Принцип и алгоритм работы этого устройства очень похож на работу промышленных стандартных охранных систем, для охраны помещений. Предлагаемая простая охранная сигнализация срабатывает, от размыкания контактов датчика с нормально замкнутыми контактами в режиме охраны. В качестве, которого может быть:
Проволочный шлейф, рассчитанный на обрыв провода при нарушении периметра;
Герконовый датчик, реагирующий на перемещение куска магнита над его контактами, при открывании двери, например, или пассивный инфракрасный датчик заводского изготовления, реагирующий на изменение положения объекта с инфракрасным излучением, (коим является тело человека - нарушителя, в зоне охраняемого объекта).
Зарегистрировав перемещение контакты этого датчика разомкнутся и сигнал поступает на исполнительное устройство, (называемое нами охранной сигнализацией) которое должно отреагировать, выдав сигнал тревоги.
Устройство питается от аккумуляторной батареи напряжением 12В, (можно так же запитать его от внешнего источника постоянного тока, адаптером, рассчитанным на ток порядка 300ма и более. Автором, данная сигнализация использовалась для охраны загородной дачи, где нет электроснабжения, и для питания использовалась стандартная аккумуляторная батарея на напряжение 12 в и ёмкостью 7 А/час (такие применяются в устройствах бесперебойного источника питания компьютеров). Недорогие устройства заводского изготовления, типа Астра-712 не подходили для данной задачи, поскольку ток потребления в дежурном режиме у них составляет минимум 110 мА, а на даче предполагалось появляться не чаще чем раза в месяц. При таком потреблении тока, за этот период времени, аккумулятор разрядился бы очень быстро.
И, как вариант, была сделана простая помехоустойчивая (при длинных проводах идущих от внешних устройств расположенных в разных местах помещения) охранная система, с потребляемым током в ждущем режиме около 2 мА, которая, в принципе, может быть использована в гараже, сарае, на даче, в квартире, в машине и т.д.
Детали:
Все детали не дефицитны, дёшевы и доступны для приобретения:
-сирена на 12 вольт от любой автомобильной охранной системы, можно купить (рублей 150)
Применял я микросхему 561ЛН1 (были они у меня под рукой ещё со времён СССР)
(561 ЛН 1 при этом выводы (4 и 12). надо соединить с общим проводом. и распиновка другая
А в Протеусе схему отлаживал, взяв в библиотеке модель CD4069. Там же и схему рисовал, поэтому номера ножек на схеме совпадают с 561ЛН2 - 6 инверторов КМОП структуры, (рабочее напряжение питания от 3 до 16В)
CD4069 (Отечественный аналог 561 ЛН2) или, в принципе, подойдут любые микросхемы если набрать их из нескольких корпусов имеющихся под рукой такие как 561ЛА7, 561ЛЕ5, и пр. логики. Путём включения и элементов, как инверторы, набрав их в количестве равном 6-ти, для данной схемы, при этом назначение и номера выводов придётся изменить соответственно технической документации применяемых микросхем.
Но теряется смысл по причине - вместо одного корпуса появится два, что усложнит конструкцию. А уж с двумя то корпусами можно сделать нечто более серьёзное, а хотелось максимально упростить конструкцию, убрать лишнее с максимумом функций от устройства для поставленной задачи.
Опто-изолятор (от блоков питания в обратной связи) типа PC123 или какой другой из доступных, на крайний случай, за неимением можно применить реле с нормально разомкнутыми контактами, эта цепь сделана с целью защиты от наводок длинных проводов идущих от кнопки «сброса», снятия с охраны.
Полевой транзистор мощный N-канальный, любой, (можно использовать от неисправных материнских плат, с током коммутации не менее 1 А). Биполярный транзистор для коммутации светодиодов любой NPN средней мощности типа КТ315, диоды, импульсные кремниевые любые.
Схема охранной сигнализаци с номиналами элементов:
Работа устройства:
Постановка устройства на охрану сводится к простой операции, включения тумблера питания «Вкл». Включаете питание и Вы выходите наружу, и замыкаете дверь, для того чтобы система не отреагировала на ваши собственные перемещения,система, как бы «заглушается» на время, не реагируя на размыкание контактов охранных датчиков в течение минуты.
Задержка на выход - 1 минута (обычно этого времени достаточно) в этот период светодиод-индикатор горит постоянно, по истечении времени задержки, схема переходит в дежурный режим,- светодиод начинает мигать импульсами. С частотой 1 Гц и скважностью равной 4. При срабатывании охранного датчика сирена звучит продолжительностью около 40 секунд. Заставить замолчать сирену может только отключение питания, пока она «оторёт» положенное. Блокировать сигнализацию бесполезно, и лишь после этого, сли охранный датчик приводит состояние своих контактов в исходное Н.З. положение, схема переходит снова в режим ожидания в дежурном режиме (что можно определить визуально со стороны по миганию светодиодов, один из которых располагается на корпусе устройства D6, другой, светодиод D7 выведен под навес крыши наружу, чтобы можно наблюдать на расстоянии от дома, встала ли на охрану сигнализация или нет.
Если прошло время задержки и сирена самопроизвольно сработала (это лишь означает, что у вас разорвана цепь охранного «шлейфа» (возможно неисправен датчик и контакты не стали в нормальное замкнутое положение, своего рода «тест» на целостность шлейфа при постановке на охрану,- пока Вы не уехали далеко от дома можете вернуться и всё проверить.)
На модели в Протеусе Вы можете такую ситуацию промоделировать. После запуска при изначально замкнутых (SENSOR_NC) нажмите кратковременно и отпустите кнопку (BLOCK_ALARM) зажгутся индикаторы D6, D7. это имитация задержки времени на выход и блокировки охранного датчика на этот период, после чего разомкните контакты (SENSOR_NC) и оставьте в разомкнутом состоянии, дождитесь погасания светодиодов D6, D7. Увидите сами, как отреагирует схема, (должна сработать сирена) всё наглядно. В этом плане Протеус очень удобная программа..эээх её бы, лет эдак … назад .
При перепаде с 1 в 0 схема не реагирует, только на перепад с 0 в 1. Сделано это на случай, если дверь останется брошенной открытой, злоумышленник убежит, тогда сирена не будет орать до полного разряда аккумулятора, (если бы в схема реагировала или на 0 на контактах или на 1 при размыкании то при разомкнутых контактах орала бы сирена до «посинения» - до полного разряда батарей, что негативно отразится на взаимоотношениях с соседями, если например произойдёт ложное срабатывание), а после закрывания двери снова становится на охрану. Если открыть незапертую дверь снова или пройти мимо инфракрасного датчика, сирена снова сработает.
Ещё хотелось бы обратить внимание на такой момент удобства схемы, если при монтаже случайно закоротится провод или нагрузка, снимаемая с эмиттера транзистора Q2, то это не приведёт к повреждению схемы.
В режиме ожидания средний ток потребления самого устройства, если только геркон в качестве датчика используется на двери, составляет примерно 2 мА. А суммарный ток потребления всей системы зависит в основном от характеристик потребления внешнего охранного ИК-датчика, и в среднем может быть около 15 ма.
Снятие с охраны осуществляется или воздействием на геркон «замурованный» в стене, поднеся магнит к этому месту на секунду (или спрятанной кнопкой, в «секретном месте») при этом у вас 1 минута для отпирания двери. Снялась охрана или нет видно по светодиоду, который в режиме снятия горит постоянно, показывая Вам, что охрана снята и можете смело отпирать дверь не опасаясь, что включится сирена. По истечении 1 минуты, если не успели открыть замок, зайти в помещение и отключить питание сигнализации кнопку «Вкл». Если этого не произойдёт в течение минуты, система становится на самоподхват, переходя снова в режим охраны.(это на случай, если злоумышленник знает как снять с охраны, но замешкается при открывании двери больше минуты.
Система помехоустойчива от ложных срабатываний при длинных проводах протянутых до внешних устройств (кнопок снятия, датчика, наружного светодиода, сирены). Устройство работает на даче около года, где нет электричества. Меняется аккумулятор раз в 2 месяца (может можно и дольше, не проверял).
Моделирование в Proteus:
Работу схемы можно просмотреть в PROTEUS-e. Не совсем точно отображает аналогию работы, (интервалы времени, светодиоды не мерцают в режиме ожидания, погашены) хотя в реальной конструкции всё, как в описании, но в принципе логику работы схемы отображает верно.
Проделать это можно так:
Запускаете в Протеусе модель, кнопку (POWER_ON) включения питания лучше не трогать и оставить во включённом состоянии (иначе ругается). Попробуйте нажать кратковременно и отпустить кнопку (BLOCK_ALARM) и сразу увидите, как зажглись светодиоды, D6, D7. Пока они горят, охранный датчик (SENSOR_NC) заблокирован, его можно размыкать, замыкать, сирена не срабатывает. В качестве сирены эквивалент - модель электромотора, для наглядности. Как только пауза блокировки прошла, светодиоды гаснут. Разомкните и замкните контакты датчика, и вы увидите, как сработала сирена. Отработав промежуток времени, она выключится и станет в режим ожидания. Если во время работы сирены, вы попытаетесь выключить сигнализацию кнопкой блокировки - (BLOCK_ALARM), то светодиоды зажгутся, но сирена отработает положенное время и только после этого выключится.
Небольшая ремарка, которую следует учесть:
В Proteus ISIS в схеме номиналы изменены для того чтобы было наглядно видно работу схемы в режиме эмуляции. Конденсатор С 5 1n, а в реальной схеме это С 1 47nF. А конденсатор С 1 в Протеусе 2,2 мкФ, в реальной же схеме С 5 должен быть 22 мкф. (когда менял номиналы в Протеусе сбились номера обозначений). Резистора R 9 2,2 Мом нет в реальной схеме, это лишь для того чтобы Протеус не «глючил». В остальном печатная плата, разводка, расположение деталей совпадают со схемой на 561ЛН2.
В моделировании печатной платы можно просмотреть, как наша схема выглядеть должна в 3-х мерном изображении. На рисунках это наглядно видно:
Науменко Владимир, г. Калининград
Охранная сигнализация. Схема
Сигнализация сделана на простой и доступной микросхеме CD4023 (или любой другой...4023), в которой есть три логических элемента «3И-НЕ». Несмотря на простоту, сигнализация обладает вполне неплохим набором функций, и может поспорить с аналогичными устройствами, собранными на специализированных микросхемах или микроконтроллерах. К тому же, применение простой «жесткой» логики делает и изготовление сигнализации очень простым и доступным, поскольку не требуется никакого программирования или поиска дорогих или редких микросхем.
Сигнализация рассчитана на работу с пятью контактными датчиками, сделанных из концевых переключателей. Один датчик -SD5 специализированный, он устанавливается на входную дверь. Четыре остальных могут быть установлены на окна, ставни, другие двери, люки, лазы и т.д. В закрытом состоянии контакты датчиков разомкнуты, и замыкаются при открывании соответствующей двери, окна, ставни, люка, лаза и т.д. То есть, когда закрыто, шток концевого переключателя нажат, значит, подключать надо его размыкающие контакты.
Алгоритм работы сигнализации следующий. Включение осуществляется выключателем питания. О факте включения индицирует один светодиод. После включения сигнализация примерно 15 секунд не реагирует на датчики. Однако, в течение первых 2-3 секунд после включения питания схема проверяет все датчики кроме основного дверного. Если какой-то из датчиков замкнут (например, окно не закрыли), то раздается звуковой сигнал длительностью 2-3 секунды и загорается светодиод, который показывает на конкретный датчик, находящийся в замкнутом состоянии. Если замкнуто несколько датчиков, соответственно, будут гореть несколько светодиодов.
После устранения неполадки нужно снова включить питание сигнализации. Далее, если все датчики в норме, будет гореть только светодиод, индицирующий включение питания. Через примерно 15 секунд после включения питания сигнализация переходит в режим охраны. Теперь, если любой из датчиков будет замкнут (или несколько из них) включится электронная блок-сирена, которая будет звучать около 15 секунд. Затем, система вернется в режим охраны и будет ожидать срабатывания очередного датчика.
Отключение сигнализации происходит в два этапа. Сначала посредством клавиатуры набирается код, после чего схема блокируется на 15 секунд, в течение которых, можно войти внутрь помещения и отключить сигнализацию выключателем питания. Если же, войти в помещение и не выключить питание сигнализации, то через 15 секунд она войдет в режим охраны, и сработает когда вы откроете дверь или окно, или еще что-то, что находится под охраной, даже если вы внутри помещения.
Для задания и набора кода используется простая электромеханическая цепь из последовательно включенных кнопок-переключателей. Такие кодовые замки неоднократно описывались в этом журнале, и несмотря на такие неудобства, как необходимость одновременного нажатия кнопок кодового числа, и невозможность изменить код без разбора и перепайки, они весьма эффективны, дешевы и
просты, что тоже немаловажно.
Сигнальным устройством служит электронная сирена для автомобильных сигнализаций, - на сегодня это наиболее доступное сигнальное устройство.
Теперь о схеме. Основу схемы составляет трехвходовый RS-триггер на двух элементах микросхемы D1 типа 4023.
Датчики двух типов. Дверной датчик основной двери - SD5, он подключен непосредственно к выводу 2 D1.1. Он не проверяется светодиодом и звуковым сигналом при включении питания, потому что он расположен на основной двери, служащей для выхода из помещения, а проверка датчиков начинается сразу после включения питания, то есть, пока человек, включивший питание, еще находится внутри помещения.
Остальные датчики SD1-SD4 снабжены светодиодами для контроля состояния и RC-цепями, формирующими при замыкании датчика импульс длительностью 2-3 секунды.
Через развязывающие диоды VD1-VD4 они подключены к выводу 1 D1.1.
При включении питания выключателем S10 начинается зарядка конденсатора С6 через резистор R11. При емкости 10 мкФ и сопротивлении 1 М, у меня получилось до единицы около 15 секунд, хотя здесь играет роль и точность емкости конденсатора, и величина утечки, так что результат может быть и другим. Ну так вот, в течение этого времени, пока С6 заряжается через R11, на выводе 4 D1.2 присутствует напряжение низкого логического уровня. Поэтому, RS-триггер D1.1-D1.2 находится в зафиксированном положении, и на выходе D1.2 логическая единица независимо от того, что на входах элемента D1.1. Поэтому, в течение этого времени триггер не реагирует на датчики.
В то же время, если после включения питания окажется что один из датчиков SD1-SD4 замкнут, то, например, если это был SD1, цепь R2-C1 создаст импульс длительностью около 2-3 секунд, который через диод VD1 поступит на вывод 11 D1.3, и на его выходе на 2-3 секунды появится высокий логический уровень. Транзисторный ключ VT1-VT2 откроется на 2-3 секунды, и прозвучит короткий предупредительный звук. А светодиод HL1 будет гореть, показывая, что замкнут именно датчик SD1.
После зарядки С6 схема переходит в режим охраны. Теперь, при срабатывании любого из датчиков RS-триггер D1.1-D1.2 перекидывется в ноль на выходе D1.2. При этом на выходе D1.3 устанавливается высокий логический уровень, и транзисторы VT1-VT2 открываются, звучит сирена BF1. Но, продолжается это только до тех пор, пока конденсатор С5 заряжается через резистор R12, то есть, тоже около 15 секунд. Хотя, это время зависит так же, от фактической емкости конденсатора С5 и величины его тока утечки.
Для первой стадии отключения сигнализации используется клавиатура из кнопок S0-S9 (кнопки понумерованы согласно надписям возле них на наборной панели). Все кнопки переключающие, без фиксации, включены последовательно, но так, чтобы кнопки кодового числа были подключены замыкающими контактами, а все остальные - размыкающими. И эта цепь включена параллельно С6. Цепь замыкается только в том случае, если одновременно нажать только кнопки кодового числа. При этом, С6 разряжается, и схема переходит в то состояние, в котором она бывает после включения питания. То есть, примерно 15 секунд не реагирует на датчик двери SD5.
Монтаж выполнен на макетной печатной плате промышленного производства.
Время задержки после включения питания можно установить подбором R11 или С6. Время звучания сирены - подбором R12 или С5.
К данной системе можно пристроить и сотовый телефон для дистанционной передачи сигнала (Л.1).
Простые радиосхемы начинающим
В этой статье мы рассмотрим несколько простых электронных устройств на основе логических микросхем К561ЛА7 и К176ЛА7. В принципе эти микросхемы практически одинаковые и имеют одинаковое предназначение. Несмотря на небольшую разницу в неокторых параметрах они практически взаимозаменяемы.
Коротко о микросхеме К561ЛА7
Микросхемы К561ЛА7 и К176ЛА7 представляют собою четыре элемента 2И-НЕ. Конструктивно выполнены они в пластмассовом корпусе черного цвета с 14-ю выводами. Первый вывод микросхемы обозначен в виде метки (так называемый ключ) на корпусе. Это может быть или точка или выемка. Внешний вид микросхем и цоколевка выводов показаны на рисунках.
Питание микросхем составляет 9 Вольт, питающее напряжение подается на выводы: 7 вывод- "общий", 14 вывод- "+".
При монтаже микросхем необходимо быть внимательным с цоколевкой- случайная установка микросхемы "наизнанку" выводит ее из строя. Пайку микросхем желательно производить паяльником мощностью не более 25 Ватт.
Напомним что эти микросхемы назвали "логическими" поэтому что они имеют всего лишь два состояния- или "логический ноль" или "логическая единица". Причем при уровне "единица" подразумевается напряжение близкое к напряжению питания. Следовательно- при уменьшении напряжения питания самой микросхемы и уровень "Логической единицы" будет меньше.
Давайте проведем небольшой эксперимент (рисунок 3)
Сначала превратим элемент микросхемы 2И-НЕ просто в НЕ, соединив для этого входы. На выход микросхемы подключим светодиод, а на вход будем подавать напряжение через переменный резистор, контролируя при этом напряжение. Для того чтобы светодиод загорелся необходимо на выходе микросхемы (это вывод 3) получить напряжение равное логической "1". Контролировать напряжение можно при помощи любого мультиметра включив его в режим измерений постоянного напряжения (на схеме это PA1).
А вот с питанием немного поиграем- сначала подключим одну батарейку 4,5 Вольта.Так как микросхема является инвертором, следовательно для того чтобы получить на выходе микросхемы "1" необходимо наоборот на вход микросхемы подать логический "0". Поэтому начнем наш эксперимент с логической "1"- то есть движок резистора должен быть в верхнем положении. Вращая движок переменного резистора дождемся момента когда загорится светодиод. Напряжение на движке переменного резистора, а следовательно и на входе микросхемы будет примерно около 2,5 Вольт.
Если подключить вторую батарейку, то мы получим уже 9 Вольт, и светодиод у нас в этом случае загорится при напряжении на входе примерно 4 Вольта.
Здесь, кстати, необходимо дать небольшое разъяснение
: вполне возможно что в Вашем эксперименте могут быть другие результаты отличные от вышеуказанных. Ничего удивительного в этом нет: во первых двух совершенно одинаковых микросхем не бывает и параметры у них в любом случае будут отличаться, во-вторых логическая микросхема может любое понижение входного сигнала распознать как логический "0", а в нашем случае мы понизили входное напряжение в два раза, ну и в-третьих в данном эксперименте мы пытается заставить работать цифровую микросхему в аналоговом режиме (то есть управляющий сигнал у нас проходит плавно) а микросхема, в свою очередь работает как ей положено- при достижении определенного порога перебрасывает логическое состояние мгновенно. Но ведь и этот самый порог у различных микросхем может отличаться.
Впрочем цель нашего эксперимента была простая- нам необходимо было доказать что логические уровни напрямую зависят от питающего напряжения.
Еще один нюанс
: такое возможно лишь с микросхемами серии КМОП которые не очень критичны к питающему напряжению. С микросхемами серии ТТЛ дела обстоят иначе- питание у них играет огромную роль и при эксплуатации допускается отклонение не более чем в 5%
Ну вот, краткое знакомство закончилось, переходим к практике...
Простое реле времени
Схема устройства показана на рисунке 4. Элемент микросхемы здесь включен так-же как и в эксперименте выше: входы замкнуты. Пока кнопка кнопка S1 разомкнута, конденсатор С1 находится в заряженном состоянии и ток через него не протекает. Однако вход микросхемы подключен и к "общему" проводу (через резистор R1) и поэтому на входе микросхемы будет присутствовать логический "0". Так как элемент микросхемы является инвертором то значит на выходе микросхемы получится логическая "1" и светодиод будет гореть.
Замыкаем кнопку. На входе микросхемы появится логическая "1" и, следовательно, на выходе будет "0", светодиод погаснет. Но при замыкании кнопки и конденсатор С1 мгновенно разрядится. А это значит что после того как мы отпустили кнопку в конденсаторе начнется процесс заряда и пока он будет продолжаться через него будет протекать электрический ток поддерживая уровень логической "1" на входе микросхемы. То есть получится что светодиод не загорится до тем пор пока конденсатор С1 не зарядится. Время заряда конденсатора можно изменять подбором емкости конденсатора или изменением сопротивления резистора R1.
Схема вторая
На первый взгляд практически то же самое что и предыдущая, но кнопка с времязадающим конденсатором включена немного по-другому. И работать она будет тоже немного иначе- в ждущем режиме светодиод не горит, при замыкании кнопки светодиод загорится сразу, а погаснет уже с задержкой.
Простая мигалка
Если включить микросхему как показано на рисунке то мы получим генератор световых импульсов. По сути это самый простой мультивибратор, принцип работы которого был подробно описан на этой странице.
Частота импульсов регулируется резистором R1 (можно даже установить переменный) и конденсатором С1.
Управляемая мигалка
Давайте немного изменим схему мигалки (которая была выше на рисунке 6) введя в нее цепь из уже знакомого нам реле времени- кнопку S1 и конденсатор С2.
Что у нас получится: при замкнутой кнопке S1, на входе элемента D1.1 будет логический "0". Это элемент 2И-НЕ и поэтому не важно что у него творится на втором входе- на выходе в любом случае будет "1".
Эта самая "1" поступит на вход второго элемента (который D1.2) и значит на выходе этого элемента будет прочно сидеть логический "0". А раз так то светодиод загорится и будет гореть постоянно.
Как только мы отпустили кнопку S1, начинает заряд конденсатора С2. В течение времени заряда через него будет протекать ток удерживая уровень логического "0" на выводе 2 микросхемы. Как только конденсатор зарядится, ток через него прекратится, мультивибратор начнет работать в своем обычном режиме- светодиод будет мигать.
На следующей схеме также введена эта-же цепочка но включена она уже иначе: при нажатии на кнопку светодиод начнет мигать а по истечение некоторого времени станет гореть постоянно.
Простая пищалка
В этой схеме ничего особо необычного нет: все мы знаем что если к выходу мультивибратора подключить динамик или наушник то он начнет издавать прерывистые звуки. На малых частотах это будет просто "тикание" а на более высоких частотах это будет писк.
Для эксперимента больший интерес представляет схема показанные ниже:
Здесь опять же знакомое нам реле времени- замыкаем кнопку S1, размыкаем ее и через некоторое время устройство начинает пищать.
Вариант 060. «Простая сигнализация на К561ЛА7» в коробкеНиже вашему вниманию представлена схема простой и надёжной сигнализации на одной микросхеме К561ЛА7. Из четырёх логических элементов «2И-НЕ» собрано два генератора. Генератор низкой частоты на элементах DD1.1 и DD1.2 управляет генератором звуковой частоты на элементах DD1.3 и DD1.4, формируя тревожный сигнал. Пьезоизлучатель можно подключить между 11 и 12 выводами микросхемы, тем самым упростив устройство, но в этом случае сигнал, издаваемый пьезоизлучателем QZ1 был бы слабым. Поэтому в схему добавлен усилитель на транзисторах VT1 и VT2, соединённых по двухтактной схеме эмиттерного повторителя образующих комплементарную пару. Но и в этом случае тревожный сигнал был бы недостаточной силы, т.к. для работы пьезоизлучателя в полную силу требуется относительно высокое напряжение на его пластинах. Этого результата можно добиться подключив к выходу эмиттерного повторителя повышающий автотрансформатор Тр1, исполненный на ферритовом кольце. С помощью этого автотрансформатора напряжение на входе пьезоизлучателя увеличивается в 10 раз и сигнал тревоги становится достаточно громким, чтобы его услышать с большого расстояния. Количество витков трансформатора около 900. Количество витков меньшей обмотки (выводы 1 и2) 80 витков. После её намотки делается отвод сдвоенным проводом и вторая обмотка (выводы 2 и 3) доматывается до израсходования оставшегося провода. Рассмотрим работу схемы. После подачи питания на схему (напряжение питания может находиться в диапазоне 6 – 15 вольт) устройство переходит в дежурный режим. На вывод 2 через нормально замкнутые контакты кнопки SA1 поступает логический ноль, дающий запрет на работу первого генератора. Соответственно на выводе 4 будет тоже логический ноль, не позволяющий работать второму генератору. Устройство в таком режиме потребляет очень незначительный ток в пределах нескольких микроампер. Как только контакты размыкаются, через резисторы R1, R2 на 2 вывод подаётся логическая единица, что приводит к запуску первого генератора, работающего с частотой около 2Гц. В тот момент, когда на выводе 4 появляется логическая единица, поступающая на 8 вывод, включается второй звуковой генератор. Звуковая частота с вывода 11 поступает на вход повторителя на VT1, VT2. Далее усиленный сигнал через конденсатор С4 поступает на обмотку (1,2) автотрансформатора Тр1. Ток, проходящий через эту часть обмотки трансформатора создаёт переменный магнитный поток в сердечнике (кольце), который в свою очередь индуцирует во всей обмотке электродвижущую силу, пропорциональную количеству витков. В результате на пьезоизлучатель поступает сигнал звуковой частоты с повышенным, относительно напряжения источника питания, напряжением. В зависимости от задач, кнопку можно заменить на нормально разомкнутую, замкнув её в положение охраны или заменив кнопку тонким проводом по принципу растяжки на разрыв.
Пролог
На элементах DD1.3 и DD1.4 собран ещё один мультивибратор, частота работы которого около 1кГц. Времязадающая цепь – С3, R3. Эпюра снята с 11-ой ножки микросхемы, когда мультивибратор работал постоянно.
Когда на 4-ой ножке появляются импульсы с частотой следования 3 Герца, на выходе DD1.4 (11-ая ножка), соответственно, появляется прерывистый сигнал частотой 1 килогерц. Эпюра снята с 11-ой ножки во время срабатывания тревоги.
Выход DD1.4 подключен к транзисторному ключу VT1, который управляет работой динамика Ba1. Здесь используется составной транзистор с большим коэффициентом усиления по току. Если под рукой не окажется такого транзистора, то можно его заменить самодельным составным транзистором.
Потенциометр R4 позволяет установить оптимальный уровень громкости сирены.
Резисторы R5, R6 ограничивают выходной ток микросхемы. Желательно выбирать сопротивление этих резисторов не менее 1-го килоома на каждый Вольт питания.
Резисторы R7 и R8 ограничивают ток светодиодов. А от сопротивления резистора R8 ещё и зависит основной ток потребления в дежурном режиме.
Конденсатор С1 защищает входные цепи микросхемы от помех, которые могут быть наведены на контур электромагнитным излучением.
Защитные диоды VD1 и VD2 защищают схему от мощного электрического импульса, который может быть вызван молнией. В этом случае, предохранитель FU1 может защитить шлейф от обрыва, хотя и не всегда.
Конденсаторы С4 и C5 – фильтр питания.
Напряжение питания этого охранного устройства можно выбрать в диапазоне 6… 12 Вольт. Можно применить несколько соединённых последовательно элементов АА, ААА или 9-ти Вольтовую батарею типа «Крона».
Потребление энергии во время срабатывания сирены, зависит от уровня громкости, установленного потенциометром R4, а при максимальной громкости, от сопротивления динамической головки Ba1. Потребление в дежурном режиме в основном определяется сопротивлением резисторов R1 и R8.
Но, если, для экономии энергии батареи, резистор R8 можно вообще исключить вместе со светодиодом VD4, то значительно увеличивать сопротивление резистора R1 нежелательно, особенно, если длина провода составляет 100 и более метров.
Схема этой охранной сигнализации, рассчитана на работу с датчиком обрывного типа. В качестве датчика используют тонкий медный эмалированный провод типа ПЭВ, ПЭЛ и им подобный. Диаметр провода выбирают исходя из следующих соображений. Чем тоньше провод, тем вероятнее ложное срабатывания, но и тем менее вероятно, что нарушитель заметит его или почувствует при соприкосновении. Так что, выбирать следует в диапазоне диаметров 0,05… 0,1мм. Спокойно идущий человек может не почувствовать обрыв провода диаметром 0,05мм даже открытой частью тела. Но, не порвать такой провод ещё при прокладке будет сложно. Для прокладки тонкого провода можно использовать лёгкую катушку, вращающейся в подшипниках.
На этом макете была опробована работа охранной системы.
Чертёж печатной платы на основе одного из широко распространённых типов макетных плат.
Как это работает? Откройте на весть экран и выберите разрешение 1280х720px.
Загрузка...