Защитная система с созданием болевого поля – ЧАСТЬ 2

October 31, 2011 by admin Комментировать »

Описание схемы запуска

Таймер качания частоты IC1 и управляемый генератор IC2 выполнены по схеме мультивибратора на таймере 555 (рис. 28.2).

IC1, как уже было отмечено выше, используется для формирования качающего напряжения. Времязадающей цепью, необходимой для модуляции частоты IC2, являются полярный конденсатор С2 и резисторы R3 и переменное сопротивление R2. Необходимо заметить, что резистор R3 ограничивает нижний предел периода повторения и лучше, чтобы его номинал при выведенном до нуля сопротивлении R2 совместно с С2 имел постоянную времени, соответствующую нижней частоте качания от 20 Гц и выше. Конденсатор С2 задает диапазон времени качания, а частота качания определяется переменным сопротивлением R2. В результате, за счет разряда-заряда конденсатора на выходе IC1, вырабатывается напряжение, которое снимается с выводов 2,6 IC1 и через резистор R4 поступает на базу эмиттерного повторителя Q1, а с его нагрузки R5 через ограничительный резистор R7 подается на вывод 5IC2. Оно обеспечивает модулирующее напряжение, необходимое для генерации качающейся высокой частоты, вырабатываемой IC2. Обратите внимание, что этот сигнал легко выключить с помощью совмещенного сопротивления/переключателя R2/S2. Это удобно при начальных установках или при изменении диапазона IC2, поскольку S2 отключает постоянно меняющуюся частоту.

Таймер IC2 вырабатывает ультразвуковую частоту от 20 кГц. Конденсатор С5 вместе с переменными сопротивлениями R9 и R10 определяет диапазон частот

Рис. 28.2. Схема фазерного защитного устройства с созданием болевого поля

прибора. Переменное сопротивление R9 обеспечивает «грубую» настройку частоты, a R10 – точную.

Прямоугольные импульсы с выхода схемы IC2 (вывод 3) подаются на полевой транзистор (MOSFET) Q2. Он смещается по постоянному току с помощью L1. Усиленные транзистором Q2 прямоугольные сигналы подаются на преобразователь напряжения, который образован резонансной цепью из катушки L1, конденсатора С8 и модулирукнцих резисторов R13-R16. Резонансные катушки L2 и L3 выбраны таким образом, чтобы компенсировать собственную емкость преобразователя при его верхнем уровне частоты, обычно около 25 кГц. Резонансный контур вырабатывает синусоидальную волну, которая позврляет преобразователю работать с более высоким пиковым уровнем энергии, чем при прямоугольном сигнале. Достигается также резонансное пиковое напряжение. Этот тип преобразователей с высоким КПД, в отличие от их электромагнитных «коллег», имеет тенденцию обеспечивать высокий ток при более высоких частотах. Указанный эффект достигается также до определенной степени мощными резисторами R17A, R17B. Имейте в виду, что форма волны показана для частоты 20 кГц.

Питание системы подается с помощью опции сетевого источника питания на базе понижающего трансформатора Т1, который подключается к системе через установленный на шасси разъем DC JACK. Управление подачей питания осуществляется переключателем S1, который совмещен с переменным сопротивлением контроля частоты R9. Светодиодный индикатор LED подключен к источнику 12 В через токоограничивающий резистор R11 и показывает наличие питания системы.

Описание схемы обнаружения

Схема обнаружения состоит из входовД1, J2, J3, которые контролируют вторжение и подают питание на штеккер Р5, включая таймер IC2. Переключатель S4 позволяет сбросить схему в исходное состояние. Тестовым переключателем S5 проводятся предварительные испытания работы системы. Работа схемы обнаружения, подключение разъемов и таблица истинности показаны на рис. 28.3.

Рис. 28.3. Схема обнаружения

Изготовление

При изготовлении устройства выполните следующие действия:

1. Разложите и идентифицируйте все детали и элементы сборочной платы (рис. 28.4), сенсорной платы (см. рис. 28.3) и остальные детали для окончательной сборки.

Рис. 28.4. Печатная плата РСВ и первый уровень соединений

2.         Соберите катушку L1, как показано ниже на рис. 28.8. Просверлите небольшое отверстие в бобине для начала обмотки и намотайте 50 витков обмоточного эмалированного провода #24 плотно и равномерно по длине бобины. Прикрепите обмотку с помощью ленты и оставьте по 5 см «начального» и «конечного» выводов. Соберите все детали, как показано, вставив половины сердечника в бобину, и поместите прокладки воздушного зазора между ними.

Эти прокладки можно изготовить из обрезанной визитной карточки. Нужно постараться найти карточку толщиной 3 мм и измерение толщины провести штангенциркулем. Скрепите сборку с помощью ленты или используйте эластичные кольцевые прокладки и т.п. Собранная катушка должна иметь индуктивность около 1 мГн, при измерении с помощью индуктивно- емкостного моста или комбинированного прибора – мультиметра.

3.         Изготовьте теплоотвод HS1 в виде скобы для транзистора Q2 из алюминиевой полосы 1,9×5,08×0,16 см. Согните скобу посередине под углом 90° и просверлите отверстие для винта и гайки SW1 /NU1 (см. рис. 28.8).

4.         Соберите печатную плату (см. рис. 28.4). При сборке в первую очередь обратите внимание на полярность электролитических конденсаторов, диодов, правильность установки транзисторов, интегральных микросхем.

Обратите также внимание на две проволочные перемычки. Будьте внимательны, чтобы не образовывались мосты из припоя на металлизации медной фольгой печатной платы РСВ, поскольку это может вывести из строя компоненты схемы. Присоедините около 15 см провода к установленным на передней и задней панели элементам, как показано на рис. 28.4 и 28.5. Обратите внимание, что большинство резисторов устанавливаются вертикально для увеличения плотности монтажа. Всегда оставляйте зазор по меньшей мере в 0,16 см между корпусом элемента и платой. Опытные радиолюбители могут использовать монтажную плату с перфорацией отверстий. При размещении элементов и выполнении соединений ориентируйтесь на схему (см. рис. 28.4). Выводы компонентов, задействованные по принципиальной схеме, будут использоваться для соединений. Пока не отрезайте их, а загните, чтобы исключить выпадение

Рис. 28.5. Второй уровень соединений печатной платы РСВ

Рис. 28.6. Рисунок печатной платы, вид со стороны установки компонентов

компонентов из отверстий платы. Если у вас есть печатная плата РСВ, вы можете пропустить этот этап. Расположение дорожек печатных проводников на печатной плате показано на рис. 28.6.

5. Соберите сенсорную плату в соответствии с рис. 28.7 с использованием макетной платы 5,07×3,81 см с перфорацией шагом 0,25 см. Вставьте выводы компонентов в отверстия платы, как показано. Выводы компонентов, задействованные по принципиальной схеме, используются в качестве точек соединения. Пока не отрезайте их, а загните, чтобы исключить выпадение компонентов деталей из отверстий платы. Прежде чем приступить к пайке, прочитайте следующее:

Рис. 28.7. Расположение компонентов на сенсорной плате и внешние подключения

Компоненты устанавливаются и горизонтально, и вертикально. Между компонентом и поверхностью платы должен оставаться зазор как минимум в 0,16 см.

Проверьте полярность Dl, D2 и правильность установки микросхем IC3, IC4, ориентируя IC3, IC4 по ключу. Проверьте установленные компоненты на соответствие принципиальной схеме.

Используйте паяльник с острым жалом, с чистым и облуженным концом, на малое напряжение 12 В, чтобы не вывести компоненты, особенно

Рис. 28.8. Окончательная сборка устройства

транзисторы и микросхемы, из строя. Используйте трубчатый припой с канифолью. Не перегревайте контакты при пайке, это может привести к выходу компонента из строя. Все пайки должны быть гладкими и блестящими. Избегайте излишнего количества припоя.

Выполните соединения, как показано, следуя пунктирным линиям с обратной стороны платы.

6.         Присоедините провода к соответствующим компонентам передней и задней панелей, как показано на рисунке.

Присоедините провода для внешних соединений платы с Р2, AUX12V, Р5, SHUTDOWN.

Учтите, что большинство этих проводов имеет длину около 15 см.

7.         Подключите L2, L3, R17A и R17B к задней части преобразователей TD1-4 (см. рис. 28.8). Фиксация двух проводов к динамику выполняется с помощью небольшого зажима.

8.         Проверьте правильность сборки, качество паяных соединений; убедитесь в отсутствии коротких замыканий, замыканий медной фольги на печатной плате, загрязнений и т.д.

Окончательная сборка

Для завершения сборки выполните следующие действия:

1.         Изготовьте шасси из алюминиевой пластины размерами 15,24×17,78×0,16 см (см. рис. 28.8). Загните секции по краям по 3,81 см для формирования передней и задней панелей. Затем согните фланцы 1,27 см для установки крышки и крепления с помощью четырех винтов SW2. Расположение большинства отверстий для монтажа устройства неважно и их можно определять на глаз. Отверстия для R2 и R9 должны быть выверены для соответствия контактным площадкам на печатной плате РСВ.

2.         Изготовьте крышку из толстого пластика или алюминия размерами 21,59×12,7×0,16 см. Выполните ее таким образом, чтобы она соответствовала шасси, и закрепите крышку на шасси винтами SW2.

3.         Изготовьте изоляционную плату из пластика или картона 11,41×8,89 см и поместите ее между платами и металлическим шасси.

4.         Установите печатные платы на шасси, необходимые элементы на панелях (см. рис. 28.4 и 28.5). Скрутите провода и разместите их, как показано. Используйте небольшие куски клейкой ленты для фиксации проводов.

Тестирование устройства

Провести тестирование устройства можно следующим образом:

1.         Перед включением питания вставьте плавкий предохранитель на ток 1А в F1, а закорачивающий штекер – в J3, как показано на рис. 28.9; полностью поверните против часовой стрелки оси всех регулирующих элементов.

2.         Подключите лабораторный источник 12 В постоянного тока. Можно использовать Т1 или сетевой адаптер питания.

3.         Подключите щуп осциллографа к выводу 3IC2. Поверните ось переменного сопротивления R9 вправо на небольшой угол и наблюдайте прямоугольную форму сигнала (см. рис. 28.2). Поверните ось R9 полностью по часовой стрелке, настройте R10 на период повторения 50 мкс. Это устанавливает диапазон ультразвуковых частот 20 кГц.

Для выполнения следующих этапов используйте средства защиты для ушей – плотно прилегающие наушники.

4.         Временно подключите параллельно сборку из 4 преобразователей к J6. Поверните ось R10 полностью против часовой стрелки, и вы услышите переход из ультразвукового в верхний звуковой: пронзительный, резкий и неприятный звук. Поворачивайте ось R10 по часовой стрелке и наблюдайте за обратным переходом в ультразвуковой диапазон, когда высота звука увеличивается до верхнего звукового предела, а потом как бы пропадает и переходит в ультразвуковой.

Рис. 28.9. Органы управления

5. Включите R2. Частота издаваемого звука будет периодически меняться. Происходит модуляция звуковой частоты. Вращая ось переменного сопротивления R2, наблюдайте модуляцию – качание частоты, изменяющееся от очень медленного до щебечущего звука.

Внимание! Не выворачивайте ось влево до упора, изменяйте в пределах от 60° до 360°.

В таких пределах частота качания меняется от 50 Гц и выше. Лучше увеличить R3 до 20 кОм. – Прим. ноуч. ред.

Тестирование сенсорно-детекторной схемы

Для проверки детекторной схемы выполните следующие действия:

1.         Нажмите поочередно кнопки «сброс» S4 (RESET) и S5 (TEST). По нажатии кнопки «сброс» S4 (RESET) устройство отключится, по нажатии S5 (TEST) – включится. Повторите эти действия несколько раз, чтобы убедиться в правильной работе устройства.

2.         В режиме «сброс» временно выньте закорачивающий штекер из J3 – устройство включится.

3.         В режиме «сброс» временно закоротите J2 на землю – устройство включится.

4.         В режиме «сброс» временно подайте уровень 5 В на J1, и устройство включится.

Особые замечание

В данной системе используются пьезоэлектрические преобразователи, которые во много раз эффективней электромагнитных по мощности излучения и значительно меньшей мощности потребления, но проигрывают в диапазоне излучающих частот. В Интернете на нашем сайте есть несколько графиков-номограмм для определения излучающих частот и номиналов радиоэлементов в принципиальных схемах, предназначенных для желающих модифицировать или оптимизировать существующую схему для получения конкретного диапазона частот, ориентации сигнала и др.

Применение и размещение устройства

Ваша фазерная система защиты имущества может работать в двух режимах. В режиме 1 прибор работает на ультразвуковых частотах, способных вызвать тошноту, дезориентацию и многие другие физиологические эффекты. Режим 2 позволяет вам использовать систему в качестве средства подачи звукового сигнала тревоги, чтобы напугать нарушителя или предупредить пользователя. Можно использовать комбинацию обоих режимов, причем управление несложным образом осуществляется с передней панели. Три раздельных гнезда позволяют обнаружить разрыв ограничивающего провода или контакта фольги, нажатие на запускающий переключатель, положительный импульс напряжения от другого оборудования обнаружения, подобного перечисленному в каталоге фирмы Information Unlimited.

Расположение преобразователей должно быть таким, чтобы обеспечить подачу максимальной мощности излучения в точки возможного вторжения или доступа. Их можно направить на общую цель или расположить отдельно для множественного эффекта.

Устройство питания должно размещаться в месте установок розеток питания 220 В, там, где пользователь может оставить приборы и использовать органы управления для достижения максимального эффекта. Соединения задней панели показаны на схеме (см. рис. 28.9).

Предупреждение

Использование ультразвука для воздействия на животных и для предупреждения несанкционированного проникновения в большей части является неисследованной областью. Перед использованием подобного прибора для защиты дома или владения лучше предварительно проконсультироваться относительно местных законов. Помните, что законы многих государств противоречивы и иногда они больше заботятся о правах преступника, чем жертвы.

Общая информация об ультразвуковых устройствах

Поступает очень много вопросов относительно воздействия этих устройств на людей.

Эти приборы не относятся ни к холодному, ни к огнестрельному оружию, но обладают способностью остановить человека подобно оружию, дубине или другому средству. Они оказывают крайне неприятное, раздражающее, а иногда болезненное воздействие на большинство людей. Не все ощущают это воздействие одинаково. Как уже было сказано, молодые женщины намного более восприимчивы, чем пожилые люди, поскольку у них более развит слуховой аппарат. Дальность действия прибора зависит от очень многих переменных и обычно составляет 3-30 м от преобразователей.

Самым главным из возможных применений устройства является использование всех преобразователей для защиты границ территории от несанкционированного вторжения. Этот вариант также хорош для защиты таких единичных объектов, как шкатулки для хранения драгоценностей, оружейные шкафы, сейфы, подвальные помещения, имеющие небольшой объем и протяженность. В обычном исполнении предполагается размещение каждого преобразователя для защиты конкретной области.


1.                Проверьте, что переключатель выключен, и вставьте батареи.

2.                Закрепите лазерную сборку и направьте ее на цель.

3.                Включите питание, повернув S1. Отметьте включение индикатора эмиссии LED1.

4.                Настройте оптику для достижения желаемого эффекта.

Обратите внимание на то, что на рисунке показан регулятор коллиматора с внешней резьбой, это может быть изменено по желанию конструктора.

Внимание! Смотреть на лазерный луч или его отражение можно только с защитным оборудованием для глаз.

Учтите, что коллиматор расширяет луч на ближних расстояниях, но значительно уменьшает его на дальнем расстоянии. Основная линза в теплоотводе LEN1 может со временем потребовать настройки с использованием специального оборудования. Тесты на соответствие:

1.                Наличие ярлыков, показанных на рисунке.

2.                Несъемный в выключенном положении выключатель.

3.                Задержка после включения.

4.                Сэет> эдисдоый индикатор луча LED1 загорается после задержки в несколько секунд.

5.                Есть крышка апертуры.

1.                Удалите П-образный болт и одну из половин серде^икп. Некоторые из строчных тр;*« 4*л( яазторое при первичной рвэберюо могут потребовать удаления снязываюиаэго материала, при этом необходимо воспольз-ляпсы острым предметом для отделения сердечников другот друга, приложив небольшое усилие.

2.                Пс дг агоеьге бобину из куска гитаспжоеой или картонной трубки такой длины, ю тц^л; гк кзиолиь-т частям cety*.***»- ка касаться друг друга.

3.                Намотайте параллельно два магнитных провода #18 разного цвета, сделайте по 10 витков двойной обмотки, оставив выводы по 20 см. Разные цвета проведав помогут идентифицировать выекда.

4.                Наклейте скотч на торцы каждой гю/юви^

части сердечника. Это должно < xrm. зазор между щчникпми около 5 мм в каждом месте соединения.

5.                Поместите намотанную на шаге 3 катушку на сердечники и плотно прикрепите лентой.

6.                                                                                                                                                                                                               Определите обратный провод вторичной обмотки: это будет провиси, присоединенный к базе. Должен подойти любой npi тух, но с помощью омметра или по техническим х 1рактъристикам в cnpaannHtm-jx                                                                                                найти варианте наибольшим погонным сопротивлением. Меньшему диаметру привода соптнвтетнувт большее погонное сопротивление. Например, при диаметре провцда 0,26 мм погонное сопротивление составляет0,346Ом/м, при 2,05 мм -0,005Ом/м. Аккуратно прикрепите внешний провод к этой точке и с помощью силикою и. *о каучука снимите натяжение. Проверьте другие выводы, чтобы убедиться, что между ними нет замыкания.

При проверке индуктивности вторичной обмотки вы можете ориентир» «илтъеы на следующие значения: А на объединенных выводах В и С – около 15 мкГн, D на В и С – около 15 мкГн.

Большинство строчных транп >х*«ягзрое аналогичны катушкам Тесла и д олжны работать в их качестве. У некоторых имеется встроенный диод в эьсвсйиой секции вторичной обмотки. Если в нем в качестве связыеающал – материала используется рези»* «*п смесь, то ее можно уд алить; если используется эпоксидная смола, то такой строчный трансформатор лучше не использовать.

1.                Аккуратно припаяйте кусоктонкого провода к центральному выводу лампочки. Это обычный п|>"«*дд, и он легко паяется. Избегайте перегревания.

2.                Присоедините к нему зыхс^ м провод T1. Установите лампочку на EN1 с помощью небольшой скобы или другим подходящим способом. Используйте непроводящий материал.

3.                Используйте лампу 13 см, 100 Вт хорошего качества. Экспериментируйте, используя различные лампы, это может дать интересные результаты.

4.                Не оставляйте демонстрацию включенной в течение длительного времени, поскольку высокочастотная энергия может быстро пробитьтонкое стекло этих ламп.

 

 

 

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