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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Найдена причина образования новых нервных клеток 09.12.2024 Возможность восстановления нервных клеток - одна из самых загадочных и желанных целей в современной медицине. Немецкие ученые из Дрезденского технического университета, возглавляемые Михаэлем Брандом, сделали важный шаг в этом направлении, изучив уникальные способности рыбы-зебры. Исследователи обнаружили, что регенерация тканей головного мозга у этой рыбы связана с воспалительной реакцией, которая запускает процесс образования новых нервных клеток. Рыба-зебра, небольшой пресноводный организм, стала популярной моделью для изучения регенерации благодаря своей способности восстанавливать ткани, включая мозг, даже после серьезных повреждений. В ходе экспериментов ученые установили, что воспаление, возникающее в поврежденной ткани, играет ключевую роль в регенерации. Это открытие удивительно, поскольку у млекопитающих воспаление обычно приводит к образованию рубцов, блокирующих восстановление нервных клеток. У млекопитающих, включая человека, после повреждений головного мозга формируются рубцы, которые препятствуют регенерации нервных клеток. Однако рыба-зебра показывает другой сценарий: ее мозг использует воспаление для стимуляции роста новых клеток. Этот процесс обусловлен эволюционными механизмами, которые, вероятно, когда-то существовали и у млекопитающих, но были утрачены. При разрушении тканей головного мозга у рыбы-зебры воспалительные клетки выделяют специфические сигнальные молекулы, активирующие спящие нейральные стволовые клетки. Эти клетки начинают делиться и формировать новые нейроны, что восстанавливает поврежденные участки мозга. Важно отметить, что вместо образования рубцов у рыбы происходит полное восстановление структуры и функций тканей. Открытие этого механизма внушает надежду на создание методов лечения повреждений мозга у человека. Если удастся найти способ управлять воспалением так, чтобы оно способствовало регенерации, это может привести к революции в терапии травм и заболеваний мозга, таких как инсульты, черепно-мозговые травмы и нейродегенеративные болезни. Исследование рыбы-зебры подчеркивает важность изучения эволюционно близких механизмов регенерации. Хотя мозг человека и рыбы сильно различается, наличие общих предков дает надежду на восстановление утраченных способностей. Ученые уверены, что дальнейшие эксперименты с использованием этой модели помогут приблизить нас к пониманию механизмов регенерации мозга у млекопитающих. Открытие немецких ученых открывает новые горизонты для нейробиологии. Механизм регенерации мозга рыбы-зебры, связанный с воспалением, может стать ключом к разработке методов восстановления нервной ткани у человека. Этот прогресс подчеркивает, что природа остается нашим лучшим учителем, помогая решать самые сложные медицинские задачи.

Другие интересные новости:

▪ ZL38001 - подавитель акустических помех и помех в линии связи

▪ Мы чувствуем запахи не только носом, но и языком

▪ Удешевление установки ветряных турбин на морских платформах

▪ Влияние стресса на размер мозга

▪ Стресс одного партнера приводит к лишнему весу у другого

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Цифровая техника. Подборка статей

▪ статья Что русскому здорово, то немцу смерть. Крылатое выражение

▪ статья Как мы читаем? Подробный ответ

▪ статья Бригадир на участках основного производства. Должностная инструкция

▪ статья Провода высокого сопротивления. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Радиоприемник на микросхеме TDA7000 (174XA42). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025