Универсальная система охраны

March 20, 2011 by admin Комментировать »

Данное устройство может применяться для охраны любых объектов. Оно имеет уникальную возможность самостоятельно подстраиваться подситуацию и вести себя соответствующим образом.

Для получения информации о проникновении в охраняемую зону к блоку охраны могут подключаться любые контактные датчи- кй, срабатывающие не только на размыкание (как это показано на схеме), но и на замыкание. То состояние датчиков, которое имеется на момент включения режима охраны, блок автоматически запоминает как исходное (нормальное). Это делает систему универсальной, ведь в стационарных схемах охраны обычно применяют датчики, срабатывающие на разрыв цепи, а в автономных — на замыкание. При установке системы в автомобиле, кроме контактных датчиков, могут подключаться и датчики колебаний, например описанные в литературе [1, 2, 3].

Охранных шлейфа всего два. Для большинства случаев бытового применения этого вполне достаточно. На схеме показаны только по одному датчику в каждом шлейфе (F1, F2), хотя их может быть подключено много (разомкнутых — параллельно, замкнутых — последовательно). Причем возможно, когда по одному шлейфу стоят параллельныедатчики (назамыкание), а подругому последовательные (на размыкание). Датчик F1 устанавливается на входной двери — при его срабатывании сигнал тревоги включается с задержкой на 8… 12 с. Это время необходимо, чтобы сам хозяин успел отключить охрану. Срабатывание датчика F2 приводит к мгновенному появлению сигнала тревоги.

Чтобы сильно не раздражать окружающих, в устройстве предусмотрено ограничение времени работы звукового сигнала (сирены, гудка, звонка) в режиме «Тревога». Сигнал работает не более 2 мин, если датчики сработали кратковременно (или 4 мин, если датчики остались в новом положении), после чего состояние датчиков снова записывается в запоминающее устройство как исходное и блок переходит в режим охраны, т. е. ожидания очередного срабатывания. При частом срабатывании датчиков обеспечивается до 8 циклов перехода в режим охраны, после чего происходит автоматическое полное отключение системы.

Включение и отключение системы производится при помощи двух кнопок SB1, SB2. При этом кнопкадля отключения (SB2) должна обязательно устанавливаться скрытно (в секретном месте). В качестве этой кнопки можно использовать геркон (его легко спрятать), а управлять при помощи магнита, выполненного в виде брелока от ключей.

Конструктивно охранное устройство сделано в виде двух связанных между собой блоков: основного (A1) и вспомогательного (A2). Каждый из них имеет свой корпус, что облегчает скрытное размещение. Блок A1 обеспечивает формирование всех режимов работы, а блок A2 содержит источник питания, триггер управления включением охраны и силовые элементы.

Технические параметры блока охраны

Допустимыйдиапазон питающих напряжений 5…15 В

ПотребляемыйтокблокомА1 (при напряжении 12В),неболее

о врежиме«Охрана»…………………………… 0,41 мА

о врежиме«Тревога»(безсирены)…………. 12мА

Допустимый ток выходного ключа, не более… 27A

Допустимый диапазон температур…… -45…+85 °С

Давайте разберемся, как работает охрана, а заодно и с теми сервисными удобствами, которые при этом обеспечиваются.

Принцип работы легче понять, если познакомиться сначала с функциональной схемой, приведенной на рис. 2.1. Там показаны только самые важные узлы, а о вспомогательных будет подробно рассказано при описании полной электрической принципиальной схемы.

Рис. 2.1. Функциональная схема основного блока охраны

Сигнал от каждого из дагчиков индивидуально запоминается соответствующими узлами (1 и 2) И приводится на их выходах к ну- певому уровню. Далее сигнал поступает на триггеры узлов 3 и 4 — они служат для фиксации факта изменения состояния датчиков. Ведь срабатывание датчиков может быть кратковременным, а режим тревоги должен «пугать» вора более продолжительное время независимо от состояния датчика.

Как видно из структуры, триггеры узлов 3 и 4 связаны так, что пока не сработает нижний (4) — верхний (3) работать не может из-за того, что на его входе R присутствует лог. 1. Получается, что после включения схемы сначаладолжен сработать датчик F1. Сделано это для того, чтобы вы могли находиться внутри зоны охраны после включения блока любое нужное время, никуда не торопясь. Блок перейдет в режим охраны только после того, как первый раз сработает датчик F1, выждав время примерно 7…12 с — оно необходимо, чтобы вы успели выйти и закрыть за собой дверь.

Теперь очередное срабатывание любого датчика приведет к включению верхнего триггера (3). В этом случае работать будет не только автогенератор (5), но и счетчики (6) — признаком чего является мигание светодиода HL1. В зависимости от логических уровней на выходах счетчиков, узел 8 формирует сигнал включения pe- жиматревоги.

Показанный на схеме узел 9 обеспечивает формирование коротких импульсов для начального обнуления всех триггеров и счетчиков схемы в момент включения питания, а также импульсы для записи состояния датчика и переключения устройства из режима «Тревога» в режим «Охрана» (примерно через 2 мин) — ожидание очередного срабатывания датчика. Таких циклов может быть до 8, т. е. суммарное время работы сигналатревоги при самых неблагоприятных обстоятельствах не превысит 16…18 мин.

Как видите, все довольно просто. Теперь о практической реализации.

Основной блок формирует временные интервалы и задает все режимы работы. Его электрическая схема показана на рис. 2.2.

Если вы запомнили назначение узлов на функциональной схеме и знакомы с правилами передачи сигналов простейшими логическими элементами, то с работой электрической схемы разобраться будет очень легко. Для тех, кто не имеет опыта «общения» с цифровыми микросхемами, приведена диаграмма напряжений в некоторых характерных цепях, рис. 2.3. Она может быть полезна и при настройке схемы.

При включении питания исходное состояние всех триггеров и счетчиков обеспечивается RC-цепью (C4-R3), которая формирует

Рис. 2.2. Электрическая схема устройства охраны: блокА1

Рис. 2.3. Диаграммы напряжений в контрольных точках схемы

короткий импульс обнуления (на диаграмме показана форма напряжения с выхода DD1/10). Запись состояния датчиков в D-триг- геры (DD2.1 и DD2.2) специально выполняется с небольшой задержкой — по переднему фронту импульса на входах «С». Задержка необходимадлятого, чтобы закончились все переходные процессы (зарядились конденсаторы C1 и C2, если датчики разомкнуты). Первый раз запись происходит после включения схемы (в момент t0, а в дальнейшем — после окончания каждого цикла работы охраны в режиме оповещения (например, в момент t7), когда появится лог. 1 на выводе 6 DD5.1 — случится это примерно через 2 мин работы схемы в режиме «Тревога». Чтобы не устанавливать дополнительного корпуса микросхемы, здесь полевой транзистор VT1 используется в качестве инверторалогического сигнала,

После подачи питания на схемулог. 1 будет присутствовать на выводах DD3/12, DD4/3, DD7/10, а лог. 0 — на DD1/11, DD1/3, DD3/1, DD4/4 и всех выходах счетчиков. Собранный на элементах DD4.3, DD4.4 автогенератор при этом «выдает» импульсы, но работа счетчиков DD6.1, DD6.2, DD5.1 заблокирована поступающей на их входы «R» лог. 1.

После первого срабатывания датчика F1 триггер DD3.2 переключится (DD3/1 — лог. 1) и на выходе элемента DD3.1 появится лог. 0. Это разрешает работутриггера DD3.1 и счетчиков. Счетчики DD6 будут работать до момента, пока на выходе DD6/14 не появится лог. 1. Две «единицы» на входе элемента DD4/1 обеспечат на его выходе лог. 0, который заблокирует автогенератор (DD4.3, DD4,4). В этом состоянии схема будет находиться до момента очередного срабатывания теперь уже любого из датчиков (F1 или F2). Таким образом, обеспечивается задержка на переход системы в режим охраны.

Теперь срабатывание датчиков переключит триггер DD3.1, что разрешит работу автогенератора и счетчики продолжат счет. Через некоторое время на выходе DD5/3 появится лог. 1, что передастся на выход DD7/1 и включит VT4. Этот транзистор усиливает сигнал по токудля управления более мощным транзистором, включающим сирену BA1 (она показана в узле A2).

Несколько слов о работе запоминающего устройства. Как известно, элемент «исключающее ИЛИ» (DD1.1, DD1.2) на своем выходе обеспечивают лог. 0 только при условии, если на обоих входах присутсгвуетлог. 0 или лог. 1. Это обстоятельство и используется для того, чтобы получать на выходе данной схемы лог. 0 независимо от состояния датчиков. При включении питания состояние датчиков записывается в D-триггеры DD2.1, DD2.2 и на их выходах будут такие же уровни, как и на входах «D», что приведет к появлению лог. 0 на выходах DD1.1, DD1.2. Теперь в дальнейшем любое изменение состояния датчика приводит к появлению лог. 1 на соответствующих выходах DD1/11 или DD1/3. Элементы VD1, VD2, C1—C3 повышают помехоустойчивость схемы.

Микросхема DD5.2 считает циклы срабатывания, и как только на выходе (вывод 14) появитсялог. 1 — сигнал включиттранзистор VT2, который установлен параллельно с кнопкой отключения (SB2).

Основную схему можно дополнить звуковым сигнализатором для оповещения о том, что идет отсчет интервала времени перед включением звуковой сирены, рис. 2.4 (ведь мигающий светодиод днем можно и не заметить). Такой сигнал напомнит, что сигнализация была включена, и поторопит ее отключить. Звуковой сигнализатор (HA1) в схеме применен пьезоэлектрический, со встроенны^ генератором. А для того чтобы иметь возможность уменьшить громкость звука, последовательно с ним можно установить переменный резистор номиналом 6,8 или 10 кОм, рис. 2.5, а (этот пье- зоизлучатель может работать при питающем напряжении от 3 до 16 В). В качестве сигнализатора можно использовать и квартирный звонок, включив симисторный оптрон (рис. 2.5, б) параллельно контактам кнопки, расположенной перед входной дверью.

Рис. 2.4. Дополнение схемы звуковым сигнализатором

В основной схеме звукового индикатора нет, так как его необходимость связана с местом эксплуатации сисгемы. Например, для автономного автомобильного варианга звук не нужен — из-за

Рис. 2.13. Дополнения схемы для удобства настройки

Сначала подаем на узел A1 минимальное питающее напряжение 5 В и проконтролируем работу всех узлов. Проверяем наличие нулевых уровней на выходах DD1/11 и DD1 /3 — он не должен зависеть от того, в каком состоянии были датчики в начальный момент. При переключении датчиков состояние соответствующих выходов DD1/11 и DDI/Здолжно меняться налог. 1. Проверяем переключе* ние триггеров и работу остальных узлов в соответствии с описанием, приведенным выше.

С помощью секундомера проверяем интервал, в течение которого мигает светодиод HL1 (8…12 с). В случае необходимости его можно изменить при помощи R4 или C5. Все остальные интервалы связаны с этим, и их надо проверить на наличие, атакже выключение системы после повторения 8 циклов охраны.

Источник: Радиолюбителям: полезные схемы. Книга 6. — M / СОЛОН-Пресс, 2005. 240 с.

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