Сенсорный датчик в охранной сигнализации. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Охрана и безопасность

 Комментарии к статье

В предлагаемой статье описано устройство, реагирующее на прикосновение к какому-либо предмету - к дверному замку, сейфу и т. п. Оно может быть использовано в охранной системе.

На рис. 1 показана схема, поясняющая принцип действия устройства. Здесь G1 - генератор переменного напряжения (электросеть); Ср - высоковольтный разделительный конденсатор малой емкости; Д - чувствительный пороговый элемент; КП - контролируемый предмет, обладающий электропроводностью; С0 - его электрическая емкость; Ск - электрическая емкость человека, касающегося КП.

Zвх много меньше, чем емкостное сопротивление конденсатора С0. Поэтому ток I, возникающий в дежурном режиме (без Ск), приближенно равен I=314.Ur.Ср. С0/(Ср+С0), а напряжение на входе чувствительного элемента: Uвх=I.Zвх, где Zвх его входное сопротивление, а Ur - напряжение генератора. Напряжение Uвх должно быть ниже порога срабатывания чувствительного элемента. Подключение к КП постороннего предмета приведет к увеличению емкости до С0'=С0+ Ск и, соответственно, тока в цепи до I'=314. Ur.Ср.С0'/ (Ср+С0'). Напряжение на входе при этом Uвх'=I'.Zвх. Это напряжение должно быть выше порога, и тогда прикосновение к КП вызовет сигнал тревоги.

На рис. 2 показана принципиальная схема устройства. Генератором переменного напряжения с разделительным конденсатором на выходе служит емкостный делитель С9С10, подключенный к электрической сети. Входное сопротивление порогового элемента Zвх=40 кОм (оно имеет комплексный характер). Фильтр низких частот R1C1R2C2 ослабляет возможные высокочастотные и импульсные помехи.

Операционный усилитель DA1 и транзистор VT1 составляют экономичный компаратор, сигнал с которого поступает на счетный вход 14-разрядного счетчика DD2. На микросхеме DD1 собран генератор, формирующий короткие импульсы. Они поступают на вход R счетчика и периодически возвращают его в исходное состояние. Период следования этих импульсов Tr=2.R12. C6 в изготовленном образце составил 7 с. Цепь R14C8 введена для обнуления счетчика DD2 при включении питания.

Транзистор VT2, работающий в режиме электронного ключа, включает пьезосирену HA1 при появлении высокого уровня на выходе счетчика. Но это произойдет лишь в том случае, если в интервале между импульсами сброса на вход С поступит не менее 256 импульсов с частотой сети переменного тока. То есть, если прикосновение к КП будет длиться не менее Тс=Nс/F=256/50=5,12 с, где F=50 Гц - частота переменного тока в сети. Отсюда максимальная продолжительность сигнала тревоги Тmax=Tr-Tc=1,9 c. В действительности его продолжительность будет зависеть от момента прикосновения к КП, она может быть любой в пределах 0...Тmax. Если прикосновение к КП сохраняется, тревожный сигнал будет периодически повторяться.

Резистор R4 - СП3-38а или СП3-19б, остальные - МЛТ 0,125. Конденсаторы С9 и С10 (их монтируют в сетевой вилке или розетке) - К5-15-Н70 (рабочее напряжение 1,6 кВ), К73-9 (630 В) или КСО-2 (500 В). Конденсаторы C3 и С5 - К50-35, К50-40 и т. п., остальные - КМ-6, К10-17б и др. Транзистор VT2 - кремниевый составной структуры n-p-n с коэффициентом передачи тока не менее 400 и допустимым током коллектора не менее 200 мА. В качестве DD2 может быть использована микросхема КР1561ИЕ20. Пьезосирена HA1 - АСТ-10.

В собранном устройстве нужно проверить напряжение на выходе DA1 (вывод 6) в дежурном режиме. Если оно превышает 1 В (минимальное напряжение на выходе операционного усилителя обычно не нормируется), следует установить резистор R8 меньшего сопротивления - в этом режиме транзистор VT1 должен быть надежно закрыт.

Порог чувствительности DA1 U=Uпит.R4/(R3+R5) устанавливают подстроечным резистором R4. Устройство начнет реагировать на входной сигнал лишь в том случае, если его амплитуда превысит этот порог.

В охранной системе ту или иную задержку включения тревожного сигнала делают почти всегда. Это один из приемов, которыми пользуются, пытаясь передать автоматам алгоритмически непростую функцию - выделение из множества возможных событий лишь потенциально опасных, угрожающих. Принятая здесь задержка не сработает на домашних, привычно быстро (менее чем за Тс) отпирающих дверь своей квартиры, но отреагирует на вора, слишком долго (более 2Тс) подбирающего отмычку.

Временные характеристики устройства (задержку включения тревожной сигнализации Тс и максимальную длительность звучания Тmax) можно изменить, если установить частотозадающие элементы с другими номиналами и снимать выходной сигнал с другого выхода счетчика DD2. Так, при Тr=7 с и Nс=128 (для этого резистор R10 подключают к выводу 13 DD2) имеем: Тс=2,56 с, Тmax=4,4 с. При Тr=4,8 с (для этого конденсатор С6 должен быть 0,68 мкФ) и Nс=128 имеем: Тс=2,56 с, Тmax=2,2 с. Если столь значительная задержка не нужна и на прикосновение к КП следует реагировать немедленно, достаточно подключить резистор R10 к выходу 23 (вывод 7) счетчика DD2. Сигнал тревоги прозвучит в таком случае через 0,16 с.

Поскольку в качестве генератора переменного напряжения, необходимого для нормальной работы датчика, взята электросеть, удобно воспользоваться ею и для питания датчика. Нужно лишь подобрать подходящий по напряжению и току нагрузки сетевой блок питания (адаптер) от какого-либо радиоприемника или электронной игрушки. Конденсаторы С9 и С10 в этом случае могут и не потребоваться: опыт показывает, что вполне достаточной оказывается емкостная связь с электросетью, возникающая в самом блоке питания.

Поможет выбрать источник питания таблица, где Uпит - напряжение источника питания, Iдеж - ток, потребляемый устройством в дежурном режиме, Iтр - в режиме тревожной сигнализации. Заметим лишь, что с увеличением Uпит растет энергопотребление в дежурном режиме, а пьезосирена АСТ-10 звучит достаточно громко и при Uпит=4,5 В.

Описанное устройство является, по существу, самостоятельной охранной системой. Его можно использовать и в качестве составной части более сложного устройства, снимая сигнал с выходов счетчика DD2.

Элементы R7, R8, R9 и VT1 можно не устанавливать, если напряжение питания более 8 В, при этом выход DA1 следует соединить со входом С DD2 непосредственно. Не обязательны и элементы DD1.3, DD1.4, R14, С8 - дифференцирующую цепочку С7R13 можно подключить между выходом 3 элемента DD1.2 и входом R DD2. При этом верхний по схеме вывод R13 должен быть подключен к общему проводу.

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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива 4K-монитор Iiyama ProLite B2888UHSU 02.07.2014 Компания Iiyama официально представила 28-дюймовый монитор ProLite B2888UHSU, ориентированный на любителей игр. Модель обладает разрешением 3840x2160 пикселей (формат 4K/Ultra HD), что вчетверо больше по сравнению с Full HD (1920х1080 точек). Яркость составляет 370 кд/м2, контрастность - 1000:1. Время отклика матрицы равно 1 мс. В мониторе реализована фирменная технология Blue Light Reducer, которая способствует снижению интенсивности синего цвета подсветки, что позволяет сократить нагрузку на зрительный аппарат и уменьшить усталость глаз. Кроме того, как отмечается, благодаря системе Flicker-free в устройстве отсутствует мерцание изображения на всех уровнях яркости. Монитор может похвастаться широким набором видеовходов: присутствуют по два цифровых интерфейса HDMI и DisplayPort, а также по одному разъему DVI и D-Sub. Панель также снабжена концентратором USB 3.0 и стереофоническими динамиками мощностью 3 Вт. Продажи монитора Iiyama ProLite B2888UHSU начнутся в течение двух месяце по цене 600 евро.

Другие интересные новости:

▪ Электропровода из пластика

▪ Пустой стакан позовет официанта

▪ Первый 200-вольтовый DirectFET транзистор от IR

▪ От воспоминаний можно избавиться

▪ Программируемые сны

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоэлектроника и электротехника. Подборка статей

▪ статья С бухты-барахты. Крылатое выражение

▪ статья Во сколько раз Солнце больше Земли? Подробный ответ

▪ статья Монтажник связи-линейщик. Должностная инструкция

▪ статья Генератор меток. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сломанный карандаш. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026