Экономичный охранный сенсор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Охрана и безопасность

 Комментарии к статье

Важнейшей характеристикой охранной системы является ее энергопотребление в дежурном режиме. Принципиальная схема экономичного охранного сенсора, формирующего сигнал тревоги при прикосновении к контролируемому предмету (КП), показана на рис. 1. Контролируемым предметом может быть, например, дверной замок.

(нажмите для увеличения)

Генератором переменного напряжения, на которое будет реагировать сенсор, служит емкостный делитель С6С7, включенный в сеть переменного тока. Напряжение на входе порогового устройства (элемент DD1.1) зависит от тока, возникающего в цепи C6C7R10R2C1R1Cкп, где Скп - емкость, подключенная к КП. Резистор R1 и конденсатор С1 ослабляют высокочастотные наводки.

В дежурном режиме собственная емкость КП мала. В этом случае ток через R1 должен быть настолько малым, чтобы напряжение на входе элемента DD1.1 оказалось меньше порога переключения. При прикосновении к КП его емкость возрастет и ток увеличится. Если он достигнет величины, при которой напряжение на входе DD1.1 превысит порог переключения, то на выходе элемента DD1.1 возникнет последовательность прямоугольных импульсов, следующих с частотой 50 Гц. Счетчик DD2, считая спады этих импульсов, сформирует на своем выходе 28 (выход 9-го разряда) через 5,12 с сигнал высокого уровня, который включит пьезосирену НА1.

Устройство содержит инфранизкочастотный генератор (элементы DD1.2-DD1.4), на выходе которого возникают импульсы длительностью 2 мс с периодом следования 10 с. Эти импульсы поступают на вход R счетчика DD2 и периодически возвращают его в исходное нулевое состояние. Поэтому продолжительность тревожного сигнала сенсора в любом случае не превысит 5 с. Но если прикосновение к КП продолжится, тревожные сигналы будут повторяться.

Выбранного времени 5 с должно хватить хозяину, привычно быстро отпирающему свою дверь ключом, и вряд ли хватит пришедшему с отмычкой. Конечно, это время можно изменить, переключив резистор R7 к другому выходу счетчика DD2.

Высокая экономичность сенсора в дежурном режиме обеспечивается резистором R6, понижающим напряжение питания микросхем до 3,5...4 В. Лишь при таком питании потребляемый устройством ток (в основном это сквозной ток переходного режима в инфранизкочастотном генераторе) уменьшается до 15 мкА.

Печатную плату устройства изготавливают из фольгированного с обеих сторон стеклотекстолита толщиной 1,5 мм (рис. 2).

Фольга под деталями служит лишь общим проводом сенсора - соединения с ней выводов конденсаторов, резисторов и др. показаны зачерненными квадратами. Выводы 7 DD1 и 8 DD2 перед монтажом отгибают в сторону. Квадратами со светлой точкой в центре показано положение перемычек, прокалывающих плату и соединяющих с фольгой общего провода минусовые выводы конденсаторов С4 и С5. В местах пропуска проводников в фольге должны быть вытравлены защитные кружки диаметром 1,5...2 мм. Транзистор VT2 монтируют над микросхемой DD2, перед этим его выводы следует отогнуть.

Почти все резисторы в устройстве - МЛТ-0,125 (R4 - КИМ-0,125). Конденсаторы С1 - КМ-6, С2 - К10-176, C3 - КМ-5, С4 и С5 - любые оксидные подходящих размеров. Конденсаторы С6 и С7 типа К15-5-Н70-1.6 кВ устанавливают в стандартной или в специально изготовленной сетевой вилке, которую соединяют с платой гибким монтажным проводом нужной длины.

Сенсор имеет высокую чувствительность и поэтому собственная емкость КП не может быть слишком большой. В противном случае сенсор будет срабатывать от собственной емкости и его чувствительность потребуется снизить. Это можно сделать, применив резистор R2 меньшего сопротивления и (или) конденсатор С1 большей емкости. Небольшое уменьшение чувствительности сенсора (в 2...3 раза) может быть достигнуто подключением его входа к КП через конденсатор небольшой емкости (10...50 пФ). Хотя большая собственная емкость КП в любом случае уменьшит полезный сигнал.

Сенсор устанавливают около контролируемого предмета. Длина проводника, идущего к КП, не должна превышать 30...50 см.

Источником питания может служить любая 6-вольтная батарея, способная отдать потребляемый сиреной ток. В сенсоре может работать практически любая из номинально 12-вольтных пьезосирен: почти все они сохраняют достаточную акустическую мощность при значительном снижении напряжения питания. Сирена АС-10 довольно громко звучит и при 6-вольтном питании, потребляемый ею в этом режиме ток - 80...90 мА.

При токе в дежурном режиме 15 мкА срок службы питающей батареи будет определяться ее саморазрядкой. О питании сенсора, снабженного литиевой батареей емкостью 1400 мА-ч, можно не заботиться несколько лет. Такую емкость имеют, например, батареи DL223A (габариты - 19,5x39x36 мм) и DL245 (17x45x34 мм).

У читателя может возникнуть вопрос, поскольку для нормальной работы сенсора нужен 50-герцовый сигнал электросети, то почему бы не питать от нее и сам сенсор? Потому, прежде всего, что охранная система не должна зависеть от электропитания охраняемого объекта, которое может быть снято в расчете на дезактивацию его защиты.

При отключении электросети уровень сигнала на выходе емкостного делителя сенсора снизится, но не до нуля. Даже при двухпроводном ее отключении (а выключатель нередко рвет лишь один провод) амплитуда наводок по параллельным проводам может оказаться вполне достаточной для сенсора с его высоким входным сопротивлением. Хотя, конечно, ничто не мешает изготовить для такого случая и автоматически включающийся автономный генератор (его вводят в разрыв идущего от емкостного делителя провода).

И в заключение - о "наводочных" 50-герцовых сенсорах. Казалось бы, нет никакой нужды в каком-то специальном контакте сенсора с электросетью: достаточно просто прикоснуться к входу УЗЧ, чтобы на его выходе возник сигнал наводки. Но такие сенсоры, так хорошо работающие на лабораторном столе, будучи снабженные батарейным источником питания и установленные там, где они нужны, работают крайне неустойчиво, а чаще - вообще не работают. Причина проста - на лабораторном столе при подключении сенсора к сетевому (!) блоку питания он оказывается связанным с электросетью через межобмоточную емкость сетевого трансформатора, а при автономном питании такой связи нет. В описанной конструкции эта связь введена в явном виде - через емкостный делитель.

Резисторы R1 и Р10 должны быть рассчитаны на мощность не менее 0,25 Вт. Это нужно для того, чтобы избежать электрического пробоя по поверхности резисторов.

Автор: Ю.Виноградов, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Охрана и безопасность.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

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 ...>>

Случайная новость из Архива Графический процессор AMD для встроенных систем с поддержкой 4К 28.03.2014 Графический процессор Embedded Radeon E8860 Adelaar работает на архитектуре AMD Graphics Core Next; его производительность выше предшественников более чем в 2 раза при той же потребляемой мощности. Процессор поддерживает графику в 3D и разрешение 4K, способен осуществлять сложные параллельные вычисления. Прирост вычислений с числами одинарной точности по сравнению с предыдущим поколением процессоров составляет 33%. Это процессоров позволяет решать сложные задачи, такие как распознавание лиц, жестов, работа с биометрическими и ДНК-анализами и создание метеорологических карт. Сейчас, как никогда раньше, вырос спрос на насыщенное, живое изображение и способности к передовым параллельным вычислениям. Чем ближе мир к наступлению интернета вещей, тем больше будет потребность, считает Скот Эйлор (Scott Aylor), вице-президент компании и генеральный менеджер департамента встроенных решений AMD. "Традиционная графика уже не в состоянии соответствовать современным и потенциальным потребностям встроенных систем", - сказал Скот Эйлор. Как сообщил Крис Роммел (Chris Rommel), исполнительный вице-президент отделения компании М2М по встроенным системам изданию Guru 3D VDC Research, встроенные графические процессоры, такие как AMD E8860, будут по-прежнему приспосабливаться к растущему спросу на HD, 3D и даже 4К дисплеи разных типов и размеров. "Распространение вычислений на базе GPGPU только увеличит целесообразность использования графических процессоров за пределами сферы визуальных приложений: новыми потребителями станут медицина, военная и аэрокосмическая индустрия, т.к. для них большую роль играет эффективность параллельных вычислений в большом объеме", - сказал он. По мнению Валерия Дробышевского, коммерческого директора компании "Кварта Технологии", E8860 - это решение, удовлетворяющее спрос "завтрашнего дня". И хотя на отечественном рынке пока мало панелей таких размеров, где преимущества 4К будут заметны, спрос на высокое разрешение будет расти, особенно в таком направлении, как Digital Signage (Цифровые рекламные и информационные панели). "Все то, что касается рекламного рынка, сейчас движется к панелям ультравысокого разрешения - это необратимый эволюционный процесс. Если мы привыкли на бытовом уровне к картинке высокого разрешения, мы подсознательно ждем этого и от окружающих нас средств отображения. А учитывая, что размеры цифровых панелей в общественных местах значительно больше, нежели домашний телевизор, возрастает и разрешение". По мнению эксперта, пока тормозит рост популярности 4К-панелей такие факторы, как дороговизна решений на больших панелях (пока преобладающая над расходами на статичные носители), а также неготовность аппаратного оборудования, контента и незрелость рынка. Но перспективы есть, особенно, для рынка Hi-End-рекламы и различных систем визуализации. Кроме того, отмечает Валерий Дробышевский, активно развиваются решения для визуализации деятельности в различных сферах бизнеса: средства совместной работы, телеконференции, ситуационные центры, АСУТП, видеонаблюдение и т.п. Для всех этих устройств необходима высокая степень детализации, и поддерживающая ее высокопроизводительная аппаратная "начинка".

Другие интересные новости:

▪ Ускоренный способ анализа крови

▪ USB-микрофон студийного уровня Roccat Torch

▪ Самогон вместо бензина

▪ Карточки Plastc Card

▪ Вкус газировки

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. Подборка статей

▪ статья Роберт Хайнлайн. Знаменитые афоризмы

▪ статья Кто лучше исполняет роль ночного светила: Луна в отношении Земли или Земля в отношении Луны? Подробный ответ

▪ статья Устройство оснований в открытых котлованах. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Катушка индуктивности и конденсатор в цепи переменного тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Кабельные линии напряжением до 220 кВ. Подпитывающие устройства и сигнализация давления масла кабельных маслонаполненных линий. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025