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:

Тающие айсберги создают новые оазисы жизни на дне океана 30.06.2026

Глобальное потепление активно меняет облик нашей планеты, и одним из наиболее заметных его проявлений становится ускоренное таяние ледников в полярных регионах. Этот процесс не только приводит к подъему уровня Мирового океана, но и вызывает цепную реакцию в морских экосистемах, порой создавая неожиданные и парадоксальные последствия. Массовое высвобождение айсбергов из Гренландии - яркий пример того, как климатические изменения перестраивают жизнь в самых глубоких и удаленных уголках океана. Из-за повышения температуры количество айсбергов, откалывающихся от гренландских ледников, стремительно растет. Ученые проанализировали данные за последние 40 лет и установили, что с 2000 года поток ледяных глыб через пролив Фрама увеличился в четыре раза. Об этом сообщает Futurism со ссылкой на исследование специалистов из Технического университета Дании. Такое беспрецедентное нашествие айсбергов представляет серьезную опасность для международного судоходства. Одновременно оно радикально тра ...>>

Робот-тьютор Optio, помошник школьника 30.06.2026

Икусственный интеллект и робототехника все активнее помогают учителям и ученикам, делая обучение более персонализированным и увлекательным. Гуманоидные роботы, способные взаимодействовать с людьми естественным образом, открывают новые возможности для школ, особенно в условиях нехватки педагогических кадров и растущего интереса к технологиям. Одна из таких инновационных инициатив стартовала в американском штате Нью-Йорк. Компания Realbotix запустила своего помощника учителя на базе искусственного интеллекта под названием Optio в Центральном школьном округе Саламанки. Робот выступает в роли тьютора, предлагая персонализированное репетиторство, многоязычную помощь с домашними заданиями и круглосуточную академическую поддержку. По данным Interesting Engineering, проект направлен на повышение вовлеченности учащихся и внедрение передовых технологий в учебный процесс. В рамках пилотной программы школы округа планируют интегрировать человекоподобных роботов в классы. Изначально Optio буд ...>>

Биопрепараты повышают питательную ценность органической гречихи 29.06.2026

В органическом земледелии особое внимание уделяется не только урожайности, но и качественному составу продукции. Потребители все чаще выбирают продукты с высоким содержанием полезных веществ и без следов химических веществ. Исследования показывают, что применение биологических препаратов может существенно улучшить минеральный состав зерновых культур, делая их более ценными с точки зрения питания. В результате полевых экспериментов, проведенных в 2023-2025 годах, ученые установили, что использование биопрепаратов способствует активному накоплению макроэлементов, в частности фосфора и калия, в зерне органической гречихи. Об этом сообщила Леся Крупак из Белоцерковского национального аграрного университета в своей работе "Экологичность и производительность". Наиболее заметный эффект наблюдался при применении гумата калия. В этом случае содержание калия в зерне увеличивалось на 19-21 процент по сравнению с контрольными участками. Такой результат свидетельствует об улучшении работы тра ...>>

Случайная новость из Архива Полузащищенный ноутбук Panasonic Toughbook CF-54 20.02.2015 Компания Panasonic представила новый полузащищенный ноутбук Toughbook CF-54. Модель разработана специально для автомобильной отрасли, в том числе для служб диагностики, ремонта и сервисного обслуживания автотранспорта. CF-54 - самый тонкий и легкий полузащищенный ноутбук серии Toughbook. Среди его ключевых особенностей - модульная система и множество дополнительных возможностей, благодаря которым пользователи могут сконфигурировать устройство, которое полностью отвечает их рабочим задачам, отметили в компании. Процессор пятого поколения i5-5300U vPro (3МБ кэш-памяти, тактовая частота от 2,3 ГГц до 2,9 ГГц с технологией Turbo Boost) обеспечивает оптимизированные производительность и графику, а также пониженное энергопотребление. При необходимости клиент может заказать модель с еще более производительным процессором Core i7 vPro. На CF-54 установлена ОС Windows 8.1 Pro Update, но, благодаря праву использования предыдущих версий ПО, заказчик может получить устройство с Windows 7 Professional. 14-дюймовый дисплей обеспечивает высокую четкость и детализированность изображения. К заказу доступны конфигурации с HD (1366/768), Full HD (1920/1080) или емкостным мультитачем Full HD. Опционально ноутбук может быть оснащен дискретной графической картой AMD FirePro M5100 для передачи изображения еще более высокого качества. "Тонкий корпус и широкие возможности кастомизации в сочетании с долговечностью делают CF-54 новым стандартом мобильной техники. Он будет особенно востребован работниками автопрома, полевых служб, коммунальных предприятий, телекоммуникаций", - считает Ян Кэмпфер, директор по маркетингу компании Panasonic Computer Product Solutions. По информации компании, Toughbook CF-54 характеризуется высокими показателями прочности и выдерживает падение с высоты до 76 см. Корпус из магниевого сплава, влагоустойчивые экран и клавиатура, а также крышка с жестким каркасом обеспечивают лэптопу должную защиту от внешнего воздействия. Для удобства транспортировки в корпус встроена специальная ручка, на которой может быть выгравирован логотип компании. Еще одним важным аспектом является длительность работы ноутбука без подзарядки. Одна батарея, установленная в CF-54, работает до 11 часов. Опция горячей замены позволяет сменить аккумулятор, не выключая лэптоп, а добавление дополнительной аккумуляторной батареи увеличивает время работы до 18 часов. Наличие в ноутбуке различных типов соединения имеет особое значение для мобильного персонала, указали в Panasonic. Так, Toughbook CF-54 располагает широким набором интерфейсов, включая стандартные порты LAN, VGA и HDMI для видеопроекторов, принтеров и экранов, True Serial port для соединения с устаревшими системами, порты USB 3.0 и 2.0 и слот для карт SD. Беспроводной адаптер LAN, совместимый со стандартами "a", "b", "g", "n", "ac" и поддерживающий скорость обмена данных до 866 Мбит/c, и Bluetooth v4.0 обеспечивают быструю передачу файлов. В комплекте с портативным компьютером поставляется адаптер для зарядки от бортовой сети автомобиля или крепление на приборную панель. Опционально доступны модуль 4G LTE, антенна Dual Pass, бесконтактный считыватель смарт-карт и считыватель отпечатков пальцев (возможна установка только бесконтактного считывателя смарт-карт или только считывателя отпечатков пальцев, пояснили в компании). Благодаря модульной конструкции CF-54 обладает широким набором конфигураций по сравнению с другими полузащищенными устройствами Panasonic. По желанию клиента ноутбук может оснащаться DVD-приводом, дополнительным аккумулятором, слотом для карт PC, портом USB или считывателем смарт-карт. Дополнительный конфигурационный порт может быть использован для второго адаптера LAN, защищенного порта USB, GPS-приемника или четвертого порта USB 2.0. Модель с HD-дисплеем поставляется с жестким диском на 500 ГБ, модель с Full HD (с и без тачскрина) имеет SSD-накопитель на 128 ГБ. Опциональная веб-камера (2 Мпикс) обеспечивает видеосвязь в любых условиях. Для работы в темноте предусмотрена клавиатура с подсветкой.

Другие интересные новости:

▪ Защитная каска с дополненной реальностью

▪ Если инопланетяне существуют, мы узнаем о них в ближайшие 20 лет

▪ Умные растения сообщат о плесени и радоне в доме

▪ Роботы-уборщики океанского дна

▪ Технология быстрой зарядки мобильника

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Дом, приусадебное хозяйство, хобби. Подборка статей

▪ статья Профессиональное свадебное фото. Вопросы и ответы. Искусство видео

▪ статья Какой проповедник продал индульгенцию на собственное избиение? Подробный ответ

▪ статья Гломерулонефрит. Медицинская помощь

▪ статья Пятиуровневый вольтметр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Автоматическое зарядное устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026