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:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Синтезирована новая форма углерода 18.01.2023 Углерод может принимать большое количество разных форм. Самые известные из них - алмаз и графит. Ученые умеют синтезировать и другие виды, например, двухмерный графен и фуллерен. Теперь в список добавился еще один. Специалисты из Южной Кореи и Китая создали новую разновидность углерода, нагрев фуллерен с нитридом лития. Новый тип углерода похож на шварцит, но все равно отличается. Так называемый "шварцит" или sp2-гибридный углерод с отрицательной кривизной был предусмотрен теоретически еще в XIX веке. Он, как говорится в исследовании, был и остается мечтой ученых в области углеродных материалов, но с его получением возникли проблемы. Несмотря на то, что этот вид углерода можно синтезировать в порах цеолитов, кристаллических формах двуокиси кремния, этот метод не идеален, поскольку некоторые поры просто оказываются слишком маленькими. В основе нового материала лежит фулереновый порошок С60, смешанный с нитридом лития, а затем нагретый до умеренных температур под давлением в одну атмосферу. Нитрид лития катализирует разрыв углеродных связей в С60. Новые связи CC образуются с соседними молекулами С60. Процесс передачи электронов запускает формирование нового типа углерода, который ученые назвали "упорядоченный пористый углерод на большом расстоянии" (LOPC). LOPC состоит из "разорванных клеток С60", соединенных между собой с далекой периодичностью. То есть, каждая из разорванных С60 ячеек все еще сосредоточена на узлах гранецентрированной кубической решетки, но они были в определенной степени "открыты" и образовали связи друг с другом. Это несколько необычная ситуация - все еще существует дальний периодический порядок определенного типа, но не каждая разбитая ячейка С60 идентична своим соседям. Ученые выясняют свойства нового материала и пока не могут назвать сферы, в которых его можно будет применить, но это может быть, например, сбор, преобразование и хранение энергии, поскольку LOPC является электропроводным. Ученые отмечают, что новый материал характеризуется хорошей масштабируемостью - синтез можно увеличить до килограммов.

Другие интересные новости:

▪ Созвездие акулы

▪ 800V MOSFET P7 CoolMOS от Infineon

▪ Летающий робот с искусственным интеллектом

▪ Умный стоп-сигнал для велосипедов

▪ Надежная керамика без обжига

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Основы первой медицинской помощи (ОПМП). Подборка статей

▪ статья Помощь при укусах. Охрана труда

▪ статья Как антиалкогольная кампания повлияла на тексты песен Машины времени? Подробный ответ

▪ статья Арт-директор. Должностная инструкция

▪ статья Расширение частотного диапазона ДМВ приставки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Воздушные линии электропередачи напряжением выше 1 кВ. Пересечение, сближение или параллельное следование ВЛ с троллейбусными и трамвайными линиями. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026