Text
Ч.Д. РЕЙКС
электронных
СХЕМ
СИГНАЛИЗАЦИИ
МОСКВА ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ
ББК32.85
Р35
УДК 621.382:64
Рецензент А.П. Фомин
CHARLES D. RAKES
A <RMS 55 ELECTRONICS PROJECTS AND CIRCUITS
BLUE RIDGE SUMMIT; TABBOOKS INC.
РеЙКС Ч Д.
P35 55 электронных схем сигнализации: Пер. с англ. — М.: Энер-
гоатомиздат. . - 112 с.: ил.
ISBN 5-283-02521-7
С помощью сигнальных устройств, описанных в книге, можно обеспе-
чить охрану дома и имущества; они применимы для установки и в слу-
жебных помещениях. Все устройства доступны для изготовления начи-
нающему конструктору, не обладающему глубокими знаниями в элек-
тронике. Приведены принципиальные (а иногда и монтажные) схемы
электронных устройств сигнализации, даны рекомендации по монтажу
и настройке, а тгцсже советы по установке систем в доме, служебном по-
мещении или автомобиле. Для зарубежных электронных элементов да-
на таблица отечественных аналогов.
Для любителей-конструкторов электронной техники, занимающих-
ся самостоятельным техническим творчеством.
2402010000-409
Р-----------—
051(01)-91
КБ-2-11-91
ISBN 5-283-02521-7 (рус.)
ISBN 0-8306-2996-3 (англ.)
ББК 32J85
© TAB BOOKS Inc.
©Перевод на русский язык.
Энергоатомнздат
ПРЕДИСЛОВИЕ
Невозможно повернуть назад стрелки часов, когда приходит время спонтан-
ных открытий, ежедневно происходящих в электронике. И если вы хотите дер-
жать равнение пусть только на главные из них, вы вынуждены будете либо исполь-
зовать отпущенное вам время с умом, либо навсегда погрязнуть в рутине, оста-
ваясь все дальше и дальше позади. Прикладные знания в комплексе с почерпну-
тыми из книг - это то, что поможет вам разобраться в любом интересующем
вас предмете.
Большинство из нас. живет, и' работает в мире, управляемом и контролируе-
мом электроникой. Так, автомобиль нам необходим ежедневно, но без сложно-
го электронного оборудования он превратился бы в кучу болтов, ржавеющих
на свалке, а нам осталось бы ездить по городу на велосипеде.. Без электроники
наша жизнь дома стала бы такой же, как во времена наших, прародителей, а рас-
сказы об электронных удобствах заполнили бы книгу.
Приведенные в этой книге схемы разработаны главным образом для того,
чтобы помочь вовремя заметить неполадки и тем самым не допустить крупной
поломки чего-либо. Почти за всем, что работает, можно установить наблюдение
с помощью электронных устройств, которые убеждают нас в нормальных усло-
виях функционирования какого-либо аппарата и подают сигнал тревоги, если
с аппаратом что-либо не так. Все .схемы и системы сигнализации в этой книге вы-
полняют поставленные перед ними задачи. Фиксируя и оценивая параметры и
подавая сигналы тревоги, они помогают вам предпринять соответствующие ме-
ры и избежать больших неприятностей. Каждая схема в этой книге была предва-
рительно собрана, отлажена и проверена на практике.
Гл ев a 1. СИСТЕМЫ СИГНАЛИЗАЦИИ, ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ,
ЗВУКОВЫЕ СИГНАЛИЗАТОРЫ И КОНТРОЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
Современный высокоразвитый в техническом отношении мир полон элек-
тронных и механических устройств, которые облегчают нашу жизнь. Однако стоит
одному простому компоненту цепи в любой из окружающих нас сложных элек-
тромеханических систем выйти нз строя, как это приведет к ’’остановке под внзг
тормозов”.
Автомобильные сигнализаторы
Модифицированная система проверок часто используется для предотвраще-
ния полного выхода из строя какого-либо критичного компонента в автомоби-
ле. ..Большинство нз наиболее важных электрических н механических составляю-
щих находятся под наблюдением чувствительных элементов, которые, в свою
очередь, управляют индикаторами состояния объекта; Постоянно держа под кон-
тролем показания датчиков (включая звуковые н световые сигнализаторы),
как правило, можйб предотвратить поломку и принять надлежащие предупреди-
тельные меры.
К сожалению,' не все автомобили на завода полностью оснащаются необходи-
мыми сенсорами и индикаторами. При желании усовершенствовать своего желез-—
него коня схемы, описанные во второй главе, помогут вам. восполнить этот про-
бел с малыми временными и материальными затратами. Рассмотрим кратко те
типы сенсоров и индикаторов, которые могут быть собраны дома, а" затем ис-
пользованы в вашем автомобиле. Одна нз наиболее важных частей современного
автомобиля - аккумуляторная батарея. Она не только запускает двигатель, но
и снабжает электроэнергией систему зажигания, бортовой компьютер, карбюра-
тор или форсунки, фары, радиоприемник и магнитофон, дает питание для всех
сенсоров и индикаторов. И поскольку аккумуляторная батарея столь важна для
работы всего автомобиля, нам действительно повезет, если производитель снабдит
машину простым световым индикатором, показывающим, что с системой зарнд-
ки что-то происходит.
Автомобилей, снабженных аналоговой шкалой, которая дает более конкрет-
ную информацию о состоянии батарей, производится очень мало. Однако, вос-
пользовавшись этой книгой, вы сможете узнать, - как можно интерпретировать
показания такого индикатора. Поскольку Не каждому известно, как понимать
его показания, вы сможете достроить простой индикатор, сигнализирующий о
заряде и разряде батареи (см. гл. 2).
Если лампочка сигнализации зажглась и замечена вовремя, можно избежать
поломки. А что случится, если она перегорела? Соберите схему нз второй главы,
н это поможет вам избежать вообще такой неприятности.
4
Вы можете установить много дополнительных датчиков и сигнализаторов
на современного железного коня, обеспечив таким образом более продолжи-
тельную, активную жизнь себе и своему автомобилю, Например сигнализацию
перегрева системы охлаждения, звуковую сигнализацию заднего хода, охран-
ную сигнализацию и другие специализированные системы.
’ Охранная сигнализация
Одним из естественных качеств человека является способность чувствовать
надвигающуюся опасность и стремление принять защитные меры. Эта способ-
ность к самозащите обеспечивается всеми органами чувств. Даже в современ-
ном мире со всеми его электронными устройствами окончательна решение о
том, что предпринять, основывается на наших ощущениях. В третьей главе в
статье ’’Датчики охранной сигнализации” предлагается схема устройства, подаю-
щего звуковой и световой сигналы в случае ограбления или проникновения зло-
умышленника в помещение,
Наиболее часто в подобной охранной сигнализации используются замыкающие--
ся или размыкающиеся электрические контакты. Такой тип датчика в основ-
ном используется для охраны дверей, окон, каких-либо лазов, сейфов, а также
и в других случаях, где электрическая цепь замыкается либо размыкается меха-
ническим . способом. К ним относятся охранные проволочные шлейфы, магнит-
ные переключатели, механические переключатели и прочие замыкающие или раз-
Рис.. 1.1. Устройство сигнализации с контактными датчиками разных типов
5
Иптпчник rRnmn г .пинали
Рис. 1.2. Размещение компонентов фотодатчика
Рис. 1.3. Система сигнализации с несколькими фотоэлементами и общим источни-
ком света
Рис. 1.4. Подключение ’’датчикаблизости” к напольному сейфу
мыкающис'цепи. На рис. 1.1 показан ряд таких цепей, связанных с контролирую-
щим устройством.
Простой световой датчик применяется в ряде интересных и полезных схем,
которые могут быть собраны и использованы с одной из контролирующих си-
стем, описанных в четвертой главе. На рис 1.2 показан способ использования
светового датчика. Источник света расположен на одном конце охраняемой зо-
ны и освещает фотоэлемент, находящийся на -противоположном конце террито-
рии. Пока поток света, освещающий фотоэлемент, не прерван, датчик находит-
ся в своем нормальном режиме ожидания. Если, однако, какой-либо объект прой-
дет между источником света н фотоэлементом, последний подаст сигнал тревоги.
Необычное развитие простого фотодатчика в многосенсорную систему показа-
но на рис. 1.3. Единственный источник ненаправленного света расположен в цент-
ре охраняемой территории. Его окружают несколько направленных на него фото-
элементов, образующих зонную защиту для всей территории в зависимости от
количества используемых датчиков. Фотоэлемент — прекрасный датчик для си-
стемы сигнализации.
Устройство, реагирующее на приближение какого-либо объекта, может быть
использовано в специальных случаях, когда надо охранять сейф, железную дверь,
а также большинство других металлических предметов. На рис. 1.4 показан при-
мер применения этого устройства для охраны металлического сейфа. На рис. 1.5
дана одна из возможных схем такого прибора. Выход генератора низкой часто-
ты (ГНЧ) (10—100 кГц) соединен с двумя переменными конденсаторами, вклю-
ченными последовательно. К точке соединения конденсаторов подключен охра-
няемый объект. Контролирующая схема подключена к выходу ГНЧ через оба
7
2 переменных конденсатора
Охраняемый . и ^иенализа
объект тоРУ
Рис. 1.5. Структурная схема ’’датчика близости”
Рис. 1.6. Структурная схемаультразвуковой сигнализации
конденсатора. Конденсаторы настроены так, чтобы схема получала достаточно
энергии- от ГНЧ, а контакты, включающие сигнал тревоги, были разомкнуты.
Если нарушитель приблизится на достаточное расстояние к сенсору или объекту,
часть электромагнитной энергии будет переходить на него, понижая, таким об-
разом, уровень сигнала на входе контролирующей схемы. Схема среагирует на
это, издав сигнал тревоги. Хорошо налаженная схема такого емкостного реле
способна ’’заметить” непрошенного гостя в нескольких сантиметрах от охраняе-
мого объекта. Нарушитель же не сможет воспользоваться никакими толстыми
перчатками, чтобы сбить схему с толку.
Другой специализированный детектор - ультразвуковое устройство, реаги-
рующее на передвигающиеся предметы. Оно способно охранять целую комна-
ту или коридор. Функциональная схема этого устройства, использующего эф-
фект Доплера, показана на рнс. 1.6. Ультразвуковой генератор (15-45 кГц) по-
дает сигнал на специально разработанный излучатель. Вместе они образуют излу-
чающий блок. Примерная конфигурация зоны, охватываемой излучателем, по-
казана на рис. 1.7. Часть сигнала отражается и поступает на приемник, после че-
го усиливается до уровня, необходимого для работы смесителя. Сигнал для срав-
8
Рис. 1.7. Размещение ультразвуковой сигнализации для охраны замкнутого по-
мещения
нения поступает из блока излучателя на второй вход смесителя. Если ультразву-
ковая волна, излучаемая передатчиком, не отражается от- двужущихся объек-
тов, то-сигналы, поступающие на оба входа смесителя, одинаковой частоты. При
таких нормальных условиях выход из смесителя равен нулю. Если же в охра-
няемой зоне движется объект, сигнал, принимаемый схемой, будет сдвинут по
частоте на величину, определив ijto скоростью движения объекта. Этот сдвиг по
частоте известен как эффект Доплера.
Классическим примером эффекта Доплера может быть рассказ о человеке!
который сидел на вокзале в ожидании поезда на юг. Сидя- снаружи станции в теп-
лый летний день, он заметил, что, когда мимо проходил, не останавливаясь,
поезд, тон. его гудка как бы возрастал при приближении и понижался, когда
поезд удалялся. Вы можете наблюдать эффект Доплера, хотя в меньшей степе-
ни, прислушавшись к сирене пожарной машины, когда та приближается и удаля-
ется. Наш ультразвуковой прибор именно один из тех, где применяется этот не-
обычный звуковой эффект.
Несколько других специализированных охранных устройств, описанных в
третьей главе, включают в себя датчики- вибрации, регистрации проезжающего
автомобиля, приборов, реагирующих на звук, и др.
В четвертой главе предлагаются контрольные системы, созданные для рабо-
ты с датчиками из третьей главы н схемами формирования звукового сигнала
из пятой главы. • ' •,
Первая из охранных сигнализаций создана для работы с переключающим кон-
тактом в качестве датчика. На рис. 1 8 показана функциональная схема' однока-
нального контрольного прибора, срабатывающего иа замыкание контактов пят-
чика (HP-датчик). При сигнализации такого типа' все датчики включены парал-
лельно друг другу, и, когда один или несколько контактов' замыкаются, систе-
ма срабатывает.
На рис. 1.9 показана функциональная схема устройства, работающего с нор-
мально замкнутыми ГНЗ) контактами датчиков. Все они соединены последова-
9
Рис. 1.8. Охранная сигнализация с нормально разомкнутыми датчиками
Рис. 1.9. Охранная сигнализация с нормально замкнутыми датчиками
тельио друг с другом. Стоит одному из датчиков разомкнуться, как система сра-
ботает. '
Функциональная схема многоканальной системы показана на рис. 1.10. Это
устройство может работать с обоими видами датчиков, и стоит одному из них
изменить свое нормальное состояние, как раздастся сигнал тревоги, В четвер-
той главе приведены схемы других типов Они имеют систему Задержки сраба-
тывания на сигнал от датчиков, позволяя хозяину охраняемого объекта выхо-
дить и входить в него, не вызывая сигнал тревоги, работают от комплекса раз-
нотипных датчиков и имеют различные способы сигнализации о вторжении на
объект, а также другие полезные особенности.
В пятой главе обсуждаются индикаторы и устройства формирования звуко-
вого сигнала. Там есть относительно тихие звуковые сигнализаторы для исполь-
зования в помещений и мощные, применяемые на открытом воздухе, причем
с некоторыми вариациями они могут удовлетворить любым требованиям.
10
HP-датчики
СторожеВое
Звуковой
сигнализатор
НЗ-датчики
Выключатель Входа-выхода
Внешний
громкоговоритель
Рис. 1.10. Многоканальная охранная сигнализация
Для передачи информации о состоянии охранных систем может быть исполь-
зована разветвленная по всему миру телефонная сеть. Это дает почти неограни-
ченные возможности для контроля за охранной сигнализацией из любого места
на земпе. В шестой главе рассказывается о подобной системе, использующей воз-
можности местной телефонной сети.
' Си напизатор уровня напряжения
Ряд необычных схем рассматривается в седьмой главе. В частности, туда вхо-
дит устройство контроля напряжения в границах наименьшего и наибольшего
допустимых значений. Его можно использовать для наблюдения за аккумуля-
торной батареей или выпрямителем низкого напряжения. Для некоторых элек-
тронных приборов снижение напряжения питания может оказаться причиной боль-
ших проблем, чем незначительное его превышение. Компьютер при повышенном
напряжении работает нормально, но стоит только либо переменному напряже-
нию, питающему выпрямитель, либо постоянному напряжению питания пони-
зиться на короткий промежуток времени, как в компьютере произойдет сбой.
Если же снижение напряжения является следствием постепенного выхода из строя
детали в источнике питания, предлагаемая схема вовремя даст сигнал тревоги.
Загодя полученное предупреждение даст в^м возможность произвести ремонт
до того, как проблема вырастет во что-либо серьезное.
Есть неполадки, которые могут причинить такой же или еще больший вред,
чем две предыдущие (в некоторых случаях тоже из-за отклонения питания от но-
минала). Речь идет о ситуации, корда схема потребляет все больший и больший
ток. пока что-либо ие сгорит. В седьмой главе предлагается устройство для на-
блюдения за потребляемым током. Его применение позволит сохранить как ис-
точник питания, так и питаемую схему. Одна из цепей устройства, спедяющая за
перегрузкой по питающему напряжению, сначала дает сигнал предупреждения,
после чего отключает питание прибора. В таком случае можно сохранить неисправ-
ный прибор, даже если он не находится под присмотром.
11
Прочие сторожевые устройства. -ц
Другим полезным устройством является датчик температуры, подающий сиг-
нал тревога, если температура превысила установленный уровень. Подобный
сигнализатор может быть использован для защиты дорогого электронного или
механического прибора, в целях предохранения его от перегрева. Очень часто
перегрев электронного устройства бывает следствием неисправности источника
питания. Датчик температуры и индикатор отклонения напряжения питания от
номинала могут работать в паре, осуществляя двойной контроль за состоянием
дорогостоящей аппаратуры.
Датчики влажности полезно использовать в любом -приборе для защиты его
от попадающей внутрь воды. Они, например, могут автоматически включить на-
сос для осушения затопленной территории. Так, периодически затапливаемый
подвал является вполне подходящим местом для Применения такой системы.
Торнадо и мощные грозы в разное время испытал на себе каждый из 48 конти-
нентальных штатов США. Невозможно повлиять на погоду. Но вы можете быть
предупреждены о многих надвигающихся бурях и предпринять надлежащие ме-
ры для спасения жизни и здоровья людей. Прибор, предупреждающий о наступле-
нии такого рода_ катаклизмов, . описан в седьмой главе. Он поможет вам опре-
делить направление и силу надвигающегося шторма. -
Г л а в а 2. АВТОМОБИЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ
Усиливающаяся в конце семидесятых годов инфляция стала причиной повы-
шения цеи на автомобили, которые вышли на второе место в среднем семейном
бюджете, оставив впереди лишь стоимость дома. Не надо быть семи падей во
лбу, чтобы понять важность предохранительных мер, снижающих расходы на со-
держание автомобиля. Этой цели и служит каждое из приведенных в данной гла-
ве устройств.
__ Устройство контроля аккумулятора
Если что и можно назвать сердцем автомобиля, так это его аккумулятор,-
Почти каждый узел в современном автомобиле для своего функционирования
требует источник постоянного тока. Когда -батарея разряжается, автомобиль ос-
танавливается.
Нет такой волшебной формулы или секрета, которые могли бы сделать
жизнь батареи вечной. Однако можно установить за ней наблюдение с помощью
электронной схемы, которая подавала бы сигнал тревога в самом начале раз-
вития неполадки. Конечно, если- батарея на несколько лет пережила свой гаран-
тийный срок, схема подаст сигнал, что аккумулятор умирает естественной смертью..
В месте с тем это может быть предупреждением о низком уровне электролита,
высоких перегрузках, загрязнении клемм аккумулятора, обрыве приводного
ремня генератора или других поломках, относящихся к батарее, любая из кото-
рых может вызвать остановку автомобиля либо невозможность его завести. Боль-
шинство из этих проблем, если они замечены на ранней стадии, можно избежать
не допустив потери скорости и вынужденной буксировки.
Лучшим способом соблюдения режима эксплуатации батареи является по-
стоянное наблюдение за ее напряжением при всех нагрузках и в процессе заряд-
12
№
1N918
1N91B
Звуковой „
сигнализатор
Ql,(l3,M ~2N4249,2N3638j
Q2,Q.5-2N2222
О2^3-лю5ые
Рис 2.1. Устройство контроля аккумулятора
ки. На рис. 2.1 показана принципиальная-'схема служащего этой цели устройства,
которое следит за отклонением напряжения от установленного значения. Если
отклонение превысило установленные пределы, схема подает звуковой сигнал.
Для этого предназначены два светодиода, подсказывающих, как найти и ис-
править Неполадку.
Принцип работы схемы. Схема подключается непосредственно к аккумуля-
торной батарее автомобиля (рис. 2.1). Батарея является источником питания схе-
мы, которая, в свою очередь, оценивает приложенное напряжение. Стабилитрон
D1 образует источник опорного напряжения 5,6 В, используемого обеими частями
схемы. База транзистора Q2 соединена с ползунком переменного резистора R5,
подключенного напрямую к батарее. Эмиттер транзистора Q2 подсоединен к ис-
точнику опорного напряжения. Коллектор транзистора Q2 непосредственно свя-
зан с базой Q1 через гасящий резистор R2. В цепь коллектора транзистора QI
через балластный резистор R3 включен светодиод. Этот же транзистор питает
звуковой сигнализатор через диод 04. На эмиттере Q2 всегда поддерживается
напряжение 5,6 В, а напряжение на базе варьируется вместе с изменением напря-
жения батареи. Ползунок резистора R5 устанавливается в таком положения что-
бы при увеличении напряжения батареи до максимально безопасного уровня сме-
щение на базе Q2 было достаточно для его открывания. Небольшое превышение
на батарее установленного уровня тепряжения вызывает открывание транзисто-
ров Q1 н Q2, а значит, зажигание светодиода и звуковой сигнал о перезарядке.
13
Часть схемы, отвечающая за контроль снижения питающего напряжения, ана-
логична предыдущей, но функционирует обратным образом. Источник опорного
напряжения^на стабилитроне D1 подает 5,6 В на эмиттер транзистора Q5. При нор-
мальном питающем напряжении, когда резистор R6 настроен на нижний допусти-
мей уровень, транзисторы Q5 и Q4 открыты, а транзистор Q3 закрыт. Если на-
пряжение батареи падает ниже установленного уровня, транзисторы Q5 и Q закры-
ваются, подавая смещение на базу Q3 через резистор R7. Он открывается, вызы-
вая зажигание светодиода и звуковсй сигнал.
Устанавливать пределы пороговых напряжений лучше всего с помощью точ-
ного вольтметра и истощика регулируемого напряжения. Более подробно об
этом говорится дальше.
Сборка схемы. Схема может быть собрана на куске любого подходящего изо-
ляционного материала, йсположение деталей произвольное. Конечно, вам сле-
дует убедиться в надежности всех электрических и механических соединений.
" Аккуратность всегда полезна при налаживании или устранении неисправностей
в схеме. Собранная схема может быть помещена в любой подходящий металли-
ческий или пластмассовый корпус. В случае размещения устройства в районе
приборной доски автомобиля следует позаботиться о сочетании цвета корпуса
прибора с интерьером. Бели же вы хотите разместить там лишь светодиоды, кор-
пус устройства не имеет никакого значения.
На рис. 2.2 показано расположение компонентов схемы на пластине разме-
ром 6,2 х 10 см. Светодиоды и звуковой сигнализатор могут быть смонтированы
на передней пажли корпуса либо в любом другом удобном месте.
14
Настройка прибора. Для этого вам понадобиться цифровой плиточный анало-
говый вольтметр и исгочгик регулируемого напряжения с питанием.от сети. Пер-
воначально установите ползунки обоих переменных резисторов в среднее поло-
жение и подключите схему к источнику питания. Присоедините вольтметр не-
посредственно к источнику питания и подайте напряжение 15 В. Конкретный
высший предел может варьироваться около 15 В, но если вы установите порог
слишком высоким, схема не сможет своевременно среагировать на отклонение.
Поэтому надо быть осторожным в выборе верхнего предела. ..
После того как вы выбрали верхний предел срабатывания, вращением резис-
тора R5 добейтесь загорания светодиода D2 и работы звукового сигнализатора.
Для проверки точности настройки уменьшите подаваемое напряжение до 10-11 В
и, медленно его увеличивая, заметьте по вольтметру напряжение, когда загорит-
ся светодиод. Повторив описанную операцию пару раз, вы добьетесь точной на-
стройки.
Если нижний порог установлен слишком высоким, схема будет срабатывать
при запуске двигателя стартером. В целом, это неплохо, поскольку позволяет
нам увидеть, что схема исправно работает. Установите на выходе источника пита-
ния 11 В и настройте резистор R6 так, чтобы светодиод D3 зажегся. Затем, предва-
рительно вел чив подаваемое напряжение, медленно его снижайте, заметив по
вольтметру момент, когда .загорится светодиод. На .этом настройка кончается.
Подключите схему к электрической сети автомобиля так, чтобы при отклю-
ченном питанци схема была выключена. Нет нужды разряжать на нее батарею,
когда автомобилем не пользуются.
Сигнализатор перегоревшей лампы
-Перегоревший габаритный огонь может быть замечен, не сразу. ;В одном слу-
чае это будет стоить нам Лишь замены лампы, а в другом, если первым это заме-
тил постовой, — гораздо большего.
Простая схема, позволяющая -определить перегоревшую лампу, приведена
-на рис. 2.3. Кадмиево-супьфидный -фотоэлемент располагается поблизости от
15
контролируемой лампы. Когда лампа горит, внутреннее сопротивление фото- 1
элемента весьма мало. База транзистора Q1 получается подключенной-к общей
- шине схемы через малое сопротивление. Транзистор при этом закрыт, и через зву-
ковой сигнализатор ток не течет. Если лампа перегорает либо по-какой-то причи-
не не горит, сопротивление фотоэлемента возрастает, и тем самым создается, сме-
щение на базе транзистора. Он открывается, загорается фотодиод, и раздается
предупреждающий сигнал. Схема включена в ту же цепь, откуда лампа Получает
электропитание. Такое подключение позволяет избежать срабатывания, схемы
сигнала, когда лампа просто выключена.
Сборка и использование. Можно смонтировать один или несколько однока-
нальных сигнализаторов на листе изоляционного материала и затем поместить
' его в пластмассовый корпус. Поместите светодиоды и—звуковой сигнализатор
в удобное место, чтобы можно было следить за ними без ущерба безопасному
управлению автомобилем. Монтажная схема может быть любой. Фотоэлемент
следует поместить как можно ближе к лампе; он должен быть направлен на
flee.
На рис. 2.4 показана схема, с помощью которой можно контролировать
шесть отдельных ламп одновременно. Если любая из этих ламп перегорит, заго-
рится соответствующий диод и раздастся звуковой сигнал.
В большинстве случаев количество одновременно включенных ламп у авто-
мобиля не превышает шести. Число используемых датчиков можно уменьшить
либо путем удаления входных и ыходных цепей, подключенных к неисполь-
зуемому инвертору, либо, если это может понадобиться в. будущем, замкнув
перемычкой места, подключения фотоэлементов к схеме. Последние можно ос-
тавить на месте. Если .какая-либо ступень устройства никогда не будет исполь-
.. зована, удалите из нее фотоэлемент и диоды с резистором, подключенные к вы-
ходу'.. Следует оставить в схеме резистор 27 кОм, который соединяет вход инвер-
тора с общей шиной, что. предохранит его от повреждения.
Перед тем как сделать дополнительные изменения, рассмотрим, как работает
схема. Как две капли воды, все шесть дачтиков похожи друг на друга и имеют
раздельные входы и выходы. Выходы всех шести датчиков посредством диодов
подключены к одному электронному ключу, включающему звуковой сигнали-
затор. Из-за подобности конфигурации схемы описание датчика А распространя-
ется на все шесть. Освещаемый светом фотоэлемент создает на -входе инвертора
высокое напряжение. Выходной сигнал инвертора всегда противоположен по
знаку входному, и поэтому на выходе напряжение мало, или близко к нулю. По-
ка напряжение на выходе инвертора мало, светодиод не светится и на базу тран-
зистора Q1 не поступает прямого смещения. Звуковой сигнализатор молчит. Как
только лампа, освещающая фотоэлемент, перестанет гореть, напряжение на вхо-
де инвертора упадет,-что вызовет высокое напряжение на выходе, при этом за-
горится светодиод D1, а появившиеся на базе транзистора Q1 смещение вклю-
чит предупреждающий сигнал; Схема будет сигнализировать о неполадке до тех
пор, пока на выходе одного или нескольких инверторов будет высокий потенциал.
Сборка схемы. Эта схема также некритична к расположению деталей, поэтому
подойдет любая конструкция. Можно монтировать компоненты схемы на воткну-
тых в плату штырьках или на печатной плате — изберите любой способ, который
вам будет удобен. Особую аккуратность следует соблюдать при монтаже фото-
элементов поблизости от ламп. Для этого хорошо использовать силиконовую
смолу. Нанеся маленький мазок, прикрепите фотоэлемент на место, стараясь не
16 ’ ”
РС1 IC-1
R1
27к
^.pcz '
R2\
27kI
. ^КРСЗ“
R3
27к
Pd"
Выключатель огней
100мк*25Ъ +К +
c?_L\ ~
К аккуму-
лятору
в ИГК’
7kLC
—Н-
кч г₽
автомобиля
B7-S12-1N914
£ г
7к
„ ? м
R$fk4 П9
- J М лл
л—
В R10
1к
R13
2N2222
10 к_
+ Звуковой
Q) сигнализатор
27к
pcs"
„ 7 ГЪч. 72
-+СН—Я—f?/O-—-----
1к I
27kU
& PCS
W
27кЦ
—£>н
кч вю
rcl д*
—-W-
ч\ 1)11
ТК
/?74
100 к
—
13
Рис. 2.4. Устройство контроля за шестью лампами"
повредить ни его, ни окружающие детали. Неплохо добавить выключатель по-
следовательно со звуковым сигнализатором в цепь коллектора транзистора QI
- Это позволит отключать звуковой сигнал .в случае, если перегоревшая лампа не
может быть тут же заменена.
Подобная схема годится для контроля почти за всеми лампами, кроме фар.
Дело в том, что нет способа монтажа фотоэлементов поблизости от их ламп на-
каливания. И эта проблема, скорее, механического, чем электронного характе-
ра. Решение ее лежит в иной электронной схеме. Схема на рис. 25> а позволит
контролировать несколько ламп накаливания' без использования фотоэлементов.
Работа этой схемы, используемой совместно с. мощными лампами, основыва-
ется на регистрировании большего тока. Транзистор Q1, катушка индуктивности
17
Мощная лампа.
0,12мк 1
С1Т di
03^ любой
01
1N914-
R2
1к
0,27 мк
’ I
R1. 220к
~С~0,72мк 1Н919
СЧ Л2 0,27мк R5 9,7k
±С5
6,8 мк« 1бд
Выключатель
“1 лампы
03
КУ
100 к
С6
970 мк*
*25Ъ
Звуковой
сигнализатор
2N2222
R8
500
Рис. 2.5. Устройство контроля за мощной лампой (с) и катушка индуктивности
генератора (в)
L1A и L1B вместе с окружающими деталями образуют генератор высокой час-
тоты. Частота колебаний определяется емкостями конденсаторов С1 и С2 и ин-
дуктивностями катушек. Когда через катушку L1B ток не течет, генератор не
перегружен и дает на резисторе R2 сигнал с размахом 5 В. Переменное напряже-
ние поступает на выпрямитель с удвоением напряжения На диодах DI, D2 й кон-
денсаторах С4, С5. Постоянное напряжение на его выходе создает смещение на,
18
базе транзистора Q2. Резистором R8 устанавливается порог срабатывания от то-
ка 2 А И ниже через катушку L1B. Ток через эту катушку ухудшает добротность
резонансного ''контура генератора, отчего уменьшается его выходной сигнал.
Когда сигнал ниже порогового уровня, светодиод и звуковой сигнализатор не
работают. Но стоит лампе перегореть, как упадет ток в катушке НВ, возрастает
смещение на транзисторе Q2 и включатся светодиод и звуковой сигнал. При же-
лании можно так настроить прибор, чтобы он реагировал на перегорание одной
лампы из нескольких включенных параллельно.
Советы по сборке схемы. Большинство компонентов схемы может быть смон-
тировано одним из описанных выше способов. Применить можно любую компо-
новку, поскольку работа прибора нечувствительна к расположению деталей.
Катушка L1B, служащая датчиком тока, намотана на ферритовом стержне
размером 10 х 0,6 см. На оддом конце стержня между резиновыми кольцами,
разнесенными на расстояние 3,2 см, наматывают 75 витков эмалированного мед-
ного провода сечением 0,13 Мм2. Катушка наматывается виток к витку. Закре-
пив ее на концах, оставляют выводы по 7,5 см для подключения к схеме.
Найдя провод питания, идущий к лампе или лампам, за которыми нужно ус-
тановить контроль, посмотрите, возможно ли прямо им намотать 4-8 витков на
другом конце ферритового стержня. Если не удается намотать катушку L1B
таким образом, то сделайте это эмалированным проводом сечением'3—5 мм2,
после чего включите обмотку последовательно в питающий провод.
Разместите схему возможно ближе к токонесущему, проводнику. Если же
требуется разместить ее в ином месте, убедитесь, что соединительные провода
способны выдержать ток, потребляемый лампой. Конкретное количество витков
на катушке ПВопределяется, исходя из .значения тока в цепи лампы. С увеличе-
нием количества витков катушки возрастает чувствительность схемы к меныиим
токам. Если- позволяет сам провод, питающий пампу, катушку LIB намотайте
из 8 витков. Схема тогда станет универсальной. Резистор R8 дает широкий диа-
пазон настройки, и количество витков в L1B может варьироваться.
Настройка схемы. Изготовив и подключив схему, подайте питание в контро-
лируемую цепь, а резистором R8 добейтесь, чтобы'погас светодиод и замолчал
звуковой сигнализатор. Для проверки срабатывания схемы вывинтите любую
из ламп. Если в контролируемой цепи всего лишь одна лампа, настройка резис-
тора R8 может варьироваться в широких пределах, что особенно не влияет на
работу схемы, но. при большем количестве ламп требуемая точность настройки
возрастает.
Таким образом, эта схема может быть использована в том случае, когда нет
возможности установить фотоэлемент поблизости от лампы.
Наблюдение за уровнем тормозной жидкости
Тормозная система автомобиля не менее важна, чем аккумуляторная бата-
рея. Если сядет батарея и вы не сможете завести .автомобиль, обычно можно
найти другой способ передвижения. Но если не удастся вовремя остановить ма-
шину, дело кончится травмами или даже смертью для водителя и пассажиров.
Нет возможности установить электронный контроль за всеми параметрами тор-
мозной системы. Однако за уровнем тормозной жидкости можно следить, с по-
мощью схемы,-которая подаст сигнал, как только уровень жидкости станет ниже
установленного. .
19
Рис. 2.6. Устройство, контроля'за уровнем тормозной жидкости
Схема, показанная на рис. 2.6, есть, вероятно, простейший путь в этом направ-
лении. Контроль за уровнем тормозной жидкости ведется на основе измерения
сопротивления между металлической емкостью и датчиком, которое при нор-
мальном уровне жидкости составляет примернс 20 кОм. Это недорогой способ
слежения за уровнем тормозной жидкости.
Работа схемы. Датчики Р1 и Р2 представляют собой тонкие стержни, опущен-
ные в -тормозную жидкость и изолированные от главного тормозного цилиндра.
Через резисторы R1 и R2 подается смещение на транзисторы Q1 и Q2. Если уро-
вень тормозной жидкости нормальный, то большая часть тока смещения,стекает
на землю через жидкость и ни один из транзисторов не открывается. Все сигнали-
заторы остаются выключенными. Как только уровень жидкости в одном из резер-
вуаров. опустится ниже конца датчика, на базе соответствующего транзистора
возникнет смещение. Открывшись, он .зажжет светодиод, а смещением на базе
Q3 включит звуковую сигнализацию.
Номиналы резисторов R1 и R2 могут отличаться друг от друга, поскольку
это зависит от коэффициента усиления транзистора и сопротивления между дат-
чиком и корпусом емкости с тормозной жидкостью.
Монтаж и эксплуатация схемы. Для этой схемы также можно использовать
любой вид конструкции, какой вас устроит. Единственной относительно кри-
тической частью в сборке этой схемы является монтаж двух датчиков. Очистите
то место, где будут укреплены датчики. В качестве изолятора используйте неболь-
шое количество эпоксидной или силиконовой смолы. Датчики должны быть по-
гружены в жидкость достаточно глубоко с тем, чтобы схема не срабатывала при
расплескивании жидкости во время езды. После того как определите подходя-
щее расположение датчиксв, приклейте их эпоксидной смолой.
Чтобы смещение на базах транзисторов еще не открывало их, резисторы R1
и R2 должны быть достаточно большого номинала. Начальное сопротивление мо-
20
жет быть около 330 кОм. После включения питания измерьте напряжение на ба-
зах транзисторов. Если оно будет ниже 0,15 В, резисторы подобраны правиль-
но. Проводя подбор резисторов, контролируйте, чтобы датчики были погруже-
ны в жидкость на глубину по крайней мере 1,2 см. После того как завершите
подбор резисторов, медленно поднимите крышку главного цилиндра и заметь-
те момент, когда срабатывает схема. Если это произошло слишком бы стро и до
того момента, как датчики вышли наполовину из 'жидкости, номинал резистора
следует увеличить.
Максимальную величину резистора удобно определять с помощью магази-
на сопротивлений. Он подключается вместо одного из резисторов R1 или R2.
Датчики вынимают из тормозной жидкости и, начиная со значения 220 кОм, уве-
личивают сопротивление моста. То сопротивление, при котором отключится инди-
кация (светодиод и звук), будет верхней границей номинала подбираемого ре-
зистора. Конкретное его значение определяется, исходя из максимального на-
пряжения на базе транзистора и показаний моста сопротивлений. Разместите све-
тодиоды вблизи себя, чтобы при срабатывании звукового сигнализатора свето-
диоды показывали, где понижен уровень тормозной жидкости. Если вы не хоти-
те визуальной индикации, то удалите светодиоды, а резисторы R3 и R4 соедини-
те напрямую с положительной шиной питания.
Индикатор уровня тормозной жидкости
Эта схема еще проще, чем первая, но работает только в случае неметалличес-
кого главного цилиндра тормозной системы. На рис. 2.7 показана схема устрой-
ства. На поплавке, плавающем на поверхности жидкости, укреплен маленький
магнит. Он должен находиться вблизи от язычкового выключателя, закреплен-
ного на крышке контейнера. Когда уровень жидкости высок, магнит держит
контакты замкнутыми, при этом горит светодиод, а звуковой сигнализатор. мол-
Рис. 2.7. Устройство контроля за уровнем тормозной жидкости
21
чит. Как только уровень тормозной жидкости опустится ниже безопасного,
разомкнутся контакты магнитного выключателя и ток пойдет на звуковой сиг-
нализатор.
Сборка и эксплуатация схемы Уж очень- проста эта схема, чтобы нужно было
еще давать советы по ее сборке. Главное здесь — аккуратное соединение дета-
лей .проводами. Для размещения деталей подойдет любой пластмассовый кор-
пус. Для всех внутренних соединений можно использовать любой подходящий
провод. Для поплавка можно взять любой легкий материал (пробку, дерево и
т.п.), который мог бы плавать и не вступал бы В реакцию с тормозной жидко-
стью. Вырежьте из него круг так, чтобы ои входил в1 резервуар с зазором 0,6 см
по краю..Депи резервуар имеет иную, чем круг, форму, форма поплавка должна
~ей соответствовать. Достаточно сильный и легкий ферритовый магнит прикрепи-
те по центру наверху поплавка. Для этого хорошо использовать эпоксидную или
силиконовую смолу.
Температурный сигнализатор
Перегрев - главный, враг электрических и механических систем автомоби-
ля. Но если превышение температуры будет замечено до того; как оно достигнет
опасного уровня, перегретую деталь можно спасти или, по крайней мере, заме-
нить без дополнительных-повреждений. •
Схема устройства, служащего этой цели, показана на рис. 2.8 и может исполь-
зоваться для температурного контроля практически любого узла автомобиля.
Температурный, датчик, представляющий собой два’ последовательно включен-
ных диода, можно поместить на любую деталь; устройство подаст сигнал, как
лу Температурный IC-I-LM32y-
-* датчик D1.D2-1N9H
D2 V -
। Рис. 2.8. Температурный сигнализатор с одним датчиком
22 i - .
si
2^2222А
— —TOOmkxIFB
CJ
Г14
12Ц
.13 v
R1
1к
IC-1-LM3Z4
12-113 -1NS14
114 -117-тоИые
11В -121-1К
RO -R3 ~ 1,5 к
R10-R13-50Q
R14 -R17-270
110
1311
17 У.
М-1
114
R1BI
115
F7
с,4=
470мк«
>252 -*
•- 11-
IN 4734
R1O П^О'”'
R14 X-
151 [
R11
етгП1
ЯИ1-
№ I
1311
12 Ъ
111
Звуковой
сигнализатор
&+
113
Рис. 2.9. Температурный сигнализатор с четырьмя датчиками
только температура поднимется слишком высоко. При наблюдении за системой
охлаждения датчик помещают прямо в охлаждающую жидкость.
Работа схемы. Один из четырех операционных усилителей микросхемы LM324
работает как чувствительный компаратор напряжения на датчике с установлен-
ным уровнем. Со стабилитрона D3 снимается стабилизированное напряжение и
подается на один из входов операционного усилителя 1С-1. Через резистор R1
подается прямое смещение на два входящих в датчик кремниевых диода. При
комнатной температуре на аноде диода 07 напряжение 1,2 В. При повышении
температуры это напряжение линейно уменьшается. Оно поступает на вывод 2
микросхемы. Опорное напряжение берется с ползунка резистора R5, которым
устанавливается порог срабатывания. Пока напряжение, снимаемое с датчика, х
выше поступающего на выход 3 микросхемы, сигнал на выходе усилителя от-
сутствует. Как только напряжение на датчике понизится ниже опорного, на вы-
ходе усилителя появится напряжение, питающее звуковой сигнализатор.
Сборка и эксплуатации схемы. Схема некритична к расположению деталей;
конструкция устройства выбирается по вашему усмотрению. Детали монтиру-
ются на пластине изоляционного материала и помещаются в пластмассовый кор-
пус. Лишь температурный датчик требует к себе особого внимания.
Диоды, входящие в него, должны быть защищены от воздействия окружающей
среды и внешнего потенциала. ЭтоТо можно достигнуть, покрыв их Тонким слоем
эпоксидной смолы. Эта пленка должна быть сделана как можно тоньше, чтобы
датчик мог быстро срабатывать на резкое изменение температуры.
Поместив датчик в сосуд с водой, нагретой до желаемой температуры, можно
настроить схему на срабатывание при любой температуре ниже 100 С вращением
переменного резистора R5, при этом температура воды определяется с помощью
стеклянного термометра.
Температурный датчик может быть смонтирован на большинстве узлов, кото-
рые могут выйти из строя от перегрева. Для контроля системы охлаждения дат-
чик монтируется прямо иа радиаторе, при этом необходимо следить, чтобы ни
один из выводов датчика иеимел электрического контакта с металлом.
Если необходимо установить контроль за несколькими областями, критичны-
ми к перегреву, можно использовать схему на рис. 2.9, рассчитанную на четы-
ре датчика. В ней 4 раза повторяется выше описанная схема с небольшим! допол-
нениями в целях обеспечения ее работоспособности. Транзистор Q1 выполняет
функцию буферного усилителя, помогая избежать перегрузки стабилитрона от
четырех, входов операционных усилителей. Четыре светодиода D14—D17 ука-
зывают, какой из датчиков перетрет, при этом включается и звуковой сигнали-
затор.
Калибровка этой схемы ничем ие' отличается от настройки одноканального
-устройства, но может быть использован и любой другой метод. Предваритель-
но проверенные диоды включают в схему с точным соблюдением полярности.
Сигнализатор заднего хода
В тех местах, где обычно много детей, сигнализатор -заднего хода - насущ-
ная необходимость. Он должен давать такой предупредительный сигнал, чтобы
ребенок," занятый игрой, мог его услышать. Но никогда не полагайтесь только
на этот сигнализатор - всегда посмотрите дважды перед тем, как ехать в любом
направлении. . -
Дву о !альный сигнал схемы, приведенной на рис. 2.10, привлечет внимание
в момент, когда автомобиль даст задний ход. Для формирования сигнала сирены >
в схеме применены два'таймера типа 555. На микросхеме IC-1 и сопутствующих
компонентах собран инфрачастотный генератор, в обязанности которого входит
обеспечение чередования тональностей. Он работает на частоте меньше 1 Гц. Ге-
нератор с частотой несколько сот герц, управляющий транзистором Q1, собран
на микросхеме IC-2. Усиленный им сигнал поступает на громкоговоритель. С вы-
вода 3 микросхемы ГС-7 сигнал иифрачастоты поступает на вывод 5 микросхе-
мы IC-2, создавая периодический сдвиг частоты. =.
Сборка и подключение схемы. Детали схемы могут быть смонтированы на
пластине изоляционного материала либо на печатной плате. В любом случае рас-
положение деталей не имеет значения. Мощный транзистор Q1 нужно смонтиро-
вать на радиаторе, функции которого может выполнить алюминиевая пластина
размерами 7,5x7,5 см и толщиной 16 мм. Транзистор крепится в ее центре.
Ни транзистор, ни радиатор не должны касаться других элементов схемы, по-
скольку короткое замыкание может привести к выходу из строя транзистора или
громкоговорителя, а иногда и сразу обоих.
Схема должна включаться только в момент, когда автомобиль дает задний
ход. В некоторых автомобилях есть механические контакты, ио, скорее всего,
вам придется установить нормально разомкнутые контакты, смонтировав их на
коробке передач.. Даже если таковые имеются, иногда невозможно применить
их для сигнализатора заднего хода:. Поэтому лучше использовать свой собствен-
24
ный выключатель. Этот выключатель (на схеме Sl~) должен выдерживать ток
более 3 А. Можно даже не пытаться использовать для этой цели геркон, так как
контакты его "залипнут” уже после первого замыкания.
Эксперименты со схемой. Теперь, когда вы. знаете как собрать, подключить
и исйользовать описанное устройство, самое время посмотреть, как несколь-
кими простыми модификациями можнэ получать на выходе схемы разные зву-
ковые сигналы. Если требуется увеличить период переключения тональности си-
рены, чуяло увеличить емкость конденсатора С2. При удвоении емкости этого
-.^конденсатора уменьшается частота переключения в 2 раза, а при уменьшении ее
в 2 раза повышается частота также в 2 раза. Чтобы поднять высоту тона сирены,
йужно уменьшить емкость конденсатора СЗ. Для его понижения проделайте об-
ратную операцию. Изменяя всякий раз емкость конденсатора СЗ иа 25 %, вы
быстро достигните желаемого результата.
Применение этого устройства ие ограничено лишь работой в качестве сигнали-
затора заднего хода. Оно само либо его модификации могут использоваться как
основной звуковой сигнализатор в охранной сигнализации автомобиля или квар-
тиры.
Охранная система автомобиля
Охранная сигнализация, разработанная специально для автомобиля, сходна
с квартирной охранной сигнализацией, с той лишь разницей, что в автомобиле
питание ограничено аккумуляторной батареей на 12 В. В большинстве случаев
это ограничение не вызывает сложностей в конструкции и качестве работы систе-
мы. Чем нестандартнее техническое решение охранной сигнализации, тем слож-
нее даже для опытного преступника обезвредить ее и безопасно проникнуть в
дом. Во многих случаях хорошая самодельная охранная система способна убе-
25
дать матерого грабителя пойти поискать более легкой добычи. Поэтому не ду-
майте, что самодельная сигнализация какая-то второсортная. Ее куда сложнее
нейтрализовать, так как на нее нет ни описания, ни заводской документации.
Схема простой, но многосторонней системы показана на рис. 2.11. Добавле-
нием дополнительных входных диодов D1—D3 можно увеличить количество дат-
чиков, а ключ на тринйсторе включит любой звуковой сигнализатор, в том чис-
ле схему на рис. 2.10.
Успех эксплуатации этого устройства зависит от работоспособности и распо-
ложения контрольного выключателя S1 и подбора датчиков. Выключатель S1
должен находиться в неприметном месте, известном только тем, кто пользует-
ся автомобилем. Выключатели, служащие датчиками этой системы, нужно по-
добрать, исходя из особенностей автомобиля.
Для лучшего понимания возможностей этой системы, видимо, необходимо
йодробно объяснить принципы ее работы. Когда включен выключатель S1, но
ни на одном из входов (Л, В и €) нет положительного напряжения, схема нахо-
дится в режиме ожидания. Напряжение на базе транзистора QI, эмиттере транзис-
тора Q2 и управляющем электроде тринистора равно нулю. Все три прибора закры-
ты. Если на одном или более входах схемы появится напряжение +12 В, конден-
сатор С1 начнет заряжаться через времязадающий резистор R1. Транзисторы QI
И Q2 образуют составной транзистор, включенный в схему с общим коллекто-
ром. Обладая большим входным сопротивлением, ои не шунтирует конденса-
тор С1. Таким образом, конденсатор С/ продолжает заряжаться от потенциала
на входе устройства. Напряжение на нем и соответственно на эмиттере транзисто-
26
+ 12 В
Освещение Эвери
или салона
К аноду
тринистора Q.3
К входам А^В
или С
Рис. 2.12. Инвертор напряжения
pa Q2 возрастает. Как только на управляющем электроде тринистора Q3 напряже-
ние достигнет значения 0,75 В, тринистор перейдет в открытое состояние исклю-
чит подсоединенный к клеммамDn E звуковой сигнализатор.
При сопротивлении времязадающего резистора R1, равном 680 кОм, задерж-
ка срабатывания получается около 10 с, а при 1 МОм - около 15 с. Если его со-
противление будет около 10 МОм, а ток утечки конденсатора CI мал, можно
по учить задержку- срабатывания вплоть до '3 мин. Изменить время задержки -
срабатывания можно и изменением емкости конденсатора С1. Удвоив его. ем-
кость до 100 мкФ,' вы соответственно удвоите время задержки. При уменьше-
нии емкости конденсатора С1 снижается время задержки. Экспериментируя с
двумя этими элементами схемы, можно легко подобрать желаемую выдержку.
Датчиками этой охранной сигнализации могут служить различные узлы авто-
. мобиля. Единственным требованием здесь является лишь то, чтобы на использу-
емое в этих целях устройство подавался через выключатель плюс питания 12 В.
Этой цели могут служить габаритные огни, катушка зажигания, радиоприемник
или магнитофон, поскольку все они питаются от +12..В. Если положительный по-
тенциал 12 В появился на одном .из входов схемы только на короткое время,
то в функцию диода D4 и резистора R2 входит быстрый разряд конденсатора
I С1, как только потенциал исчезнет. Присутствие этой цепочки позволяет точнее
11 соблюдать время задержки срабатывания. Но их можно и удалить, если точность
; соблюдения времени задержки не важна. Используемый тринистор.должен выдер-
живать ток нагрузки до 1 А. При. применении более мощного тринистора можно
использовать более мощный звуковой сигнализатс р.
В некоторых автомобилях встречаются электрические приборы, рассчитанные
на питание не от положительной шины, как это требуется для схемы, а от отри-
} дательной. На рис. 2.12 показана схема инвертора напряжения,' исправляющего
I это положение. Инвертор напряжения показан подключенным к выключателю
I дверного освещения, который замыкает цепь питания лампы на землю. Пока
iДверь автомобиля закрыта, лампа не горит и на базу транзистора Q1 подается
смещение через нее и резистор R1, при'этом напряжение на коллекторе транзис-
тора близко к нулю и на вход охранной сигнализации не поступает сигнал. При
открывании двери смешение с транзистора снимается и на его коллекторе воз-
никает напряжение около +12 В. Это напряжение, поступая через один из дио-
дов DI—D3, начинает заряжать времязадающий конденсатор. Подобных инвер-
'торов при необходимости может быть несколько.
Сборка и эксплуатация схемы. Эта схема также некритична к монтажу, и ее
удовлетворит любая конструкция. Главная хитрость состоит в размещении вы-
ключателя в.доступном, но неприметном месте, где бы его можно было легко
переключать по мере надобности. Отберите от одной до трех цепей, к которым
вы хотели бы подключить сигнализацию. Инверторы напряжения используйте
по мере необходимости. Запомнить положение выключателя S1 проще, если
знать, что, когда вы находитесь в автомобиле, он должен быть выключен а при
покидании машины его надо включить. Установив время задержки срабатыва-
ния порядка 15 с, вы будете успевать отключать или Включать сигнализацию,
садясь.в машину или выходя из нее.
Глава 3. ОХРАННАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ
Неважно, насколько проста или сложна применяемая вами схема охранно-
го устройства. Главной деталью являются датчики, определяющие момент, когда
некто проник иа охраняемую территорию. Обычно наиболее часто для этой це-
ли используют простые механические выключатели, которые могут быть либо
нормально замкнутыми (НЗ), либо нормально разомкнутыми (HP). -
Существуют, по крайней мере, два вида ’’одноразовых” нормально замкну-
тых датчиков, разрушающихся при попытке проникновения. Первый из них, наи-
более простой, представляет собой отрезок тонкого провода, натянутого в том
месте, где ои может быть порван нарушителем. Второй мы все когда-либо виде-
ли на окнах и стеклянных дверях — это полоски свинцовой фольги на поверх-
ности стекла-.
. Систему с натянутым проводом можно усовершенствовать, превратив ее из
’’одноразовой” в возобновляемую,- Это достигается использованием более толсто-
го провода, на концах которого укреплены подобия штепселей. Они вставляют-
ся в гнезда, из которых могут' быть легко, выдернуты. Как только нарушитель
заденет провод, цепь разомкнется на одном или обоих концах и включится сиг-
нал тревоги.
Простое устройство сигнализации
Схема сигнализации, показанная на рис. 3.1, несмотря на свою простоту, обес-
печивает высокий уровень безопасности. В действительности подобная конфигу-
рация являлась основой для охранных систем, применявшихся в течение полу-
века. Многие из них до сих пор функционируют при охране домов, складов, пред-
приятий и прочих видов ценностей.
Схема работает следующим образом. Копы ни один из датчиков не порван,
а выключатель S1 включен, реле держит контакты, включающие звонок, разомкну-
тыми, как показано на рисунке. Стоит Только разорвать один из проводов датчи-
28
ков или перерезать провода, идущие к ним, как тут же реле отпустит контакты
и зазвенит звонок.
Схема, показанная на рис. 3.2, работает от нормально разомкнутых контак-
тов. Эта схема по сравнению с предыдущими имеет определенные преимущества,
поскольку питающая батарея отключена до момента нарушения. Однако в ней
есть небольшой недостаток. Если контакты замкнутся на короткий период, зво-
нок будет звенеть только в течение этого промежутка времени. И не дай бог,
- ... 29
Рис. 3.3. Самоблокирующаяся сигнализация с нормально разомкнутыми датчи-
ками
если грабитель будет достаточно ловок! Чтобы избавиться от такого недостатка,
нужно произвести модификации, как это показано иа рис. 3.3. При срабатывании
схемы репе самоблокируется, и звонок будет звенеть до тех пор, пока не сядет
батарея или не отключится схема.
При детальном рассмотрении схемы видно, что в режиме ожидания она также
не потребляет тока. Вторая группа контактов реле подает питание на реле и та-
ким образом держит его- включенным, даже если контакты датчика замыкались
иа короткое время. Но почему же это не идеальная сигнализация? А потому, что
если преступнику удастся перерезать провода, идущие к датчику, устройство бу-
дет полностью разоружено и не издаст ни звука. Таким образом, нормально
разомкнутый датчик не способен обеспечить высокий уровень надежности, ^о
если использовать в комплексе НЗ- и HP-датчики надежность будет весьма вы-
сокой.
Датчики, предлагаемые в этой главе, способны работать с любым контроли-
рующим устройством, которое вы можете применить, лишь бы оно работало-с
НЗ- и HP-контактами. Доля подобных систем составляет 99% применяемых в
настоящее время.
Фотосторож
Даже если у вас есть возможность нанять круглосуточную охрану вашего до-
ма, все равно нет 100%-ной гарантии безопасности. Почему? Нет непогрешимых
людей. Человека, приставленного к выполнению монотонных обязанностей, одо-
левают скука, утомление и прочие беды, что ведет к общему снижению бдитель-
ности.
Эквивалентный электронный сторож неутомим и не подвластен человеческим
слабостям. Если у человека средствами наблюдения являются зрение и слух и
в зависимости, от того, что он чувствует, принимается решение, то в простой, но
30.
' эффективной сигнализации вместо глаз используется, фотоэлемент. Он не уснет
и не "’•анст глядеть куда не надо, а будет на посту круглосуточно в любо; день
л недели. Конечно, несмотря на эти замечательные свойства, фотоэлементу не срав-
ниться с человеческим глазом. Однако при использовании его надлежащим об-
разом он способен держать территорию под постоянным визуальным контролем.
Наш первый электронный сторож и использует фотоэлемент, чтобы заметить
движение в охраняемой зоне.
фотосторож, схема которого приведена на рис. 3.4, контролирует террито-'
рию между источником света и фотоэлементом PC. Фотодатчик представляет со:
бой светонепроницаемую трубку; иа одном конце которой укреплен фотоэле-
мент (фоторезистор), так что свет к нему проходит через всю трубку. В данной
. схеме использован резистивный фотоэлемент Clairex CL603A. Фотодатчик на-
правлен на фиксированный источник света, расположенный на расстоянии око-
ло метра от него. В режиме ожидания резистором R9 устанавливают в точке А
напряжение +12 В относительно общей шины, при этом транзистор Q4 открыт,
что равнозначно замыканию между точками В и С.
Пока ничто не мешает свету освещать фотоэлемент, потенциалы точек А и В
остаются без изменения. Но как только луч будет прерван, изменения напряже-
ний на выходе схемы вызовут сигнал тревога. Большую- территорию лучше ох-
ранять, поместив источник света на ее середину, а по сторонам зоны установить
направленные на него фотоэлементы. В качестве источника света может быть
использован любой осветительный прибор.
Работу схемы. Транзисторы QI и £?2 составляют высокоомный эмиттерный
повторитель, который практически не нагружает фотоэлемент. С помощью ре-
зистора R9, который выполняет роль регулятора чувствительности, на базе тран-
31
зистора Q1 устанавливается напряжение, чуть меньшее половины напряжения пи-
тания схемы. Опорное напряжение на базе транзистора Q3 устанавливается по-
средством делителя напряжения на резисторах R6 и R7 на уровне 60% напряже-
ния питания. Когда фотоэлемент освещается свободно, напряжение на резисто-
ре R2 получается меньше, чем напряжение на базе транзистора Q3 (оно почти рав-
но напряжению на базе Q1). Прямое смещение на базу этого транзистора, получив-
шееся как разница напряжений на его базе и эмиттере, открывает его, а за ним
и транзистор Q5,. при этом в точке А возникает положительный потенциал, от-
крывающий транзистор Q4. При затемнении фотоэлемента напряжение на базе
транзистора Q1 поднимется почти до напряжения питания. То же самое произой-
дет и с напряжением на эмиттере транзистора Q3. Он закроется обратным сме-
щением, и схема передаст дальше сигнал тревоги.
Сборка схемы. Детали схемы могут быть смонтированы иа листе’ изоляци-
онного материала, а потом помещены в любой металлический или пластмассо-
вый корпус. К монтажу не предъявляется никаких особенных требований. Глав-
ное — произвести его аккуратно. -
На рис. 3.5 приведен чертеж фотодатчика. Длина используемой трубки опре-
деляет отчасти дальность- размещения источника света. Если увеличить длину
трубки, угол обзора из точки, где находится фотоэлемент, уменьшится. Следо-
вательно, источник, света может находиться на более .далеком расстоянии без
опасения паразитного влияния других осветителей. В случае же, если фотоэле-
мент освещается многими побочными источниками, фои от них может снизить
.чувствительность схемы к небольшим объектам.
Обычно, если расстояние между фотоэлементом и источником не очень боль-
шое, достаточно трубки длиной 15 см. При большей дистанции длина ее может
доходить до 30 см. В каждом конкретном случае, немного поэкспериментиро-
вав, можно подобрать оптимальную длину. Основными факторами, определяю-
щими возможности устройства, являются чувствительность фотоэлемента и яр-
кость источника света. После того как вы подобрали длину светонепроницаемой
трубки, укрепите с помощью непрозрачной эпоксидной смолы на одном из ее
концов фотоэлемент. Выводы неплохо изолировать кембриком.
Может оказаться, что вам не удалось найти подходящую по диаметру труб-
ку. Если диаметр трубки больше диаметра фотоэлемента-, обмотайте последний
изолентой или бумагой до необходимого размера. Фотоэлемент следует-крепить
32
как можно ровнее, поскольку перекос его может снизить чувствительность фо-
тосторожа.
Приспособление фотосторожа для работы в системе сигнализации. Подайте
9 В питания на схему И осветите фотоэлемент. Подключив вольтметр к эмитте-
ру транзистора Q1, добейтесь с помощью резистора R9, чтобы на нем было на-
пряжение от 3 до 4 В, при этом в точке А напряжение должно быть около 9 В.
Наблюдая за напряжением в згой точке, прервите световой луч, падающий на
фотоэлемент. Напряжение в точке А должно упасть почти до нуля и оставаться
таким при затемненном фотоэлементе. Поэкспериментируйте с разными источни-
ками света, с расположением фотодатчика, с настройкой резистора R9 и объекта-
ми разного размера, пересекающими луч,- Это позволит вам достичь, наилучших
результатов.
На рис. 3.6 приведена. схема, позволяющая одновременно использовать до
' пяти фот'одатчиков (типа Clairex CL603A). Говоря о выходе устройства, его мож-
но уподобить НЗ-контактам, которые остаются в таком положении все время,
пока фотоэлементы освещены. Выходной каскад этого устройства такой же, как
и в устройстве на рис. 3.4, н может использоваться точно так же. Каждый из фо-
тоэлементов помещен в непрозрачную трубку, как на рис. 3.5, и применяется
по мере надобности.
Введение , в действие многоканального фоте сторожа аналогично процедуре
настройки одноканального. Разомкните все контакты от S2 рр S5, оставив
замкнутым только S1, и подайте питание на схему. Подключите высокоомный
вольтметр ко входу первого инвертора (вывод 3 микросхемы). Второй вывод
вольтметра подключается к общему Проводу. Переключатель пределов вольт-
метра установите в положение -наибольшей чувствительности, когда он еще не
зашкаливает. Ползунок резистора R1 должен находиться в. левом (по схеме)
положении. Направив фотодатчик на источник света, вращайте его в разные сто-
роны, пока не заметите, в каком положении вольтметр покажет максимальное
напряжение. Это означает, что фотоэлемент освещен наиболее ярко, при этом
вольтметр должен показывать значение, равное 2/3 напряжения питания, чего дос-
таточно для хорошей' работы схемы. Если источник света достаточно сильный,
напряжение на входе инвертора'может оказаться близким к напряжению пита-
ния. Его снижают регулировкой резистора R1 до уровня 2/3 или 3/4 напряже-
ния питания.
При таком напряжении на входе инвертора схема будет лучшим образом реа-
гировать на проходящие через луч небольшие объекты. Напряжение на выходе
6-Го инвертора (вывод 15. микросхемы) будет при этом чуть меньше напряже-
ния питания. Это напряжение создает на базе транзистора Q1 открывающее сме-
щение, и относительно клемм В и С он представляется как замкнутый контакт.
Подобным образом настраиваются остальные каналы. Только не забывайте вклю-
чать соответствующие выключатели (S2-S5).
В случае, если фотодатчик должен размещаться на расстоянии более 1,5 м
от самой схемы, его. следует соединить с нею через двухпроводный экраниро-
ванный кабель, так как высокоомный вход инвертора весьма чувствителен к
наводкам.
Между клеммой В и положительной шиной питания можно включить неболь-
шое электромагнитное реле с нормально замкнутыми контактами. Можно так-
же использовать поляризованное реле с НЗ- или HP-контактами (по выбору)
Для работы в паре с имеющейся у вас сигнализацией. С клеммы А во внешнее
2 Зак 594 33
CfaLrex # CL603A
9-12B
PE-1
3
IM-WtS
R1
выкл
О S1
я
j)1 Вкл
1N914
1M
1М
-М-о
J)2
. 1N914-
SZ
КЗ
1M
РЕгЧ
Л4
Р£-5\
> R5
11
1М
-М-о
D3
1N914-
^М-о
2)4
1NS14
IC-1 1N914
-_С1
100[МХ*
- *25В
PE-1-rPE-S ctarex
&CL603A
#S
В
K7
S3 m
2,2 к
R610K
о- S4
S5
A
С
Рис. 3.6. Многоканальный фотосторож
устройство может поступать напряжение, близкое к напряжению питания, и мак-
симальный ток до 20 мА. При сборке схемы надо быть весьма осторожными с
микросхемой, поскольку она может выйти из строя из-за статического электри-
чества. При ее распайке следует пользоваться заземленным инструментом.
Фотосторож с пульсирующим лучом
Во многих случаях необходим такой датчик, который мог бы работать как в
полной темноте, так и при солнечном свете, оставаясь неприметным для нару-
шителя. Сразу на память приходят несколько схем, а первой та, где используют-
ся невидимые человеку лучи. В остальном схема должна работать обычным об-
разом. '
34
Рис. 3.7, Инфракрасный световой передатчик
Самым простым методом (fi точки зрения разработки) в данном случае было
бы использование непрерывного луча света, освещающего фотоэлемент. В 99%
случаев этот способ работает хорошо, но в оставшемся 1% случаев попадается
грабитель, который либо по опыту, либо по полученной информации знает, где
находится фотоэлемент, и, направив на него свой источник света, может пройти
. незамеченным. Здесь уже нужен более совершенный фотосторож.
Луч света в таком фотостороже можно сделать пульсирующим, промоделиро-
вав-его низкой частотой, при этом фотоприемник можно сделать чувствительным
только к определенной частоте модуляции луча. .
Схема, показанная на рис. 3.7, прерывает невидимый инфракрасный (ИК) луч
света с частотой 1500 Гц. Здесь D1 — элемент типа ХС-880-А, Radio Shade 276—
143. Луч падает на фотоприемник ИК-лучей, роль которого выполняет фототран-
зистор в схеме на рис. 3.8.
Работа схемы. Начнем со светового передатчика на рис. 3.7. На таймере типа 555
собран автогенератор, работающий на частоте 1500 Гц. К его выходу подключен
инфракрасный светодиод, пульсирующий с частотой генератора. Частота генера-
тора определяется номиналами резисторов R2, R3, R4 и конденсатора С'1. Пере-
менным резистором R4 производятся точная настройка передатчика на частоту
фотоприемника. Конкретная рабочая частота приемника не столь важна, так как
под нее легко подстроить частоту фотопередатчика. Резистор R1 ограничивает
ток через светодиод. Уменьшив его, можно увеличить световой выход светодио-
да, ио перед этим необходимо убедиться, что ток через светодиод не превышает
максимально допустимый. Фотоприемник,, схема которого показана на рис. 3.8,
2*
35
Рис. 3.8. Инфракрасный фотоприемник
немного сложнее по сравнению с простой схемой фотопередатчика, ио' на самом
деле тоже относится к простым схемам.
Детектор инфракрасного света транзистор QI (Radio Shack 276—142) вос-
принимает пульсирующий луч от фотопередатчика и передает небольшой по ам-
плитуде сигнал переменного напряжения в схему на двойной Г-мост. Если взгля-
нуть повнимательнее, то видно, что вход и выход Г-моста подключены к базе и
коллектору транзистора Q2,. Весь комплекс образует резонансный усилитель,
максимум усиления которого , приходится на резонансную .час ту. На этой часто-
те сопротивление Г-моста максимальж и. поэтому минимальна наводимая через
него отрицательная, братная связь. Благодаря этому свойству транзистор Q2
усиливает только сигнал, с частотой 1500 Гц, поступающий от фотопередатчика.
, Дальше сигнал с частотой 1500 П усиливается транзистором Q3 рр уровня, до-
статочного для работы детектора с удвоением напряжения на диодах D1 и D2,
Постоянное , напряжение с его выхода через резистор R2 открывает транзистор
Q4, замыкающий через себя клеммы В и С.
,. Сборка схемы. Конструкцию устройства выберите по своему усмотрению.
При размещении светодиода передатчика и фототранзистора приемника следует
исключить возможность попадания на них прямого света. Наилучшим образом
этого можно добиться размещением фототранзистора вместе с деталями в свето-
непроницаемом корпусе, как показано иа рис. 3.9. Просверлите отверсТвие диа-
метром . менее I см в одной из сторон коробки и поместите фототранзистор на
расстоянии 2,5 см напротив него. При таком расположении фототранзистора
сигнал от передатчика будет доходить до него неперегруженным боковым све-
том. Если подобным же образом разместить светодиод передатчика, надежность
схемы повысится.
Использование устройства. Определите то место, где вероятнее всего пройдет
преступник. Сообразно с этим расположите приемник и передатчик для охраны
территории.. Устройство работает иаилучшим образом, если расстояние между
передатчиком и приемником не'.превышает 5 м. Всегда, лучше поэксперименти-
ровать для поиска и аилучшего расположения устройства. , ..
Рис. 3.9. Размещение фотоэлемента в корпусе устройства
После того как найдено место для обоих частей устройства, включите пита-
ние каждого, а к катоду диода DJ приемника подсоедините вольтметр постоян-
ного напряжения. Второй вывод вольтметра подключается к общему .проводу
Следя за показаниями вольтметра, настройте передатчик с помощью резисто-
ра R4 на частоту приемника по максимальным показаниям вольтметра, при
этом напряжение. ’ на катоде диода D1 должно составлять, по крайней мере,
1,5 В и доходить До 5 В при уменьшении расстояния между передатчиком и
приемником. Клеммы В и С могут быть подключены к любой системе -сигна-
лизации, работающей от НЗ-контактов. Главное здесь, при включении — это
соблюсти полярность. Для работы с.любой существующей сигнализацией можно
также между клеммой В и плюсом питания приемника включить Электромаг-
нитное реле.
Какую бы схему фотосторожа вы ни выбрали, важность надлежащего распо-
ложения фотодатчика нельзя недооценивать. Плохо размещенные датчики пусть
и не пропустят нарушителя, но станут причиной ряда ложных срабатываний.
Трудно придумать еще что-либо так сильно понижающее общую эффективность
любой сигнализации, как ложная тревога. Пугали волками так, что никто не по-
верил, когда они на самом деле пришли.
"Детектор близости"
(Сигнализация, срабатывающая при приближении к объекту)
Трудно найти более интересное и занимательное устройство, чем почти вол-
шебный "детектор близости” (ДБ). Здесь для охраны не используется ни свет,
ни звук. Лишь незримые силы надежно, несут службу. Большинство таких ДБ
37
Рис. 3.12. Структурная схема ’’детектора близости”, основанного ня изменении ус-
ловий приема радиоволн
посредством двух последовательно включенных .конденсаторов с колебатель-
ным контуром. Переходные конденсаторы выбраны с малой емкостью, чтобы
ослабить связь контура с генератором. К месту их соединения друг с другом
подключена плоская металлическая антенна. Когда некий объект проходит ми-
мо згой антенны, им "отсасывается” небольшое количество высокочастотной
энергии. Тогда уровень сигнала, идущего с выхода генератора на пороговое
устройство, снижается. Если объект очень большой либо находится весьма близ-
ко к антенне, может произойти срыв генерации, которая возобновится после
того, как объект снова удалится.
Функциональная схема другого ДБ показана на рис. 3.11. В ней вместо резо-
нансного контура используется КС-цепочка. Работает схема точно так же .как и
с контуром, только несколько проще в изготовлении.
Третий и наиболее необычный-ДБ показан на' рис. 3.12. В этоД схеме мало-
мощный генератор радиочастоты также через плоскую металлическую антенну
излучает высокочастотную энергию. Сигнал от генератора принимается прием-
ником, настроенным на эту частоту. К выходу приемника подключено порого-
вое устройство. Когда объект проходит между антеннами генератора и. прием-
ника (показано стрелкой), часть высокочастотной энергии через-, него стекает
на землю, что понижает уровень сигнала на приемнике.
Описанные виды детектора близости - лишь небольшая часть подобных
устройств, способных прекрасно выполнить роль сторожей в какой-либо си-
стеме сигнализации.
Изготовление чувствительного "детектора близости"
с колебательным контуром
’’Детектор близости”, схема которого приведена на рис. 3.13, разработай для
охраны металлических объектов, таких, как несгораемые шкафы, сейфы и раз-
ного рода металлическое оборудование.
39
Рис. 3.13. "Детектор близости” с нагруженным колебательным контуром
, Два транзистора типа п-р-п, Q1 и Q2, образуют составной транзистор, вклю-
ченный по схеме с общим коллектором й связанный с колебательным контуром
через конденсатор С5. С ползунка резистора R4 в точку соединения конденсато-
ров С1 и С2 подается сигнал обратной связи, вызывающий генерацию. Глубина
обратной связи и вместе с тем чувствительность регулируются переменным
резистором R4. Частота гетерации выбрана равной около 30 кГц. Сигнал генера-
тора, снимаемый с резистора R4, поступает на диодный выпрямитель с удвое-
нием напряжения на диодах D1 и D2. Напряжение иа выходе выпрямителя через
резистор R3 создает прямое смещение на базе транзистора Q3, в результате чего
он открывается. Широкий диапазон регулировки чувствительности дает возмож-
ность легко настраивать ЦБ для охраны объектов размерами от монеты до слона.
Для питания схемы подойдет любой источник напряжения от 9 до 15 В, способ-
ный отдать в нагрузку ток до 20 мА.
Сборка схемы. Смонтировав детали схемы иа плате из изоляционного материа-
ла, поместите ее в любой пластмассовый или металлический корпус. Катушка ин-
дуктивности колебательного контура наматывается из 75 витков медного провода
сечением 0,3 мм2 на куске ферритового стержня размерами 8 X 75 мм, как по-
казано на рис. 3.14.
Катушку наматывайте виток к витку на середине стержня. Завершив работу,
оставьте выводы по 7,5 см и закрепите витки изолентой. Если ваша схема будет
размещаться в металлическом корпусе, проследите, чтобы катушка индуктивно-
сти не находилась ближе 2,5 см от стенок. В противном случае ее добротность бу-
дет снижена, что приведет к плохой работе всего устройства. z
Подключение устройства. Если представляется возможность, общий провод
питания схемы соедините с землей. Вход устройства соедините с охраняемым
предметом (рис. 3.15). Он должен быть изолирован от земли. Это можно сде-
лать, подложив под него бруски из твердого дерева или другого хорошего изо-
лятора. Бруски должны приподнимать охраняемый предмет на высоту не менее
одного дюйма. В этом случае схема паботает наилучшим образом.
40
75 витков
Ферритовый
стержень
^смг, г,Усм^|х 2,5см
Рис. 3.14. Конструкция катушкн индуктивности колебательного контура
Подав питание на схему, подключите вольтметр постоянного напряжения к
клемме В и положительной шине питания. Находясь на достаточном расстоянии
от охраняемого объекта, вращением Переменного резистора R4 найдите точку,
ВДе показания вольтметра скачком изменялись, бы от нуля до напряжения, близ-
кого к напряжению питания. Приблизившись к объекту, убедитесь, что в какой-то
момент показания вольтметра упадут до нуля. Регулируя чувствительность
41
устройства резистора R4, можно добиться надежного срабатывания устройства
в нескольких сантиметрах от охраняемого предмета, а при желании — только при
касании его
Применяя ДБ, часто стараются настроить его на максимальную чувствитель-
ность; в идеальных условиях это вполне возможно- Но во многих случаях усло-
вия далеки от идеальных и склонны изменяться. Изменение влажности, парамет-
ров деталей, даже мыши могут стать причиной ложной тревоги.
’’Детектор близости”, схема которого приведена на рис. 3.16, разработан для
тех энтузиастов в электротоке, кому больше нравится экспериментировать, чем
собирать.уже обкатанную схему. Если это вам подходит — за дело!
Необходимо сказать несколько слов о применяемой в устройстве микросхеме.
Четыре логических элемента ИЛИ-HE, входящих в цифровую микросхему 4001,
собраны на полевых транзисторах с МОП-структурой и каналами типов р и п. Уже
в саму схему заложена защита от статического напряжения и высоких электриче-
ских полей. Но, несмотря на эго, следует быть весьма осторожным при запитыва-
нии этой микросхемы. Ни на одном из выводов микросхемы напряжение не долж-
ны превышать 16 В. Производя какие-либо перепайки, всегда предварительно от-
ключайте питание схемы. При соблюдении всех этих правил микросхема вас не
подведет. Все детали схемы уместятся на плате размером 7,5 X 10 см. В качестве
чувствительной антенны может служить пластина фольгированного стеклотексто-
лита или гетинакса, а также просто кусочек жести размером 15 X 15 см. Провод,
соединяющий антенну со схемой, должен быть по возможности коротким, чтобы
избежать паразитных наводок с частотой сета.
Работа схемы. Логические элементы А и В образуют генератор низкой часто-
ты. Его рабочая частота определяется величиной резистора R2 и емкостью, рас-
пределенной в монтаже и самой микросхеме. На схеме эта емкость показана пунк-
42
тарной линией и обычно не превосходит 25 пФ. В случае, если генерация не возни-
кает, что может.- быть следствием недостаточно распределенной емкости, можно
подключить добавочный конденсатор емкостью от 5 до 25 пФмевду выводами
2 и 4 микросхемы. Хорошо дня этой цепи использовать подстроечный конденса-
тор, настроив его для лучшей работы устройства.
Уровень выходаого сипилй генератора регулируется переменным резистором
R1, подающим смещение на один из входов элемента Л. Им же регулируется
чувствительность прибора. Через резистор R4 с выхода диодного выпрямителя
подается смещение на базу транзистора Q1, которое подбирается таким, чтобы
в режиме ожидания транзистор был полностью открыт. Настройка данного ДБ
производится так же, как и в предыдущих примерах. Производя опыты со схе-
мой, - никогда не забывайте о необходимых предосторожностях в обращении с
микросхемами МОП-структуры. »
Следующий описываемый ДБ работает совсем по-иному, чем первые два, и
обладает другой конструкцией. Здесь в паре работают не слишком высокочастот-
ный передатчик и настроенный на его частоту приемник. Антенны обоих устройств
расположены так, что проходящий между ними объект становится ’’вспомогатель-
ной” антенной. Так, при проходе его вблизи антенны передатчика радиоволны
будут излучаться и антенной передатчика, и этим объектом. При желании это
устройство может-использоваться для охраны практически любого металлическо-
го предмета.
Схема передатчика показана на рис. 3.17. Транзистор Q1, индуктивность L1
и конденсаторы С1 и С2 образуют низкочастотный генератор. Эмиттерный повто-
ритель на транзисторе Q2 служит буферным каскадом, развязывающим гене-
ратор и антенну. -
Схема приемника приведена на рис. 3.18. Он состоит из резонансного контура
(ZZ и CZ) и. эмиттерного повторителя на транзисторах gJ и Q2. Такая схема об-
ладает весьма высоким входным сопротивлением и поэтому не шунтирует кон-
тур. Схему завершает электронный ключ на транзисторе Q4, который в режиме
; . 43
ожидания закрыт. Охраняемый предмет подключается электрически по входу
приемника и служит приемной антенной.
Сборка схемы. Обе схемы ьргут быть смонтированы на платах из изоляцион-
ного материала, после чего помещаются в металлические или пластмассовые
корпуса. Устройства некритичны к расположению деталей, и их удовлетворит
любая монтажная схема. Катушки индуктивности приемника и передатчика оди-
наковы и состоят из.75 витков провода 0,3 мм2, намотанного на отрезке ферри-
тового стержня размером 8 X 75 мм, как показано на рис. 3.14.
При сборке приемника надо предусмотреть побольше свободного места во-
круг конденсатора С1, чтобы можно было лучшим образом настроить приемник
на- частоту передатчика. -Если охраняемый предмет очень большой, то может по-
надобиться переходный конденсатор между ним и приемником. В качестве это-
го ме кно использовать конденсатор емкостью 5000 пФ. Он не вносит никаких
поправок в работу устройства и может применяться во многих случаях, не приво-
дя к снижению чувствительности.
Настройка и ввод в работу. К предмету,. который вы собираетесь охранять, -
подключите вход приёмника, как показано на рис. 3.19. Антенну' передатчика
расположите под ковром на полу или укрепите на противоположной стене. Пло-
щадь антенны должна быть не менее 4500 см2, но иноща возможно использовать
и меньшую антенну. Правда, при этом снижаются возможности устройства. Всег-
да неплохо поэкспериментировать с размером антенны и ее расположением для
достижения наилучших результатов. 7
- Смонтировав таким образом устройство, подайте питание на передатчик и при-
емник. К конденсатору С5 приемника подключите вольтметр. Ползунок резисто-
' pa R6 приемника- должен находиться в верхнем (по схеме) положении Если при
этом вольтметр показывает напряжение' чуть Меньше 0,4 В, схема обладает самой
:<44 ' - -
Приемник
^Настенный сейф
в качестве
антенны
Передатчик
Подсоединение Металлическая
передатчика пластина
Уровень пола.
Рис. 3.20. Варианты ультразвуковой Охранной сигнализации
высокой чувствительностью. Для надежной работы устройства, находясь вдале-
ке от антенн приемника и передатчика, установите резистором R6 на конденсато-
ре С5 напряжение от 0,25 до ОД В.
При вводе, устройства в работу проследите, чтобы были незаметны места под-
ключения его к охраняемому предмету и хорошо скрыты провода, идущие^ к
,45
обоим антеннам. Плохо скрытая от глаз сигнализация, хотя и весьма дорогая и
высокочувствительная, проигрывает в споре, с опытным преступником, тогда
как элементарный потайной выключатель сделает свое дело, подняв тревогу.
Использование ультразвука — это еще одно направление в разработках ДБ.
На рис. 3.20 показано, как работает такое устройство. В верхней части рисунка
изображена возможная конфигурация, когда передатчик и приемник: ультразву-
ка находится напротив друг друга. Пока ничто не мешает ультразвуку в полной
„мере достигать приемника, схема находится в ожидании. А помешать этому мо-
жет как раз нарушитель, находящийся между излучателем й приемником.
Подобное' устройство способно обеспечить весьма высокий уровень надежно-
сти. Ведь любое снижение уровня сигнала от передатчика им даже прекращение
его работы вообще будет расдаикваться цепями приемника как опасность. Выше-
приведенные примеры могут возникнуть просто при выводе передатчика из
строя.
В нижней части рисунка изображено другое эффективное расположение при-
емника и передатчика. В этом случае ультразвук отражается от отнесенного на
расстояние твердого предмета н поступает на приемник Сигнал, излучаемый
передатчиком, должен быть достаточно мощным. Естественно, всякий объект,
вставший на пути звука, вызовет сигнал тревоги.
Возможен другой путь работы устройства. В этом.случае звук достигает при-
емника, только отразившись от грабителя, находящегося поблизости от пере-
датчика и приемника.
Все описанные способы хороши, так что выбирайте один из них, который луч-
ше всего подходит к вашим условиям.
(
Ультразвуковой сторож с раздельными приемником
и передатчиком
На рис. 3.21 приведена принципиальная схема ультразвукового передатчика.
Основой ее является таймер типа 555, а рабочую частоту определяют номиналы
резисторов R1 и R4 и конденсатора С1.
лыразвуковой излучатель TR1 обеспечивает наибольшую отдачу на собст-
венной резонансной частоте, а значит, и питаться должен именно с этой часто-
той. Если во время работы устройства частота генератора передатчика будет
"плавать”, это в какой-то момент приведет к снижению уровня сигнала, излу-
чаемого передатчиком, т. е. вызовет ложную тревогу. Для повышения стабиль-
ности частоты генератора в нем через конденсатор СЗ создана обратная связь.
Сам излучатель становится подобным резонансному контуру, сигнал на котором
максимален на частоте резонанса. Таким образом, наведенная положительная
обратная связь удерживает генератор на собственной частоте излучателя и су-
жарт диапазон перестройки ее резистором R4. Для еще большего повышения ста-
бильности частоты следует питать схему от стабилизированного источника пи-
тания. Но надо сказать, что скачки напряжения питания до 1 В не вызывают ни.
ухода частоты, ни снижения уровня выходного сигнала.
Передатчик собирают на плате из изоляционного материала н помещают в
металлический или пластмассовый корпус. При монтаже соблюдайте аккурат-
ность, а в целом схема некритична к расположению деталей, и конструкцию
подберите по своему усмотрению. Поскольку деталей в передатчике немного,
неплохо было бы и плату, и излучатель расположить в одном корпусе. К тому
46 '
Рис. 3.21. Ультразвуковой передатчик
же длинные соединительные провода, идущие к излучателю, отрицательно
влияют на работу схемы. Но если все равно не удастся обойтись без прово-
дов, делайте их не больше 15 см длиной.
Котла see подготовительные работы закончены, приступайте к наладке пе-
редатчика. Задача состоит в настройке его на собственную частоту Излучателя.
Если у вас есть осциллограф, его сигнальный провод подключите к точке соеди-
нения конденсаторов С2 и С?5-а "землю” - к общему проводу схемы. Переклю-
чатель диапазонов усиления установите в положение 1 В/дел. Резистором R4 до-
бейтесь существенного увеличения амплитуды сигнала на экране осциллографа.
Максимальный сигнал показывает, что мы настроились на резонансную частоту.
Эту единственную операцию по наладке передатчика можно и отложить до вре-
мени, когда будет готов приемник. Схема приемника приведена на рис. 3.22.
Транзисторы QI, Q2 и Q3 образуют общеизвестный трехкаскадный усилитель,
в задачу которого входит увеличение уровня принятого сигнала до значения,
когда его можно будет продетектировать, а полученным постоянным напря-
жением перевести транзистор Q4 в открытое состояние. Общее усиление схе-
мы регулируется переменным резистором R13, включенным в цепь эмиттера
транзистора Q3. С коллектора этого транзистора сигнал поступает на выпрями-
тель с удвоением напряжения. Постоянное напряжение, выделяющееся на кон-
денсаторе С5, создает смещение на базе транзистора Q4 через резистор R12.
Сборка приемника ничем практически не отличается от сборки передатчи-
ка. Как и там, провода, соединяющие ультразвуковой датчик со. схемой, долж-'
ны быть по возможности короткими. Готовую плату поместите в металличе-
ский или пластмассовый корпус.
Введение устройства в работу. Если следовать изображению в верхней части
рис. 3.20, первым, шагом по проверке работы схемы должно быть определе-
ние, насколько далеко можно разнести приемник и передатчик. Выберите мес-
47
Рис. 3.22. Приемник ультразвука
то, где отсутствуют воздушные потоки. Излучатель передатчика разместите на
высоте 1 м над полом, направив его в открытое пространство. Подайте питание
от временного источника на приемник. Установите резистор R13 в положение
наименьшего сопротивления, что будет соответствовать максимальному уси-
лению. Подключите вольтметр постоянного напряжения к зажимам А и В. Если
амплитуда ультразвуковых волн достаточно высока, вольтметр будет показы-
вать напряжение, почти равное напряжению питания. Медленно отходите с при-
емником от излучателя передатчика. С какого-то места показания вольтметра
начнут прыгать, иногда даже падая до нуля. После этого сократите расстояние
на 30—60 см, еще раз убедившись, что устройство работает надежно.
При установке ультразвуковой сигнализации следует соблюдать несколько
четких установок.
1. Не размещайте ее в зоне, где работает кондиционер в режиме нагнетания
воздуха. Иначе сигнализация будет срабатывать всякий раз при его переклю-
чении.
2. Не оставляйте поблизости никаких предметов, которые могут из-за сквоз-
няка попасть в луч передатчика.
3. Не пытайтесь использовать систему на улице или в помещении, где постоян-
но открываются окна и двери.
4. Если звери или птицы — постоянные обитатели той территории, где вы со-
бираетесь применить такую сигнализацию, то здесь она неприемлема.
Как уже говорилось выше, можно так расположить передатчик и приемник,
что последний будет воспринимать звук, отраженный от какой-либо твердой по-
верхности. Это может быть стена или дверь. Одежда человека плохо отражает и,
наоборот, хорошо поглощает ультразвук. Когда кто-либо пересечет один из лу-
чей, сигнализация сработает^ Если под охраной находилась дверь, то устройство
среагирует, когда ее откроют.
Излучатель передатчика и ультразвуковой датчик приемника располагают иа
расстоянии ие более 5 см друг от друга, при этом устройство способна ’’заме-
тить” человека или какой-либо объект в нескольких сантиметрах от него. Где бы
вы ни устанавливали свое творение, Не забывайте о следующем: не следует настраи-
ваться на максимальную чувствительность и использовать устройство в неблаго-
приятных окружающих условиях.
48
Устройство сигнализации с объединенными приемником
и передатчиком
Схема следующего ультразвукового сторожа показана на рис. 3.23. Схема не-
обычна тем, что на базе одной микросхемы в ней собран генератор передатчика
и что она же работает как избирательный приемник отраженного' сигнала. Для
этого используется микросхема 567, вмещающая в себя источник сигнала н его
приемник.
Познакомимся поближе с тем, как функционирует схема, выполняющая двой-
ную работу. Волны воспринимаются пьезокерамическим датчиком, после чего уси-
ленные каскадом на транзисторе Q2 они поступает на вывод 3 микросхемы, при-
чем частота сигнала получается в .точности равной.той, что генерирует сама мик-
росхема. В отличие от ранее описанного устройства в этой ситуации уже не важ-
но, насколько частота может отклониться от первоначально установленной.
Рабочая частота определяется номиналами цепочки резисторов R3 и R6 и емко-
сти конденсатора СЗ. Регулируется она переменным резистором R6.-При заданных
номиналах деталей она может варьироваться в пределах от 8 до 25 кГц, а в ко-
нечном счете определяется применяемыми пьезодатчиками. С вывода 5 микро-
схемы сигнал прямоугольной формы поступает на базу транзистора Q1, включен-
ного по схеме с общим коллектором. В качестве нагрузки этого транзистора
включена цепочка из резистора R5 и низкоомного динамика. Когда на вход схемы
поступает достаточный по амплитуде сигнал,, светодиод горит, а клеммы Л и В,
представляют собой нормально замкнутые контакты. В случае, когда амплитуда
сигнала понижается или он совсем отсутствует, выход схемы переходит в разомк-
нутое состояние. В остальном это устройство может быть-использовано по любой
конфигурации из предложенных на рис. 3.20. Откровенно говоря, схема лучше
работает на высоких звуковых частотах, чем на ультразвуковых.
Q7-ECG 152 , SK3054 IC- 1-567' -
Рис. 3.23. Схема приемопередатчика
3 Зак 594
49
Последнее слово о рабочей частоте говорят, применяемые в устройстве излуча-
тель и пьезодатчик. Для тех из них, которые указаны в списке применяемых де-
талей, частота варьируется в диапазоне от' 8 до 16 кГц. Если вас не удовлетворят
такие частоты, нужно лишь подобрать другую пару, поскольку сама схема может
работать на частотах до 25 -кГц. Верхний же предел ограничен лишь возможностя-
ми микросхемы. Но не следует особенно усердствовать, поскольку длячастот
выше 43 кГц уже трудно подобрать излучатель и пьезодатчик.
В комплекте с двумя предложенными преобразователями схема очень хорошо
работает на частоте 12 кГц. И не страшно, что она слышна. Ведь едва ли кто-либо
отважится с ней поспорить. Да и мыши, судя по всему, предпочтут какое-нибудь
другое место, чем это. -.
Сборка схемы.' Детали схемы монтируются на плате из изоляционного мате-
риала, и, поскольку их не так много, плотность монтажа не сказывается на ее
функционировании. В данной конструкции не требуется размещать пьезодатчик
и излучатель поблизости от самой схемы. Но тогда для каждого преобразователя
желательно использовать экранированные провода. Этим вы избежите возникно-
вения связи напрямую между выходом и входом схемы.
Ввод устройства в эксплуатацию. Проверив правильность монтажа, подклю-
чите питание схемы. Это может быть источник напряжением 6—9 В. Ползунок
резистора R6 установите в среднее положение, при этом вы должны слышать
писк высокого тона. 1 становите излучатель на столе или другой подставке так,
угобы перед ним было свободное пространство в 3 м. Держа пьезодатчик в ру-
ках,'направьте его на излучатель. Светодиод при этом должен загореться. Отхо-
дя с пьезодатчиком от излучателя, заметьте то место, где светодиод погаснет.
Это означает, что вы нашли точку максимальной чувствительности.
Укажем места, где удобно расположить такую сигнализацию:
через помещение;
на выходе;
. напротив напольного, настенного сейфа или дорогой картины*
на проходе на чердак или в полуподвал;
в любом другом месте, где может пройти грабитель.
Сигнализаторы вибрации
Сигнализаторы вибрации (СВ) относятся к специализированным ’ приборам,
и их часто оставляют без внимания. На то есть ряд причин. И одна из них та, что
В прошлом эти устройства представляли собой не более чем утяжеленные элект-
рические контакты, которые со временем приносили больше неприятностей,
чем пользы. В этой области электроника доказала свою ценность еще раз, заме-
нив ненадежные электрические контакты эквивалентными электронными схе-
мами. Именно на это и опирается в своей работе схема на рис. 3.24.
Но совсем не выдающееся схемное решение, .а импровизированный датчик виб-
рации приносит устройству успех в работе. На рис. 3.25 показано, как можно мо-
дифицировать обыкновенный миниатюрный громкоговоритель, сделав его чувстви-
тельным к низким частотам и практически безразличным ко всем другим звукам.
За усиление сигнала вибрации отвечает микросхема LM324, в состав которой
входят четыре операционных усилителя. На первом усилителе А собран повтори-
тель, согласующей низкое внутреннее сопротивление громкоговорителя со схе-
мой. Последующие два каскада В к С fifxrt усиление порядка в 2000 раз. Усиление
50
можно поднять еще выше — до 10 000, уменьшив резистор R6 до 1 кОм, но в боль-
шинстве случаев это не требуется. Усиленный сигнал через конденсатор С5 посту-
пает на выпрямитель с удвоением напряжения, а выпрямленное положительное
напряжение - через резистор R8 на базу транзистора Q1. Когда вибрация отсут-
ствует, напряжение на базе транзистора Q1 равно нулю. Он закрыт, а транзистор
Q2 получает отпирающее напряжение через резисторы R10 и R11. Клеммы А и В
получаются замкнутыми через.транзистор S2. При возникновении вибрации сигнал
с датчика усиливается, и напряжение, снимаемое с. выхода выпрямителя, откры-
вает транзистор Q1, что влечет за собой закрывание транзистора Q2. --
Если по каким-либо причинам, вытекающим из применения устройства, для
работы сигнализатора необходимо нормально разомкнутое состояние на клем-
мах А и В, можно проделать несложную модификацию. Для этого удалите тран-
зистор Q2, резисторы R10 и R1I. Теперь в роли клеммы В’ выступает коллектор
транзистора Q1, а клемма А остается
без изменений. Эти клеммы можно
использовать, в качестве управляющих
практически в любой из ..описанных
устройств сигнализаций. Но в большин-
стве случаев лучше от них запитывать
небольшое чувствительное реле, а оно в
свою очередь будет управлять испол-
нительными цепями.
Информация о том, как подобрать
и подсоединить исполнительные цепи
к схеме, приведена в следующем раз-
деле.
Рис. 3.25. Конструкция датчика виб-
рации
3*
51
Сборка сигнализатора вибрации. Начать следует с изготовления самого дат-
чика вибрации. Рисунок 3.25 должен вам в этом помочь. Для этого подойдет поч-
ти любой 16-омный миниатюрный громкоговоритель с диаметром диффузора
около 5 см или меньше. В нашем случае был выбран динамик диаметром 3,8 см,
поскольку медная монетка покрывает и место крепления катушки, и большую
часть самого диффузора, при этом получившийся.датчик игнорирует практически
все посторонние звуки,, которые могли бы вызвать ложные срабатывания устрой-
ства.
- К очищенной от оксидной пленки монетке припаяйте перпендикулярно швей-
ную. иглу. При размещении датчика вибрации на окнах, поверхности сейфов и
прочих предметов., игла датчика должна мягко касаться поверхности охраняемого
объекта. На примере подобных датчиков, размещенных па стеклах витрин мага-
зинов, становится понятно их действие. Когда стекло разбивают, датчик фикси-
рует повышенную вибрацию.
Можно сделать утяжеленный вариант датчика вибрации. Для этого вместо
иглы к центру монетки припаяйте короткий отрезок одножильного провода и,
согнув его параллельно поверхности монетки, на его конце укрепите еще одну..
Такой датчик будет чувствовать и собственную вибрацию, в вибрацию объекта,
на котором, укреплен. Если его укрепить так, чтобы провод с припаянной монет-
ко( находился вертикально, датчик зарегистрирует вибрацию, в каком бы из че-
тырех направлений она ни возникла.
Детали схемы собираются па плате йз изоляционного материала? Схема не-
критична к расположению деталей и вне зависимости от выбранной вами конструк-
ции заработает с первой попытки. После сборки схемы плату поместите в любой
металлический или пластмассовый корпус, но'мсжно обойтись ц без него.
Проверка сигнализатора вибрации. Подайте питание на схему.. Ползунок пере-'
менного резистора R7, регулирующего усиление, установите в среднее положе-
ние. На время проверки к клеммам Л и В подключите резистор , сопротивления
3,3 кОм и параллельно к нему — вольтметр. Когда с датчика вибрации сигнал не
поступает, вольтметр должен показывать напряжение около 12 В. Если это не
так, необходимо внимательно проверить монтаж. Быстро в четко проверить
работу операционных усилителей можно, измерив напряжения на выходах 1, 7
и 8 относительно общего провода. Если с ними все в порядке, напряжение будет
6 В, или, иначе, половина напряжения питания.
Исправив обнаруженные ошибки, (приступайте к дальнейшей проверке. Поло-
жите датчик вибрации на стол так, чтобы игла мягко опиралась на его поверх-
ность. Наблюдая за-показаниями вольтметра, постучите по столу поблизости от
иглы, при этом напряжение на вольтметре должно упасть до нуля и вернуться
обратно, как только вибрация прекратится. Регулятором усиления R7 можно’
"научить” схему реагировать практически на любой уровень вибрации. Но не
завышайте чувствительность прибора, иначе вам не избежать ложных срабаты
ваний.
Датчик вибрации с иглой хорошо установить в том месте, где преступнику
нужно разрушить какую-либо преграду, чтобы добраться до ценностей. При та-
ком его использовании игла должна мягко, опираться на поверхность разрушае-
мого объекта.
Проделав несколько опытов, вы найдете наиболее чувствительную точку
Всегда помните, что мало проку от датчиков, установленных небрежно, в спеш-
ке, без проверки, действительно ли они работают так, как от них ожидают. ,
'52
Вмбросторож для изгороди
Любое ограждение можно охранять с помощью электроники, установив на
нем специальный датчик вибрации или движения. Он подаст сигнал тревоги, как
только забор окажется под воздействием внешней силы. Можно, конечно, моди-
фицировать предыдущую схему, но на рис. 3.26 показана схема устройства, раз-
работанного именно для. выполнения
такой задачи. Главное отличие этого
прибора состоит в ином датчике, кото-
рый весьма чувствителен к. боковым
подвижкам. При движении по вертика-
ли датчик также передаст в схему су-
щественный сигнал. Поэтому не так
важно, что злоумышленник вздумает
• .сделать с ограждением, схема все рав-
но сработает четко и подаст сигнал
тревоги.
Если в предыдущей схеме датчик
вибрации работал в любом положении,
то показанный на рис. 3.27 всегда дол-
жен размешаться вертикально. Действие
. схемы, приведенной на рис. 3.26, очень
просто и наглядно. Операционный уси-
литель А образует повторитель, согласо-
ванный по сопротивлению с датчиком,
Рис. 3.27. Конструкция датчика виб-
рации
53
к выходу которого подключе! переменный резистор R9. Им производится ре-
гулировка чувствительности прибора. Сигнал, снимаемый с ползунка этого
резистора, усиливается единственным каскадом на операционном усилителе в
Усиленный сигнал выпрямляется и через резистор Кб поступает на транзистор Q1,
отпирая его. Когда сигнал от датчика отсутствует, напряжение на выходе диод-
ного выпрямителя равно нулю, транзистор Q1 закрыт, а транзистор Q2 получа-
ет отпирающее смещение через резисторы R 7 и R8. Возникшая вибрация отпирает
транзистор Q1, в результате чего запирается транзистор Q2,
Сборка и использование сторожа. Эта схема' также некритична к расположе-
нию деталей. Единственйой деталью, требующей к себе особого внимания, явля-
ется сам датчик вибрации, чертеж которого показан на рис, 3.27. Конечно, можно
отдать предпочтение собственной конструкции, работающей на том же принципе.
Однако показанный на чертеже был уже предварительно собран, налажен/п опро-
бован в работе.
Начните с переделки миниатюрного согласующего трансформатора, используе-
мого в датчике. Для этого разберите полностью его сердечник, после чего вставь-
те все пластины обратно в одном направлении* чтобы сердечник представлял собой
букву Ш. Может быть, вам и не удастся вставить обратно все Ш-образные пласти-
ны. Ничего страшного. Главное, чтобы они евдели плотным пакетом. В качестве
сигнальной будет использоваться высокоомная обмотка трансформатора. Судя
по всему, схему придется держать вдалеке от датчика, поэтому для соединения
их между собой нужен экранированный провод.
В качестве корпуса датчика во время испытаний был выбран футляр размером
15 X 3,8 X 3,8 см, но можно использовать я больший. Особого внимания к себе
требует установка переделанного трансформатора в паре с постоянным магнитом.
Магнит 'подвешивается на нейлоновой нитке, достаточно эластичной, чтобы не
растягиваться со временем. Зазор между сердечником трансформатора и магни-
том должен составлять от 0,5 до 0,6 см, .при этом между ними возникает замет-
ное притяжение, словно они связаны невидимой пружиной. В случае необходимо
сти к устройству можно подсоединить до трех таких датчиков, подключив их па-
раллельно, ~при этом схема будет еще способной обеспечить необходимое повы-
шенное усиление.
' Размещая датчики в конкретном месте, следите, чтобы нить, на которой висит
магнит, была вертикальной и давала ему возможность свободно качаться в лю-
бом направлении, не задевая стенок. Чувствительность датчика будет снижена,
если магнит скажется смещенным относительно сердечника переделанного транс-
форматора. Всякий раз будет требоваться большее внешнее усилие для получения
номинального сигнала на выходе. При соблюдении этих правил у вас не должно
возникать проблем при введении в работу этого необычного сторожа.
Регистратор проезжающего автомобиля
Проезд автомобиля в охраняемую зону может причинить большие неприятно-
сти, если не будет вовремя замечен и проверен. Обычно для этого применяют те-
левизионные камеры с человеком, неусыпным взглядом следящим за монито-
рами. Но и здесь есть возможность для злоумышленников проскочить незамечен-
ными. Предлагаемая же схема позволяет исключить такие моменты. Она не за-
снет, утомившись, н, пока есть питание, не даст ни одному автомобилю просле-
довать незамеченным. Конечно, электроника - не всегда единственный и, тем
54
более, лучший выход. Но когда'охрана территории иными методами обремени-
тельна, на первое время можно обойтись и такой, пока не будет готова более
совершенная система. Предлагаемая конструкция может войти в состав другой,
боиеа сложной системы по той причине, что все же способна разбудить переуто-
мившуюся охрану.
Схема устройства показана на рис. 3.28. Основу его доставляет мост, где срав-
нивается неизвестная величина индуктивности с известной емкостью. Их разница
первоначально балансируется переменными резисторами. Мост запитывают от
источника переменного напряжения и по уровню сигнала на выхрде моста опреде-.
ляют разбаланс. Он происходит из-за незначительных изменений индуктивности
катушки, когда мимо нее проезжает массивный автомобиль.
Описание и работа схемы. Теперь, когда вы знаете, как работает измеритель-
ный мост, обсудим функции остальных компонентов схемы. На транзисторе Q1
и сопутствующих деталях собран генератор низкой частоты (ГНЧ), работающий
на частоте около 10 кГц. Он подключен к измерительному мосту через вторичную
обмотку трансформатора 77. Измерительный мост балансируется переменными
резисторами R1-R3 по околонулевому сигналу на его выходе. Сигнал снимается
с точки соединения резистора К5 и катушки индуктивности L1 и поступает на
двухкаскадный усилитель на транзисторах Q2 и Q3. Усиление первого каскада
регулируется переменным резистором R4. С выхода усилителя сигнал поступает
на. диодный выпрямитель и далее на смещение транзистора Q4, управляющего
электромагнитным реле Р1. Когда измерительный мост должным образом сбалан-
сирован, реле в цепи коллектора транзистора Q4 отключено. А теперь предполо-
жим, что катушка 11, намотанная в виде рамочной антенны, скрыта под дорогой.
Тогда любой проезжающий автомобиль вызовет изменение ее индуктивности.
Это однозн чно приведет к разбалансу измерительного моста и срабатыванию
реле W.
- 55
Сборка схемы. Летали схемы монтируются на плате из изоляционного материа-
ла по. вашему усмотрению. Для настройки устройства удобно все переменные
резисторы разместить в линио на одной из сторон корпуса устройства.
Изготовление рамочной антенны. Антенна наматывается на-квадратной дере-
вянной или пластмассовой раме с размером сторон 64 см. Форма ее не так важ-
на. Обмотка состоит из 50 витков провода сечением 0,13 мм2. Если вамие подхо-
дят такие большие размеры антенны, можно взять их чуть меньшими и намотать
из расчета 105 м провода. Намотку производят внавал. В любом случае параметры
полученной антенны будут ненамного отличаться от заложенных в схему. Разме-
щая антенну на расстоянии более 3 м от схемы, обязательно используйте экра-
нированный провод.
Ввод схемы в работу. Конечно, самое важное для работы схемы - правильно
расположенная антенна. Она закапывается в землю на глубину не более, чем это
необходимо во избежание повреждения проезжающими автомобилями. Предва-
рительно ее оборачивают в пленку для защиты от сырости. Слой земли 5-7 см
толщиной вполне защитит ее. ''
Но перед тем необходимо проверить работоспособность всего устройства.
Подключите антиину к схеме через кабель, который будет использоваться при
установке антенны на место. Расположите антенну вдали от металлических пред-
метов и подведите к схеме питание. Каждый переменный резистор установите
в среднее положение и посмотрите на реле — вероятнее всего, оно сработало. Меж-
ду катодом диода D1 и общим проводом подключите вольтметр. Переключатель
пределов Измерения поставьте на 5 или 10 В. Последовательно резисторами R1-
R3 добейтесь наименьших возможных показаний вольтметра. Самая точная на-
стройка здесь производится резистором R3.
Если реле осталось включенным даже при наилучшем балансе, резистором R4
снизьте усиление схемы чуть ниже, уровня, при котором реле отпустит контакты.
ДИосле того как вы закопаете антенну в назначенном месте, необходимо будет
снова произвести балансировку. Весьма важна для надежной работы схемы уста
новка надлежащего уровня усиления. Тут неплохо будет, поэкспериментировать
с разными видами передвижных средств и установить самое низкое надежное
усиление.
Может также оказаться необходимым поправить балансировку схемы в разное
время года из-за влияния на антенну перепада температур. Если вы собираетесь
установить, несколько подобных устройств, следите, чтобы расстояния между их
антеннами были не меньше 7,5 м.~ Иначе будет невозможно добиться баланса
мостов.
Звукочувствительное устройство сигнализации
Этот метод обнаружения злоумышленника может показаться самым сложным
в осуществлении. Но при соблюдении всех требований по наладке и применению
схема сможет выполнить специальные задачи: не так просто избавиться от влия-
ния посторонних звуков, таких, как гром, шум самолета, клаксоны автомобилей.
На рис. 3.29 представлена функциональная схема устройства, которое может
обеспечить неплохой уровень надежности в регистрации взлома или обнаружении
злоумышленника, не соблюдающего тишину в своей "работе”. Два одинаковых
микрофона, подсоединенных к двум идентичным усилителям, располагаются в
разных местах помещения, Этим можно, сильно ослабить воздействие шумов сна-
56
ружи. Два усиленных сигнала преобразуются в постоянное напряжение и посту-
пают на. компаратор, где сравниваются амплитуды и их изменение во времени.
Если компаратор находит их равными; он относит’ это к звуку, пришедшем!' из-
далека,^ улицы.
Если принятый одни!^ микрофоном сигнал отличается от пришедшего по дру-
тому каналу, схема делает вывод, что в охраняемой территории что-то неладно
и поднимает тревогу. Но это в теории. На практике дело обстоит сложнее. В срав-
нении со всеми существующими сигнализациями это даёт. наибольшее количе-
ство ложных срабатываний. Зачем же тогда связываться с ней? В некоторых слу-
чаях она поможет -задержать злоумышленника, который вместо того, чтобы
украсть что-либо, просто производит беспорядок. В другом случае, ее можно ис-
пользовать как индикатор повышенного, шума в месте, где низкий его уровень —
нормальное состояние. '...
Наверное, ни у кого не возникнет желания постоянно слушать шум работаю-
щего электродвигателя или подобного агрегата. Схема же предоставит такую
возможность, только когда уровень шума превысит допустимый уровень, при
этом она предоставляет человеку возможность судить о происшедшем и самому
принять решение.
Исходя из изложенных соображений в части ненадежности автономной звуко-
вой сигнализации, было бы лучше использовать ее в паре с оператором. Изгото-
вив несколько подобных устройств и установив микрофоны в нескольких комна-
tax здания, можно поручить одному человеку наблюдение за ее работой. Звук для
него включался бы только при возникновении неординарной ситуации, выяснить
которую можно было бы по видеомонитору.
Работа схемы. Схема такого устройства показана на рис. 3.30. Оно переклю-
чает звук на аудиопрослушивание оператору только тогда, когда этот звук превы-
• шает установленный уровень. -За усиление сигнала отвечает микросхема, содержа-
щая четыре операционных усилителя. Усилитель А выступает как предусилитель
сигнала микрофона. Основное усиление дает усилитель В. Для регулировки усиле-
57
ния Между каскадами включён пе сменный резистор R6. После усилителя сигнал
поступает на повторитель на операционном усилителе С. Он не создает усиления,
но служит для изоляции каскадов усиления от диодного выпрямителя, электрон-
ного ключа на транзисторе & и выходного усилителя D.
Звук, принятый микрофоном и усиленный двумя каскадами операционных
усилителей,' поступает. на выпрямитель, где преобразуется в постоянное, напря-
жение с величиной, изменяющейся в такт изменению громкости. Переменным
резистором R11 на эмиттере транзистора. Q1 устанавливается опорное напряже-
ние. Как только громкость звука возрастет настолько, что напряжение на базе
этого транзистора превысит напряжение на его эмиттере, он отопрется. Это вызо-
вет открывание транзистора Q3, а ток, возникший через резистор R15, поступая
на управляющий электрод тринистора, откроет и его. Когда последний был за-
крыт, напряжение на его аноде создавало смещение на базе транзистора £?2, играю-
щего роль электронного ключа, при этом сигнал звука через резистор R18 и тран-
зистор замыкался на землю, минуя выходной усилитель D. Теперь, когда трини-
стор открылся, транзистор Q2 перешел в закрытое состояние. Сигнал звука по
цепочке резисторов R18 к R19 поступает на усилитель D, а далее на согласующий
трансформатор. Светодиод D3 дает при этом визуальную индикацию'состояния
схемы. Разблокировать схему можно нажатием кнопки S1.
Монтаж схемы. Все компоненты схемы монтируются на плате из изоляцион-
ного материала. Микросхема LM324, используемая в этом устройстве, имеет
14 выводов, что следует, естественно, учесть при подготовке места для нее. Ме-
таллический корпус мог бы одновременно служить экраном от наводок освети-
тельной сети. которые могут помешать надежному функционированию схемы.
Прн монтаже деталей, входящих в первые два каскада усиления, выводы жела-
тельно оставлять короткими. Оба переменных резистора хорошо было бы укре-
пить иа корпусе устройства в удобном месте.
Для соединения усилителя с отнесенным микрофоном используйте экраниро -
ванный провод. В принципе, схема рассчитана для работы с низкоомным микро-
фоном, но если такого под рукой не оказалось, попробуйте использовать имею-
щийся в вашем распоряжении, пока не достанете необходимый. Хотя к согласую-
щему трансформатору на схеме ничего не подключено, это может быть практиче-
ски любой приемлемый усилитель.
Ввод схемы в работу. Есть один вопрос, которому следует уделить особое
внимание: это где и как установить микрофоны. Все неприятности могут на-
чаться из-за них. Ведь иногда достаточно небольшое изменение положения мик-
рофона может сильно повлиять на качество перекрытия охраняемой территории.
А ответом на этот вопрос может стать ряд опытов с разным их расположением.
Подключив микрофон к схеме и установив его в выбранном месте, а также
подключив к.выходу схемы усилитель с громкоговорителем, можно приступить
к наладке схемы. Оба переменных резистора установите в среднее положение и
подайте питание. Сначала для проверки увеличьте до предела чувствительность
резистором R11. Схема должна переключиться от первого малейшего звука.
Теперь по громкости звука из контрольного громкоговорителя можно подыс-
кать наиболее выгодное место для микрофона.
Для подстройки чувствительности схемы к звукам разной громкости-удоб-
нее работать в паре с еще одним человеком. Сначала переключите схему, чтобы
можно бьйю слышатд. шумовой фон. Инициируя звуки как при взломе, добей-
тесь такого положения микрофона, чтобы он выделял их над фоном. После это-
го разблокируйте схему и попросите своего помощника повторять те звуки каж-
дые 20 с. А вы тем временем увеличивайте чувствительность схемы до того мо-
mw'z когда схема будет уже надежно срабатывать на каждый такой звук.
В следующей главе вы можете почерпнуть информацию о том, как объеди-
нить несколько сигнализационных устройств в одну логичную и надежную си-
стему. ' ,ч
Глава 4. СИСТЕМЫ ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
Теперь, когда в вашем распоряжении есть целый ряд разнообразных охранных
сигнализаторов, самое время подумать над тем, как их объединить в одну общую
систему. Охранные'системы, дхемь! которых приведены в этой главе, рассчита-
ны для работы с различными устройствами, индикаторами и звуковыми сигнали-
заторами (см, гп. 5).
В большинстве устройств, о которых шла речь в гл. 3, выходные цепи были
представлены транзисторами. По многим соображениям они не столь универсаль-
ны в работе, как контакты электромагнитных реле. Далее обсуждаются возмож-
ные варианты переходных цепей.
В случае, если ваше устройство имеет такой же выход, как на рис. 4.1, логич-
ным его продолжением может стать одна из цепей, показанных на рис. 4.2 и 4.3.
В схеме на рис. 4.2 роль интерфейса выполняет электромагнитное реле, с по-
мошью своих контактов управляющее последующими цепями Схема на рис. 4.3
обладает тем полезным свойством, что по следующие цепи оказываются полностью
Изолированными от предыдущих Сигнал от первого устройства управляет све-
тодиодом, входящим в оптрон. Тот в свою очередь воздействует на фототранзи-
стор оптрона, связанного с последующими цепями.
59
К ff J! Юсовому
проводу
питания
-с А
«.
Выход
датчика
Рис. 4.1. Выходная цепьдатчика
Рис. 4;2. - Сопрягающее устройство
между датчиком и контролирующим
устройством
i
Оптрон
„ к впоЭу
контроли-
рующего
“ устрой шва
Рис. 4,3. Устройство сопряжения геж-
ДУ датчиком и контролирующим
устройством
Приведенные здесь примеры не исчерпывают всей темы. Они только указыва-
ют. на путь, которым надлежит следовать, конструируя собственную охранную
сигнализацию.
Простей шея релейная сигнализация
Схема охранной системы, показанной на рнс.'4.4 и работающей от нормально
замкнутых контактов датчика, сходна с ей подобными, которые в течение долго-
го времени применяются во всем мире.
Чувствительное реле питается от батареи и остается включенным, пока клем-
мы А и В остаются связанными электрически и батарея нё разрядилась. В первые
годы, когда этот принцип был основополагающим, для питания схемы применя-
лись большие телефонные батареи, а тревогу поднимал колокол оглушительного
боя, размещавшийся на улице. Иногда для его питания использовался отдель-
ный источник, но чаще и схема, и звонок питались от одной батареи.
В те далекие времени датчики не отличались большим разнообразием. Обыч-
но на обратной стороне оконного стекла укрепляли полоску из свинцовой фоль-
ги, которая разрывалась при взломе. На косяках дверей и оконных рамах уста-
навливали потайные выключатели, размыкающиеся при открывании окна или
двери. Эту же сигнализацию можно использовать для охраны вентиляционных
отверстий. Для этой цели в определенных местах натягивают проволочные шлей-
фы, подключаемые к схеме.
60
НЗ-датчик
А
В-
Батарея
Батарея
Сирена или другой
звуковой сигнализатор
Звуковой
излучатель
Чувствительное реле
Рис. 4.4. Простое контролирующее устройство, работающее с нормально замкну- 4
тым датчиком ‘
С течением времени такой вид сигнализации не потерял былую надежность
и может быть с успехом применен в настоящее время.
Шлейфов й сторож
Схема, показанная на рис; 4.5, может выполнить обязанности по охране не-
большого помещения, где можно установить контрольные электрические кон-
такты. Она также может работать в паре с любым из ранее описанных устройств,
у которых выходные клеммы в режиме ожидания представляют собой замкну-
тые контакты, т. е. когда выходной транзистор открыт. По правде- сказать, схе-
мы между собой лучше соединять через электромагнитные реле, подключив его
к клеммам-Л и В первого устройства.
‘ Работа схемы. Ток, протекающий через резистор R4, создает прямое смещение
на базе транзистора Q1, открывая его. Когда подключенный ко входу шлейф'или
контакты реле замкнуты, светодиод D1 горит, показывая, что схема находится в
режиме ожидания. Из-за того что напряжение на коллекторе транзистора Q1 близ-
ко к нулю, оба транзистора Q2 и. Q3 закрыты. Поэтому светодиод в цепи коллек-
тора транзистора не горит. Как только входные контакты размыкаются, транзи-
стор Q1 закрывается. Увеличившийся потенциал на его коллекторе отпирает тран-
зисторы Q2 и Q3, при этом- загорается светодиод D2 и гаснет светодиод D1. От на-
пряжения на эмиттере транзистора открывается тринистор SCR-1, включая зву-
ковой сигнализатор. Схема устроена так, что даже тогда, когда цепь датчика бу-
дет восстановлена после однократного срабатывания устройства, звуковой сигна-
лизатор останется включенным. Таково свойство тринистора. Убедившись, что
светодиод D1 снова горит, a D2 погас, можно разблокировать тринистор, кратко-
временно сняв с него питание выключателем S1.
Если вы собираетесь применить маломощный звуковой сигнализатор, в каче-
стве предлагаемого тринистора можно применить слаботочный аналог, но, ис-
пользовав предложенный мощный, у вас был бы запас тока на будущие усовер-
шенствования.
61
R1
1к
Q.1-Q.3-2N3904
SCR-1- S2800t>
D1 ^UZ" swfrb/e
+ 12B
Звуковой
сигнали-
затор
C3
0.1 mk
SCR-1
Рис. 4.5. Шлейфовый сторож
' Возможет такой случай, что охранная цепь будет разомкнута злоумышленни-
ком'.только-на короткий промежуток времени. Здесь вам поможет свойство три-
нистора оставаться открытым после получения 'короткого импульса на управляю-
щем электроде, пока на его аноде не пропадет напряжение. Однако есть одна тон-
кость: это может произойти и без помощи выключателя S1. Возможно, что ток
через звуковой сигнализатор в силу его конструкции будет пульсировать при его
работе. Так происходит в звонке и зуммере. Поэтому, чтобы это не приводило к
отключению, параллельно к звуковому сигнализатору надо подключить посто-
янный резистор. Его номинал определяется в каждом конкретном случае исходя
из тока, потребляемого тринистором для удержания его в открытом-состоянии.
Значение'этого тока! можно найти в справочниках. Например, если он 25 мА, со-
противление резистора должно быть 47С >м А в общем, зная ток, поделите на
него значение напряжения питания и подберите ближайший -номинал сопротив-
ления.
Специализированный источник питания
На рис. 4.6. показана схема источника питания, сохраняющего свою работо-
способность даже при отключении напряжения в сети, при этом устройство пере-
ключается' на питание от аккумуляторной батареи. Понижающий трансформатор,
применяемый в этой схеме, подбирается, исходя из -максимального тока, необ-
ходимого нагрузке. Обычно самый большой ток потребляется звуковым сигна-
лизатором.
Переменное напряжение со вторичной обмотки трансформатора поступает на
выпрямительный' мост, выполненный на .диодах D1-D4. Далее пульсирующее
напряжение сглаживается электролитическим конденсатором С1 и подается на
62
Рис. 4.6. Специализированный источник питания
стабилизатор напряжения на транзисторах QI, Q2 и стабилитроне D5, В целом
большинство схем, описанных в этой книге, некритично к стабильности питаю-
щего напряжения.- Поэтому стабилизатор можно удалить, не включая в схему
транзисторы QI, Q2, стабилитрон D5 и резистор R1. Положительные обкладки
электролитических конденсаторов С1 и С2 соедините проводом. С помощью
диодов D6 п D7 запасная батарея В1 отключена все время, когда есть напряжение
в сети, а значит на конденсаторе. При его пропадании эта батарея включается под*
иатрузку. Диоды D1-D4, />б, Р7 подбирают исходя из значения потребляемого
•тока. Напряжение стабилитрона D5 Ця,=12-г-14.В,
. Сборка устройства. Для надежности плату шлейфовой сигнализации лучше
поместить в металлический корпус. Его лучше взять размером больше необходи-
мого, чтобы в будущем иметь возможность добавить еще что-либо. То же самое
относится к источнику напряжения.
Для платы Подойдет любой изоляционный материал. Удобно также использо-
вать фольгированный гегинакс или стеклотекстолит. Однако если вы собираетесь
разместить на плате лишь одну схему, быстрее это можно сделать, не прибегая к
печатному монтажу. При сборке источника питания следует удёлить внимание
надежному закреплению трансформатора на дне металлического корпуса.
Тринистор и (транзистор Q2 в источнике питания для лучшего отвода тепла на- _
до установить нй теплоотводах. Для этой цепи подойдут две алюминиевые пла-
стины по 13 см4 каждая. По сути, скачок потребляемой энергии возникает толь-
ко при работе звукового сигнализатора, а это время сравнительно коротко.
Многоканальная сигнализация
Она может работать от нескольких разных датчиков, имеющих нормально
замкнутые выходы. Ее схема показана на рис. 4.7. Хотя она предполагает рабо-
ту впаре со схемой на рис. 4.5, можно ее использовать и с другими.устройствами.
Транзисторы Q1—Q4 образуют четыре независимых друг от друга электрон-
ных ключа.. Пока существует на их базах смещение через соответствующий ре-
зистор и нормально замкнутый вход, транзисторы открыты и напряжение на их
коллекторах равно нулю, при этом светодиоды, включенные в цепь коллектора
63
Рис. 4.7. Многоканальное контролирующее устройство
-каждого транзистора, горят, фиксируя режим ожидания. Как только из-за раз-
рыва входной цепи хотя бы одаого из транзисторов пропадет отпирающее сме-
щение, этот транзистор. закроется и напряжение” на его коллекторе подскочит
от нуля що уровня, чуть меньшего напряжения питания. Это напряжение окажет-
ся приложенным через какие-либо из диодов D5—D8 к точке С схемы на рис. 4.5
Та отреагирует, как описано выше. Видно, что схема на рис. 4.7 является четырех-
кратным повторением электронного ключа на транзисторе Q1 в схеме на рис. 4.5.
Только лишь в целях изолирования каскадов друг от друга здесь применены
. диоды D5—D8. Таким образом, схему можно расширить, добавив по аналогии но-
вые ступени. Если какая-либо из ступеней в процессе эксплуатации окажется не-
' нужной, необходимо ее вход замкнуть перемычкой.
Схема, показанная на рис. 4.8, послужит хорошей основой в том случае, если
предшествующие датчики обладают нормально разомкнутыми выходами. Сме-
щение на базу .транзистора Q1 в этой схеме в случае срабатывания датчика по-
ступит через два резистора сопротивлением 4,7 кОм. Конденсатор С1 и рези-
стор R2 изолируют вход схемы от воздействия переменного напряжения. При
том состоянии схемы, в каком она показана на рис. 4.8, транзистор Q1 заперт,
а транзистор Q2 получает смещение через резистор R5. Светодиод D1 в коллек-
торной цепи этого транзистора фиксирует нормальное состояние системы сиг-
нализации. При замыкании входаых клемм на базу транзистора Q1 поступает
открывающее смещение. В результате этого закрывается транзистор Q2, гаснет
светодиод D1, а С коллектора транзистора Q2 к точке С схемы. на рис. 4.5 через
диод D3 прикладывается потенциал.
Схема рассчитана на работу только с двумя датчиками, но, как и в предыду-
щем устройстве, можно по аналогии добавить необходимое количество ступе-
64 ~
Рис. 4.8. Интерфейс для нормально разомкнутого датчика
ней. Теперь видно, как полезно было с самого начала подобрать для схемы кор-
пус большего размера, предполагая как она разрастется. На поверхности кор-
пуса следует предусмотреть место для размещения светодиода. Если вы пока
<еще не знаете, какого размера получится вся система, включая блок пита-
ния, звуковой сигнализатор, коммутирующую схему и. датчики, для начала
представьте ее на листе бумаги. Это поможет вам. в определении размеров кор-
пуса
Контролирующее устройство на микросхеме
\
Схема собрана -на четырех элементах типа ИЛИ—НЕ, входящих в интеграль-
ную микросхему. Принципиальная схема устройства показана на рис. 4.9. Вы-
бор микросхемы обусловлен низким потреблением электрического ярка и
нечувствительностью ее к большим шумам. Все устройство может работать
от источника напряжением от 5 до 16 В. Приводимая в' описаний схема наилуч-
шим образом работает при питании от 9 до 15 В. Если же потребуется снизить на-
пряжение до 5 В, это можно сделать изменением номиналов деталей.
Работает схема следующим образом. Входные клеммы каждого логического
элемента замкнуты на общий провод через нормально замкнутые контакты дат-
чиков, при этом на выходных зажимах каждого элемента присутствует логиче-
ская единица. Этими напряжениями питаются светодиоды, каждый из которых
показывает, что соответствующий ему датчик не поврежден. Четыре кремниевых
диода D5-D8 входят в четырехвходовый диодно-резистивный логический эле-
мент И. Когда на катодах каждого из этих диодов присутствуют высокие потен-
циалы, поступающие <f логических элементов, на выходе получается логическая
единица. Этим, напряжением через диод D9 открывается транзистор Q1. В откры-
65
Рис. 4J9.' Контролирующее устройство иа микросхеме
том состоянии напряжение ;на коллекторе транзистора близко к нулю. Но стоит
пропасть напряжению на выходе хотя бы одного логического элемента микро-
схемы, как транзистор закроется, подав напряжение смещения на тринистор
SCR-1 (типа S2800В)
Ток через открывшийся тринистор питает звуковой сигнализатор, подающий
сигнал тревоги. Сигнал не прекратится до тех пор, пока тринистор не разблокиру-
ют выключателем S1. Если датчик, ставший причиной'тревоги, после нарушения
вернулся к прежнему нормально замкнутому (НЗ) положению, как, например,
в детекторе близости, Требуется лишь на короткий период прервать ток через
тринистор, после чего устройство вернется В режим ожидания.
Источник питания, рассмотренный _ ранее, вместе со вспомогательной бата-
реей обеспечит надежную работу устройства даже при краткосрочных перебоях
с сетевым напряжением. Его схема, напомним, дана на рис, 4.6. Все детали устрой-
ства монтируются на плате из изоляционного материала. Схема некритична к
расположению входящих в нее компонентов, и, если монтаж произведен акку-
. разно, не должно возникнуть никаких проблем с ней.
Для отвода тепла тринистор необходимо снабдить теплоотводом, изготов-
ленным из алюминиевой пластины 5X5 см. Хотя внутри интегральной схемы
предусмотрены меры для защиты ее от статического /электричества, было бы
.лучше избегать случайного присутствия статического заряда и напряжений, прет
вышающих напряжение питания в схеме.
Ввод схемы в работу. Законченная система должна содержать в себе непосред-
ственно датчики, электронное устройство, воспринимающее их .сигналы, источ-
ник питания и схему звуковой сигнализации. Как уже указывалось, датчики,
работающие с охранным устройством на микросхеме, должны быть НЗ-типа и
размыкать цепь при нарушении. Дли этой цели могут подойти каскады, в кото-
66
Транзистор | к клеммам
на рис. 3.2.4- о । п подключения
датчика на рис. 4.9
С
+ । . о-—[
К схеме А |
на рис. 3.24 ...
Рис. 4.10. Устройство сопряжения '
Выходной ’
каскад
датчика
1к
---—
I HP датчик
К плюсовому проводу
контролирующего
устройства.'
Юк
В
клеммам подключе -
ния ватника на рис. 4.9
А
Рис. 4.11. Интерфейс для нормально разомкнутого датчика
рых положительный потенциал Замкнут на общий провод во время ждущего
режима.
На рис. 4.10 приведен пример подключения 'устройства, показанного на
рис. 3.24, к описанной схеме. В выходной цепи сигнализатора вибрации исполь-
зуется транзистор типа п-р-п, который в режиме ожидания открыт и представ-
ляет, таким образом, НЗ-контакт для последующих цепей. Для изолирования
схем друг от друга применяется оптрон, светодиод которого -питается от кол-
лекторной цепи транзистор, а освещаемый фототранзистор действует как НЗ-
контакт, замыкая вход соответствующего логического элемента. на землю.
В’схеме может быть использован любой оптрон с фототранзистором типа п-р-п.
Использование в приведенном случае оптрона в какой-то степени повышает
надежность всего устройства Ведь при обрезании проводов, идущих от оптрона
к схеме, это будет расценено как сигнал тревоги. Вместе, с тем, если не без по-
мощи преступника исчезает питание на светодиоде оптрона или пропадает пря-
мое смещение на базе выходного транзистора, а значит, он запрется, сигнализа-
ция однозначно поднимет тревогу.
67
Если для соединения контролирующего устройства с предшествующими цепя-
ми применить схему, показанную на рис.- 4.11, то становятся возможными ва-
риации с нормально разомкнутыми (HP) датчиками. Оптрон взят из предыдущей
схемы. Он подключен к транзистору 2N3904 типа п-р-п, и, когда светодиод опт-
рона не горит, ток смещения через резистор номиналом 10 кОм открывает тран-
зистор.
До тех пор пока выходной транзистор (на схеме — крайний слева) закрыт,
т. е. представляет собой HP-контакт, а светодиод оптрона не получает питания,
вся система находится в режиме ожидания. Но стоит транзистору, получив сиг-
нал от датчиков, изменить свое состояние и открыться, оптрон передаст этот сиг-
нал дальше, замкнув базу транзистора 2N3904, который работает как инвертор
на общий провод, и тем самым закрыв его. Если имеем дело с контрольным
устройством на интегральной- микросхеме, это равнозначно отключению входа
соответствующего логического элемента от земли и. приводит к срабатыванию
схемы.
Наряду с применением оптрона здесь можно использовать чувствительное
электромаппггное реле — либо самостоятельно, либо в качестве резерва. Но, как
показывает практика, твердотельные коммутирующие цепи и без того обеспе-
чивают наилучшую надежность.
Охранная сигнализация с задержкой срабатывания
Главный вход в здание может быть оборудован системой сигнализации с за-
держкой срабатывания, -что позволит входить и выходить хозяину, не поднимая
тревоги. Преимущество использования' сигнализации такого типа дм охраны
двери заключается в том, Что она не мешает,-' контролирующему устройству и
остальным датчикам нормально работать. Во многих устройствах сигнализации
с задержкой сигнала тревоги предусмотрено, что до окончания времени задержки
ни один из датчиков не может поднять тревогу. Опытный же грабитель может
воспользоваться этим обстоятельством и, проникнув в помещение, успеет раз-
рушить контролирующий блок системы за время задержки до появления сиг-
налатревоги. >
Схема устройства показана'на рис. 4.12. Одна из кнопок используется, чтобы
входить, вторая - чтобы покидать помещение, не поднимая тревоги. Чтобы из-
бежать возможности использования этих кнопок преступником, можно под-
ключить к ним параллельно несколько других, создав кодовую комбинацию,
известную только допущенным в помещение: SCR-1 — тринистор с током
/н > 0,8 A; R6- = 100 кОм при задержке 15 с; R6 = 220 кОм при задержке 45 с.
Работа схемы. Нормально замкнутый датчик, укрепленный на двери, под-
ключен к клеммам А и В устройства так, что замыкает управляющий электрод
тринистора SCR-1 на общий провод. Времязадающий конденсатор С2 заряжается
через резистор R3 и диод D1 при включении питания до значения чуть ниже пи-
тающего напряжения. Напряжение с конденсатора снимается эмитгериым по-
вторителем на транзисторе Q1, который практически не шунтирует его. Напря-
жение на эмиттере транзистора Q1, почти равное напряжению источника пита-
ния, открывает транзистор Q2, который в режиме ожидания представляет со-
бой НЗ-контакт, подключенный далее к контролирующему устройству.
Если дверь откроет преступник, не знающий, как разблокировать сигнализа-
цию, контакты датчика разомкнутся и ток через резисторы R1 и R2 откроет
68 '
R6
4>H
D1
194001
CZ
^7mk>
*25B
S2 . S1
Hl
2N3904-
7?V
R5 10 k
10k
К плюсово-
му проводу'
контролирующе-
го устройства
А
Q2ZN330H'
НЗ-выход
Рис. 4.12. Сигнализация с задержкой срабатывания
тринистор, при этом начнет разряжаться времязадающий конденсатор С2 через
резистор Кб и тринистор. Когда напряжение на конденсаторе уменьшится до 1 В
или меньше, транзистор Q2 запрется и раздастся сигнал тревоги; Разблокиро-
вать схему и до, и после того, как зазвучала тревога, можно, нажав любую из
кнопок.
Время. задержки устанавливают подбором значения резистора Кб. При номи-
нале 1.00 кОм задержка получается около 15 с, при 220 кОм - 45 с. Но, экспери-
ментируя со схемой, можно получить задержку и более одно минуты.
- Схему собирают на плате из изоляционного материала и размещают либо
вместё с контролирующим устройством, либо рядом с датчиком. Однз кнопку
разместите внутри помещения для разблокировки при входе, и другую - сна-
ружи, чтобы использовать ее при выходе. Естественно, их желательно размес-
тить в местах неприметных, но удобных для пользователя.
На рис. 4.13 показана возможная схема соединения не-
скольких кноиок в параллель для. усложнения процеду-
ры разблокировки сигнализации. Такая схема может быть
использована вместо одной из разблокирующих кнопок
либо вместо обеих. Кнопки &4 и SC — НЗ-контакты, а
-SB, SD и SE - _НР-выключателн. Они образуют определен-
ную комбинацию. Если одновременно нажать кнопки
SA и SC,временно снимется питание с трииистора и он раз-
блокируется. Однако если- преступник ошибочно нажал
еще хотя бы одну, из кнопок SB, SD или SE, цепь оста-
нется замкнутой, отсчитывая время задержки.
Как уже говорилось в предыдущих главах, не имеет осо-
бого значения - какую модель контролирующего устрой-
ства вы избрали. Главное состоит в том, как будет уста-
^Г—1
SB 4^ 1
Рис. 4.13. Возможная кодовая комбинация кнопок
Подключается
вместо кнопок
S1 или S2
69
новлена вед система. Плохо размещенный датчик с видимой проводкой-или неудач-
но поставленный электронный блок могут дать грабителю зацепку - как обезвре-
дить сигнализацию и забрать товары. Простейшая же сигнализация часто во много
раз лучше сложной, но неряшливо установленной охранной сигнализации.
Глава 5. ЗВУКОВЫЕ И ПРОЧИЕ СИГНАЛИЗАТОРЫ
Теперь, когда-, у нас есть и датчики, и контролирующие, устройства, дело стало
лишь за оконечными приборами, непосредственио возвещающими о тревоге. Су-
ществуют три различных способа оповещения. Чаще всего при срабатывании сигна-
лизации возникает сильный шум от звонка или сирены, слышимый и для грабите-
ля, и на окружающей территории и сообщающий о том, что происходит ограбление
и надо вызвать милицию. Вместо звука может использоваться свет от нескольких
ламп, предупреждающий преступника и сторожей. Третий способ - когда о сраба-
тывании сигнализации нарушителю неизвестно, так как сигнал был послаи до про-
воду или радио на центральный пулы охраны.
Локальные звуковые сигнализаторы
Во многих сигнализациях оповещение персонала, находящегося во внутренних
помещениях^ о том, что происходит ограбление, является необходимым. Если хо-
зяий дома на момент преступления спит, он может- и не услышать сигнал от наруж-
ного сигнализатора- Поэтому наилучшим методом было 6^1 использовать маломощ-
ный звуков I сигнализатор, в комплексе с необходимым количеством-громкого-
ворителей, расположенных в нужных местах.
Электронная схема устройства,, идеально подходящего дл^этой цели, показана
на рис, 5.1. Его выходной сигнал прямоугольный по форме, в зависимости от жела-
Рис. 5.1. Локальный звуковой сигнализатор
ния он может быть перестроен в диапазоне от 100 Гц до 4 кГц, Схема рассчитана на.
работу с головкой громкоговорителя прямого излучения сопротивлением 45 Ом*
Однако могут быть использованы и головки с сопротивлением 16 Ом. Если необ-
ходимо подключить два динамика, то они включаются последовательно друг с дру-
гом. Может оказаться, что мощности этого звукового сигнализатора будет недоста-
точно, чтобы перекрыть присутствующий шум. В этом случае желательно исполь-
зовать внешнюю звуковую сигнализацию.
Однотональный генератор
'Три транзистора, входящих в генератор, образуют несимметричный мультивиб-
ратор Частота генератора определяется значениями емкости конденсатора С1 и
настройкой резистора R8. Выходной сигнал снимается с коллектора транзистора
Q3 через добавочный резистор R6, который позволяет ограничить ток через тран-
зистор и избежать выхода его из строя. Если сопротивление динамика составляет
45 Ом, резистор R6 берется с номиналом 100 Ом, а если 16 Ом — то в пределах от
150 до 220 Ом. Во всяком случае, если будет замечен перегрев транзистора Q3,
это означает, что номинал резистора R6 слишком мал и его надо увеличить.
Детали устройства монтируются аа небольшой плате из изоляционного материа-
ла. Схема некритична к расположению компонентов. Поскольку деталей, входящих
в устройство, мало, плату и громкоговоритель можно расположить компактной
группой. В случае необходимости на одной плате могут быть собраны несколько
таких звуковых сигнализаторов.
\ Пульсирующий звуковой сигнализатор
Устройство, схема которого приведена на рис. 5,2, издает однотонные преры-
вистые звуки, которые трудно не услышать даже в шумном помещении. Если вам
когда-либо приходилось работать в помещении, где агрегаты .производят постоян-
71
ный монотонный шум, вы бы заметили, как быстро можно привыкнуть и не заме-
чать его Совсем другое дело, если звук прерывается, как в этом устройстве
В схему входят два генератора, причем первый управляет работой второго, пре-
рывая его с частотой 1 Гц. Низкочастотный генератор собран иа двух логических
элементах ИЛИ-НЕ и формирует прямоугольный сигнал е частотой 1 Гц, снима-
емый с вывода 4 микросхемы. Сигнал поступает на один из входов ИЛИ-НЕ эле-
мента, входящего в следующий генератор, который работает уже на частоте 1 кГц,
и прерывает генерацию со своей частотой. Сигнал в виде однотонных прерывистых,
звуков снимаете^ с вывода 11. Выходной транзистор нагружен громкоговорите-
лем с сопротивлением 45 Ом и выходной мощностью, достаточной для помещения
.'среднего размера. При необходимости использования двух динамиков их соединя-
ют последовательно. Поскольку схема очень проста, можно каждый динамик снаб-
дить и собственным генератором.
Частоту следования однотонных прерывистых звуков можно изменить подбо-
ром номиналов конденсатора С2 и резистора R1. Увеличение одного или обоих но-
миналов приводит к уменьшению частоты, и наоборот. То же самое отиосится и ко
второму генератору, ио только для конденсатора СЗ и резистора R2. Транзистор
,Q1 в данном случае маломощный, и поэтому не рекомендуется снижать номинал
резистора R5 ниже 100 Ом, чтобы избежать пробоя транзистора. В случае, если'
устройство применяется в помещении с невысоким, уровнем шума и желательно
уменьшить громкость.подаваемого сигнала, попробуйте увеличить резистор R5-,
R5 =100-5-220 Ом.
Как и все предыдущие, схема монтируется иа плате из изоляционного мате-
риала, после чего помещается в подходящий по размеру корпус. Соблюдайте ос-
торожность при работе с микросхемой. Не'допускайте ее перегрева при монтаже, а
также воздействия на нее высоких напряжений.
Мощный сигнализатор
Его схема (рис. 5.3) является.модификацией схемы, приведенной иа рис. 5-2.
В ней используется мощный выходной транзистор, способный работать с мощными
звуковыми излучателями. В-устройстве предусмотрена возможность выбора либо
даухтоналытого непрерывного сигнала, либо однотонных прерывистых звуков.
"Кроме того, частоты генераторов могут быть увеличены в 2 раза. Все эти.свойства
достигнуты добавлением в схему мощного транзистора, :нескольких резисторов и
выключателей.
Работает сигнализатор следующим образом. На элементах А и В собран низко-
частотный генератор, задающий частоту переключений, которая определяется номи-
налами конденсатора С2 и резисторов R1 и R2. Когда выключатель S1 разомк-
нут, частота генератора равна примерно I Гц. При замкнутом выключателе она уве-
личивается до 2 Гц. К выходу генератора (вывод 4) через резистор R6 подключен
переключатель S3. Когда последний находится в положении А, прямоугольный
сигнал поступает иа вход элемента D и управляет частотным сдвигом, формируя
двухтональный звуковой сигнал иа. выходе второго генератора. При переключе-
нии S3 в положение 2? сигнал от низкочастотного генератора начинает поступать на
один из входов элемента С, управляя возникновением, генерации второго генерато-
ра. На его выходе получаются однотонные прерывистые звуки. Если менять часто-
ту следования-звуковых посылок необязательно, вместо постоянного резистора
R1 в-схему включают, переменный резистор того же номинала, а выключатель S1
72 ' " - •
Рис. 5.3. Мощный звуковой сигнализатор
/
и резистор R2 удаляют. То же самое можно проделать и с резисторами R4, R5 и
выключателем ' S2 второго генератора. После этого генераторы настраивают на же-
лаемые частоты. Если громкость звука окажется излишней, последовательно со
звуковым излучателем включите резистор номиналом 470 Ом.
В. случае, если планируется установить этот сигнализатор в помещении, прости-
рающемся иа несколько десятков метров, вероятно, одного его будет недостаточ-
но. Лучше собрать несколько таких устройств. Но если между двумя предполага-
емыми местами размещения сигнализаторов расстояние немного больше 30 м,
вполне можно обойтись одной схемой, подключив к ней последовательно два
8-омных звуковых излучателя, при этом мощность поделится между ними поров-
ну. Поэтому, чтобы не терять громкость звучания, логичнее все-таки иметь несколь-
ко. сигнализаторов.
(Схему собирают, как и раныпе, на плате из изоляционного, материала. Желатель-
но размещать собранное устройство как можно ближе к звуковому излучателю,
чтобы не терять мощность иа сопротивлении соединительных проводов.
Световой сигнализатор
В некоторых случаях можно сильно поколебать уверенность грабителя в без-
наказанности, если, дав ему возможность проникнуть на охраняемую территорию
в полной темноте, неожиданно включить освещение. Ночной воришка чувствует
себя на свету как рыба, вытащенная из воды. Первой его реакцией при включении
света будет желание снова скрыться в темноте. В случаях, когда нет возможно-
сти задержать нарушителя, неплохо будет хотя бы напугать его, чтобы это надолго
запомнилось.
Прибор, схема которого показана иа рис. 5.4; воспринимает сигналы от конт-
ролирующего. устройства и преобразовывает их для управления группой электри-
ческих ламп. Ток, необходимый для управления этой схемой, мал, поэтому одно-
временно можно использовать и звуковой сигнализатор, подключенный к контро-
пирующему устройству. Б Любом случае после однократного срабатывания лампы
“будут гореть, пока не разблокируется тринистор в контролирующем устройстве.
Внутри микросхемы МОС3010 находится оптрон, управляющий при получении сиг-
-нала симметричным тринистором TR-1 (Гн 6 А, Z7pag 400 В).
Напряжение, возникающее на выводах 1 и 2 микросхемы как сигнал от пред-
шествующих цепей, питает светодиод оптрона. Ток смещения, проходя через фото-
элемент оптрона и резистор R2, открывает симметричный тринистор TR.1, и лам-
пы в его нагрузке загораются. Если мощности данного тринистора недостаточно
для управления необходимым количеством ламп, можно использовать другой, бо-
лее мощный. Предварительно убедитесь, что оптрон сможет обеспечить необходи-
мый отпирающий ток. При указанных номиналах деталей подойдет тринистор с то-
ком -отпирания 50 мА и менее. Следите, чтобы применяемый предохранитель был
.способен обеспечить безопасную работу тринистора. Не забывайте всякий раз от-
ключать питание при работах по отладке схемы.
Компоненты схемы монтируются иа плате из изоляционного материала и поме-
щаются в корпус. Собрав необходимое количество таких устройств, можно повы-
сить суммарную мощность ламп, не используя более мощные тринисторы. При под-
ключении их К одному устройству входы всех устройств соединяются параллельно.
Пульсирующий световой сигнализатор
Если звуковой сигнализатор, издающий однотонные прерывистые звуки, ока-
зался эффективнее непрерывно звучащего, то то же самое, думается, можно ска-
зать и о световой индикации. И действительно это так. К тому же если освещение
постоянное, оно дает возможность нарушителю осмотреться, чего нел ьзя сказать о
мощном пульсирующем свете. '
Схема такого устройства показана на рис. 5.5. Оно способно привлечь внимание
любого человека, если он находится поблизости. Та часть схемы, которая непосред-
ственно управляет.включением ламп, взята из описания предыдущего устройства.
Сигнал на нее поступает с низкочастотного генератора, управляемого контролиру-
ющим устройством. Его частота около 1 Гц.
Схема работает следующим образом. На сигнал от потревоженного датчика
контролирующее устройство отвфгает появлением на своем выходе постоянного
74
напряжения 12 В.'От него начинает работать низкочастотный генератор, собранный
на таймере типа 555, формируя прямоугольный сигнал оэ скважностью 2 в частотой
1 Гц; Этот сигнал с вывода 3 микросхемы поступает на светодиод оптрона, управ-
ляющий отпирающим смещением тринистора TR-Г (2Н > 6 А, браб ^400 В) • Час-
тоту следования световых импульсов можно изменить, варьируя номиналы конден-
сатора С1 к резистора R1. При увеличении номиналов частота вспышек уменьшат
ется, и наоборот.
Электронная сирена
Другой всем известный сигнализатор - двухтональная сирена; Для одних это
спасительный голос машины скорой помощи, спешащей на помощь,’для других это
сигнал о том, что дело - "табак” и следует бежать.
Принципиальная,электрическая схема сирены показана на рис. 5.6. Ее основу
составляют два таймера типа 555,'-.на которых собраны два генератора. Генератор
на микросхеме IC-1 работает на частоте-около .1 Гц, генератор на микросхеме
IC-2 - примерно 1,5 кГц. Прямоугольный сигнал частотой 1 Гц подается с вывода
3 микросхемы IC-1 на вывод 5 микросхемы К-2. В результате получается двух-
тональный сигнал иа выводе 3 микросхемы К-2. Он поступает на базу транзистора
Q1 (типа 2N39O6) через два последовательно соединенных диода D2.D3 (диоды
Dl — D3 типа 1N914) й токоограничивающий резистор R6. Ток коллектора тран-
зистора Q1 управляет мощным выходным транзистором Q2 \(типа 2N3O55), наг-
руженным на звуковой излучатель.
Схему сирены легко модифицировать. Чтобы изменить скорость переключении
тональностей, подберите резистор R1. Для снижения частоты переключений следует
увеличить номинал этого резистора, и наоборот. Изменение разности частот тональ-
ности сиреньрподбирайте резистором R3. Для увеличения сдвига нужно уменьшить
его сопротивление, для уменьшения — увеличить.
Центральная частота второго генератора определяется номиналом резистора
R4 и может быть изменена аналогично описанному выше. В той же мере частоты
75
обоих генераторов могут регулироваться'изменением "емкостей конденсаторов С2
для первого генератора и СЗ для второго. При увеличении емкой уменьшается
частота соответствующего генератора. В случае, если были изменены частотозада-
ющие резисторы,, в соответствие должны быть приведены и номиналы резисторов
обратной связи R2 и R5 так, чтобы сохранялось соотношение сопротивлений
1:10. Это нужно для сохранения правильной формы прямоугольных сигналов.
. Сборку устройства, производите так, как вам удобно, поскольку качество рабо-
ты зависит лишь от качества монтажа и некритично к расположению компонентов.
Мощный выходной транзистор крепится иа теплоотводе площадью 20 см*, изготов-
ленном из алюминия. После этого плата помещается в металлический или пластмас-
совый корпус.
Любой из описанных сигнализаторов тревоги может работать со всеми конт-
ролирующими устройствами, приведенными в предшествующей главе. Можно под-
ключить одновременно световой и звуковой сигнализаторы к одному из выходов
контролирующего устройства. Этим усиливается обезоруживающий эффект систе-
мы иа"грабителя. /
Глава 6. ТЕЛЕФОННАЯ СИСТЕМА ДАЛЬНЕГО ОПОВЕЩЕНИЯ
Телефон, которым мы пользуемся каждый день, чтобы позвонить в магазин,
узнать ставки на бирже или просто услышать любимый голос, способен соединить
вас с почти любой точкой на земном шаре. Однако самое важное состоит в том,
что с помощью телефона вы можете связаться со своим, номером, чтобы получить
информацию от автоответчика, находясь при этом за тысячи километров. Автоот-
ветчик, подключенный к проводам телефонной линии, реагирует на телефонный
звонок шунтированием их сопротивлением 600 Ом, при этом телефонная станция
Переключает телефонную линию иа прием и передачу информации.
76
Рис. 6.1. Структурная схема телефонной системы дальнего оповещения
Функциональная схема, показанная.на рис. 6.1, поможет вам понять принцип
работы телефонной системы дальнего оповещения. Первыми к телефонной линии
подключены три устройства: коммутатор питания схемы, цепь имитации подня-
той трубки и депь приема-передачи аудиоинформации. После Появления в линии
вызывающего сигнала коммутатор питания схемы включает питание на все ее бло-
ки -и запускает таймер А, который в свою очередь включает имитатор поднятой
трубки.
Шунтирование телефонной линии имитатором воспринимается на телефонной
станции как сигнал к переключению линии на работу. По истечении времени вы-
держки таймера .А произойдет отключение устройства от телефонной линии, если
только не будет получен сигнал на продление связи. Если абонентом был послан
правильный тональный сигнал, частотный декодер его распознает и запустит тай-
мер В. Этот таймер выполняет двойную функцию. Во-первых, он включает питание
на усилитель, во-вторых, блокирует таймер. А, не давая ему отключаться.
Ко входу усилителя подключен микрофон. Он воспринимает все звуки в ком-
нате, где он установлен, и через усилитель и согласующий трансформатор передает
их в телефонную линию. По окончании выдержки таймера В питание усилителя бу-
дет отключено Чтобы этого не произошло, абонент-дол жеи каждые 5—10 с пода-'
вар, тональный сигнал иа перезапуск таймера В. Если тональный сигнал не будет
получен за время, равное сумме выдержек таймеров А и В, связь с автоответчи-
ком прервется. Чтобы этого не допустить, нужно посылать сигнал на перезапуск
таймеров каждые 20- 30 с.
77
Коммута op питания схемы
Это устройство помогает избежать потребления тока схемой во время ожида-
ния. Благодаря 'этому автоответчик может питаться от батарей, к которым будет
подключаться только по получении вызова. Если же потребуется более долговре-
менное питание, можно использовать низковольтный выпрямитель.
Рассмотрим схему, показанную на рис. 6.2, и разберемся, как она работает.
Неоновая лампа Ne-2 подключена последовательно с да у хпо л у периодным выпря-
мителем. Когда напряжение в телефонной линии остается на нормальном уровне
48 В, ток по цепи не протекает, так как неоновая лампа загорается лишь при
70 — 80 В. Примерно до такого уровня напряжение в телефонной линии поднимает-
ся при вызове. -Возникший Переменный ток выпрямляется двухполупериодным
выпрямителем, и постоянное напряжение поступает на светодиод оптрона. Освещая
внутренний фотоэлемент, светодиод переключает его в проводящее еостояние, от
чего включается общее питание схемы. При включении питания таймер А начинает
отсчет времени выдержки и управляет имитатором поднятой трубки, шунтиру-.
тощим линию для поддержания ее в рабочем состоянии. ,
Питание на всю схему будет поступать до тех пор, пока или не сядет батарея,
или не будет разорвана цепь. Все дело здесь состоит в особенности фотоэлемента в
примененном оптроне. В целом есть два способа отключения тринистора или динио-
тора (фоточувсгвительный вариант которого входит в оптрои) без применения ку-
валды. Первый и самый простой - разорвать на короткое время цепь, питающую
прибор. Второй заключается в том, что большая часть тока также на короткое вре-
мя отводится в другие цепи. В обоих, случаях прибор запирается и готов к повтор-
ному открыванию.
В нашей схеме мы избрали второй способ. Транзистор подключен через крем-
ниевый диод к динисторному фотоэлементу оптрона. Когда кончается выдерж-
ка таймера А, на базе транзистора появляется положительный отпирающий потен-
циал. Часть тока течет через транзистор, минуя фотодинистор. Таким образом, нап-
ряжение, приложенное к фотодинистору, уменьшается, и ои отключается. Кремни-
евый диод делает этот процесс более надежным
Теперь, После того как мы поверхностно познакомились с работой телефонной
системы дальнего оповещения по ее функциональной схеме, стоит разобраться в
схеме более основательно.
Полная схема телефонной системы дальнего оповещения показана на рис. 6.3.
Таймер А собран на микросхеме IC-2, таймер В — иа микросхеме IC-4. Микросхе-
мы IC-1 и tC-3 apap,ctsanwt собой оптроны. На микросхеме ICS собран частот-
ный декодер тонального сигнала. На операционных усилителях IC-6 и IC-7 собран
упоминаемый ранее микрофонный усилитель.
Работа схемы. Безразлично, с чего начинать описание работы схемы; начнем с
таймера А, -поскольку коммутатор питания уже был разобран. Таймер типа 555
обычно запускается импульсом отрицательной полярности, поданным на вывод
2 микросхемы. В нашем варианте этот вывод замыкается на общий провод через
конденсатор С13. В момент появления питания на микросхеме напряжение на за-
пускающем выводе остается меньше напряжения питания до момента, когда заря-
дится конденсатор С2. Этим вынужденным отрицательным импульсом и запуска-
ется таймер А. На его выходе (вывод 3) появляется положительное напряжение,
близкое к напряжению питания, и загорается светодиод D11. Этим напряжением
также открывается транзистор Q6, включающий реле RLY-1.
Время выдержки таймера А определяется номиналами конденсатора С1 и ре-
зистора R4. Чтобы увеличить время задержки, нужно увеличить один или оба но-
минала, и наоборот. К конденсатору С1 подключен транзистор Q2, и, когда он от-
крыт,. напряжение на конденсаторе поддерживается заниженным. Резистор R6 в
коллекторе тра зистора регулирует безопасный разрядный ток.
Ключевой транзистор Q1 управляется оптроном микросхемы IC-3. Анод све-
тодиода оптрона подключей через токоограничивающий резистор R8 к положитель-
ной шипе питания, а катод - через jRC-цепочку и! конденсатора СЗ и резистора R9
к выходу таймера. Во время работы таймера на его выходе (вывод 3) поддержи-
вается положительное напряжение, примерно равное напряжению питания, поэто-
му напряжение на светодиоде можно считать равным нулю. По окончании времени
выдержки напряжение на выходе таймера падает до нуля н ток разрядки конден-
сатора СЗ течет через светодиод олтроиа. Через освещенный фототранзистор оптро-
на возникает смещение на базе ключевого транзистора Q1. Далее все происходит
так же, как в ранее описанном коммутаторе питания.
Таймер А во время отсчета выдержки подает также питание на частотный де-
кодер. Транзистор Q3 работает здесь в режиме стабилизатора напряжения. Зву-
ковые сигналы, поступающие на согласующий трансформатор 77, проходят через
диодный ограничитель на диодах D6, D7 к поступают на вход частотного декодера
(вывод 3j. Частота декодера с помощью переменного резистора R17 может быть
установлена любой, исходя, конечно, из возможностей телефонной линии. D10 —
стабилитрон, t/CT = 5-гб В. При появлении звукового сигнала установленной, час-
тоты на входе декодера напряжение на выходе (вывод Я) падает до нуля. До это-
го момента транзистор Q7 заперт обратным напряжением. По. мере зарядки кон-
денсатора С9 он открывается, и создает отпирающее смещение транзистору Q5.
Этот транзистор и конденсатор С20 формируют импульс отрицательной полярно-
сти для запуска таймера В. Задержка, полученная благодаря конденсатору С9,
позволяет избежать ложных запусков таймера В из-за шума и перепадов напряже-
ния. При Номиналах деталей, указанных на схеме, звуковой сигнал должен быть
длительностью 1-2 с.
79
Запущенный таймер В подает питание на усилитель и блокирует таймер А
Все это время горит светодиод D12. Время выдержки таймера В зависит от номи-
налов конденсатора СИ и резистора R13 и регулируется так же, как у таймера
А.С деталями, указанными на схеме, выдержка таймера получается около 20 с.
К выводу 4 микросхемы таймера В подключей транзистор Q4. Он позволяет
избежать ложного запуска таймера от броска напряжения в момент включения пи-
тания. При включении питания, транзистор из-за тока, идущего через заряжающий
конденсатор СЮ, находится в открытом состоянии и замыкает запускающий вход
таймера на общий провод. ’
Ко входу операционного усилителя IC-6 подключен чувствительный электро-
динамический микрофон. Выход усилителя подключен к переменному резистору
R37, являющемуся регулятором чувствительности. Второй, операционный усили-
К телефонной линии
ЭД
015
ф'мк
0,27
R31к
R2
Юк
ВЗ 012 0,27м*
7к
R101*
}lNW04
I
R151*
В11
В1-В0- 1N4-004
RLY-1
-тсг
~^:JL VMKK 76 В
019 0,12**
: R16
R17
20к
А Т1
UI
в
В7
R344-7.
\7к
ВБ ...
1пзп'.’.
1N91^ г
70к|]
41———-
0,1*1*
R37
20*
R38680*
8 7 6 5
> IC-5
12 3^
ic-б
т*
R31 70 к
4JK
R2839*
0170,12**
zzT^wl ,
Ч-,7Мк*1БВ
10*
С5
V70mk«|
*16В
*168
Юк
23
ct-
т-т<7-тм^в>
•X. 'з;.7мк* 76 В
В9 1Н91Ч
-W—1
Рис. 6.3. Телефонная система
тель создает дополнительное усиление и посылает сигнал через согласующий тран-
сформатор Т1 (600 Ом х 600 Ом) в телефонную линию.
Если предполагается использовать питание от сети, то это должен быть надеж-
ный выпрямитель, дающий 12 Вс возможно меньшими пульсациями. Источник
должен быть способен обеспечить ток в нагрузке ж меныпе 100 мА.
Сборка схемы. Компоненты схемы желательно расположить на плате из изоля-
ционного материала размерами 15 х 20 см, как это показано на рис. 6.4. Микро-
схемы желательно монтировать на специальных подставках. Остальные детали мон-
тируют на впрессованных в плату отрезках медного провода или другим удобным
для вас способом.
Начать сборку лучше с размещения подставок под микросхемы, крепления
согласующего трансформатора и тюле. Желательно сразу зарезервировать места для
ts 7 Б 5
IC-2
12
C13t
у- 0,12мк]
+ 72 В
Нь
W 100
Г
R20*
IC-1-M0C3010
10-2,10-*-555
IC-3-M0C100O
Ц1
R7 *7
4,7мк *
’ *76’В
С 21
0,01 мк
C74Q6-2N3904-, 2N2222
Q_7-2N3906, 2N3638
IC-5-567
10-6,10-7-7*1
RLY-1-Ucp~12&
D11,D12-любые
Т-
I 47мк
ю-з Х7ЕВ
м* 0,01m S8 1
-и----
1N4001
22 к
Q5
R13
120 К
R21
3,ЗК
R8
R19
82
к
-С20
0,1 мк
R23
2,2 №
в 7 е s
IC
1 2
\R18
l2,2K
± C10
4,7 мк
чбъ
R27
з,3куз?г*
5 т D10
кЭ 15к
——
сз
*7m>46R
С11
Ч-.7К
4,7мк*76В
R25(\R2**,7k
ЮК
дальнего оповещения
4 Зак 594
81
семи транзисторов, чтобы смонтировать их уже после завершения монтажа всех
деталей. Так же поступите и с микросхемами. Непосредственно само размещение
деталей на плате особой роли не играет. Однако, следуя предлагаемой монтажной
схеме, собрать плату будет легче.
Смонтированную плату поместите в подходящий по размеру пластмассовый или
металлический корпус. Оба светодиода DU, D12 и регулятор чувствительности
усилителя R37 расположите на передней панели. Там же поместите штекер для
подключения микрофона. Если нет необходимости размещать микрофон дайеко
от устройства, его можно вмонтировать прямо в корпус. Ко входу устройства при-
соединяют необходимой длины телефонный провод с соответствующим штепселем
на конце. Тогда возможно установить устройство в наиболее удобном для прослу-
шивания месте.
Ввод устройства в работу. Установите ползунки всех переменных резисторов в
среднее положение и подключите источник питания 12 В. Если все в порядке, то
ничего не должно произойти, и ток через схему не потечет Все последующие дей-
ствия производите, не подключая устройство к телефонной сети.
Соедините перемычкой вывод 2 микросхемы IC-1 с общим проводом. Взяв
еще один провод, один его конец подключите к плюсовой шине питания, а други1-
кратковременно коснитесь точки соединения катодов диодов D1 и Л2,при этог
должно сработать реле и должен загореться светодиод D11. По окончании времени
выдержки таймера А они должны отключаться. Если все произошло, как описало,
можно сделать вывод, что исправно работают таймер А, оптроны IC-1 и IC-3, а
транзистор Q1 успешно отключает фотодинистор оптрона IC-1. Теперь уберите
подключенные провода.
82
Подайте питание на схему, закоротив выводы 4 и б микросхемы IC-I. По ис-
течении времени выдержки таймера А погаснет светодиод D11 и отключится реле.
Возьмите отрезок провода и, подсоединив один его конец к общему проводу, кос-
. нитесь вывода 8 микросхемы IC-5 на 1-2 с, при этом должен зажечься свето-
диод D12, а это показывает, что запущен таймер В. Подключите высокоомные
телефоны к клеммам А и В согласующего трансформатора 77 и микрофон на
вход усилителя. Снова закоротите на землю вывод 8 микросхемы IC-5 и убеди-
тесь, что усилитель работает.
Если все эти тестовые процедуры прошли успешно, можно констатировать,
что устройство функционирует правильно. Следующим шагом в настройке будет
определение частоты звукового сигнала, к которой чувствителен частотный деко-
дер устройства.
Звуковые передатчики,
Можно использовать два вида звуковых передатчиков. В первую очередь, это
может быть генератор звуковой частоты со встроенным излучателем и батареей.
Его подносят к микрофону телефонной трубки и, подавая питание, посылают зву-
ковой сигнал в телефонную линию. Однако можно пойти другим путем. Компания
Mallory Sonalert в течение многих лет выпускает пьезоэлектрические звуковые сиг-
нализаторы, которые для своей работы не требуют дополнительной электроники.
Есть подобные приборы и производства компании Radio Shack в исполнении на
разные частоты.
Простейший из всех передатчиков десятицентовый свисток. Свисток хорошего
качества работает не хуже, чем любое из электронных изделий, ио не требует ни
батарей, ни электроники. Лучше всего взять металлический свисток со стабильной
частотой звучания. И цена его будет не больше, чем у батареи для питания электрон-
ного варианта.
Подключите устройство к телефонной линии, предварительно убедившись, что
вы подсоединились к соответствующим проводам. Чтобы в этом удостовериться,
измерьте вольтметром постоянного напряжения разность потенциалов между клем-
мами. Она при положенной трубке должна быть около 50 В. Перемкните выводы
4 и 6 микросхемы IC-1. Убедившись, что питание на схему подано, снимите труб-
ку. Наберите любую цифру, чтобы убрать гудки. Подавая звуковой сигнал в мик-
рофон телефонной трубки, медленно настраивайте резистор R17 до момента, ког-
да запустится таймер В и загорится светодиод D12. Установите переменным ре-
зистором R37 требуемое усиление двухкаскадного усилителя, прослушивая его
работу чере? телефонную трубку. Убедившись в надежной работе устройства, уда-
лите перемычку на питании. Позвоните к себе домой от соседа. Как только услы-
шите, что вас соединили, дайте тональный сигнал.
Полезность этой системы дальнего оповещения ограничивается лишь вами во-
ображением.
Глава 7. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ УСТРОЙСТВА СИГНАЛИЗАЦИИ
В нашей жизни, столь насыщенной электронйкой, большинство сигнализаторов
используется для контроля за функционированием дорогостоящего оборудования
и предупреждения оператора о возникающих неполадках. Целая электронная сис-
4*
83
тема может выйти из строя из-за превышения напряжения питания или, наоборот,
при его понижении. Но даже если и не произойдет поломка системы, потеря инфор-
мации, например, в компьютерной сети может оказаться весьма дорогостоящей
ч Сигнализатор перенапряжения
Очень простая, ио весьма полезная схема сигнализатора повышенного напряже-
ния показана на рис. 7.1. Этот .сигнализатор может найти ряд применений. Им или
его модифицированным вариантом может, быть снабжена почти любая схема, пита-
ющаяся от источника постоянного напряжения. Следя за уровнем напряжения, сиг-
нализатор подаст сигнал тревоги, когда его значение превысит заданное. Чувстви-
тельность устройства может быть установлена в пределах от нескольких милли-
вольт до единиц вольт и зависит от тонкости настройки и требований сберегаемого
оборудования.
Схема работает следующим образом. Источник опорного напряжения образован
стабилитроном' DI (U^ = 5 -5-6 В) и резистором R2. Это напряжение поступает на
эмиттер транзистора QI (2N3904, 2N2222). База транзистора подсоединена к пол-
зунку переменного резистора R6,который включен между шинами питания. Все
время, пок напряжение на базе транзистора Q1 равно или меныпе напряжения на
его эмиттере, транзистор закрыт. Когда же напряжение на базе на 0,6 В превысит
напряжение на эмиттере, транзистор откроется. Это создает прямое смещение на ба-
ле транзистора Q2 (2N3906, 2N36 38).. Он также откроется и'зажжет светодиод
D2 <можно выбрать любой)..
Эту схему можно легко усовершенствовать, добавив в нее электромагнитное
реле или реле в паре с триннстором. Измененная схема не только даст предупреж-
дение о неполадке, но и отключит питание с контролируемого устройства, не дав
развиться поломке. Управляющий электрод тринистора подключают к месту со-
единения светодиода D2 и резистора R5, а катод — к общему проводу. Электро-
магнитное реле включают между аводом тринистора и положительной шиной пита-
ния. Тринистор, включивший реле после получения сигнала, остается в этом сос-
тоянии даже при’снятии напряжения с управляющего электрода’. Чтобы его отклю-
Рис. 7.1. Сигнализ; ор перенапряжения
чить, нужно либо разорвать цепь, либо каким-то другим способом прервать ток
через него на короткое время.
С настройкой устройства проблем ие должно возникать. Если у вас есть источ-
ник постоянного регулируемого напряжения, то подсоедините к нему схему и уста-
новите иа нем напряжение, при котором вы хотите, чтобы сработал сигнализатор.
Вращайте переменный резистор R6 до Момента, корда загорится светодиод. Под-
ключите к источнику напряжения точный вольтметр и уменьшите напряжение так,
чтобы погас светодиод. Теперь медленно увеличивайте напряжение на источнике
питания, следя nq вольтметру за моментом, когда снова загорится светодиод.
Если у. вас есть только источник на фиксированное напряжение, настройте ре-
зистор R6, чтобы светодиод загорелся, а потом переведите назад до момента, ког-
да он погаснет. —.
• ( '
Сигнализатор уровня напряжения
Его схема показана на рис. 7.2. Один из четырех операционных усилителей, вхо-
дящих в микросхему, здесь работает как компаратор, указывая на избыток или не-
достаток питающего напряжения. Особенностью схемы является то, что оба порога
устанавливаются одновременно переменным резистором R6.
Принцип работы схемы прост. Инвертирующий вход операционного усилителя
(вывод 2) подключен к источнику опорного напряжения на стабилитроне D1
(t/CT = 5т-6 В). Неинвертирующий вход (вывод 5) подключен к ползунку пере-
менного резистора R6, которым осуществляется настройка. Горящий светодиод
D3 указывает на недостаток напряжения. Если оно начнет очень медленно изменять-
ся в сторону увеличения и превысит порог, светодиод ИЗ своевременно погаснет
и загорится светодиод D2 (D2, D3 - любые). В принципе, при наличии стабильного
источника питания и определенного навыка можно настроить переменный резис-
тор R6 так, что оба светодиода будут погашены. Малейшее же изменение напряже-
ния в любую сторону вызовет загорание одного из светодиодов. Устройство конт-
роли за напряжением (рис. 7.3) имеет одну особенность, которая позволяет варь-
«5
Рис. 7.3. Сигнализатор, уровня напряжения с регулируемым.’’окном”
ировать в определенных пределах напряжение источника питания, не вызывая сра-
батывания сигнализатора. Не секрет, что у многих источников питания при подклю-
чении к нагрузке'напряжение ’’садится” на несколько процентов. Регулируемое
’’окно” в этом варианте устройства позволяет избежать срабатывания при незначи-
тельных отклонениях напряжения.
Схема работает сэтедующим образом. Источник опорного напряжения изолиро-
ван от нагрузки змиттерным повторителем на транзисторе QI. В эмиттер тран-
зистора включена цепь из последовательно соединенных резистора R4 и перемен-
ного резистора R9. Верхний (по схеме) вывод переменного резистора R9 под-
ключен к неинвертирующёму входу (вывод 3} первого операционного усилите-
ля, нижний вывод - к неинвертирующему входу (вывод 5) второго операционно-
го усилителя. Напряжение на переменном резисторе и есть то ’’окно”, в пределах
которого при варьировании напряжения ни один из светодиодов D2, D3^ не будет
гореть. Если ползунок этого резистора находится в верхнем (по схеме) положении,
схема работает так же, как предыдущая.-При максимальном сопротивлении резис-
тора R9 ’’окно’’получается.равным около 1 В. Непосредственная настройка схемы
на определенное напряжение производится переменным -резистором RIO так же,
как в предыдущем случае.
Устройство собирается любым удовлетворяющим вас способом. Оба перемен-
ных резистора и светодиоды (D2 и D3 можно выбрать любые) располагают в
удобном и видимом месте. Подключите устройству к источнику, напряжение ко-
торого предполагается контролировать. Ползунок переменного резистора R9
установите в верхнее (по схеме) положение. Переменным резистором R10 попы-
тайтесь найти положение, в котором оба светодиода не горят. Если источник напря-
жения хорошо стабилизирован, можно так отрегулировать ’’окно”, что в желаемых
пределах ни оцин из светодиодов не будет гореть. В противном случае ’’окно” де-
$6
лают максимально широким, помещая ползунок переменного резистора R9 в по-
ложениенаибольшегосопротивления.
Непосредственную; ширину ’’окна” можно точно установить с помощью цифро-
вого вольтметра. Однако если нет необходимости в точной настройке, наладку
производят, попеременно подстраивая переменные резисторы R9 и R10 и следя
за светодиодами и показаниями вольтметра. - ’ -
Сигнализатор перегрузки по току
.-'Чрезмерное увеличение'тока в. нагрузке может стать причиной выхода из строя
батареи, выпрямителя и, как следствие, неполадок, в питаемом оборудовании.
Устройство, схема которого показана на рис. 7.4, поможет вам.избежать неблаго-
Рис. 7.4. Сигнализатор перегрузки
по току
приятных последствий, сигнализируя светодиоде D1 о превышении установлен-
ного предела тока. -
Токоизмерительная цепь здесь включена последовательно с источником питания
и нагрузкой (резистор RI). Когда с увеличением тока нанряжение на резисторе
достигает 0,6 В, тринистор SCR-1 открывается и загорается светодиод. Сопротив-
ление резистора R1 определяется, исходя из уровня допустимого тока. Для этого
0,6 В (напряжение открывания тринистора) поделите на значение допустимого то-
ка. Мощность, рассеиваемая на резисторе, находится умножением напряжения'0,6 В
на протекающий ток. Например, при токе 1 А резистор рассеивает 0,6 Вт, поэтому
для схемы берется резистор с мощностью рассеивания Г Вт. Резистор R1 подбира-
ется при настройке; параметры SCR-1:7НОМ 0,6 A, Opag 50 В; DI можно
взять любой.
Автомат с отключением при перегрузке
Это устройство идет несколько дальше предыдущего в том плане, что при пре-
вышении установленного уровня тока оно снимает питание с нагрузки. Схема уст-
ройства показана на рис. 7.5.
За отключение нагрузки непосредственно отвечает мощный транзистор Q2,
включенный в цепь питания последовательно. Им управляет транзистор средней
мощности Q1. Через резистор R3 поступает смещение, отпирающее оба транзисто-
ра. Когда ток через резистор R1 возрастает до предельно возможного уровня, нап-
ряжением, падающим на этом резисторе, открывается тринистор SCR-1, при этом
напряжение на базе управляющего транзистора Q1 падает до нуля. Оба транзистора
' 87
Рис. 7.5.,Автомат с отключением цри
перегрузке
г. После выяснения причин, приведших к
закрываются, снимая питание с
возрастанию тока нагрузки, автомат можно разблокировать кнопкой S1.
Сопротивление и мощность рассеивания резистора R1 находятся по тем же фор-
мулам, что и в схеме на рис. 7.4. Для обоих транзисторов- необходимы теплоотво-
ды. Их размеры находят, исходя из мощности, потребляемой нагрузкой. Парамет-
ры SCR-1 :7НОМ>0,6 А, Сраб>100В.
В устройстве, схема которого показана на рис. 7 .6, появпяется возможность бо-
лее точной установки порогового тока для конкретной нагрузки. Принцип работы
этой схемы отличается от такового предшествующих .устройств. Сигнальный свето-
диод горит, только когда превышен допустимый ток в нагрузке, и гаснет, когда
положение нормализуется. База транзистора Q1 подключена к ползунку перемен-
. иого резистора R2, а тот, в свою очередь; подсоединен параллельно-к токоизмери-
тельному резистору R1. Когда напряжение на базе транзистора поднимается до
0,6 В, он открывается. Напряжение, возникшее, на резисторе R4., через резистор
R5 создает прямое смещение на базе транзистора Q2 и также открывает его. Заго-
ревшийся светодиод в цепи коллектора транзистора Q2 сигнализирует о недопус-
тимом возрастании тока в нагрузке..
Номинал резистора R] подбирается, как указывалось выше и исходя из пред-
полагаемых условий,работы. Светодиод D1 может бытьлюбой.
88
Температурный сигнализатор
Полупроводниковые приборы не всегда "прощают обиды”. Завышенное напря-
жение и токи, высокая температура могут безнадежно вывести прекрасный прибор
из строя. Последние схемы дают решения, как бороться с первыми двумя бедами.
Избежать третьего несчастья, перегрева, вам поможет устройство, схема которого
показана иа рис. 7.7. Если расположить термодатчик на критичном к перегреву при-
боре, устройство заметит подъем температуры на несколько градусов , и просиг-
нализирует светодиодом.
функционирует температурный сигнализатор следующим образом. Операцион-
ный усилитель работает как компаратор, сравнивая регулируемое при установке
порога срабатывания опорное напряжение с напряжением, меняющимся от темпе-
ратуры. Когда температура датчика-превышает установленное значение, об этом
сигнализирует светодиод D3 (можно выбрать любой). Инвертирующий вход опера-
ционного усилителя (вывод .2) подсоединен к ^иоду кремниевого диода D1,
служащего термодатчиком. Неинвертируюшйй вход (вывод 3) подключен к пол-
зунку переменного резистора R7, которым устанавливают температурный порог
срабатывания сигнализатора. Обыкновенный кремниевый диод очень чувствителен
к температуре и поэтому может использоваться как ее точный .измеритель. При
изменении температуры кристалла диода иа 1 С напряжение, возникающее на
диоде при прямом смещении, уменьшается на 2 мВ. Таким образом, при увеличе-
нии температуры напряжение на диоде падает. Говорят, что прибор имеет отрица-
тельный температурный коэффициент сопротивления.
Когда напряжение на аноде диода DI чуть выше напряжения на ползунке регу-
лятора порога R7, сигнал на выходе операционного усилителя почти равен нулю и
89
светодиод не горит. Когда же у нагретого, диода напряжение на аноде станет в опре-
деленной степени меньше напряжения на выводе 3 операционного усилителя, по-
явившийся положительный потенциал на выходе усилителя зажжет светодиод, сиг-
нализируя о превышении установленного температурного порога.
В задачу конденсатора С1 входит сделать схему нечувствительной к наводкам,
способным помешать ее функционированию. Операционный усилитель имеет
очень большой коэффициент усиления и весьма чувствителен к переменным элект-
ромагнитным полям. Через конденсатор С1 наводится отрицательная обратная
связь, делающая усилитель нечувствительным к переменным напряжениям.
Транзистор Q1 и стабилитрон D2 образуют источник опорного стабилизирован-
ного напряжения. Резисторы R1 — R4 взяты повышенного класса точности (1%)
с низким температурным коэффициентом сопротивления, в результате чего дости-
гается дополнительная стабильность. Если предполагается использовать сигнализа-
тор для контроля больших изменений температуры, то необходимости применять
прецизионные резисторы нет. Это важно только тогда, когда необходимо контро-
лировать очень маленький'перегрев. Если датчик должен располагаться на объек-
те вдали от самого сигнализатора, для их соединения используйте двухжильный
экранированный провод. Следите, чтобы ни один из выводов датчика не касался
металлических деталей контролируемого -устройства. Сам же диод, если он в стек-
лянном исполнении, можно приклеить к объекту клеем. '
Итак, перейдем к настройке сигнализатора. Для опытов можно взять какой-ли-
бо мощный усилитель и поставить его выходные транзисторы в условия перегрева
и выхода из строя, при которых срабатывает.тепловая защита
Чтобы получать надежные и повторяющиеся результаты при использовании сиг-
нализатора, нужно откалибровать его в градусах Цельсия. Для этого изготовьте
из бумаги или картона-ипоместите на ось переменного резистора 7?7шкалута ого
размера, чтобы на ней можно было писать цифры. Опустите датчик в" стакан с водой
и тающим лвдом. Подождав несколько минут, подстройте переменный резистор
R7 так, чтобы загорелся светодиод. Отметьте на шкале О С. Проделайте ту же опе-
рацию, держа датчик при комнатной температуре. Ее-определите по стандартному
термометру. Для градуировки сигнализатора при 100. С опустите датчик в емкость
с кипящей водой.
Температурный сигнализатор- может быть настроен реагировать на тепло ладо-
ни или паяльника, даже в нескольких сантиметрах от него. Если датчик поместить
в фокус параболическоуо рефлектора, можно регистрировать нагрев на расстоянии
около метра от рефлектора и таким образом производить'контроль за температу-
рой объекта, не входя с ним в непосредственный контакт.
Сигнализатор надвигающейся бури
Весна приходит с пением птиц, зеленью распускающихся листьев. Но вместе с
тем это время, когда переменчивая весенняя погода готовит человеку большие
неприятности. Благодари точности современных систем оповещения о надвига-
ющихся бурях удается спасти многие человеческие жизни. Но раз уж опасность жиз-
ни и здоровья все равно остается, нелишне дополнительно обезопасить себя и своих
близких от буйных капризов погоды.
Сигнализатор надвигающейся бури, схема которого показана на рис. 7.8, не за-
щитит вас в прямом'смысле от урагана. В его задачи входит дать о нем заблаговре-
менное предупреждение. Схема реагирует на электрические разряды, происходящие
90
Рис. 7.8. Сигнализатор надвигающейся бури
в атмосфере из-за быстрого перемещения масс воздуха. Ни-в коем случае не пола-
гайтесь ни на это, ни на любое другое устройство предупреждения, если погода дей-
ствительно ухудшается. -
Работа схемы. В устройстве используются три из четырех операционных усили-
телей ’ходящих в микросхему типа L 324. Для улавливания электромагнитных
волн, возникающих при грозовых разрядах, применяется рамочная антенна (64 см).
Она может быть настроена иа 12 или на 18 кГп в зависимости от положения выклю-
чателя 81. _ .
Сигнал, принятый антенной, усиливается в 100 раз операционным усилителем
А и поступает на регулятор усиления — переменный резистор R13. Второй опера-
ционный усилитель В увеличивает уровень сигнала еще в 45 раз. К его выходу под-
ключены высокоомный пьезокерамический капсюль и диодный детектор с удвое-
нием напряжения. Постоянное напряжение с выхода выпрямителя поступает на
вход третьего операционного усилителя С. Неинвертирующий вход усилителя пи-
тается напряжением с ползунка переменного резистора R12, служащего регулято-
ром порога срабатывания. Постоянным напряжением на выходе усилителя С
питаются светодиод 1УЗ (может.быть любым) и пьезокерамический звуковой сиг-
нализатор, дающий сигнал грозового предупреждения. Диоды £>1 и D2 типа 1N914.
Монтаж схемы. Лучше всего начать сборку устройства- с изготовления рамочной
антенны. Две рейки длиной 64 см и шириной около 2,5 см можно купить в магази-
не ’’Сделай сам”. На рамку намотайте внавал 100 витков медного эмалированного
провода сечением 0,13 мм . Чтобы витки не расползались, закрепите их изоляцион-
ной лентой. Для присоединения антенны к схеме обязательно используйте экрани-
рованный провод. .. х
Остальные детали монтируют на плате из изоляционного материала. Монтаж-
ную схему выберите по собственному усмотрению. Правильно и аккуратно собран-
ная схема сразу начинает работать и не причиняет хлопот. Плату размещают в под-
ходящем по размеру металлическом или пластмассовом корпусе. При установке
91
антенны следует предусмотреть возможность ее поворота, чтобы можно было опре-
делять, откуда'идет буря.
В отсутствие грозы проверить работу сигнализатора довольно трудно. Однако
можно провести несложный тест на чувствительность и пеленгационные возможно-
сти устройства с помощью телевизора. Дело в том, что во время его работы вибра-
торы антенны телевизора излучают сигнал, который воспринимается сигнализато-
ром. Через пьеэокерамичеркий капсюль РН-1 в грозовую погоду можно услышать
. свисты и трески молний..Регулятор порога нужно настроить в точку, за которой
сигнальный светодиод начнет, мерцать из-за обычного фона шумов,в атмосфере.
Если вспышки светодиода носят хаотический характер, это означает,- что их причи-
ной является искрение при включении электробытовых приборов и разряды в ат-
мосфере при сухой погоде. -.
Сигнализатор влажности
С цветением весны приходят и дожди. Во дворе образуются лужи,.не говоря
уж о полуподвале. Если все это вас в какой-то мере беспокоит, схема, предлага-
емая на рйс. 7.9, поможет решить ваши проблемы. Сигнализатор известит вас о
появлении воды в помещении и даже может включить откачивающий насос, чтобы
понизить ее уровень' ниже концов датчиков. Конечно, в случае второго всемирного
потопа такая система не поможет, ио в обыкновенные дождливые дни и весной, и
осенью она прекрасно справится со своей задачей.
Принцип работы схемы необычайно прост. База транзистора Q1 подключена
через токоограничивающий резистор R1 к первому электроду датчика. Второй
электрод, расположенный на той же высоте, подсоединён, к положительной шине
питания. Когда вода достигает электродов датчика, возникающий электрический
ток открывает транзистор Q1. Светодиод Щ (любой), включенный в цепь его
коллектора, загорается. Ток коллектора транзистора также протекает через свето-
диод оптрона ОР-1 (типа МОСЗОЮ), включая водяной насос. Через конденсатор
С1,.включенный между базой и коллектором транзистора, наводится отрицатель-
Рис. 7.9. Сигнализатор влажности
92
пая обратная связь. Она позволяет избежать ложных срабатываний от посторонних
переменных наводок. Симметричный тринистор TR-] подберите, исходя из мощ-
ности электромотора в насосе (7НОм > 6 А, С/раб >400 В). Электроды датчика из-
готовьте из нержавеющего и неокисляющегося в воде металла, -что поможет вам
избежать увеличения сопротивления при их контакте с водой. Лучше всего сделать
электроды из нержавеющей стали, но в общем случае возможно использование ме-
нее водостойких электродов, если, конечно, их очищать время от времени. Они
укрепляются параллельно друг другу на расстоянии 2,5 см. Для поддержания их в
таком, положении возьмите кусочек какого-нибудь изоляционного материала.
Деталей в схеме мало, и они вполне уместятся на небольшой плате. Для нор-
мальной работы тринистора нужен теплоотвод. Им послужит алюминиевая пласти-
на площадью около 13 см2. Электромотор насоса можно подключить непосред-
ственно к схеме. Однако для удобства есть смысл использовать разъем. Питать
сигнализатор можно как от батареи, так и от выпрямителя, дающего 12 В.
Индикатор подъема воды
Как быстро поднимается вода? Если вас-действительно волнует этот вопрос,
ответить на него вам поможет устройство, схема которого показана на рис. 7.10.
Каждый из трех датчиков при желании может быть установлен на любую высоту, и
93
при достижении водой очередного из них на это укажет загоревшийся светодиод.
Из предшествующей схемы можно взять тринистор с цепью управления, чтобы
включать насос, когда вода дойдет до установленного уровня. При добавлении нес-
кольких электронных ключей, аналогичных тем, которые уже есть в схеме, станет
возможным с большой точностью следить за изменением уровня воды.
Схема работает в целом; как и предыдущая, в ней только отсутствует мощный
тринистор для управления насосом. Конденсаторы С1 — СЗ роздают отрицательную
обратную связь, исключающую посторонние помехи. При замыкании конкретного
электрода с водой возникающий ток открывает ключевой транзистор, о чем сигна-
лизирует светодиод. Если планируется длительная эксплуатация этого сигнализа-
тора, питание лучше производить от сети через понижающий трансформатор и вып-
рямитель на 12 В. DI - D3 могут быть любые; QI - Q3 - типа 2N3904.
Детектор дыма
Рынок настолько наводнен разнообразными системами противопожарной сиг-
нализации, что едва ли есть нужда заново изобретать велосипед. Но может оказать-
ся, что у вас возникнет желание собрать собственными руками недорогой детектор
дыма. При установке его в помещении, где курить не разрешается, он, например,
сам будет давать предупреждение курильщикам.
Схема устройства показана на рис. 7.11. Датчик дыма состоит из светодиода и
фототранзистора, работающих в инфракрасной области спектра. С его помощью
можно регистрировать дым или высокую концентрацию пылевидных непрозрачных
частиц, взвешенныхв воздухе. Светодиод и фототранзистор помещен в непрозрач-
ные трубки длиной 7,5 и диаметром 0,6 см. Трубки располагаются так, чтобы све-
тодиод мог наилучшим образом освещать фототранзистор. Расстояние между кон-
цами трубок около 2,5 см.
94
Свет от светодиода Р7 (27б—142 фирмы Radio Shack) проходит через зазор
между трубками и освещает фототранзистор Q1 (276-145 фирмы Radio Shack).
Фототранзистор открывается, и- на его эмиттере возникает положительное напряже-
ние, которое затем поступает на инвертирующий вход операционного усилителя.
На второй нХод усилителя напряжение снимается с ползунка переменного резисто-
ра R9. Этим резистором устанавливают чувствительность сигнализатора на плот-
но сть дыма, проходящего через зазор между трубками.
В- отсутствие в воздухе дыма напряжение на эмиттере- фототранзистора QL не-
сколько превышает напряжение,, снимаемое с ползунка регулятора чувствительно-
сти, при этом- на выходе операционного усилителя присутствует малое отрицатель-
ное напряжение.. Светодиод D2 (может быть любой) не горит. Когда в зазоре дат-
чика появляется дым, освещенность фототранзистора снижается. Напряжение на
его эмиттере становится меньше, чем на ползунке переменного резистора R9.
Напряжение, появившееся на выходе операционного усилителя, включает свето-
диод D2 и пьезокерамический звуковой, сигнализатор PZ-1.
Сборка схемы. Детали схемы смонтируйте по своему усмотрению на плате- из
изоляционного материала. Звуковой сигнализатор PZ-1 й светодиод D2 размеща-
ют на передней панели корпуса, в котором находится сама плата. Переменный ре-
зистор- R9 лучше- установить на- нижней стенке корпуса, чтобы облегчить к нему
доступ. Для микросхемы желательно предусмотреть теплоотвод, чтобы ббезопасить
ее от теплового повреждения. В- задней стенке- корпуса, просверлите пару дьфок
для установки устройства, например, на стене.
В качестве , держателя трубок датчика используйте подходящий пр размеру ку-
сочек дерева, как: показано на рис. 7.12. Отверстия, в которые- будут вставляться
трубки, нужно сделать с надлежащей тщательностью. Между концами трубок и в
радиусе 2,5 см вокруг желательно оставить свободное пространство, чтобы не на-
рушать движение потоков дыма. В верхней части держателя просверлите отверстия
и прикрепите его к нижней стенке корпуса. Подключите датчик к схеме, закрепив
выводы светодиода и фототранзистора, иэоляциоинойлентой.
Рис. 7.12 Конструкция датчика детектора дыма-
95
Ввод сигнализатора в работу. Переменный резистор R9 установите в среднее
положение и подайте питание иа схему. Если при этом загорелся светодиод D2 и
начал работать звуковой сигнализатор PZ-1, нужно уменьшить напряжение, <^шма-
-змое с движка регулятора, чтобы последние перестали работать. Затем устройство
установите там, где появление дыма указывало бы. на надвигающиеся неприятности.
Детектор радиоволн
' Нравится вам это или нет, но электронный шпионаж стал неотъемлемой чертой
образа жизни высокоразвитого в техническом отношении общества-людей*.- Когда
производитель сложного оборудования успешно скрывает свои секреты, дела его
идут как нельзя-лучше. Но стоит конкурентам прознать об этом, как это сразу при-
ведет к потере прибыли и прочим издержкам.
Даже если вам нечего опасаться, но вы хотели бы выяснить, не шпионит ли кто-
нибудь за вами с помощью подслушивающей радиоаппаратуры, соберите схему, по-
казанную на рис. 7.13. С ее помощью можно отыскать в помещении работающий
микропередатчик. Детектор радиоволн чувствителен к частотам ниже частот радио-
вещания и вплоть до 500 МГц. Настраивать детектор при поиске ультракоротко-
волновых передатчиков можно изменением длины телескопической антенны.
Работа схемы. Телескопическая антенна воспринимает высокочастотные элект-
ромагнитные колебания, которые затем детектируются германиевым диодом D1.
Высокочастотная составляющая сигнала отфильтровывается катушкой индуктив-
ности - L1 и конденсатором С1. Низкочастотный сигнал поступает через резистор
R1 на базу транзистора Q1. Усиленный до достаточного уровня, сигнал подается на
пьезокерамический звуковой сигнализатор PZ-1. Для питания используется бата-
рея на 9 В. Когда сигнал на антенне отсутствует, ток, потребляемый схемой, близок
к нулю.
Сборка схемы. Выберите подходящий металлический или пластмассовый кор-
пус и плату, которая могла бы там поместиться. При монтаже старайтесь, чтобы
выводы деталей, относящихся к высокочастотной части устройства, были как мож-
но короче. К ним относятся диод D1, катушка индуктивности L1, конденсатор
С1, резистор R1 й гнездо антенны. Пьеэокерамический звуковой сигнализатор н
выключатель питания разместите на передней панели. Антенна в сложенном виде
располагается внутри корпуса вдоль одной из стеиок. Ее можно закрепить с по-
мощью пластмассовых хомутиков. г . .
Ввод устройства в работу. Частотный диапазон и примерную чувствительность
детектора радиоволн удобно проверять, используя генератор высокой частоты.
Подключите к выходу генератора изолированный провод и параллельно ему распо-
ложите антенну детектора. Таким образом вы слабо свяжите его с генератором. Ис-
следуете весь радиодиапазон, начиная с частоты ниже 500 кГц и до точки, где детек-
тор перестанет воспринимать радиоволны. Заметьте, как сизмененнем частоты ме-
няется его чувствительность. Конечно, такой тест грешит приблизительностью, од-
нако все же дает возможность оценить качество детектора радиоволн.
Разыскивая в помещении спрятанные передатчики, не забудьте выдвинуть ан-
тенну и медленно обходите комнату. Если поблизости работает мощная мешающая
радиостанция, уменьшите длину антенны. В отсутствие сигнала ток, потребляемый
устройством, незначителен, и поэтому; наблюдая за радиообсгановкой, аппарат
можно держать все время включенным.
Прибор для оценки пульсаций источника питания
С помощью таких приборов, как вольтметр и амперметр постоянного тока,
можно исследовать работу регулируемого источника постоянного напряжения, оп-
ределив пределы регулировки выхода и мощность, отдаваемую в нагрузку, Одна-
ко к столь же важным характеристикам любого выпрямителя относится его спо-
собность сглаживать пульсации переменного напряжения. Особенно заметным это
становится при питании какого-либо чувствительного усилителя. К тому же повы-
шение уровня пульсаций может быть следствием перегрузки источника или прог-
рессирующей порчи его компонентов. Если это заметить и заблаговременно исп-
равить, можно избежать болыдих неприятностей.
Схема устройства, которое позволит вам следить за уровнем пульсаций, показа-
на на рис, 7.14. На вход прибора, подключенного к выходу контролируемого ис-
точника питания, проходит только переменная составляющая, и, когда она превы-
Рис. 7.14. Прибор для оценки пульсаций источника питания
97
тает установленный уровень, об этом дается предупредительный сигнал. Само
устройство может питаться от того же источника, если тот дает напряжение от 9
до 16 В и сможет выдержать дополнительную нагрузку в несколько миллиампер.
Работа схемы. Два первых операционных усилителя, входящих в. микросхему
типа LM324, усиливают поступивший сигнал. Третий усилитель выполняет одновре-
менно роль компаратора и цепи, управляющей сигнализаторами. Выключатель S1
в зависимости от положения устанавливает глубину отрицательной обратной связи
и, следовательно, коэффициент передачи усилителя А. В первом его положении
усиление ступени равняется 100, во втором — 16, а в третьем сигнал передается без
изменений. Коэффициент передачи усилителя В равен 100, но благодаря тому, что
на его входе включен резистор R5 с номиналом 4,7 кОм, он снижается приблизи-
тельно до 21. Если установить переключатель S1 в первое положение, общее усиле-
ние двух каскадов получится около 2100. Значит, сигнал пульсации в 1 мВ на вы-
ходе усилителя В будет равен 2,1 В. Этого уже вполне достаточно для работы ком-
паратора. Таким образом, уровень пульсаций в 1 мВ можно считать наименьшим, к
которому еще чувствительна схема.
С выхода операционного усилителя В (вывод 7) сигнал поступает на диодный
выпрямитель с удвоением напряжения, выполненный на диодах D1 и D2 (типа
1-N914)-. Работая как компаратор, усилитель С сравнивает, напряжение, поступа-
ющее с конденсатора' С4 выпрямителя, с напряжением, снимаемым оползунка
резистора R8. При низком уровне пульсаций Напряжение на конденсаторе С4
меньше, чем поступающее с регулятора порога резистора R8, при этом на выходе
компаратора поддерживается- высокое положительное напряжение. Повышение
уровня пульсаций приводит к снижению напряжения на выходе компаратора.
Благодаря возникшей разнице потенциалов между положительной шиной питания и
выходом усилителя загорается светодиод D3 (любого цвета) и начинает работать
звуковой пьезокерамический сигнализатор ’PZ-1.
Монтаж устройства. Для сборки схемы есть два пути. В случае, если устройство
предполагается использовать постоянно с каким-либо источником постоянного'
напряжения, плату прибора, желательно разместить внутри корпуса последнего.
Для этого, естественно, необходимо, чтобы внутри корпуса было достаточно места.
Если устройство планируется использовать как переносный измерительный при-
бор, поместите его в отдельный корпус.
. При сборке устройства старайтесь всё соединения делать как можно более ко-
роткими проводами Как и в любом другом чувствительном усилителе, желатель-
но разнести входные и выходные цепи друг от друга и расположить их вдалеке от
проводников с переменным током. Переменный резистор R8, светодиод D3 и
пьезокерамический сигнализатор разместите в' удобном' месте на стенках корпуса
устройства.
Эксплуатация устройства. Подключите прибор к источнику постоянного напря-
жения, который Намереваетесь контролировать. Общий провод схемы должен быть
подключен к отрицательному зажиму, а конденсатор Сб-к положительному.
Если источник дает напряжение от 9 до 16 В и есть запас мощности, питать устрой-
ство можно прямо от него.
Если в наличии есть осциллограф, с его помощью посмотрите, присутствуют ли
в напряжении пульсации. Их уровень может зависеть от того, как сильно нагружен
выпрямитель. Задайте с помощью нагрузки условия, чтобы уровень пульсаций был
максимальным. Теперь переведите устройство в режим наибольшей чувствитель-
ности. Для этого переключатель S1 ставят в положение 1, а ползунок переменно-
98
го резистора R8 смещают вниз (по схеме), уменьшая тем самым напряжение,
поступающее на вывод 10 микросхемы. Если вы уверены, что схема работает, но
сигнализаторы устройства так и не включились, это значит, что у вас действительно
хороший блок питания.
Калиброванную настройку можно провести, имея в наличии источник напряже-
ния с известным уровнем пульсации. Еще более точную настройку можно провести
с помощыо генератора низкой частоты. Установите на шкале генератора частоту
120 Гц. Если вы не* уверены, что на выходе генератора уровень сигнала » точности
соответствует показаниям шкалы калибратора, к выходу подключите осциллограф
или чувствительный вольтметр переменного тока.
При переключателе S1 в положении 7 устройство способно воспринимать сиг-
нал с напряжением 3 мВ, в положении 2 до 30 мВ, в положении 3 - до 300 мВ.
В случае, если нужно контролировать большие напряжения пульсаций, то увели-
чением номиналов резисторов R1 или R5 понижают общее усиление устройства.
Если сделать резистор R5 сопротивлением 100 кОм, коэффициент передачи усили-
теля В снизится до единицы. Это означает, что соответствующие подаваемые на
вход напряжения пульсаций увеличиваются в 20 раз. Для положения 1 переключа-
теля S1 это 60 мВ, для положения 2 - 600 мВ и для положения 3 - ,6 В.
-'Установите переключатель 81 в положение, соответствующее возможным пре-
делам увеличения пульсаций в источнике питания, с которым впоследствии будет
работать схема. Ползунок переменного резистора RS переведите в верхнее (по
схеме) положение. Установителя выходе генератора низкой частоты критический
уровень пульсаций и настраивайте резистор R8 до момента срабатывания индика-
торов. В этом, по сути, и заключается настройка.
Индикатор занятой телефонной линии
Когда к одной телефонной линии подключено несколько телефонов, которыми,
в свою очередь, пользуются несколько абонентов, всегда сложно угадать - занят
телефон или нет. Можно, конечно, поднять трубку и проверить, но это пусть не так
хлопотно, как приводит к невольному нарушению конфиденциальности чужого
разговора. Устройство, схема которого показана па рис. 7.15, поможет вам этого
избежать, Й пусть это не дает никому дополнительного телефонного времени, но
все же делает пользование телефоном более удобным.
Рис. 7.15. Индикатор занятой телефонной линии
99
Еабота схемы. Принцип ее работы основан на измерении напряжения в телефон-
ной линии. Когда ни один из телефонных аппаратов не занят, в линии присутствует
постоянное напряжение 48 В. Если поднять трубку, то телефонная станция пере-
ключит напряжение в линии на 10 В. Устройство изолировано от телефонной линии
двумя резисторами по 10 МОм каждый; таким образом, оно нисколько не шун-
тирует линию. Напряжение, снимаемое с резистора R3,-‘ поступает на затвор поле-
вого транзистора jjl. Кондесатор С1, подключенный параллельно к резистору
R3, сглаживает побочные пульсации и шумы, которые могут, вызвать ложные сра-
батывания.
. Когда в линии присутствует напряжение 48 В, транзистор £.1 остается закры-
тым; При падении напряжения до 10 В транзистор. Q1 открывается и создавшимся
смещением отпирает транзистор Q2. Возникший ток зажигает сигнальный светодиод
D1 (может быть любой). Светодиод продолжает гореть до тех пор, пока занят
хотя бы один телефонный аппарат. -
’ Монтаж устройства. Собранную схему поместите с подходящей по размеру пла-
стмассовый корпус. Выключатель питания и светодиод расположите на верхней
или передней панели корпуса. На концах проводов, подключаемых к линии, можно
предусмотреть' стандартные штепсели для включения в т ефонну о розетку. Схему
.можйо питать от сетевого источника. Обязательно убедитесь, что он дает хорошо
отфильтрованное напряжение.
Стопроцентной эффективности можно добиться, лишь снабдив подобным уст-
ройством каждый из телефонных аппаратов, чтобы никому, из абонентов не приш-
лось по ошибке беспокоить другого во время разговора.
Использование устройства. Первым делом надо определить полярность прово-
дов телефонной линии. Положительный,провод подключите к точке А устройства,
а отрицательный. - к точке В. Подайте на схе&у питание и снимите трубку с одно-
го из телефонов, при. этом светодиод должен загореться. Если все произошло имен-
но так, можно приступить к. установке подобных устройств на. остальные телефон-'
ные аппараты. '
Г л а в а & УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
И ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Огромная доля тяжелого ручного' труда, которую выполнял человек сто лет
назад, в настоящее время приходится на' электродвигатели и чуть в меньшей степе-
ни —на двигатели внутреннего сгорания. Даже древнейший помощник человека —
лошадь избавлена от тяжелого труда благодаря современной, технике. На любом
предприятии количество электродвигателей насчитывается сотнями. Они различают,
ся по размерам и мощности от электродвигателя в ручной дрели до привода огром-
ного пресса.
Контроль за работой электродвигателей и двигателей внутреннего сгорания яв-
ляется обширной областью, тде электроника может показать свои достоинства.
Конечно, посудомоечная машина и даже знаменитая газонокосилка не столько
капризны и дорогостоящи, чтобы за ними устанавливать особый'"контроль. Но
всегда можно найти область, где двигатель выполнял бы какую-либо ответствен-
ную работу и неожиданный выход его из строя или возникшие сбои принесли бы
большие неприятности.
100
Устройство контроля-электродвигателя^
переменного тока
Приведенное ниже короткое повествование проиллюстрирует вам о том, на
сколько важно бывает не допускать неожиданные поломки электродвигателя.
На одном из небольших предприятий по технологии производства требовалось с
помощью мощного вентилятора отсасывать горючие пары и не давать им скапли-
ваться в башне. В один из августовских дней электродвигатель, приводивший
в движение вентилятор, перегрелся и на некоторое время остановился. Никто
точно не знает, что же привело к воспламенению паров. К счастью, никто не пост-
радал, и вскоре прибывшие пожарные справились с огнем.
Далеко не все подобные случаи оканчиваются счастливо. После того инциден-
та на ремонт машин ушло несколько дней, а ведь мог быть разрушен весь завод.
. Через неделю для контроля над тем злосчастным электродвигателем было установ-
лено специальное устройство, которое остановило бы производственную линию в
случае замеченных неполадок с электромотором.
Если бы в день происшествия была возможность следить за потребляемым то-
ком электродвигателя, то можно было бы заметить, как по мере усугубления
ситуации ток неуклонно возрастал. В общем случае это явление используется в
устройстве контроля. ч
На схеме, показанной на рис. 8.1, видно, как работает такое устройство. В цепь
_ питания электродвигателя включено токоизмерительное устройство, в котором
предусмотрена установка порога срабатывания по току на желаемый уровень.
О его превышении оповещает звуковая сигнализация.
’’Сердцем” подобного устройства является непосредственная токоизмеритель-
ная цепы Здесь можно пойти двумя путями, Например;-п6следовательно с электро-
Рис. 8.1. Структурная схема устройства для контроля тока, потребляемого элект-
родвигателем
101
Рис. 8.2. Простое устройство для контроля питающего тока
двигателем включить мощный низкоомный резистор и увеличение тока определять
по увеличению падения напряжения на нем. Главный недостаток этого способа -
это большая мощность, рассеиваемая на резисторе. Есть другой способ, в котором
последовательно с электромотором включают обмотку повышающего трансформа-
тора. Положительной стороной этого способа является относительная его дешевиэ-'
на и простота исполнения. ,
Простейшая схема такого устройства показана на рис. 8.2, где используется ста-
рый понижающий трансформатор1. В свое время трансформатор Т1 был обыкно-
венным пятидесятиваттным трансформатором, понижающим сетевое напряже-
ние до 24 В. Использовался он в большинстве типов бытовой радиоаппаратуры
и стоил'не более 6 долл. Вторичная понижающая обмотка в этом трансформаторе
намотана поверх первичной, и ее можно лргко удалить, не разбирая трансформато-
ра. Отпаяйте провод понижающей обмотки от клеммы и виток завитком удалите
ее. Эго займет некоторое время, зато вы уж точно не повредите трансформатор.
Теперь в качестве вторичной обмотки оставьте один или два витка провода се-
чением 3—5 мм2. Эта обмотка включается в цепь последовательно с электромо-
тором.
. Относительное значение тока через электродвигатель контролируется по вольт-
метру переменного тока, подключенному к прежней первичной обмотке транс-’
форматора. Шкалу вольтметра несложно’откалибровать для конкретного электро-
двигателя, вводя его на короткое время в критический режим и отмечая на шкале
показания. Недостаток это!? простой схемы состоит в том, что для наблюдения
за ней обязательно нужен оператор.
1 Схема рассчитана на принятое в США переменное напряжение питающей элект-
рической сети 120 В. Это следует учесть при выборе элементов в случае повторения
схемы в нашей стране. - Прим. пер.
102
Рис. 8.3. Устройств для контроля электродвигателя- переменного тока
Устройство, схема которог приведена на рис. 8.3, дает о себе знать, только ког-
да начнутся неполадки с электродвигателе и, а до той поры сохраняет молчание.
Конечно, здесь все равно необходим человек го в- этом случае он уже не столь силь-
но привязан к объекту наблюдения.
Работа схемы. Ток, ’протекающий через понижающую обмотку модифицирован-
ного трансформатора, создает на ней падение напряжения порядка нескольких мил-
ливольт. На повышающей обмотке благодаря отношению -витков в несколько
сотен напряжение составляет уже от 1 до 10 В в зависимости от тока, потребляе-
могодвигателем.
Это напряжение выпрямляется двухполупериодным выпрямителем на диодах
DI — D4 (типа 1N4002) и снимается со сглаживающего конденсатора С1. На пер-
вом операционном усилителе собран повторитель, который изолирует последую-
щие цепи от выпрямителя и позволяет ввести задержку срабатывания при резком
кратковременном увеличении тока. Дело в том, что у любого электродвигателя
при включении потребляемый ток много выше рабочего. Если не ввести задержку,
то устройство будет подавать сигнал тревоги до тех пор, пока электродвигатель
не войдет в рабочий режим.
Если выключатель S1 отключен, схема реагирует на превышение порога тока, в
том числе и при пуске, практически мгновенно. Подключив конденсатор С2,
вы установите время задержки порядка нескольких секунд. За это время электро-
двигатель, если нет никаких препятствующих факторов, успеет разогнаться до нор-
мальной частоты вращения. Чтобы увеличить время задержки, увеличьте емкость
конденсатора С2, а чтобы уменьшить, уменьшите сопротивление времязадающего
резистора R2.
С повторителя на операционном усилителе А сигнал поступает на инвертирую-
щий вход (вывод 6) усилителя В, работающего как компаратор. На второй вход
. 103
усилителя напряжение снимается с ползунка переменного резистора R6, который
играет роль регулятора порога срабатывания. При нормальных условиях напряже-
ние на выводе 5 усилителя В больше, чем поступающее с повторителя на его инвер-
тирующий вход. При этом положении на выходе усилителя В поддерживается вы-
сокий потенциал, примерно равный напряжению питания. Исходя из этого, разница
потенциалов, приложенная к светодиоду D5 (может быть любой) и звуковому пье-
эокерамическому излучателю PZ-1, близка к нулю. Как только произойдет повы-
шение тока в электродвигателе и если не включена задержка, напряжение на выхо-
де усилителя В (вывод 7) упадет до нуля и устройство подаст сигнал тревоги.
Для питания устройства подойдет любой источник питания с напряжением от 12
др 15 В и током 50 мА. Если предполагается использовать устройство как само-
стоятельное, источник питания можно смонтировать вместе с ним в одном корпусе.
Монтаж схемы. Схема целиком собирается на плате из изоляционного материа-
ла и помещается в пластмассовый или металлический корпус. Во избежание выхо-
да из строя микросхемы из-за лепрового перегрева ее монтируют на теплоотводе.
Для подсоединения устройства в 'цепь питания электродвигателя нужно использо-
вать соответствующие сетевые провода. На корпусе устройства желательно раз-
местить розетки, через которые будет осуществляться подключение. Детали регу-
лировки и индикации разместите подальше от проводов с высоким напряжением
и в местах с удобным доступом.
Изготовление трансформатора (данные указаны на рис. 8.2) займет не более 14.
В нашем случае использовался трансформатор со вторичной обмоткой на 24 В,
ио понятно, что это не играет особой роли. Вместо него можно взять любой другой
понижающий трансформатор на 120 В, у которога понижающая обмотка намотана
поверх первичной, и ее можно удалить. Главное, чтобы после удаления низковольт-
ной обмотки было достаточно места для намотки новой. Для нее возьмите кусок
медного эмалированного провода сечением 3—5 мм2 и сделайте Один или два
витка. ” . У. г ."
Применение устройства. Подключите устройство к цепи питания электромотора
и подайте на схему питание. Отключите выключатель S1, а ползунок регулятора
порога срабатывания R6 поставьте в нижнее (по схеме) положение. Подайте пита-
ние на электродвигатель, при этом светодиод и звуковой сигнализатор должны
включиться. Установите ползунок регулятора порога в положение, где они отклю-
чаются. Теперь незначительное увеличение тока, потребляемого двигателем, вызо-
вет срабатывание световой и звуковой сигнализации. В случае, если случайные
броски тока будут вызывать ложные срабатывания, можно несколько огрубить
точность установки порога.
К электродвигателю, вращающему, например, вентилятор, может иногда прила-
гаться переменная внешняя нагрузка. В этом случае нужно настроить устройство
именно на условия перегрузки, угрожающей оборудованию. Искусственно эту
перегрузку можно создать, перекрыв заслонкой воздушный поток. Не лишне
здесь воспользоваться амперметром, чтобы непосредственно измерить токи рабо-
чий и перегрузки.
Поддерживая условия перегрузки, переменным резистором R6 добейтесь,
чтобы включились сигнализаторы. Когда перегрузка будет снята, оии должны от-
ключиться. Выключите электродвигатель, замкните выключатель S1, и снова
включите двигатель. Если времени задержки достаточно, устройство на скачок
пускового тока не отреагирует. В противном случае удвойте емкость конденса-
тора С2. Никогда не используйте в качестве его электролитический конденсатор,
104
У негоможет оказаться слишком большой ток утечки, и он не сможет, зарядиться
до необходимого напряжения, -
Если у вас возникаетиеобходимость следить за работой еше одного электродви-
гателя, находящегося недалеко от первого, соберите такую же схему на базе остав-
шихся двух операционных усилителей С и D.
Устройство предупреждения выхода "в разнос"
двигателя внутреннего сгорания
Одноиз наиболее опасных явлений у двигателей внутреннего сгорания — выход
двигателя ”в разнос” при поломке регулятора, когда частота вращения начинает
быстро и неуправляемо возрастать. Обычно это приводит к поломке самого дви-
гателя и окружающих деталей. Даже в двигателе газонокосилки есть встроенный
регулятор, спаренный с Дросселем, что не дает ему разогнаться выше положенной
частоты вращения, "
Большинство двигателей не столь дороги, и на них не возлагают особой от-
ветственности, а потому не укомплектовывают противоразносными системами.
Однако бывают случаи, когда такие. системы необходимы. Примером может слу-
жить двигатель внутреннего сгорания, вращающий генератор переменного напряже-
ния для питания оборудования при аварии. Пошедший в таких условиях "в разнос”
двигатель погубит сам себя и питаемое оборудование возникшим перенапряже-
нием.
Бывают случаи, когда по условиям эксплуатации необходимо поддерживать
частоту вращения двигателя: постоянной. Специальное устройство дало Тбы опера-
тору предупреждение о возникающих отклонениях, и необходимые корректировки
были бы проделаны заблаговременно.
В целом за всем, что вращается, не важно, какое горючее это устройство упот-
ребляет, можно установить контроль с помощью предлагаемого прибора. Он вовре-
мя даст предупреждение о необходимости внесения корректировок или о том, что
лучше было бы спрятаться в более безопасное место.
Схема Прибора показана на рис. 8.4. Сигнал прибором подается всякий раз,
когда контролируемый объект увеличит частоту вращения выше установленной.
Фототранзистор Воспринимает луч, посланный инфракрасным светодиодом, после
отражения его от Кусочка белой бумаги или пятна краски, нанесенного на вращаю-
щийся объект.
Работа схемы. Луч света, посланный светодиодом и отраженный от белого пятна
на вращающейся детали, воспринимается фототранзистором как короткий импульс.
Эго проявляется в виде слабых отрицательных импульсов на коллекторе фототран-
зистора. Усиленные и ограниченные для получения прямоугольной формы тран-
зисторами Q2 и Q3 импульсы Отрицательной полярности поступают на запуск ищу-
щего мультивибратора, выполненного на микросхеме IC-1 (типа 555) . По поступ-
лении запускающего импульса с коллектора транзистора Q3 ждущий мультивибра-
тор всякий раз вырабатывает стабильный по длительности положительный импульс.
Его длительность задается номиналами конденсатора С1 и резистора R7. С вывода 3
микросхемьГэтот импульс поступает на Интегрирующую ЯС-цепочку, состоящую
из конденсатора С4 (танталовый электролитический; и резистора R8.
Усредненное напряжение с конденсатора С4 подается иа повторитель, выпол-
ненный на операционном усилителе А микросхемы IC-2 (типа LM324). Благода-
105
Рис. 8,4. Устройство предупреждения выхода ”в разнос” двигателя внутреннего
сгорания
ря высокому входному сопротивлению повторителя удается избежать шунтирова-
ния конденсатора С4 последующими цепями. С повторителя сигнал поступает на
инвертирующий вход усилителя В, работающего как компаратор. Он сравнивав
это напряжение с напряжением, снимаемым с ползунка переменного резистора
R13, Светодиод D2m звуковой сигнализатор PZ-1, подключенные к выходу компа-
ратора (вывод 7), оповещают о превышении скорости вращения.
Питают схему от источника постоянного напряжения от .10 до 12 В, который
может обеспечить ток в нагрузке около 50 мА, Питающее напряжение не должно
колебаться более чем на 5%; D1 типа 276-142, Q1 типа 276—145 фирмы Radio
Shack.
Монтаж устройства. Компоненты схемы собирают на плате из изоляционного
материала, и вне. зависимости от их компоновки, если монтаж не вызывает сомне-
ний, устройство будет работать исправно. Тахометрический фотодатчик можно
разместить в том же корпусе, что и схема, или. в отдельном, но также непрозрач-
ном. Пример такой конструкции' дан на рис. 8.5. Светодиод и фототранзистор мож-
но разместить по одному в кусочках соломки для коктейля, покрасив ее предва-
рительно в черный цвет. В любом случае они должны- располагаться под углом друг
к другу, чтобы точка фокуса находилась от них не дальше 2,5 см, а, возможно, и
ближе. Тем самым вы сможете Избежать попадания на. фототранзистор посторонне-
го света.
Фокальная "ТС Непрозрачный корпус 106 Рис. 8.5. Конструкция тахометрическо- го фотодатчика .X ”
Обе микросхемы желательно монтировать на подставках. Переменный резистор
R13, светодиод D2 и пьезокерамический излучатель PZ-1 располагают в удобном
месте на передней или верхней стенке корпуса. Если фртодатчик должен будет
находиться приблизительно в метре от устройства, для соединения обязатель-
но используйте экранированные провода.
Наладка устройства. Укрепите на вращающейся детали контролируемого объек-
та кусочек белой бумаги площадью 3 см2 или закрасьте это место белой краской.
Может оказаться, что объект слишком яркий, блестящий, и вам не удастся полу-
чить достаточного контраста. В этом случае его покрывают темной краской или
чем-либо подобным. Если это сделать невозможно или нежелательно, вырежьте
из темной бумаги круг подходящего размера с белой полосой и закрепите его на
вращающейся детали. Всегда ие лишне проделать несколько опытов, чтобы най-
ти оптимальный вариант.
Если обнаружится, что из-за слишком ,большой либо слишком малой скорости
вращения детали переменный резистор R13 приходится устанавливать в одно из
крайних положений, изменением номиналов конденсатора С1 и резистора R.7
можно переместить точку настройки в середину. Так, если ползунок резистора
R13 оказывается слишком близко к нижнему (по схеме) положению, нужно но-
миналы конденсатора С1 или резистора R7 увеличить, и наоборот.
Подключите к выводу 1 микросхемы /С-2 вольтметр постоянного напряжени
на 10 В. Изменяя положение фотодатчика относительно объекта, определите два
крайних предела, между которыми находится наилучшее положение фотодатчика.
Поставьте ползунок переменного резистора R13 в верхнее (по схеме) положе-
ние. Включите устройство и контролируемый двигатель. Когда он войдет в рабочий
режим, медленно вращайте ручку переменного резистора до того момента, когда
включится звуковая и световая сигнализация. После этого поверните ось на 1/16
свободного хода, чтобы сигнализаторы выключались. Теперь устройство чувст-
вительно к превышению установленного предела.
Если есть возможность воспользоваться тахометром, точную настройку можно
провести и с его помощью. В любом случае устройство заметит увеличение частоты-
вращения двигателя и известит об этом оператора, не давая двигателю пойти ”в
разнос”. --
Глава 9. ВЫБОР, ИЗГОТОВЛЕНИЕ И УСТАНОВКА'
СИСТЕМЫ ’ СИГНАЛИЗАЦИИ
Выбирая какую-либо систему сигнализации, прежде Всего подумайте, соотносят-
ся ли затраты на ее сборку й установку с.ценностью того, что она будет охранять.
Для большинства Из нас наиболее ценными являются, видимо, автомобиль и соб-
ственный дом. Сохранить их от огня и уберечь от кражн мокно несколькими спо-
собами, но если вор - профессионал в своем деле, никто не может полностью пору-
читься за надежность охраны. Вы должны помнить, что условия его деятельности
как нигде вынуждают его к осторожности и оттачивают мастерство. Ошибка для не-
го означает быть пойманным с поличным или впоследствии по оставленным ули-
кам.
Единственным способом перехитрить опытного преступника остается устано-
вить сигнализацию, которую быон никогда до сих пор не видел. Поняв всю опас-
ность своего предприятия, -он вероятнее всего пойдет искать более легкой добычи.
' 107
- Нет ничего лучше, для профессионала, чем древняя стандартная сигнализация, ко-
торую он без усилий обезвредит и уйдет целым и невридимым. Помните, на хит-
рую лису нужна мудреная ловушка.
Установка сигнализации
Потратьте на обдумывание своей идеи достаточно времени.перед тем, как потра-
тить хотя бы десять центов, на приобретение компонентов. Й обязательно подумай-
те, где и как вы собираетесь поставить будущую сигнализацию. Самая сложная
и дорогостоящая система превращается в ничто, если установлена из рук вон пло-
хо. Потраченное на размышления и прикидки время, пусть даже о простейшей
сигнализации, окажется в несколько раз полезнее, чем затраты на дорогую систему,
установленную как попало. Всегда сначала все спланируйте, а уж затем приступай-
те к- оформлению намеченного устройства. Этот путь избавить вас от неожиданнос-
тей;
Затем, когда вы все хорошенько обдумали и собрали полностью систему из сос-
тавляющих блоков, самое время начать ее установку, и проделать это следует так,
чтобы ваше творение перехитрило не только любителя, но и профессионального
вора.
Вероятно, одной из лучших сигнализаций является система ~с дублированием
датчиков. Расположенный на виду датчик даст понять вору-любителю, что его
приключение может окончиться весьма плачевно. Уже только это остудит прыть
большинства претендентов на ваше имущество.
Второй линией обороны.станет уже надежный и хорошо спрятанный дублирую-
щий Датчик, который'даже профессионалу будет нелегко отыскать; Но его доста-
точно, чтобы поднять тревогу, тем самым доказав надежную работоспособность
всей системы. Однако хорошо спрятанный датчик ничем не лучше плохого, если
идущие к нему провода видны. Это все равно, что показывать красную тряпку
разъяренному быку. В этом споре лишь мелкие детали отличают профессионала от
любителя, причем по обе,стороны закона.
. Если разнообразие придает вкус жизни, то Пусть оно станет порцией перца в гла-
зу преступника, И если одновременно использовать несколько различных датчи-
ков, шансов, что преступник обезвредит йх все, практически нет. Так что пусть га-
дает! '
Создание собственной охранной системы
Этому н посвящена вся книга. Если вы собственноручно сконструировали свою
охранную систему, только вы можете знать все ее лазейки, и это сразу дает вам
преимущество перед преступниками. Всегда помните, что вы всегда один, с огра-
ниченными'средствами для охраны своего добра, а хищников на земле предоста-
точно.
Ряд устройств, о которых шла речь во второй главе, разработаны для охраны
второй наиболее. дорогой вещи — автомобиля. Если у вас угонят автомобиль, не-
смотря на всю тяжесть ситуации, это не самое плохое, что может случиться. Дви-
гатель, перегоревший из-за неисправности индикаторной лампочки, может повлечь
за собой куда большие денежные затраты. Ведь за украденный автомобиль вы
получите страховку, а в поломке виноваты вы сами. ’
108
Дублирующий'контроль за системами автомобиля, который вы сможете уста-
новить с помощью электроники, вовремя предупредит вас о возникающих неполад-
ках и будет как страховой полис, который нельзя купить за деньги.
Итак, если ваше имущество имеет для вас некоторую ценность, собственными
руками изготовьте охранную систему. Просмотрите внимательно все главы этой
книги, вероятно, вы найдете достаточное количество схем, которые помогут вам
решить некоторые ваши проблемы с помощью электроники.
Приложение. Отечественные аналоги зарубежных изделий
электронной техники
Зарубеж- ный при- бор Класс прибора Отечественный аналог
1N34A Германиевый диод малосигнальный Д312А
1N914 Кремниевый импульсный диод КД521А
1N918 Выпрямительный диод КД509А
1N4061 Кремниевый диод выпрямительный КД226А
1N4002 То же КД226А
1N4004 3» »> КД226В
1N4734 Стабилитрон - КС156А
SK3054 Кремниевый n—р—п транзистор КТ819Г
2N2102 То же КТ630А
2N2222 КТ3117А
2N2122A „ „ — КТ3117А
2N2906 Кремниевый р—п—р транзистор КТ661А
2N3055 Кремниевый n—р—п транзистор КТ819ГМ
2N3638 Кремниевый. р-п-р транзистор КТ35ОА, КТ351А
2N3903 Кремниевый n—р—п транзистор КТ375А
2N3904 То же КТ375А, КТ375Б
2N3906 Кремииёвый р—п—р транзистор КТ361Г
2N4249 ТО же КТ31О7Б
2N4360 Полевой транзистор на основе перехода КП103М
с р-каналом
2N5062 Маломощный р—п-р—п тиристор КУ104Г, КУ102В
2N5089 Малошумящий п—р—п транзистор КП102М
S103 Тиристор КУ104Г, КУ102Г
555 ИМС таймера КР1006ВШ
567 ИМС тонального и частотного декодеров К174ХА4, К174ХА12,
с ФАПЧ К1ОО5ХА8
741 ИМС операционного усилителя К140УД7
4001 Цифровая ИМС КМОП-типа К561ЛЕ5
4049 То же , К561ЛН2
109
Продолжение п р и л о ж.
Зарубежный прибор Класс прибора Отечеств еяный аналог
LM324 ИМС счетверенного операционного, усили- теля К1401УД2
МОСЮОО Транзисторный оптрон АОТ126
МОСЗОЮ Тиристорный оптрон К249КТ1
CL603A Фото резисторный оптрон АОР113А
ХС88ОА Излучательный диод АЛ140А
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ...................................................... 3
Глава 1. Системы сигнализации, чувствительные элементы, звуковые
сигнализаторы и контрольные системы. ........ ...... .......... 4
Автомобильные сигнализаторы ................................... 4
Охранная сигнализация ..... . ................................ 5
Сигнализатор уровня напряжения ............................... 11
Прочие сгопажевые устройства. ................................. 12
Глава 2. Автомобильные системы контроля ............................ 12
Устройство контроля аккумулятора.............................. 12
Сигнализатор перегоревшей лампы .............................. 15
Наблюдение за уровнем тормозной жидкости. ................... 19
Индикатор уровня тормозной жидкости ... .. . ......... t........ 21
Температурный сигнализатор. . ......................... . . . 22
Сигнализатор заднего хода ...................................... 24
Охранная система автомобиля.................................. 25
Глава 3. Охранная сигнализация ..................................... 28
Простое устройство сигнализации................................ 28
Фотосторож................................................... 30
ФотоСТОрОЖ С'пульсируюшим лучом .......................... . 34
’’Детектор близости”............................................ 37
Изготовление чувствительного ’’детектора близости” с колебательным
контуром .................................................... 39
Ультразвуковой сторож с раздельными приемником и передатчиком. ... 46
Устройство сигнализации с объединенными Приемником и передатчи-
ком, ...... .................................................... 49
- Сигнализаторы вибрации.......................................... 50
Вибросторож для изгороди...................................... 53
Регистратор проезжающего автомобиля............................. 54
Звукочувствительное устройство сигнализации .................... 56
110
Глава 4. Системы охранной сигнализации ............................. 59
Простейшая релейная сигнализация................................ go
Шлейфовый сторож.............................................. gy
Специализированный источник питания............................. ^2
Многоканальная сигнализация..................... . ............ ^3
Контролирующее устройство на микросхеме.......................... gj
Охранная сигнализация с задержкой срабатывания . ............... gs
Глава 5. Звуковые и прочие сигнализаторы. . -...................... ^0
Локальные звуковые сигнализаторы . . -........................... 70
Однотональный генератор.......................................... ц
Пульсирующий звуковой сигнализатор. ............................
Мощный сигнализатор............................................. 72
Световой сигнализатор......................................... 73
Пульсирующий световой сигнализатор............................ 74
Электронная сирена. . ......................................... 75
Глава 6. Телефонная система дальнего оповещения..................... 7g
Коммутатор питания схемы. ..................................... jg
Звуковые передатчики........................................... g3
Глава 7. Специализированные устройства сигнализации ............ 33
Сигнализатор перенапряжения .................................. 84
Сигнализатор уровня напряжения.............................. 85
Сигнализатор перегрузки по току................................. 87
Автомат с отключением при перегрузке........ 87
Температурный сигнализатор. ................................... 89
Сигнализатор надвигающейся бури................................ 90
Сигнализатор влажности..................................... . . 92
Индикатор подъема воды ................................ ........ 93
Детектор дыма................................................. 94
Детектор радиоволн............................. ;............... 95
Прибор для оценки пульсаций источника питания ................... 97
Индикатор занятой телефонной линии............................. 99
Глава 8, Устройства контроля электродвигателей и двигателей внутрен-
него сгорания................................................. jpg
Устройство контроля электродвигателя переменного тока........... цд
Устройство предупреждения выхода ”в разнос” двигателя внутреннего
сгорания.......................................................... 105
Глава 9. Выбор, изготовление и установка системы сигнализации...... 107
Установка сигнализации.......................................... 108
Создание собственной охранной системы.......................... 108
Приложение. Отечественные аналоги зарубежных изделий электронной
техники.................................. ........................ 109
Издание для Досуга ' _
Рейкс Чарлз Цу'
55 ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ СИГНАЛИЗАЦИИ
Заведующий редакцией А. Б. Жепцыбин
. Художественный редактор Т.А. Дворецкова
Технические редакторы Н. М. Б р у д н а я, М. А. .Канониди
Корректор Л. С. Тимо х'о в а
ИБ № 3824
Набор выполнен в издательстве. Подписано в печать с оригинала-макета 13.05.
Формат 60 х 84 1/16. Бумага типограф. N*2. Печать офсетная. Усл. печ. л. 6,51.
Уел. кр.-отт. 6,74. Уч.-изд. л. 8,16. Тираж 200000 экз. Заказ 594
Энергоатомиздат, 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.
Акционерноербщество ИПО ”Полиг0ан” . . .
125438, Москва, Пакгаузное шоссе, д. 1. . Т7-7- -л '