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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Снижение негативного воздействия телевидения на мозг 15.01.2024 Невролог из Методистской больницы Хьюстона, Рэндалл Райт, поделился методами снижения негативного воздействия телевидения на мозг. Врач подчеркивает, что мозг активно реагирует на окружающую среду, и долгосрочное сидение перед телевизором может создавать неблагоприятные условия для его работы. Предложены практические рекомендации, направленные на уменьшение негативных последствий, включая прогулки перед просмотром и контроль времени. Райт сравнивает удовольствие от просмотра ТВ с азартными играми, отмечая, что это может вызывать отрицательные изменения. Он предлагает методы контроля времени, такие как установка будильника, чтобы не утратить чувство реальности во время просмотра. Недавние исследования также подчеркивают, что физические упражнения способствуют нейрогенезу - образованию новых клеток и связей в мозге. По результатам недавних исследований, длительное пребывание перед телевизором более 6 часов может вызвать депрессию из-за ограниченного общения с окружающими. Поддерживать баланс важно. Часто мужчины смотрят футбольные матчи в компании друзей, употребляя вредные закуски. Рекомендация - сделать здоровый выбор, включая в рацион фрукты, овощи, хумус и соевые бобы. Ученый призывает к балансу между временем, проведенным перед экраном, и физической активностью, подчеркивая, что чрезмерный просмотр ТВ без социальной активности может привести к депрессии. Райт советует сделать здоровый выбор в пользу физической активности и правильного питания, особенно при длительном просмотре с друзьями. Предложенные Рэндаллом Райтом методы могут помочь снизить вредное воздействие телевидения на мозг, подчеркивая важность заботы о нервной системе для общего благополучия.

Другие интересные новости:

▪ Обезьяны вооружаются

▪ Пощупать раковую клетку

▪ Идеальный перекус для здоровья сердца

▪ Монохромная Фабрика печати Epson

▪ Синтезатор частоты Texas Instruments LMX2594

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоуправление. Подборка статей

▪ статья Ключ алюминиевой банки. История изобретения и производства

▪ статья Почему на мячах для гольфа имеются дырки? Подробный ответ

▪ статья Перец овощной. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Автоматический выключатель освещения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Перелет бутылки из одного цилиндра в другой. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025