ЭЛЕКТРОННАЯ ОХРАНА И СИГНАЛИЗАЦИЯ

April 13, 2014 by admin Комментировать »

В последнее десятилетие получили широкое распространение самые разные системы электронной охраны и сигнализации, начиная от устройств для предотвращения несанкционированного доступа и заканчивая сложными электронными средствами, поднимающими тревогу при появлении нарушителя в охраняемом пространстве Большинство таких охранных систем выпускается известными фирмами и легко устанавливается, но, к сожалению, за очень высокую цену В то же время достаточно надежные и не очень сложные устройства электронной охраны и сигнализации могут быть изготовлены самостоятельно

ДАТЧИК ДЛЯ ОХРАНЫ АВТОМОБИЛЯ

Украсть или ограбить автомобиль, не качнув его, – почти неразрешимая задача Поэтому редкая охранная система обходится без устройства, так или иначе реагирующего на колебания кузова автомобиля

Конструкция одного из самых простых датчиков – контактного датчика (КД) колебаний – показана на рис 21 Здесь 1 – печатная плата 2 – упругий металлический поводок, верхний конец которого отогнут и впаян в специальное отверстие в плате (один вывод КД), а на нижнем укреплен груз – свинцовый цилиндр или шарик 3 4 – контактная шайба, припаянная к нуль- фольге платы (другой вывод КД)

Поводок изготавливают из упругой проволоки (сталь, фосфористая бронза и тп) диаметром 0,3-0,4 мм Его длина – 50-80 мм Вес свинцового груза – 15-20 г От упругости поводка и массы груза зависит резонансная частота датчика и, следовательно, его чувствительность к тем или иным внешним возмущениям При необходимости упругость поводка и масса груза могут быть изменены

Чувствительность КД будет зависеть, очевидно, от положения (выше-ниже) контактной шайбы и диаметра ее внутреннего отверстия Но, экспериментируя с тем и другим, не следует стремиться к достижению возможно большей чувствительности датчика, поскольку следствием будет множество ложных срабатываний Чувствительность датчика должна быть лишь достаточной

На той же печатной плате монтируют и электронную часть устройства, принципиальная схема которой приведена на рис 22

Рис 22 Принципиальная схема электронной части устройства

Шестиразрядный счетчик DD2 реагирует на каждый спад напряжения на своем входе С (в идеале – на каждое замыкание КД) тем, что хранящееся в нем число увеличивается на единицу

Подключением резистора R8 и диода VD1 к выходу 1, 2, 4, 8, 16 или 32 счетчика DD2 в системе одно из этих чисел устанавливают в качестве числа-порога По его достижении на соответствующем выводе счетчика (3,4,5,10, И или 12) возникает единичное напряжение U = U’

Это напряжение блокирует дальнейший счет в DD2 (высоким напряжением на входе инвертора DD12) и создает в базе транзистора VT2 токПри(напряжение

отсечки составного кремниевого транзистора) 1б= 0,34 мА А поскольку транзистор КТ972А имеет усиление по току не менеето

с относительно слаботочной нагрузкой (ток в ACT-10 не превышает 0,25 А) этот транзистор откроется до насыщения и включит пьезосирену Как показывает опыт, в этом режиме падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора КТ972А не превышает 1 В

Однако все это произойдет лишь в том случае, если число-порог будет набрано в паузе длительностью Т между короткими импульсами на входе R счетчика DD2, возвращающими счетчик в исходное нулевое состояние

Основу генератора, формирующего эти импульсы (на профессиональном жаргоне – импульсы сброса), составляет мультивибратор, выполненный на элементах DD13 и DD14 Изменением сопротивления подстроенного резистора R5, введенного во времязадающую цепьмультивибратора, период его переключения Т =2 (R6 + R5) С2 может быть установлен в пределах 2-9 с Сам импульс на входе R счетчика формируется из фронта меандра на выходе инвертера DD14 дифференцирующей цепочкой R7C3 и инвертерами DD15, DD16 Его длительность tc6p ξ R7C3 ξ 20 мкс

Счетчик DD2 позволяет поделить сигналы КД на две группы: относительно редкие, которыми можно и нужно пренебречь (случайный толчок автомобиля, «дребезг»[1] элементарного замыкания КД и тп), и частые, поневоле возникающие при активном «интересе» к автомобилю Именно эти сигналы и поведут к включению пьезосирены

Пьезосирена звучит недолго: до появления очередного импульса сброса – максимум 9 с Но затем включится снова и будет повторяться до тех пор, пока не прекратится внешнее воздействие

Печатную плату устройства можно изготовить из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5-2 мм Ее конфигурация, разводка проводников, конструкция корпуса, в который она будет помещена, большого значения не имеют Важно одно: устройство должно быть установлено так, чтобы поводок датчика занял вертикальное положение и в состоянии покоя не касался бы «заземленной» шайбы 4 (рис 21) И, конечно, так, чтобы порча самого устройства, его пьезосирены и источника питания была бы максимально затруднена

Все резисторы – типа МЛТ-0,125 Оксидные конденсаторы С4 и С5 – любого типа С1..СЗ – КМ-6, К10-176 или им подобные

Конструируя то или иное охранное устройство, обычно стремятся минимизировать его энергопотребление в дежурном режиме Заметим, что энергопотребление КМОП микросхем, особенно работающих в генераторном режиме, зависит от напряжения питания (здесь U’ резко нелинейно) Происходит это потому, что при U’ > 2 U

пит

(U3a„ – наибольшее напряжение между истоком и затвором МОП транзистора, при котором он остается запертым) при напряжениях на затворах близких к U’ / 2 в КМОП структурах возникает так называемый сквозной ток, быстро увеличивающийся с ростом и’пит Поэтому в микромощной КМОП технике напряжение питания микросхем снижают до величины, при которой сквозные токи либо вообще отсутствуют, либо становятся пренебрежимо малыми

Здесь принято U’nm = 5,3-5,4 В Это напряжение формирует стабилизатор, выполненный на шестивольтовом стабилитроне VD2 и транзисторе VT1 Для минимизации энергопотребления самим стабилизатором важно правильно выбрать сопротивление резистора R9

Минимальный ток стабилитрона КД106А – 10 мкА Внешний потребитель – базовая цепь транзистора КТ3102ЕМ, имеющего усиление по току Ь21Е> 400 Возникающий в режиме тревоги ток в R8 равный 0,34 мА, пересчитанный в базу транзистора VT1 (он работает здесь эмиттерным повторителем), составит 0,34 / 400 ξ 9 мкА Тогда, приняв U       = 8 В (пьезосирена звучит весьма громко и при меньших напряже- ниях), получим R9 = (U – 6) / 19 х 106 ξ 100 кОм

Заметим, что в дежурном режиме ток стабилитрона составит почти весь потребляемый устройством ток, который при UniiT = 12 В будет близок к 60 мкА

Малое энергопотребление охранной техники в дежурном режиме важно прежде всего потому, что делает ее независимой от внешнего энергоснабжения В описанном устройстве 2-3 батарейки типа 3336 или 6-8 пальчиковых элементов не только обеспечивают многомесячную его работу (около года), но и полноценное звучание пьезосирены при тревоге

Устройство нетрудно переделать для работы и под большую нагрузку (рис 23)

Это может быть мощное реле (RH> 4 Ом), способное коммутировать основные электроцепи автомобиля (фары, сигнал и др), электроклапан, электродвигатель мощностью 30-40 Вт и тп

Однако нужно иметь в виду, что на нагрузках со значительной индуктивной составляющей (на обмотке того же реле) могут возникать опасные для транзистора VT3 (при его запирании) экстранапряжения Поэтому такую нагрузку

обязательно шунтируют диодно-резисторным демпфером (на рис 23 он заштрихован), снижающим амплитуду обратного «выброса» напряжения до приемлемой величины (в любом случае напряжение на транзисторе не должно превышать U для КТ972А – U = 60 В) В этом случае VD3 – любой диод, выдерживающий прямой ток 1-1,5 А, a R12 = 2-3 RH

Автоматический сброс счетчика DD2 можно дополнить ручным, как показано на рис 24

Источник: Виноградов Ю А и др, Практическая радиоэлектроника-М: ДМК Пресс – 288 с: ил (В помощь радиолюбителю)

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