СВЧ датчик движения для охранной сигнализации. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Охрана и безопасность

 Комментарии к статье

На основе конструкции, предложенной А. Хабаровым (см. статью "Датчик движения" в "Радио", 2001, № 10), я решил сделать СВЧ датчик движения для своей охранной сигнализации. Так как питание датчика предусматривалось от источника питания системы сигнализации с 12-вольто-вым кислотным аккумулятором в буфере, сетевой выпрямитель я исключил, стабилизатор DA1 заменил параметрическим на одном транзисторе и стабилитроне, а каскады VT2, U1, DA3 заменил трехкаскадным транзисторным ключом с электромагнитным реле на выходе.

Анализ ранее скачанной из сети Интернет информации по зарубежным охранным СВЧ датчикам движения выявил следующие особенности схемотехники этих датчиков, а именно:

1. Входной усилитель всегда отделен от СВЧ автодина разделительным конденсатором, а в некоторых устройствах, наряду с разделительным конденсатором, включен и Г-образный заградительный ВЧ фильтр.

2. Входной операционный усилитель (ОУ) всегда инвертирующий.

3. Между входным усилителем и компаратором всегда есть одна, а чаще две ступени усиления, отделенные от входного усилителя разделительным конденсатором.

На основании изложенного я взял СВЧ автодин А. Хабарова за основу, а всю низкочастотную часть полностью переделал. Результатом разработки является устройство, схема которого показана на рис. 1.

(нажмите для увеличения)

СВЧ автодин на транзисторе VT1 и топология его печатной платы оставлены без изменений. Входной усилитель-фильтр на ОУ DA1 - инвертирующий. Заграждающий ВЧ фильтр L3C1 предотвращает попадание СВЧ сигнала на вход ОУ DA1. По питанию входной усилитель развязан с остальными узлами устройства фильтром R18C5.

Каскады на транзисторах VT2 и VT3 - две ступени усиления по НЧ. Далее следует двухкаскадный УПТ на транзисторах VT4 и VT6. Роль компаратора выполняют стабилитрон VD3 и реле К1. Компарация происходит на порогах, сопоставимых с напряжением питания, а все каскады развязаны по постоянному току разделительными конденсаторами, что обеспечивает высокую термостабильность.

Конструктивно датчик собран на двусторонней печатной плате (рис. 2). Так как плата не имеет металлизации отверстий, монтаж деталей следует вести продуманно, чтобы не закрывать доступ к точкам пайки деталями, которые можно впаять позже.

Корпус датчика - мыльница с размерами полости внутренней части 95x55x19 мм и внешними размерами наружной части 100x61 х20мм. Корпус датчика установлен на текстолитовом либо алюминиевом основании размерами 180x70 мм на стойках длиной 10 мм, сквозь которые проходят потайные винты М3. Стойками платы внутри мыльницы являются гайки М3 с наложенными на них текстолитовыми шайбами. Саму плату также крепят гайками М3. Через отверстия по углам платы проходят винты крепления мыльницы и платы. Через отверстие в центре платы со стороны деталей крепят стойку со сквозной резьбой М3. По оси этой стойки в крышке мыльницы сверлят отверстие диаметром 3 мм. Через это отверстие фиксируется крышка мыльницы винтом М3, вкручиваемым в эту стойку. Стойка может быть из любого материала.

Проводники платы можно облудить, за исключением резонатора и щелевой антенны, которые желательно отполировать до зеркальной чистоты. Это можно сделать пастой ГОИ, разведенной в машинном масле. После сборки платы резонатор и щелевую антенну следует покрыть тонким слоем канифоли, разведенной в ацетоне или спирте для предотвращения их окисления с течением времени.

На основании, кроме корпуса с датчиком, установлена стандартная распределительная коробка УК для присоединения датчика к охранной системе. Плата датчика соединена с контактами коробки УК ленточным кабелем через прорезь в корпусе мыльницы.

Если датчик предполагается использовать с круговой диаграммой направленности, то его изготавливают на неметаллическом основании и крепят на неметаллическую поверхность охраняемого объекта. При этом чувствительность датчика нужно устанавливать с учетом движения людей в соседних неохраняемых помещениях и за пределами здания. При круговой диаграмме стойки крепления к основанию могут быть менее 10 мм, вплоть до крепления корпуса прямо на основание. Датчик крепят к стене или другому конструктиву объекта шурупами через отверстия диаметром 4 мм, которые просверлены по углам основания.

Катушки L1 и L2 содержат 10 витков провода диаметром 0,25, намотанных на оправке 0,8 мм.

В качестве DA1 не следует применять микромощные ОУ, например, КР140УД12, так как они имеют высокое выходное сопротивление и не обеспечивают требуемой нагрузочной способности по току.

Резистор R14 подбирают при регулировке датчика в зависимости от его назначения и условий применения. Чем меньше сопротивление этого резистора, тем чувствительность ниже. R14 припаивают к проволочным стойкам, забитым в отверстия печатной платы.

Реле К1 следует подобрать так, чтобы оно устойчиво срабатывало при напряжении 10 В. Можно применить реле РЭС55А на 12 В. Не следует применять сильноточные не герконовые реле РЭС10, РЭС15 и т. д., так как они могут давать большую "просадку" напряжения питания за счет падения напряжения на шлейфе и защитном резисторе в цепи питания, установленном в приемно-контрольном приборе охранной системы. Большая "просадка" напряжения питания при срабатывании реле К1 может вызвать в датчике автоколебательный процесс.

Во время испытаний датчика выяснилось, что можно легко установить чувствительность 3 м при отсутствии ложных срабатываний и круговой диаграмме направленности. Чувствительность регулируется резистором R11 в диапазоне 0,5...5 м. При чувствительности более 4 м и круговой диаграмме датчик начинает срабатывать от собственных шумов.

Импульсы, генерируемые датчиком, совместимы с приемно-контрольными приборами, рассчитанными на применение в шлейфе сигнализации импульсных магнитно-контактных и ударно-контактных датчиков.

При установке платы датчика или его пластмассового корпуса на металлическую панель размерами в 1,5 раза больше платы датчика с зазором 10 мм диаграмма направленности становится сектором в 120°, а чувствительность возрастает в 2 раза. При длительных испытаниях такого датчика с чувствительностью 5 м ложных срабатываний не обнаружено.

Термостабильность датчика проверялась его нагревом до +70°С и охлаждением до -20°С. При этом было зафиксировано лишь изменение чувствительности примерно на 20%.

Недостатком датчика является его высокая критичность к понижению напряжения питания. Оно не должно опускаться ниже 11 В, а вот повышение напряжения ограничено лишь тепловым режимом стабилизатора VT5, VD4. Если в системе нет мощных сирен, дроссель L4 можно заменить перемычкой.

Хочу обратить внимание тех, кто будет разрабатывать свою плату для датчика: СВЧ автодин обязательно должен быть отделен со стороны монтажа замкнутым контуром цепи общего провода, иначе срабатывания датчика могут сопровождаться "звоном" на фронтах импульсов частотой в сотни герц.

Автор: А.Исаев, г.Железногорск-Илимский Иркутской обл.

Смотрите другие статьи раздела Охрана и безопасность.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Стекло Extreme ULE с минимальным коэффициентом теплового расширения 11.10.2024 Компания Corning представила инновационный материал с минимальным коэффициентом теплового расширения, который станет важным элементом в современных литографических системах. Этот материал, названный Extreme ULE, разработан для применения в передовых технологиях Low-NA и High-NA EUV (экстремального ультрафиолетового излучения). Эти технологии используются для создания полупроводниковых компонентов будущего поколения, и разработка Corning обещает сделать производственные процессы еще более точными и эффективными. Основное преимущество Extreme ULE заключается в его минимальном тепловом расширении, что особенно важно при работе с высокоточными оптическими системами. В условиях высоких температур многие материалы могут расширяться, приводя к искажениям и потере точности, что недопустимо в литографии, где требуются минимальные допуски. Extreme ULE обеспечивает стабильность размеров, что позволяет поддерживать исключительную однородность и точность при производстве фотошаблонов и зеркал. В литографических системах стекло с такими характеристиками играет ключевую роль. В современных полупроводниковых процессах используются технологии, требующие высочайшей точности при нанесении узоров на чипы. Идеальная плоскость и равномерность стекла Extreme ULE существенно уменьшают волнистость поверхности, что минимизирует нежелательные отклонения и гарантирует высокое качество оптических компонентов. Это, в свою очередь, позволяет наносить передовые покрытия и улучшает производительность оборудования. Extreme ULE будет применяться для создания фотошаблонов - ключевых элементов в процессе литографии, с помощью которых на полупроводниковых пластинах создаются сложные схемы. Благодаря своей исключительной стабильности, этот материал поможет снизить риск деформации шаблонов, что улучшит качество и надежность полупроводников. Кроме того, материал найдет применение в зеркалах для литографии, где точность поверхности критически важна. Любые изменения в геометрии зеркала могут привести к нарушению фокусировки светового потока, что значительно снизит эффективность процессов производства полупроводников. Использование Extreme ULE откроет новые возможности для создания будущих поколений микрочипов, которые станут основой для передовых электронных устройств. Снижение тепловых колебаний и улучшение точности нанесения слоев на полупроводники позволит разрабатывать более производительные и энергоэффективные чипы. Новая разработка Corning обещает стать важным шагом в эволюции литографических технологий. Extreme ULE обеспечит более стабильное производство полупроводниковых компонентов, что повлияет на все отрасли, связанные с высокотехнологичными устройствами - от мобильных телефонов и компьютеров до сложных систем искусственного интеллекта и автомобилей будущего.

Другие интересные новости:

▪ Компактная система Axiomtek AIE100-903-FL-NX

▪ Техпроцесс SOI для радиочастотных чипов массовых применений

▪ Двумерные материалы меняют форму и накапливают энергию

▪ Ультразвук улучшает вкус сыра

▪ Умная ткань от Apple

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Автомобиль. Подборка статей

▪ статья Сюда я больше не ездок! Крылатое выражение

▪ статья Что такое огни святого Эльма? Подробный ответ

▪ статья Организация безопасной эксплуатации электроустановок

▪ статья УКВ-ЧМ тюнер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Квадраты из четырех частей. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026