Охранное устройство с ключом-резистором. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Охрана и безопасность

 Комментарии к статье

В последнее время возрос спрос на различного рода охранные системы. В предлагаемой статье описано устройство, использующее в качестве ключа резистор определенного номинала. Устройство можно использовать для охраны помещений.

В описываемом устройстве применен аналоговый "ключ" - резистор. При подключении к контактам "замка" резистора с заданным сопротивлением режим охраны отключается. Если же дверь открыта без такого "ключа" злоумышленником, устройство сразу подает сигнал тревоги.

Следует заметить, что аналоговый "ключ" имеет некоторые недостатки. Например, при повышенной влажности, когда на элементах блока может появиться влага, возможно срабатывание сигнализации при использовании своего "ключа". Этот недостаток тем не менее не позволит злоумышленнику зайти в охраняемое помещение незаметно.

В качестве звукового излучателя сирены использована динамическая головка. Питается устройство от аккумуляторной батареи GB1. При снижении питающего напряжения ниже допустимого звучит зуммер.

Схема устройства показана на рисунке. Непосредственно перед выходом из помещения хозяин должен установить тумблер SA1 в положение "Охрана". Устройство переходит в режим охраны через 25 с. Перед входом в помещение необходимо вставить в гнезда X1, X2 ответную часть разъема - ключ и вынуть его не ранее чем через 2 с. После этого есть еще 20 с, чтобы зайти и переключить SA1 в положение "Выкл.". Если открыть дверь, не вставляя "ключ", сразу включится сирена. Для досрочного ее отключения необходимо перевести SA1 в положение "Выкл" и нажать кнопку SB1.

(нажмите для увеличения)

Особенность системы заключается в необходимости удержания "ключа" в гнезде не менее 2 с. Благодаря этому его сопротивление невозможно подобрать простым вращением переменного резистора. Это объясняется тем, что интервал опознавания "ключа" системой находится в пределах 6...7 кОм. При использовании переменного резистора, например 100 кОм, его надо вращать со скоростью 0,5 кОм/с, чтобы система опознала "ключ". При этом весь резистор прокрутится за 200 с, тогда как на вход в помещение с "ключом" и отключение устройства выделено всего 20 с.

Блок А1 - электронный замок. Операционные усилители (ОУ) DA1.1 и DA1.2 включены по схеме компараторов напряжения. Микросхема DD1 используется для подачи сигнала тревоги в блок А2. Делитель напряжения на резисторах R4-R6 задает на выводах 3 и 6 микросхемы DA1 напряжение 4,4 и 3,5 В соответственно. Если "ключ" не вставлен (резистор R1 отключен), делитель R2R3 обеспечивает на выводах 2 и 5 напряжение 5,3 В. При таком включении ОУ, если на неинвертирующем входе напряжение больше, чем на инвертирующем, то на выходе напряжение будет близко к напряжению питания, если, наоборот, на выходе будет напряжение, близкое к нулю.

В режиме охраны (резистора R1 нет) на выходе ОУ DA1.1 - 9 В, а на выходе DA1.2 - 0. В результате на резисторе R7 присутствует высокий уровень. Диоды VD3 и VD4 осуществляют развязку выходов ОУ DA1.1 и DA1.2. Конденсатор С1 необходим для защиты от помех на выводах 2 и 5, так как они соединены с входным гнездом.

Сопротивление резистора R1 подобрано так, чтобы при его подсоединении к замку напряжение на резисторе R3 было в пределах 3,5...4,4 В. При этом на выводах обоих ОУ будет напряжение около нуля.

Микросхема DD1 - это четыре одинаковых ключа, способных коммутировать как постоянное, так и переменное напряжение. Ключ открыт при высоком уровне на входе управления V и закрыт DD1 включены параллельно.

Геркон SF1 должен быть подключен так, чтобы при закрытых дверях охраняемого помещения его контакты были разомкнуты. Если хозяин присутствует на охраняемом объекте, тумблер SA1 находится в положении "Выкл." - на входах управления ключей V низкий уровень - и даже когда дверь открыта и геркон замкнут, высокий уровень с разъема X4 не проходит на X6 "Тревога". Резистор R8 ограничивает зарядный ток конденсаторов C5 и C6, который может вывести из строя микросхему DD1.

Перед выходом из помещения хозяин переводит SA1 в положение "Охрана". При этом через резистор R9 начинает заряжаться конденсатор C3, спустя 25 с напряжение на нем достигнет уровня, достаточного для открывания ключей DD1. Устройство переходит в режим охраны. Если теперь открыть дверь, то через резистор R8 и микросхему DD1 высокий уровень попадет на контакт разъема X6 "Тревога" и включится сирена.

Хозяин перед входом в помещение должен вставить в гнезда X1, X2 "ключ" R1, при этом на выходах ОУ DA1.1 и DA1.2 будет низкий уровень. Конденсатор C3 через диод VD5 и резистор R7 разрядится за 2 с, пока вставлен "ключ". При этом на входах V элементов DD1.1-DD1.4 низкий уровень закроет ключи микросхемы DD1 и можно будет открывать дверь. Войдя внутрь помещения, надо за 25 с (пока C3 вновь не зарядился) установить SA1 в положение "Выкл.".

На микросхеме DA2 собран стабилизатор напряжения 9 В. Микросхемы DD2-DD4 формируют необходимые временные интервалы для работы сирены. Мультивибраторы сирены выполнены на микросхеме DD5.

На логических элементах DD3.1, DD3.2 собран RS-триггер. Цепь R11C7 устанавливает его в нулевое состояние (на выходе элемента DD3.1 низкий уровень) при включении питания. Если поступит сигнал "Тревога", на входе элемента DD2.1 возникнет высокий уровень, а на выходе - низкий. При этом высокий уровень, появившийся на выводе 9 DD3.3, разрешит работу мультивибратора, собранного на элементах DD3.3, DD3.4. Низкий уровень на входе R DD4 разрешит работу этому счетчику.

На входы элементов DD5.1 и DD5.4 поступит высокий уровень, который разрешит работу сирены. После того, как на счетчик DD4 поступит 210 импульсов, на его выводе 15 появится высокий уровень, на выходе DD2.2 - низкий. Это приведет к сбросу RS-триггера в начальное состояние и сирена выключится. Досрочно выключить сирену можно кнопкой SB1. Следует отметить, что оба эти варианта отключают сирену в том случае, если на выводе разъема X6 не будет высокого уровня.

Номиналы частотозадающих номиналов мультивибратора R12, С8 обеспечивают его работу на частоте примерно 1,2 Гц, при этом сирена работает около 20 мин. Это время можно изменять в широких пределах подбором R12 и С8 или подключением элемента DD2.2 к другому выходу DD4. Цепь VD6,R15,R18,C10 придает звуку сирены характерное завывание. Изменить тон сирены возможно подбором конденсаторов C11 и C12.

На транзисторах VT1-VT4 собран усилитель мощности. Вывод питания 14 микросхемы DD5 подключен непосредственно к плюсовому выводу аккумуляторной батареи GB1. Это необходимо, чтобы транзисторы усилителя мощности были надежно закрыты. Предохранитель FU2 защищает батарею от короткого замыкания в цепях устройства.

На микросхеме DD6 собран звуковой сигнализатор, который срабатывает при снижении напряжения питания до 10,2 В (при -25&№176;С до 10 В). О нем было рассказано в статье И. Александрова "Два устройства для аккумуляторной батареи" ("Радио", 1989, № 5) . Обратно смещенный эмиттерный переход транзистора VT5 играет роль экономичного стабилитрона. Его напряжение стабилизации 7,3 В практически постоянно при изменении напряжения питания от 16 до 7,8 В.

Делитель R20R21 формирует на выводе 2 элемента DD6.1 напряжение 4,3 В. Если на вывод 1 DD6.1 и вывод питания микросхемы DD6 поступает напряжение 12 В, то напряжение 4,3 В на выводе 2 воспринимается как низкий уровень. При снижении напряжения питания микросхемы до некоторого порогового значения потенциал на выводе 2 (4,3 В) начинает восприниматься как высокий уровень. На выходе элемента DD6.1 возникает низкий уровень, на выходе DD6.2 - высокий, и начинает работать зуммер на элементах DD6.3, DD6.4. Подбором резистора R22 в пределах 1 МОм...5 кОм добиваются наиболее громкого звука пьезоизлучателя.

Устройство не критично к выбору элементов. Часть цифровых микросхем имеет аналоги в серии К176, и их можно использовать. Микросхему DA2 можно заменить на КР142ЕН8Г. Транзисторы VT1-VT4 - из серий КТ972, КТ973, КТ825, КТ827, КТ829, КТ853, с любым буквенным индексом, естественно, соответствующей структуры. Диоды VD1, VD2 - любые универсальные или импульсные с допустимым прямым средним током в пределах 10...20 мА и допустимым обратным напряжением 10...20 В. Диоды VD3-VD6 могут быть из серий КД521, КД522, КД503, КД510 с любым буквенным индексом. Пьезоизлучатель BQ1 применим любой из серии ЗП. Керамические конденсаторы - К10-43а, К10-47а, К10-50а, КМ, оксидные - любые из серий К50, К52, К53. Резисторы могут быть С2-ЗЗН, МЛТ, ОМЛТ, ВС. Кнопка SB1 и тумблер SA1 - любые, так как они коммутируют слабые токи.

При работе сирены в течение 20 мин и более следует применять динамическую головку BA1 мощностью не менее 10 Вт при сопротивлении 8 Ом и не менее 20 Вт при сопротивлении 4 Ом, так как катушка сильно греется и менее мощные головки обычно выходят из строя через 3...5 мин работы.

Так как в режиме тревоги устройство потребляет значительный ток (от 1 до 2,5 А в зависимости от используемой динамической головки), то лучше применить аккумуляторную батарею GB1 от автомобиля. В этом случае не нужен выключатель питания. Устройство в режиме охраны при включенном зуммере разряда батареи потребляет ток 14 мА. Теоретически такой ток разрядит автомобильную аккумуляторную батарею за 5 месяцев, однако ее следует подзаряжать раз в два месяца.

Блок А1 удобно закрепить на двери, а блок А2 следует поместить в укромное место вместе с аккумулятором и желательно поближе к динамической головке. Для удобства монтажа устройства на объекте желательно все соединения блоков сделать через разъемы. Пары транзисторов VT1, VT3 и VT2, VT4 следует установить на теплоотводящие пластины площадью не менее 15 см 2 . Если корпус блока А2 металлический, то микросхему DA2 и транзисторы VT2, VT4 можно прикрепить к корпусу.

Налаживание устройства сводится к выбору сопротивления ключа R1 и установке порога срабатывания зуммера 10,2 В. При налаживании блока электронного замка резистор R1 заменяют переменным на 10 кОм. Вращением движка этого резистора добиваются напряжения на резисторе R3, равного середине интервала между значениями напряжения на выводах 3 и 6 микросхемы DA1. Затем желательно вместо переменного резистора установить постоянный с таким же сопротивлением.

Для налаживания зуммера необходимо использовать переменный резистор сопротивлением 1 МОм. Его включают по схеме переменного резистора вместо резисторов R20 и R21. Аккумуляторную батарею заменяют регулируемым источником напряжения и устанавливают напряжение 10,2 В. Вращением движка переменного резистора добиваются включения зуммера. После этого проверяют правильность установки порога путем изменения напряжения источника питания. При необходимости снова немного подстраивают резистор. Затем желательно переменный резистор заменить двумя постоянными, как показано на схеме. При этом повышается термостабильность работы этого узла.

Предлагаемый автором электронный "замок" можно упростить. Его лучше выполнить в одном корпусе, при этом можно заменить микросхему DD1 и элемент DD2.1 на один двувходовый И-НЕ, из двух синхронно работающих мультивибраторов DD3.3, DD3.4 и DD5.1, DD5.2 оставить один, исключить элементы DD6.1 и DD6.2, убрать стабилизатор напряжения DA2, поскольку микросхемы КМОП и операционные усилители работают в широком диапазоне питающего напряжения. Если же оставить DA2, не нужен стабилизатор напряжения на транзисторе VT5, используя выходное напряжение DA2.

Если выключатель SA1 поставить в цепь питания устройства, намного увеличится интервал между перезарядками аккумулятора и отпадает необходимость в кнопке SB1. Для защиты устройства от порчи подачей внешнего напряжения через контакты Х1 и Х2 диод VD1 целесообразно заменить на резистор сопротивлением 3,3 кОм, соответственно уменьшив R1, а параллельно R3 подключить стабилитрон на 9...12 В.

Входы микросхемы DD1 желательно защитить диодами. Для этого нужно к разъему Х4 подключить два диода: один - анодом к Х4, катодом к источнику питания, другой - катодом к Х4, анодом к общему проводу.

Автор: А.Руденко, г.Харьков, Украина

Смотрите другие статьи раздела Охрана и безопасность.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Плата Lattice Semiconductor для встраиваемых систем машинного зрения 15.05.2017 Компания Lattice Semiconductor представила набор для разработчиков под названием Embedded Vision Development Kit. Как утверждается, это первый в своем роде набор для разработчиков встраиваемых систем машинного зрения, оптимизированный в расчете на приложения, связанные с мобильными устройствами. Характерными чертами набора производитель называет гибкость, низкую стоимость и малое энергопотребление. Гибкость обеспечивается модульной архитектурой, включающей программируемые вентильные матрицы (FPGA), стандартные специализированные микросхемы (ASSP) и программируемые стандартные специализированные микросхемы (pASSP). К достоинствам набора производитель также относит небольшие размеры и поддержку двух камер. Камеры с интерфейсом MIPI CSI-2 находятся на плате ввода CrossLink, которая связана с базовой платой ECP5. Последняя выполняет обработку сигнала силами IP-ядра процессора сигнала изображения, разработанного специалистами Helion Vision. Кроме того, ECP5 поддерживает ввод с внешних источников сигнала изображения. Наконец, третья плата - плата вывода на основе Sil1136 - добавляет в конфигурацию системы выход HDMI. По словам Lattice, на основе Embedded Vision Development Kit можно создавать системы для промышленного, автомобильного и потребительского применения. В частности, в список областей применения включены роботы, дроны, системы помощи водителю, устройства дополненной и виртуальной реальности. Наборы уже доступны для заказа.

Другие интересные новости:

▪ Синтез алмазов при нормальном давлении

▪ Технология глубинного обучения для анализа временных рядов данных

▪ Компактные сканеры Brother ADS-1100W и ADS-1600W

▪ Механическая стрекоза

▪ Радиомодуль BLE 5.0 RN4870

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоэлектроника и электротехника. Подборка статей

▪ статья Большое видится на расстоянии. Крылатое выражение

▪ статья Где и когда можно было устроиться на работу отшельником в поместье аристократа? Подробный ответ

▪ статья Ослинник. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Солнечные коллекторы. Ориентация. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фокус с левитацией. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026