|
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Электронный сторож для мотоцикла. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Охранные устройства и сигнализация В радиолюбительской литературе есть немало описаний устройств охранной сигнализации для автомобилей. Однако большинство этих устройств нельзя использовать для охраны другого популярного средства передвижения - мотоцикла. Автор публикуемой ниже статьи разрабатывал свою конструкцию специально для "двухколесного друга" и полагает, что она вполне отвечает поставленной цели. В период сбора лесных даров природы мотоциклы, одиноко стоящие вдоль дорог и просек, становятся легкой добычей злоумышленников. Правда, угоняют мотоциклы редко, а вот разбирают их, воруют горючее, пока хозяева собирают ягоды или грибы, довольно часто. Предлагаемый сторож реагирует даже на слабый удар по корпусу мотоцикла и немедленно подает сигнал тревоги. Причем сигнал - музыкальный и, естественно, отличается от традиционных тревожных сигналов. Владелец легко узнает его среди прочих. При разработке охранного устройства пришлось сразу отказаться от использования звукового сигнала, установленного на мотоцикле, так как он потребляет от аккумуляторной батареи слишком большой ток. Описываемый же сторож в дежурном режиме потребляет не более 1,5 мА, а в режиме тревоги - до 400 мА. В устройстве применен датчик, подобный описанному в [1]. Основой его служит пьезоизлучатель ЗП-22, устанавливаемый на плату без доработки. Датчик можно расположить в любом месте мотоцикла, на эффективность работы сторожа это существенного влияния не оказывает. Электрическая принципиальная схема охранного устройства изображена на рис. 1. При ударе по корпусу мотоцикла в датчике BQ1 возникает сигнал переменного тока, который поступает на вход компаратора, собранного на ОУ DA1. Порог срабатывания компаратора устанавливают подстроечным резистором R2. Верхнее по схеме положение движка резистора R2 соответствует минимальной чувствительности устройства.
Если амплитуда отрицательных полуволн сигнала датчика меньше напряжения на резисторе R2, транзистор VT1, работающий в режиме переключения, остается закрытым, а выходное напряжение на его коллекторе имеет низкий уровень. Как только амплитуда полуволн превысит напряжение на резисторе R2, выходное напряжение транзистора VT1 будет представлять собой последовательность прямоугольных импульсов. Диод VD1 увеличивает зону нечувствительности транзистора VT1. Операционный усилитель DA1 работает в режиме максимального усиления. Ток, потребляемый ОУ, зависит от тока, протекающего через вывод 8; резистор R5 нормирует этот ток. Если он находится в пределах 1,5...15 мкА, тогда ток, потребляемый ОУ DA1, равен 36...170 мкА. Сопротивление резистора R5 (в мегаомах) рассчитывают по формуле [2]: R5 = (Uпит-0,7В)/I8, где Uпит - напряжение питания ОУ, В; I8 - ток через вывод 8, мкА. Прямоугольные импульсы с коллектора транзистора VT1 поступают на вход S триггера DD1.1, что приводит к переключению его в единичное состояние. На прямом выходе триггера устанавливается высокий уровень. Последующие импульсы, поступающие с коллектора VT1 на вход S триггера, уже не изменяют его состояние. Напряжение высокого уровня с выхода триггера DD1.1 через резистор R9 начинает сравнительно медленно заряжать конденсатор С1. Время его зарядки около 40 с. Как только напряжение на конденсаторе С1, а значит, и на входе R триггера достигнет порога переключения триггера в нулевое состояние, триггер переключится и на прямом выходе установится низкий уровень, если к этому моменту закрылся транзистор VT1 и на вход S триггера перестали поступать импульсы. ОУ DA1 и триггер DD1.1 питаются от параметрического стабилизатора напряжения VD2R10. Напряжение высокого уровня на прямом выходе триггера DD1.1 открывает транзистор VT2, и срабатывает реле К1. Через замкнувшиеся контакты К1.1, К1.2 поступает питание на сигнальное устройство, собранное на музыкальном синтезаторе DD2. Кроме музыкального синтезатора, оно включает в себя усилитель звукового сигнала DA2 и динамическую головку ВА1. Музыкальный синтезатор DD2 питается от отдельного параметрического стабилизатора VD4R12. Синтезатор подключен так, что звучит только одна мелодия. Если необходимо менять мелодию, то схему его включения нужно изменить, как это показано в [3]. Усилитель сигнала ЗЧ DA2 питается непосредственно от аккумуляторной батареи мотоцикла. Резистор R13 предотвращает самовозбуждение усилителя. Цепь ОС образована элементами С5, R14, R15. Резистор R15 необходимо при налаживании подобрать так, чтобы достигнуть максимального коэффициента усиления [4]. Динамическая головка ВА1 подключена к усилителю DA2 через разделительный конденсатор С6. Свободные выводы 3-6, 9, 11 микросхемы DD1 cоединены с общим проводом. Все детали устройства, кроме выключателя SA1 и динамической головки ВА1, смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы представлен на рис. 2.
Выключатель SA1 следует установить в месте, известном только владельцу машины. Динамическая головка должна быть защищена от умышленного повреждения. Диффузор ее желательно пропитать водостойким лаком. Плату также нужно защитить от брызг и пыли прочной коробкой, а монтаж покрыть эпоксидным лаком. Датчик колебаний можно изготовить на базе звукоизлучателя ЗП-1 и других. Микросхему К140УД1208M можно заменить на К140УД12, а триггер К176ТМ2 - на К561ТМ2. Синтезатор УМС8 - любой из этой группы; они отличаются лишь записанными в них мелодиями. Кварцевый резонатор ZQ1 годится любой часовой на указанную частоту. Вместо усилителя К174УН14 подойдет TDA2003. Транзисторы VT1, VT2 могут быть любыми из указанных серий. Диоды VD1, VD3 - также любые из серий КД521, КД522. Стабилитрон КС512А заменим на КС212Ж, а КС139А - на КС133А или на стабистор КС119А, но с изменением полярности включения. Реле К1 - РЭС60, паспорт РС4.569.435-02. Динамическую головку 3ГДВ-1 можно заменить на 2ГД36, 4ГД56, 6ГДВ-2. Кнопочный выключатель SA1 - П2К. Безошибочно собранное из исправных деталей устройство обычно начинает работать сразу. Резистором R2 регулируют его чувствительность после размещения на мотоцикле. Слишком высокую чувствительность устанавливать не рекомендуется, иначе сигнализация будет реагировать на вибрацию почвы от проезжающего мимо транспорта, и даже на легкие потрескивания остывающего после остановки мотоцикла. Чувствительность зависит также от места расположения датчика колебаний - при креплении его к раме или другим металлическим элементам конструкции чувствительность может оказаться чрезмерной. Для исключения акустической связи между динамической головкой ВА1 и датчиком вибрации BQ1, в результате которой сигнал тревоги будет повторяться беспрерывно без внешних воздействий на датчик, необходимо экспериментально подобрать место установки головки, жесткость ее крепления и чувствительность датчика. Источником питания сторожа служит аккумуляторная батарея мотоцикла. Если транспортное средство работает без батареи, ее необходимо установить. В дежурный режим устройство включают замыканием контактов SA1. Если попытаться после этого манипулировать рычагами управления, снять мотоцикл с подножки или сдвинуть его с места, сторож немедленно подаст тревожный сигнал. Он будет звучать около 40 с, за это время мелодия успеет прозвучать полностью. Затем, при условии, что внешние воздействия прекратились, охранная сигнализация перейдет в дежурный режим. Как известно, на мотоцикле не так уж много мест, пригодных для установки динамической головки, поэтому рассчитывать на то, что удастся обеспечить отсутствие паразитной акусто-механической связи между ней и датчиком (при приемлемой его чувствительности), нет оснований. Тем не менее от этой паразитной связи можно избавиться несложной доработкой сторожа. Во-первых, нужно одну из двух контактных групп реле К1 (см. схему) "перенести" в разрыв плюсового провода в точке В, причем использовать пару замкнутых контактов реле (с выводами 11, 12 или 21, 22). Питать триггер DD1.1 следует с плюсового вывода стабилитрона VD2. Во-вторых, конденсатор С2, увеличив его емкость в 2...5 раз, необходимо припаять левее точки В по схеме, а на его прежнее место установить керамический емкостью 0,1...0,22 мкФ. После этой переделки в дежурном режиме ОУ и транзистор VT1 сторожа будут работать так, как указано в статье, но как только сработает реле К1 и зазвучит тревожный сигнал, ОУ и транзистор VT1 окажутся обесточенными. Через некоторое время реле вернется в исходное состояние, но чувствительность сторожа восстановится только через 0,1...0,3 с после того, как зарядится оксидный конденсатор С2. Литература
Дополнение Поскольку устранить потрескивания мотоцикла чрезвычайно сложно, приходится бороться с ложными срабатываниями сторожа. Схема сигнализатора, свободного от указанного недостатка, показана на рисунке. Датчик вибрации BQ1 оставлен тот же, но несколько изменена схема его подключения к компаратору на ОУ DA1.
Счетчик DD1.1 подсчитывает импульсы, поступающие от компаратора. Генератор на элементах DD2.1, DD2.2 и счетчик DD1.2 образуют узел, вырабатывающий импульсы обнуления счетчика DD1.1. На элементах DD2.3, DD2.4 собран генератор звуковой частоты, его выходные импульсы усиливает по току транзистор VT1, нагруженный динамической головкой НА1. Устройство включают в дежурный режим установленным скрытно тумблером SA1. В этот момент импульс с цепи C2R5 обнуляет счетчики DD1.1 и DD1.2 по входу R. Генератор DD2.1, DD2.2 начинает вырабатывать прямоугольные импульсы с частотой около 2 Гц, которые учитывает счетчик DD1.2. Примерно через 4 с на выходе 8 этого счетчика кратковременно появится высокий уровень, который снова обнулит счетчики. В дальнейшем через каждые 4 с на вход R счетчиков будут поступать импульсы обнуления. Колебания напряжения с датчика BQ1, возникающие в результате вибрации рамы мотоцикла, поступают на неинвертирующий вход ОУ DA1, включенного компаратором. На инвертирующий вход ОУ подано напряжение с делителя - подстроенного резистора R3, которым устанавливают порог переключения компаратора или, иначе говоря, чувствительность. Импульсы прямоугольной формы с выхода компаратора подсчитывает счетчик DD1.1 по входу CN. Если за 4 с счетчик успеет насчитать восемь импульсов, то на его выходе 8 появится высокий уровень, который разрешит работу звукового генератора на элементах DD2.3, DD2.4. Длительность тревожного сигнала зависит от того, как скоро счетчик зафиксирует восемь импульсов, или, иначе говоря, насколько интенсивна вибрация корпуса машины. Таким образом обеспечена нечувствительность сторожа к единичным щелчкам. При случайных внешних воздействиях на мотоцикл он будет давать короткие непериодические сигналы, и лишь при попытке угона или демонтажа деталей сигнал тревоги будет звучать почти непрерывно. Диод VD2 защищает устройство от случайной перемены полярности напряжения питания. Время накопления импульсов внешнего воздействия и длительность звучания тревожного сигнала можно увеличить, если конденсатор С1 заменить на другой, большей емкости. Так, при емкости 1 мкФ длительность почти удвоится. Для уверенного срабатывания сторожа необходимо тщательно установить требуемую чувствительность компаратора подстроечным резистором R3.Перед первым включением движок этого резистора устанавливают в среднее положение. Включают сторож и, контролируя с помощью осциллографа сигнал на выходе компаратора и постукивая по корпусу мотоцикла, медленно перемещают движок резистора R3 вниз по схеме, добиваясь срабатывания сторожа. Рекомендации по размещению датчика, конструкции устройства, монтажу динамической головки с учетом возможностей акустической связи между головкой и датчиком изложены в указанной выше статье. Поскольку устройство не требует высокой температурой стабильности RC-цепей, в нем можно использовать практически любые детали. Микросхему К140УД608 можно заменить на К140УД6, К140УД7. Вместо К561ЛЕ5 подойдет К561ЛА7, в этом случае можно исключить диод VD1, один из входов элемента DD2.3 подключить к выходу 8 счетчика DD1.1, а другой - к точке соединения элементов R8 и C3. Звукоизлучатель ЗП-22 заменим на ЗП-5. Вместо транзистора КТ972Б подойдет любой из серии КТ829. Диоды КД522Б можно заменить любыми кремниевыми (например, из серии КД521). Сторож потребляет в дежурном режиме ток около 6 мА, а в режиме тревоги - около 300 мА. Его можно питать и от аккумуляторной батареи мотоцикла, и от любого другого источника, обеспечивающего ток не менее 300 мА в течение не менее часа. Для обеспечения установки оптимальной чувствительности и обеспечения ее стабильности сопротивление подстроечного резистора R3 лучше выбрать равным 10 кОм и в цепь верхнего и нижнего по схеме его выводов включить последовательно по постоянному резистору сопротивлением 43 кОм. Автор: М.Чуруксаев
Лабораторная модель прогнозирования землетрясений
30.11.2025 Музыка как естественный анальгетик
30.11.2025 Алкоголь может привести к слобоумию
29.11.2025
▪ Плата Lattice Semiconductor для встраиваемых систем машинного зрения ▪ Генетически модифицированный опоссум
▪ раздел сайта Справочник электрика. Подборка статей ▪ статья Аристофан. Знаменитые афоризмы ▪ статья Что такое кольца Сатурна? Подробный ответ ▪ статья Фасовщик муки и крупы. Типовая инструкция по охране труда ▪ статья Мощная светодиодная лампа. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники ▪ статья Стойки для аппаратуры домашнего кинотеатра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте
www.diagram.com.ua |
Смотрите другие статьи раздела 
Последние новости науки и техники, новинки электроники: