Емкостный ключ для охранного устройства. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Охранные устройства и сигнализация объектов

 Комментарии к статье

Каждый радиолюбитель, который когда-либо конструировал охранные устройства для дачи, гаража, квартиры или машины, задавался вопросом - какой выбрать ключ к этому устройству? Этот же вопрос встал и перед автором статьи.

Наиболее простые устройства охраны строятся с задержкой срабатывания по времени. Эта задержка дается хозяину для того, чтобы после открывания двери он успел отключить устройство. К сожалению, такое решение применимо далеко не во всех случаях. Если, например, в сигнализации имеется датчик удара, то после удара по двери объекта охраны такое устройство сработает лишь через несколько секунд, что недопустимо.

Из других несложных устройств отключения, распространенных в любительских конструкциях, можно отметить герконы, сенсоры, реагирующие на прикосновение и инфракрасные передатчики не кодированного ИК излучения частотой в несколько килогерц. Но и у этих способов также есть очевидные недостачи. Все эти ключи универсальны и подходят друг к другу. Если, например, я возвращаюсь домой со знакомым и он увидел, как я подношу руку с брелком к определенному месту, то секрет открыт, так как вариантов мало. У меня там либо геркон, либо сенсор. А утечка информации в этом деле может дорого стоить. Исходя из вышесказанного, при проектировании системы охраны нужно исходить из того, чтобы ключ был трудно повторим, как и ключ от дверного замка, но в то же время компактным и не трудоемким в изготовлении. Специализированные микросхемы (кодеры и декодеры) для многих недоступны по цене, да и не во всех городах их можно приобрести. На микросхемах распространенной серии К561 брелок получается больших габаритов, что не удобно. К тому же микросхемы требуют питания, а батарея может подвести в самый неподходящий момент.

На мои взгляд, интересен вариант ключа в виде резистора определенного сопротивления. Размеры компактные, цена низкая, питания не требуется, "дешифратор", выполненный в виде моста, относительно прост. Но резистор довольно легко подобрать, используя переменный.

Ключ конденсатор также компактен, дешев, не требует элементов питания, но ее сложнее подобрать, поскольку переменные конденсаторы большой емкости редкость, а у тех, от старых радиоприемников которые имеются у радиолюбителей, верхний предел изменения емкости невелик, обычно 360…495 пФ. Емкость даже двух секций КПЕ, соединенных параллельно, не превосходит 1000 пФ. Кроме того, устройства с ключом в виде конденсатора определенной емкости в массовой литературе не описаны (по крайней мере, автору это не известно), соответственно, информация о таком способе снятия устройства с охраны до сих пор не распространена.

Схема охранного устройства с ключом в виде конденсатора определенной емкости показана на рис.1.

(нажмите для увеличения)

На элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов. Элементы DD1.3 и DD1.4 одновибратор, вырабатывающий импульсы эталонной длительности. На элементе DD2.1 выполнен узел сравнения, а на DD2.2 и DD2.3 триггер Шмита. Рассмотрим работу устройства подробнее. В нормальных условиях ожидания конденсатор С1 отсутствует. При этом на выходе элемента DD1.2, в авторском варианте устройства, напряжение чуть меньше половины напряжения питания, т.е. лог.0. Это связано с тем. что элемент DD1.1 работает в линейном режиме из-за наличия резисторов R1 и R2 В зависимости от экземпляра микросхемы напряжение на выходе элемента DD1.2 может быть любым Может даже возникнуть высокочастотная генерация из-за паразитной емкости кабеля и разьема для подключения конденсатора.

Разберем различные состояния, в которых могут находиться элементы DD1 1 и DD1.2. Если гнезда для подключения конденсатора замкнуты, то генератор превращается в тритгер Шмита. На выходе элемента DD1.2 может быть как уровень лог. 0, так и лог. 1. При установившемся состоянии лог.1 и отсутствии цепи C3R3 узел сравнения может опознать это состояние как "правильную частоту", так как на выходе одновибратора при отсутствии импульсов с генератора также будет состояние лог.1. Цепь C3R3 устраняет такую возможность.

При подключении к гнездам резистора элементы DD1.1 и DD1.2 также превращаются в тритгер Шмитта с устойчивым состоянием на выходе. При подключении к гнездам конденсатора случайной емкости генератор заработает и на выходе элемента DD1.2 появятся импульсы. Они будут запускать одновибратор, а узел на DD2 1 сравнивать их с импульсами, вырабатываемыми одновибратором. При неравенстве длительностей импульсов от генератора и одновибратора на выходе узла сравнения (элемента DD2.1 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ) будут также присутствовать импульсы, которые через диод VD1 зарядят конденсатор С7 до уровня лог. 1. Таким образом, при любом состоянии элементов DD1.1 и DD1.2, кроме генерации "нужной" частоты, на выходе узла сравнения будет присутствовать либо лог. 1, либо импульсы.

На выводе 9 элемента DD2.1 присутствуют импульсы со скважностью, близкой к двум, а на выводе 8 скважность меняется в зависимости от того насколько частоты близки друг к другу.

Если частота генератора станет меньше или больше номинальной, то на выходе элемента DD2.1 появятся положительные импульсы, как показано на осциллограмме. Эти импульсы зарядят конденсатор С7 до уровня лог.1, соответственно и на выходе устройства сформируется лог.1. При возрастании частоты генератора частота импульсов на выходе DD2.1 также возрастет, а при понижении-понизится. Минимальную частоту ограничивает цепочка C3R3. Ее постоянную времени выбирают в несколько раз больше постоянной времени цепи задающего генератора С1R2.

Однако слишком завышать номиналы злементов C3R3 не стоит, так как могут быть ложные срабатывания ключа в случае установки лог.1 на выходе DD1.2. Конденсаторы С1 и С4 для простоты расчета выбирают одинаковыми, тогда сопротивления резисторов R5 и R2 тоже должны быть равны. Резистор R6 нужен для подстройки длительности импульсов одновибратора. Соотношение сопротивлений резисторов R7 и R8 определяет максимально возможное отклонение емкости конденсатора С1 от номинального значения, так как из-за различных дестабилизирующих факторов (изменение напряжения питания, температуры, влажности; смещение движка резистора R6, отличия ключей друг от друга и др.) длительность импульсов генератора может отклоняться относительно длительности импульса одновибратора.

Вместо кремниевого диода на месте VD1 может стоять германиевый маломощный диод, тогда необходимость в резисторе R7 исчезнет, так как конденсатор С7 будет разряжаться обратным током диода. Но при этом ухудшится температурная стабильность устройства.

При отсутствии микросхемы К561ЛП2 узел сравнения и триггер Шмитта можно выполнить на двух микросхемах К561ЛА7. Схема такого варианта построения устройства показана на рис.2.

(нажмите для увеличения)

Здесь четыре элемента микросхемы DD2 включены так, что образуют один элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Входы двух неиспользованных элементов микросхемы DD3 соединяют с общим проводом или "плюсом" источника питания.

Конденсаторы и резисторы, установленные во времязадающих цепях, должны быть с минимальным ТКЕ и ТКС. Лучше всего для этой цели подходят конденсаторы серий К31-11. ПМ, К73-17, K73-11, К73-9 и резисторы С2-14, МЛТ. Если таких элементов под рукой не оказалось, то самый простой способ определить, какие из конденсаторов удовлетворяют этому требованию в большей степени, а какие в меньшей, это нагреть паяльником вывод элемента и посмотреть на экране осциллографа, подключенного к выходу узла сравнения, длительность разностного импульса. Особые требования предъявляются к конденсатору С1, так как его емкость должна мало изменяться при перепадах температуры, влажности и других погодных изменениях. Кроме этого, если с электронным замком планируется использовать не один ключ, то конденсаторы ключей должны иметь минимальный разброс по емкости относительно друг друга.

При испытаниях авторский вариант устройства показал высокую устойчивость к нестабильности напряжения питания. Его изменение от 7 до 15 В не вызывало появления импульсов на выходе узла сравнения при подключении конденсатора С1, тем не менее питание все равно лучше взять от стабилизированного источника.

Конструктивно устройство выполнено в небольшой пластмассовой коробке подходящих размеров и размещено вблизи гнезд для подключения конденсатора С1. В авторском варианте гнездами служил разьем от головных телефонов диаметром 3,5 мм. Провода от платы до разьема должны быть минимальной длины. Конденсаторе С1 (марки ПМ) размещен в металлическом корпусе штыревой части разьема. При иной конструкции ключа нужно учесть, что касание руками выводов конденсатора во время его подключения нежелательно, так как может вызывать наводки и изменить частоту генератора. Если устройство предполагают эксплуатировать в условиях, где возможна повышенная влажность, то печатную плату после сборки и налаживания лучше покрыть защитным лаком. Налаживание устройства сводится к установке резистором R6 импульса одновибратора такой длительности, чтобы при подключенном конденсаторе С1 на выходе узла сравнения импульсы отсутствовали. Если на месте установки пользования осциллографом невозможно, то эту операцию можно произвести с помощью мультиметра, подстраивая резистор по минимуму показаний на выходе элемента DD2.1 (см рис.1) или DD2.4 (см. рис.2).

Также можно подобрать резистор R7 для установки максимального допуска на отклонение емкости конденсатора С1 от номинальной. Выход устройства в авторском варианте подключен к интегрирующей цепи с постоянной времени 100 мс. Это желательно, так как при неблагоприятной ситуации на выходе могут присутствовать отрицательные импульсы малой длительности. Например, злоумышленник установил на место конденсатора С1 конденсатор близкого номинала 3300 пф. При этом конденсатор С7 будет заряжен до напряжения, чуть большего половины напряжения питания. На выходе устройства будет сохраняться лог.1. Если теперь замкнуть конденсатор С1, то триггер на элементах DD1.1 и DD1.2 может переключиться в состояние лог.1 и в течение времени разрядки цепи C3R3 на выходе узла сравнения будет лог.0, который может успеть разрядить конденсатор С7 до напряжения, меньшего половины напряжения питания, и триггер Шмитта на элементах DD2.4, DD2.1 перейдет в состояние лог.0. После разрядки конденсатора C3 конденсатор С7 импульсами или постоянным напряжением снова зарядится до уровня лог.1 и на выходе устройства также установится лог.1.

Если требуется отключение сигнализации положительным импульсом, то сигнал можно снимать с выхода элемента DD2.2 (см рис.1) или выхода элемента DD3.1 (см. рис.2).

Устройство позволяет применять на практике частоту генерации от сотен килогерц до десятков герц с соответствующим изменением номиналов пассивных элементов. Автор собрал три устройства по схеме рис.1 и одно - по схеме рис.2. Все они работали сразу и требовали лишь подстройки резистором R6. Ключ от одного устройства не вызывал срабатывания других.

Автор: В.Сидоров, г.Кирово-Чепецк Кировской обл.

Смотрите другие статьи раздела Охранные устройства и сигнализация объектов.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Магнитный спрей создает роботов 25.11.2020 Для создания крошечных роботизированных устройств нужна миниатюрная электроника, что делает производство таких механизмов сложным и дорогостоящим занятием. Исследователи из Гонконга рассказали о новой технологии, позволяющей превращать любые микроскопические объекты в роботов при помощи специального магнитного спрея. Команда ученых заявила о создании уникального спрея, после обработки которым любые объекты получают функции роботов и могут управляться благодаря магнитным свойствам. Спрей состоит из поливинилового спирта, глютена и частиц железа. Он мгновенно прилипает к любым предметам, вне зависимости от их структуры и размера, после чего на поверхности образуется пленка толщиной 0,1 до 0,25 мм. После нанесения спрея объект намагничивается в зависимости от того, каким образом в дальнейшем он будет управляться под действием магнитного поля. После окончания процедуры исследователи получают так называемых миллироботов с различными режимами передвижения: они умеют ползать, ходить, переворачиваться и перекатываться по различным поверхностям, от стекла и кожи до дерева и песка. Любого робота можно перепрограммировать, чтобы получить другой режим передвижения. В ходе эксперимента удалось доставить внутрь тела спящего кролика капсулу с лекарством. Пока что защитное покрытие робота выдерживает не более восьми минут, но уже разработана технология, позволяющая ему продержаться в кислотной среде до получаса. Исследователи считают, что их роботы пригодятся для транспортировки лекарств в определенные части тела, в качестве подвижных датчиков и во многих других сферах.

Другие интересные новости:

▪ Германан - соперник графена

▪ Nvidia Parker - однокристальная система нового поколения для автомобильного сегмента

▪ Икусственный аналог присоски рыбы-прилипалы

▪ Белые акулы заставляют животных испытывать стресс

▪ Охлаждение лазером

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Крылатые слова, фразеологизмы. Подборка статей

▪ статья Фасадная империя. Крылатое выражение

▪ статья Как останки древнеегипетских мумий попали на картины? Подробный ответ

▪ статья Автомобиль-купе Пегас. Личный транспорт

▪ статья Приставка к паяльнику. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Радиостанция Астра-1-FM-CB. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026