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:

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 Самый быстрый смартфон от Huawei 02.03.2013 Компания Huawei Device представила самый быстрый в мире смартфон, как его назвал сам производитель. Модель Ascend P2 оснащена 4-ядерным процессором с частотой 1,5 ГГц, 4,7-дюймовым дисплеем с разрешением 1280 x 720 пикселей, 13-МП камерой, батареей емкостью 2420 мАч и работает под управлением ОС Android 4.1. Самым быстрым Android 4.1 считается, потому что поддерживает LTE Cat4 со скоростью передачи данных до 150 Мбит/с. Это единственный мобильник на рынке, который поддерживает данную скорость, отмечает Engadget. Приобрести Huawei Ascend P2 в Европе можно будет со II квартала 2013 г. по цене 399 евро.

Другие интересные новости:

▪ Робот на подножном корме

▪ Мгновенное затемнение для сварщика

▪ Подводный вулкан

▪ Услышать Wi-Fi

▪ Владельцы BlackBerry могут общаться бесплатно

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Чудеса природы. Подборка статей

▪ статья Чудовище с зелеными глазами. Крылатое выражение

▪ статья Когда и где в армии применялась казнь по жребию? Подробный ответ

▪ статья Фрезеровщик. Должностная инструкция

▪ статья Чему равна энергия ветра? Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Основы Wi-Fi. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026