабаритная сирена – схемы, описания, справочные материалы», то частоты получаются другие, нежели указано в статье. Так, частота звука получается равной приблизительно 4 кГц, а частота прерывистой модуляции даже 18 Гц (но отнюдь не 1 Гц!). Наконец, сирена «Малогабаритная сирена – схемы, описания, справочные материалы», конечно же, не способна работать в сторожевом ждущем режиме.

Учитывая все это, я разработан новую сирену, столь же простую и эффективную, но выполненную из доступных деталей и работающую в режиме “сторожа” (рис.1).

Как и в «Малогабаритная сирена – схемы, описания, справочные материалы», сторож собран всего на одной цифровой микросхеме (DD1) К561ЛН2 и нескольких транзисторах (VT1…VT4).

Интегрирующая цепь R1-C1, диод VD1 и резистор R2 выполняют роль простейшего узла задержки, необходимой для правильной работы устройства. Инверторы DD1.1 и DD1.2 соединены по схеме статического триггера. Он управляется, с одной стороны, напряжением на конденсаторе С1, с другой — контактами SF1 маятникового датчика-“качалки”, аналогичного тому, что применяют в автосторожах.

Через диод VD2 триггер воздействует на инфразвуковой генератор. Последний выполнен на инверторах DD1.3, DD1.4, резисторе R3 и конденсаторе С3. Этот генератор способен вырабатывать прямоугольные импульсы частотой порядка 2 Гц.

Генератор инфразвука через диод VD3 воздействует, в свою очередь, на звуковой генератор, который собран (по той же популярной схеме) на инверторах DD1.5, DD1.6, резисторе R4 и конденсаторе С4. Частота прямоугольных импульсов второго генератора равна приблизительно 3500 Гц (высокий свист). Поэтому после прерывистой модуляции частотой 2 Гц мы получаем отдельные “свистки”, следующие через каждые 0,5 с. Воспроизводятся они пьезоизлучателем BF1.

Питается устройство от батареи GB1, в качестве которой можно использовать даже небольшую батарейку вроде “Кроны”, “Корунда”, “Ореола”, 7Д-0,115 и т.п. Дело в том, что во время работы потребляемый от нее ток составляет всего лишь около 20 мА, а в дежурном режиме — даже менее 10 мкА! Однако это весьма миниатюрное устройство (его легко собрать в небольшой мыльнице) издает неожиданно громкий звук — уровень звукового давления достигает едва ли не 100 дБ. А если вместо излучателя СП-1 применить автомобильную пьезосирену АСТ-10, то громкость еще возрастет.

Оксидный конденсатор С2 блокирует батарею GB1 по переменному току, а выключатель SA1 (например, микротумблер МТ-1) служит как для “сброса” — перевода сторожа в дежурный режим, так и для отключения питания.

Действует устройство так. Сразу же после замыкания контактов SA1 (контакты SF1 при этом должны быть разомкнуты) напряжение на конденсаторе С1 сперва еще слишком мало, благодаря чему и происходит установка статического триггера в исходное состояние. В нем на выходе инвертора DD1.1 высокий уровень напряжения (порядка 9 В), а на выходе DD1.2 — низкий (около нуля). В этом состоянии триггер находится на протяжении всего дежурного режима.

Низкий уровень на выходе инвертора DD1.2 открывает диод VD2, вследствие чего генератор инфразвуковой частоты заторможен в состоянии, при котором на выходе инвертора DD1.3 — высокий уровень, а на выходе DD1.4 — низкий. Диод VD3 тоже открыт, из-за чего генератор звуковой частоты также заторможен в состоянии, когда на выходе инвертора DD1.5 — высокий уровень, а на выходе DD1.6 — низкий. Хотя транзисторы VT1, VT4 и могли бы быть открытыми, но постоянный ток через излучатель BF1, как сквозь обычный конденсатор, не течет. Именно поэтому все устройство находится “в покое”, а дежурный ток идет лишь через высокоомные резисторы R1 и R2.

Если из-за посягательства на охраняемый объект контакты SF1 вдруг замкнутся, статический триггер тут же переключится в состояние, при котором на выходе инвертора DD1.1 появится низкий уровень, а на выходе DD1.2 — высокий. В результате этого устройство переходит из дежурного в режим тревоги. В нем диод VD2 постоянно закрыт, а диод VD3 закрывается периодически — с частотой 2 Гц. Когда же он закрыт (в течение 0,25 с), работа звукового генератора кратковременно прекращается.

Во время работы генератора звука транзисторы VT1, VT4 и VT2, VT3 открываются и закрываются попарно. Так, когда на выходе инвертора DD1.5 — низкий уровень, на выходе инвертора DD1.6 — высокий уровень. Поэтому открыты транзисторы VT2, VT3, из-за чего внутренняя емкость излучателя BF1 заряжается так, что на левой (по схеме) обкладке присутствует напряжение со знаком “минус”, а на правой — “плюс”. Когда же, наоборот, на выходе инвертора DD1.5 — высокий уровень, на выходе DD1.6 — низкий уровень. Теперь открыты транзисторы VT1, VT4. вследствие чего внутренний “конденсатор” излучателя BF1 заряжается таким образом, что к левой обкладке приложено напряжение со знаком “плюс”, а к правой — “минус”. Как раз поэтому к излучателю BF1 периодически (с частотой около 3,5 кГц) подводится напряжение то в одной, то в другой полярности, а его “размах” почти вдвое превышает напряжение источника питания — батареи GB1.

Отключить сторож можно лишь на время (не менее 0,7 с), выключив выключатель SA1, а потом снова включив его. Это вызывает медленную разрядку (через резистор R2) конденсатора С1, что нужно для возврата статического триггера в исходное состояние.

Чтобы затруднить похитителю отключение сторожа, параллельно выключателю SA1 подключают один-два аналогичных тумблера. Если же нужно использовать сторож в роли сирены, диод VD3 подключают не напрямую, а через размыкающие (нормально замкнутые) контакты сигнальной кнопки. Контактный датчик SF1 по существу представляет собой металлический колокольчик, корпус которого соединяют с общим проводом — “минусом”, а язычок — с выводами 2 и 3 микросхемы DD1.

Звуковой генератор целесообразно настроить в резонанс с излучателем СП-1 (или АСТ-10). Настройка производится по наиболее громкому звуку подбором сопротивления резистора R4 или емкости конденсатора С4. Если необходимо, меняют и частоту прерываний, подбирая номинал резистора R3 или конденсатора С3.

Чтобы повысить громкость, можно применить удвоитель напряжения (рис.2), аналогичный тому, что применен в «Малогабаритная сирена – схемы, описания, справочные материалы». Он вырабатывает постоянное напряжение порядка 15…16 В, которое следует подавать на коллекторы транзисторов (VT1, VT2) и верхние по схеме выводы резисторов R6, R7, отключив их предварительно от “плюса” питания.

Схему сторожа можно упростить, одновременно несколько повысив громкость. Тогда всего два транзистора (VT1 и VT2) подключают к излучателю BF1 через разделительный конденсатор С5 и автотрансформатор Т1 (рис.3). Здесь использован трансформатор Т1 (согласующий либо выходной от транзисторного радиоприемника). Имеющиеся обмотки с каркаса трансформатора удаляют, и на их место проводом марки ПЭВ-2 диаметром 0,1 мм (по меди) наматывают новую обмотку, содержащую 900 витков от отводом от 75-го витка, считая от нижнего по схеме вывода.

Все резисторы в схеме — МЛТ-0,125, ОМЛТ-0,125 или ВС-0,125; конденсаторы С1, С3, С4 — КМ-5, КМ-6, остальные — оксидные (К50-6, К52, К53). Диоды могут быть любыми миниатюрными, как кремниевыми, так и германиевыми. Микросхема К561ЛН2 заменяется на 564ЛН2 либо КР1561ЛН2. Транзисторы — любые маломощные, имеющие коэффициент усиления тока базы, превышающий 50.

Данный сторож можно с успехом применить, например, для охраны велосипеда, мопеда, мотоцикла или другой подвижной техники. Ему вполне можно “поручить” охранять чемодан либо иную громоздкую кладь. Сможет он реагировать и на обрыв шлейфа-паутинки, выполненного из тонкого, а потому почти невидимого обмоточного провода, обвитого вокруг охраняемого объекта. Тогда диод VD2 от входа инвертора DD1.3 отключают, а сам этот вход замыкают с общим проводом через провод шлейфа. Небольшой, но громкий сигнализатор подойдет и для других целей, каких именно — решите самостоятельно.

Источник: В.Банников, журнал “Радиолюбитель”.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты