Электронный сторож для мотоцикла. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Охранные устройства и сигнализация

Комментарии к статье

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.

(нажмите для увеличения)

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

1. Виноградов Ю. Датчик вибрации для охранного устройства. - Радио, 1994, №12, с. 38.
2. Булычев А. Л. и др. Аналоговые интегральные схемы. - Минск, "Беларусь", 1993.
3. Васильев А. На микросхемах серии УМС. - Радио, 1995, №12, с. 40.
4. Новаченко И.В. и др. Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры. Справочник. - М.: КУБК-а, 1995.

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.

(нажмите для увеличения)

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

Смотрите другие статьи раздела Автомобиль. Охранные устройства и сигнализация.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Вороны разбираются в геометрии 23.04.2025

Ученые все чаще пересматривают свои взгляды на интеллектуальные способности животных. Оказывается, некоторые виды демонстрируют куда более сложное поведение, чем считалось ранее. Одним из поразительных открытий последних месяцев стало доказательство того, что черные вороны способны воспринимать геометрические закономерности. Исследование, проведенное специалистами из Тюбингенского университета в Германии, показало: эти птицы обладают зачатками пространственного мышления, характерного прежде всего для человека. Опыты, позволившие прийти к таким выводам, проводились с участием обученных черных ворон, которым демонстрировали различные геометрические формы на экране. Исследователи ставили перед птицами задачу распознать фигуру, которая выбивается из общего ряда. Причем отличие могло быть как броским - например, звезда среди квадратов, - так и едва заметным, вроде небольшого наклона одной из фигур. За правильный выбор ворона получала вознаграждение в виде лакомства. Примечательно, что ...>>

Защищенный планшет Tab Active5 Pro 23.04.2025

Компания Samsung представила защищенный планшет Tab Active5 Pro. Планшет получил яркий 10,1-дюймовый TFT-экран с разрешением 1920 на 1200 пикселей и частотой обновления 120 Гц. Новая модель поддерживает чувствительный сенсорный ввод, что позволяет работать в перчатках или даже при влажных пальцах. В отличие от более компактной версии Tab Active5 с 8-дюймовым экраном, новинка предлагает улучшенную защиту - вместо стекла Gorilla Glass 5 теперь используется более прочный Gorilla Glass Victus+, а максимальная яркость дисплея достигает 600 кд/м2. Особое внимание инженеры уделили автономности. В Galaxy Tab Active5 Pro установлен аккумулятор емкостью 10 100 мАч, что в два раза превышает показатель у предыдущей модели. Благодаря функции горячей замены аккумулятора устройство можно обслуживать без выключения, а также использовать его и вовсе без батареи, подключив напрямую к электросети. Такая особенность делает планшет идеальным для стационарного применения, например, в качестве мобильно ...>>

Перспективные водные аккумуляторы 22.04.2025

Вопрос безопасного и устойчивого хранения энергии сегодня стоит особенно остро. В условиях растущей зависимости от электроэнергии и активного внедрения возобновляемых источников возрастает необходимость в разработке аккумуляторов, способных сочетать высокую эффективность с экологичностью. Одним из перспективных направлений в этой области стали водные аккумуляторы, которые, несмотря на определенные ограничения, привлекают внимание ученых по всему миру. Команда исследователей из нескольких научных учреждений США недавно достигла заметного прогресса в создании водно-электролитных аккумуляторов. Им удалось разработать экспериментальную модель, которая демонстрирует стабильную работу на протяжении двух тысяч циклов зарядки и разрядки. Это значительное достижение в сравнении с ранними версиями водных батарей, которые страдали от недостаточной долговечности и сравнительно низкой энергоэффективности. Главное преимущество таких аккумуляторов заключается в их безопасности. В отличие от шир ...>>

Случайная новость из Архива Робот обманывает робота 18.12.2012 Ученые из Технологического института Джорджии разработали роботов, которые способны обманывать друг друга. Идею разработки они почерпнули в модели поведения обычных белок и птиц. Практическое приложение исследование найдет в будущих военных разработках. Работа публикуется в IEEE Intelligent Systems. Команда ученых под руководством профессора Рональда Аркина начали с биологического исследования - они изучили, как ведут себя белки, собирающие желуди и прячущие их в своих тайниках. Когда другая белка может подсмотреть тайник, животное меняет свое поведение. Вместо того, чтобы обращаться к местам, где действительно могут храниться ее запасы, она посещает ложные тайники, мешая тем самым найти настоящие. Именно эту модель ученые перенесли на роботов. Если враг присутствует где-то рядом, робот может изменить свою стратегию патрулирования, чтобы обмануть другого робота или даже людей. Таким образом, можно выиграть время до прихода подкрепления. Помимо этого, Аркин исследовали поведение птиц, которые "блефуют" перед лицом опасности - притворяются сильнее, чем они есть и даже нападают на противника. Не только эмпирические данные, но и математическая модель доказывает: такой обман является эффективной стратегией, польза от него перевешивает риск быть пойманным. И в военной операции, робот, который сам находится под угрозой, может не менее эффективно симулировать способность бороться с противником. Даже если он не в состоянии фактически защитить себя, его действия могут повлиять на интеллектуальную технику врага - заставить ее решить, что риск неоправданно высок. "Обман, если он используется в нужный момент, может минимизировать угрозу",- говорит Аркин. Профессор Аркин также отмечает, что расширение технологии за пределы военной области, где порой "все средства хороши", может повлечь за собой много этических вопросов. Он настоятельно рекомендует тщательно взвесить то, насколько морально приемлемы результаты исследований, которые научили роботов обманывать.

Другие интересные новости:

▪ Наноспагетти для здоровья и долголетия

▪ Город в аэродинамической трубе

▪ Из нанотрубочек плетут сети

▪ Электронная подпись ДНК

▪ Грузовики на рентгене

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. Подборка статей

▪ статья О, как убийственно мы любим! Крылатое выражение

▪ статья Где и когда продавались видеопроигрыватели пластинок? Подробный ответ

▪ статья Амми зубная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Устранение мигания люминесцентной энергосберегающей лампы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Схема, распиновка (распайка) кабеля для телефонов Ericsson (max 3232). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025