Охранное устройство с ключом-резистором. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Охрана и безопасность

 Комментарии к статье

В последнее время возрос спрос на различного рода охранные системы. В предлагаемой статье описано устройство, использующее в качестве ключа резистор определенного номинала. Устройство можно использовать для охраны помещений.

В описываемом устройстве применен аналоговый "ключ" - резистор. При подключении к контактам "замка" резистора с заданным сопротивлением режим охраны отключается. Если же дверь открыта без такого "ключа" злоумышленником, устройство сразу подает сигнал тревоги.

Следует заметить, что аналоговый "ключ" имеет некоторые недостатки. Например, при повышенной влажности, когда на элементах блока может появиться влага, возможно срабатывание сигнализации при использовании своего "ключа". Этот недостаток тем не менее не позволит злоумышленнику зайти в охраняемое помещение незаметно.

В качестве звукового излучателя сирены использована динамическая головка. Питается устройство от аккумуляторной батареи GB1. При снижении питающего напряжения ниже допустимого звучит зуммер.

Схема устройства показана на рисунке. Непосредственно перед выходом из помещения хозяин должен установить тумблер SA1 в положение "Охрана". Устройство переходит в режим охраны через 25 с. Перед входом в помещение необходимо вставить в гнезда X1, X2 ответную часть разъема - ключ и вынуть его не ранее чем через 2 с. После этого есть еще 20 с, чтобы зайти и переключить SA1 в положение "Выкл.". Если открыть дверь, не вставляя "ключ", сразу включится сирена. Для досрочного ее отключения необходимо перевести SA1 в положение "Выкл" и нажать кнопку SB1.

(нажмите для увеличения)

Особенность системы заключается в необходимости удержания "ключа" в гнезде не менее 2 с. Благодаря этому его сопротивление невозможно подобрать простым вращением переменного резистора. Это объясняется тем, что интервал опознавания "ключа" системой находится в пределах 6...7 кОм. При использовании переменного резистора, например 100 кОм, его надо вращать со скоростью 0,5 кОм/с, чтобы система опознала "ключ". При этом весь резистор прокрутится за 200 с, тогда как на вход в помещение с "ключом" и отключение устройства выделено всего 20 с.

Блок А1 - электронный замок. Операционные усилители (ОУ) DA1.1 и DA1.2 включены по схеме компараторов напряжения. Микросхема DD1 используется для подачи сигнала тревоги в блок А2. Делитель напряжения на резисторах R4-R6 задает на выводах 3 и 6 микросхемы DA1 напряжение 4,4 и 3,5 В соответственно. Если "ключ" не вставлен (резистор R1 отключен), делитель R2R3 обеспечивает на выводах 2 и 5 напряжение 5,3 В. При таком включении ОУ, если на неинвертирующем входе напряжение больше, чем на инвертирующем, то на выходе напряжение будет близко к напряжению питания, если, наоборот, на выходе будет напряжение, близкое к нулю.

В режиме охраны (резистора R1 нет) на выходе ОУ DA1.1 - 9 В, а на выходе DA1.2 - 0. В результате на резисторе R7 присутствует высокий уровень. Диоды VD3 и VD4 осуществляют развязку выходов ОУ DA1.1 и DA1.2. Конденсатор С1 необходим для защиты от помех на выводах 2 и 5, так как они соединены с входным гнездом.

Сопротивление резистора R1 подобрано так, чтобы при его подсоединении к замку напряжение на резисторе R3 было в пределах 3,5...4,4 В. При этом на выводах обоих ОУ будет напряжение около нуля.

Микросхема DD1 - это четыре одинаковых ключа, способных коммутировать как постоянное, так и переменное напряжение. Ключ открыт при высоком уровне на входе управления V и закрыт DD1 включены параллельно.

Геркон SF1 должен быть подключен так, чтобы при закрытых дверях охраняемого помещения его контакты были разомкнуты. Если хозяин присутствует на охраняемом объекте, тумблер SA1 находится в положении "Выкл." - на входах управления ключей V низкий уровень - и даже когда дверь открыта и геркон замкнут, высокий уровень с разъема X4 не проходит на X6 "Тревога". Резистор R8 ограничивает зарядный ток конденсаторов C5 и C6, который может вывести из строя микросхему DD1.

Перед выходом из помещения хозяин переводит SA1 в положение "Охрана". При этом через резистор R9 начинает заряжаться конденсатор C3, спустя 25 с напряжение на нем достигнет уровня, достаточного для открывания ключей DD1. Устройство переходит в режим охраны. Если теперь открыть дверь, то через резистор R8 и микросхему DD1 высокий уровень попадет на контакт разъема X6 "Тревога" и включится сирена.

Хозяин перед входом в помещение должен вставить в гнезда X1, X2 "ключ" R1, при этом на выходах ОУ DA1.1 и DA1.2 будет низкий уровень. Конденсатор C3 через диод VD5 и резистор R7 разрядится за 2 с, пока вставлен "ключ". При этом на входах V элементов DD1.1-DD1.4 низкий уровень закроет ключи микросхемы DD1 и можно будет открывать дверь. Войдя внутрь помещения, надо за 25 с (пока C3 вновь не зарядился) установить SA1 в положение "Выкл.".

На микросхеме DA2 собран стабилизатор напряжения 9 В. Микросхемы DD2-DD4 формируют необходимые временные интервалы для работы сирены. Мультивибраторы сирены выполнены на микросхеме DD5.

На логических элементах DD3.1, DD3.2 собран RS-триггер. Цепь R11C7 устанавливает его в нулевое состояние (на выходе элемента DD3.1 низкий уровень) при включении питания. Если поступит сигнал "Тревога", на входе элемента DD2.1 возникнет высокий уровень, а на выходе - низкий. При этом высокий уровень, появившийся на выводе 9 DD3.3, разрешит работу мультивибратора, собранного на элементах DD3.3, DD3.4. Низкий уровень на входе R DD4 разрешит работу этому счетчику.

На входы элементов DD5.1 и DD5.4 поступит высокий уровень, который разрешит работу сирены. После того, как на счетчик DD4 поступит 210 импульсов, на его выводе 15 появится высокий уровень, на выходе DD2.2 - низкий. Это приведет к сбросу RS-триггера в начальное состояние и сирена выключится. Досрочно выключить сирену можно кнопкой SB1. Следует отметить, что оба эти варианта отключают сирену в том случае, если на выводе разъема X6 не будет высокого уровня.

Номиналы частотозадающих номиналов мультивибратора R12, С8 обеспечивают его работу на частоте примерно 1,2 Гц, при этом сирена работает около 20 мин. Это время можно изменять в широких пределах подбором R12 и С8 или подключением элемента DD2.2 к другому выходу DD4. Цепь VD6,R15,R18,C10 придает звуку сирены характерное завывание. Изменить тон сирены возможно подбором конденсаторов C11 и C12.

На транзисторах VT1-VT4 собран усилитель мощности. Вывод питания 14 микросхемы DD5 подключен непосредственно к плюсовому выводу аккумуляторной батареи GB1. Это необходимо, чтобы транзисторы усилителя мощности были надежно закрыты. Предохранитель FU2 защищает батарею от короткого замыкания в цепях устройства.

На микросхеме DD6 собран звуковой сигнализатор, который срабатывает при снижении напряжения питания до 10,2 В (при -25&№176;С до 10 В). О нем было рассказано в статье И. Александрова "Два устройства для аккумуляторной батареи" ("Радио", 1989, № 5) . Обратно смещенный эмиттерный переход транзистора VT5 играет роль экономичного стабилитрона. Его напряжение стабилизации 7,3 В практически постоянно при изменении напряжения питания от 16 до 7,8 В.

Делитель R20R21 формирует на выводе 2 элемента DD6.1 напряжение 4,3 В. Если на вывод 1 DD6.1 и вывод питания микросхемы DD6 поступает напряжение 12 В, то напряжение 4,3 В на выводе 2 воспринимается как низкий уровень. При снижении напряжения питания микросхемы до некоторого порогового значения потенциал на выводе 2 (4,3 В) начинает восприниматься как высокий уровень. На выходе элемента DD6.1 возникает низкий уровень, на выходе DD6.2 - высокий, и начинает работать зуммер на элементах DD6.3, DD6.4. Подбором резистора R22 в пределах 1 МОм...5 кОм добиваются наиболее громкого звука пьезоизлучателя.

Устройство не критично к выбору элементов. Часть цифровых микросхем имеет аналоги в серии К176, и их можно использовать. Микросхему DA2 можно заменить на КР142ЕН8Г. Транзисторы VT1-VT4 - из серий КТ972, КТ973, КТ825, КТ827, КТ829, КТ853, с любым буквенным индексом, естественно, соответствующей структуры. Диоды VD1, VD2 - любые универсальные или импульсные с допустимым прямым средним током в пределах 10...20 мА и допустимым обратным напряжением 10...20 В. Диоды VD3-VD6 могут быть из серий КД521, КД522, КД503, КД510 с любым буквенным индексом. Пьезоизлучатель BQ1 применим любой из серии ЗП. Керамические конденсаторы - К10-43а, К10-47а, К10-50а, КМ, оксидные - любые из серий К50, К52, К53. Резисторы могут быть С2-ЗЗН, МЛТ, ОМЛТ, ВС. Кнопка SB1 и тумблер SA1 - любые, так как они коммутируют слабые токи.

При работе сирены в течение 20 мин и более следует применять динамическую головку BA1 мощностью не менее 10 Вт при сопротивлении 8 Ом и не менее 20 Вт при сопротивлении 4 Ом, так как катушка сильно греется и менее мощные головки обычно выходят из строя через 3...5 мин работы.

Так как в режиме тревоги устройство потребляет значительный ток (от 1 до 2,5 А в зависимости от используемой динамической головки), то лучше применить аккумуляторную батарею GB1 от автомобиля. В этом случае не нужен выключатель питания. Устройство в режиме охраны при включенном зуммере разряда батареи потребляет ток 14 мА. Теоретически такой ток разрядит автомобильную аккумуляторную батарею за 5 месяцев, однако ее следует подзаряжать раз в два месяца.

Блок А1 удобно закрепить на двери, а блок А2 следует поместить в укромное место вместе с аккумулятором и желательно поближе к динамической головке. Для удобства монтажа устройства на объекте желательно все соединения блоков сделать через разъемы. Пары транзисторов VT1, VT3 и VT2, VT4 следует установить на теплоотводящие пластины площадью не менее 15 см 2 . Если корпус блока А2 металлический, то микросхему DA2 и транзисторы VT2, VT4 можно прикрепить к корпусу.

Налаживание устройства сводится к выбору сопротивления ключа R1 и установке порога срабатывания зуммера 10,2 В. При налаживании блока электронного замка резистор R1 заменяют переменным на 10 кОм. Вращением движка этого резистора добиваются напряжения на резисторе R3, равного середине интервала между значениями напряжения на выводах 3 и 6 микросхемы DA1. Затем желательно вместо переменного резистора установить постоянный с таким же сопротивлением.

Для налаживания зуммера необходимо использовать переменный резистор сопротивлением 1 МОм. Его включают по схеме переменного резистора вместо резисторов R20 и R21. Аккумуляторную батарею заменяют регулируемым источником напряжения и устанавливают напряжение 10,2 В. Вращением движка переменного резистора добиваются включения зуммера. После этого проверяют правильность установки порога путем изменения напряжения источника питания. При необходимости снова немного подстраивают резистор. Затем желательно переменный резистор заменить двумя постоянными, как показано на схеме. При этом повышается термостабильность работы этого узла.

Предлагаемый автором электронный "замок" можно упростить. Его лучше выполнить в одном корпусе, при этом можно заменить микросхему DD1 и элемент DD2.1 на один двувходовый И-НЕ, из двух синхронно работающих мультивибраторов DD3.3, DD3.4 и DD5.1, DD5.2 оставить один, исключить элементы DD6.1 и DD6.2, убрать стабилизатор напряжения DA2, поскольку микросхемы КМОП и операционные усилители работают в широком диапазоне питающего напряжения. Если же оставить DA2, не нужен стабилизатор напряжения на транзисторе VT5, используя выходное напряжение DA2.

Если выключатель SA1 поставить в цепь питания устройства, намного увеличится интервал между перезарядками аккумулятора и отпадает необходимость в кнопке SB1. Для защиты устройства от порчи подачей внешнего напряжения через контакты Х1 и Х2 диод VD1 целесообразно заменить на резистор сопротивлением 3,3 кОм, соответственно уменьшив R1, а параллельно R3 подключить стабилитрон на 9...12 В.

Входы микросхемы DD1 желательно защитить диодами. Для этого нужно к разъему Х4 подключить два диода: один - анодом к Х4, катодом к источнику питания, другой - катодом к Х4, анодом к общему проводу.

Автор: А.Руденко, г.Харьков, Украина

Смотрите другие статьи раздела Охрана и безопасность.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива Робот-летучая мышь 02.03.2014 Американские инженеры впервые проанализировали механику полета летучих мышей и в ближайшем будущем используют собранные данные для создания робота, который умеет летать в воздухе и маневрировать так же, как и его живой рукокрылый "предок", говорится в статье в журнале Physics of Fluids. "Как правило, летучие мыши бывают очень подвижными и юркими и обладают способностью менять траекторию полета очень быстро, что помогает им быстро маневрировать и ловить жертв во время полета. Нас заинтересовало, как они это делают", - заявил Данеш Тафти из Технологического института Виргинии в Блэкбурге (США). Тафти и его коллеги раскрыли тайны полета летучих мышей, изучив анатомию, механические свойства и манеру движения крыльев у крыланов, крупных летучих мышей из семейства Pteropodidae. Эти летучие мыши, несмотря на достаточно крупные крылья размахом в 40 см, обладают относительно небольшой массой - около 30 г. Небольшая масса и большие крылья могут создавать серьезные проблемы с сильными порывами ветра. Авторы статьи обнаружили, что летучие мыши справляются с ними, постоянно меняя форму и размеры крыла во время взмахов вверх и вниз. К примеру, летучие мыши увеличивают площадь крыла на 30% во время взмахов вниз для максимального использования "полезных" потоков воздуха и уменьшают его на аналогичное значение при взмахах вверх, что минимизирует тянущие вниз силы. Благодаря этому крылья крыланов генерируют в 2-3 раза больше подъемной силы, чем аналогичные по площади крылья планера. "В ближайшем будущем мы разберем эти, казалось бы, сложные движения крыльев на простые элементы, что необходимо для создания робота-"летучей мыши". Кроме того, мы планируем изучить и другие движения летучих мышей, такие как полет по прямой линии и быстрые маневры. И главным вопросом будет то, сможем ли мы использовать эти сведения для создания автономного летательного аппарата", - заключает Тафти.

Другие интересные новости:

▪ Samsung разрабатывает 600-мегапиксельную матрицу

▪ Система жидкостного охлаждения Eisbaer LT 92

▪ Жидкий графеновый транзистор для имплантации

▪ Компьютерное зрение для электросамоката

▪ Найдено межзвездное железо

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Видеотехника. Подборка статей

▪ статья Стереограммы из абстрактного фона. Энциклопедия зрительных иллюзий

▪ статья Кого можно назвать гением? Подробный ответ

▪ статья Пажитник простертый. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Поиск неисправных элементов с помощью термометра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Модернизированный ГПД для трансивера YES-98M. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

All languages of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua
2000-2024