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:

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Генерация электроэнергии во время сушки древесины 13.12.2022 Работая с мелкими деталями внутри дерева, шведские инженеры придумали интересный новый способ уборки электроэнергии. Эта технология использует естественные процессы, которые уже происходят при сушке древесины, но перегружает ее, чтобы получить достаточно электроэнергии для светодиодов и других небольших устройств. Исследование, которое проводит наноинженеры из Королевского технологического института KTH, сосредоточено на последовательности происходящих событий, когда древесина становится влажной, а затем высыхает. Это называется транспирация и происходит во всех растениях, когда вода проходит через них, а затем улетучивается, фактически производя небольшое количество биоэлектричества. Предыдущие попытки уловить и использовать это электричество были усложнены из-за низкой мощности, но авторы считают, что они решили эту проблему, реконструировав стенки деревянных ячеек. С помощью новой обработки с использованием гидроксида натрия, команда смогла создать высокопористые версии с большей площадью поверхности и большей проницаемостью клеточных стенок для воды. Это приводит к большему поверхностному заряду и перемещению воды через материал, что улучшает его способность генерировать электричество. Это можно было еще больше повысить за счет точной настройки уровня pH древесины. "Мы сравнили ячеистую структуру обычной древесины с материалом, который мы улучшили относительно поверхности, пористости, поверхностного заряда и переноски воды, - сказал Юаньюань Ли. - Наши измерения показали, что выработка электроэнергии в 10 раз выше, чем у натурального дерева". В текущем виде инженерная древесина может выдавать 1 вольт и выходную мощность 1,35 микроватт на квадратный сантиметр. Он может работать на этом уровне в течение двух-трех часов и выдерживать десять циклов воды, прежде чем производительность начнет падать. Нужна дополнительная работа, чтобы технология действительно нашла практическое применение, но потенциал вдохновил ученых. "Сейчас мы можем использовать небольшие устройства, такие как светодиодная лампа или калькулятор, - говорит Ли. Для нормального домашнего хозяйства нам понадобится гораздо больше материалов и воды, поэтому требуются дополнительные исследования".

Другие интересные новости:

▪ Программа самостоятельного ремонта Samsung Self-Repair для смартфонов и ноутбуков

▪ Африка кормит Бразилию

▪ Телефон с обычным аккумулятором заряжается в четыре раза быстрее

▪ Axis M3027-PVE - панорамная камера для наружного видеонаблюдения

▪ Геотермальная энергия вулканов для майнинга

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта И тут появился изобретатель (ТРИЗ). Подборка статей

▪ статья Видеомонтаж. Язык склейки. Искусство видео

▪ статья Почему операторы телефонной связи в китайском районе Сан-Франциско обладали феноменальной памятью? Подробный ответ

▪ статья Очиток обыкновенный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Хромовая клеевая масса. Простые рецепты и советы

▪ статья Нормы испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей. Трубчатые разрядники. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025