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:

Особенности почек помогают легче переносить высоту 18.01.2025

Высокогорные регионы всегда привлекали внимание исследователей, изучающих, как человек адаптируется к жизни в условиях разреженного воздуха. Недавнее исследование группы ученых из Университета Маунт-Ройал в Канаде, возглавляемое доктором Тревором Деем, проливает свет на важную роль почек в акклиматизации к большим высотам. Работы канадских ученых объясняют, почему представители народности шерпа, которые веками живут в высокогорных районах Тибета, значительно лучше переносят высокогорье. В своем исследовании ученые наблюдали за дыханием и составом крови участников во время их подъема на высоту 4300 метров в Гималаях, в Непале. Эксперимент проводился с участием двух групп: одна состояла из жителей низменностей, не привыкших к горной среде, а другая - из шерпов, чей организм приспособлен к жизни на большой высоте. Основное различие между этими группами было в том, как их организмы реагировали на дефицит кислорода в воздухе. У шерпов наблюдалась более быстрая и масштабная адаптация к ...>>

Производство электричества с помощью термоядерного синтеза 18.01.2025

Американская компания Commonwealth Fusion Systems (CFS) нацелена на создание первой в мире термоядерной электростанции, способной подключаться к электрической сети. Этот амбициозный проект, известный как ARC (Affordable, Robust, Compact), будет построен вблизи города Ричмонд, штат Вирджиния. В соответствии с планами, новая электростанция сможет производить до 400 мегаватт чистой энергии, что вполне хватит для обеспечения электричеством 150 тысяч домохозяйств. Прогнозируется, что станция начнет работу в 2030-х годах. Принцип работы термоядерной электростанции основан на процессе термоядерного синтеза, который происходит в ядре звезд. В отличие от традиционной атомной энергетики, где используется деление ядер атомов с образованием радиоактивных отходов, термоядерный синтез создает в качестве побочного продукта безопасный гелий. Для того чтобы удерживать плазму с температурой свыше 100 миллионов градусов Цельсия, установка будет использовать мощные магнитные поля. Тем не менее, н ...>>

Экологическая защита для овощей и фруктов 17.01.2025

Исследователи из женского колледжа Шри Нараяна в Колламе, Керала, Индия, разработали инновационный способ продления свежести фруктов и овощей. Группа под руководством Пурнимы Виджаян предложила использовать съедобное покрытие, созданное на основе целлюлозных нановолокон (CNF), полученных из луковой шелухи. Этот подход не только продлевает срок хранения продуктов, но и способствует их безопасности благодаря включению нанокуркумина, известного своими антимикробными свойствами. Основным компонентом покрытия являются CNF, полученные из переработанных отходов лука. Эти нановолокна соединяются с синтетическим биополимером, который улучшает структуру покрытия, устраняя проблемы с водостойкостью и термической стабильностью, ранее свойственные материалам на основе CNF. Кроме того, добавление нанокуркумина усиливает антимикробные свойства покрытия, делая его особенно эффективным для предотвращения порчи. Для проверки эффективности этой разработки ученые провели эксперимент с апельсинами. П ...>>

Случайная новость из Архива Мясной стейк выращен из вырезки 20.03.2023 Швейцарский стартап Mirai Foods представил первый в мире стейк, выращенный из клеток. Стартап давно работает над созданием культивируемого мяса. Теперь в компании утверждают, что им удалось совершить первый настоящий прорыв. Технология уже получила три патента и название Fibration Technology. В Mirai Food заявили, что открытие связано с естественным возобновляемым клеточным процессом, позволяющим выращивать ткани, имитирующие обычное мясо. "Стейк из филе - это самый сложный вызов: он состоит из разных типов клеток, которые при правильном сочетании приводят к сложной структуре мяса", - говорит основатель стартапа. Стейк был изготовлен в биореакторе собственной разработки. Мясо стейка создано из длинных культивируемых мышечных волокон, которые затем соединяются ферментами и дополняются культивированной жировой тканью. Процесс создания мяса таким образом занимает пять дней, после чего "выходит центральная часть вырезки, из которой можно нарезать стейки практически любой толщины". "Мы можем предложить реальную альтернативу обычному мясу, используя нашу технологию, можно приготовить и съесть настоящий стейк - и знать, что ни одно животное не погибло ради него и климат не нанесен вред. Питание - это огромный рычаг для повышения уровня защиты климата животных: ожидается, что к 2050 году спрос на мясо удвоится. При этом традиционные методы производства мяса уже не могут удовлетворить этот спрос", - заявил гендиректор стартапа. Компания собирается возглавить отрасль по производству цельных кусков мяса путем культивирования, в которой большинство продуктов до сих пор больше похожи на фарш для бургеров и наггетсов. При этом уже с начала этого года британская компания BSF Enterprises представила цельную свиную вырезку, а японские специалисты отрасли утверждают, что они также разработали цельный стейк из культивируемых клеток. Но, по словам швейцарского стартапа, они способны производить культивированное мясо без использования генной инженерии. Использование ГМО очень ограничено в ЕС, поэтому в компании утверждают, что концентрируются на преимуществах европейских потребителей.

Другие интересные новости:

▪ Онлайн-радио Music и радиостанция Beats 1 от Apple

▪ Система позиционирования без спутников

▪ Автобусы на топливных элементах от Toyota

▪ Управление волнами в магните с помощью сверхпроводников

▪ Новая серия PMEG диодов Шотки

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Начинающему радиолюбителю. Подборка статей

▪ статья Космические ЧС. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Что способен проглотить голубой кит? Подробный ответ

▪ статья Инженер-электронщик. Должностная инструкция

▪ статья Терморегулятор для бака с водой. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Преобразовательные подстанции и установки. Размещение оборудования, защитные мероприятия. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025