Схема. Сторожевое устройство на базе датчика движения

Датчики движения могут быть с успехом использованы в охранных системах, предназначенных для небольших помещений. Это позволит избежать применения проволочных охранных линий, механических или магнитоуправляемых контактов и других подобных элементов охранной сигнализации. Кроме того, такую систему легко и быстро как устанавливать, так и демонтировать.

Вниманию читателей предлагаю описание одного из вариантов подобной охранной системы. За основу устройства взят экономичный ИК датчик движения LX-02 (торговая марка «YUSING»), как один из наиболее дешевых. Он собран в едином корпусе на двух печатных платах. На первой размещены пироэлектрический и фотоэлектрический датчики с соответствующими элементами и выходной электронный коммутатор. На второй — сетевой блок питания с гасящим конденсатором и исполнительное электромагнитное реле, управляемое коммутатором.

Когда человек попадает в зону действия пироэлектрического датчика, реле срабатывает и подключает осветительный или другой сигнальный прибор к сети. После ухода человека из зоны датчик через определенное время выключает реле.
Время задержки выключения можно устанавливать в пределах от 5 с до 11 мин после последнего обнаружения объекта. Следует отметить, что пиродатчик реагирует только на движущегося человека. Фотодатчик позволяет отрегулировать устройство так, чтобы оно не срабатывало в дневное время или при нормальной освещенности зоны обнаружения. На плате датчиков для этой цели предусмотрены подстроечные резисторы. Плата датчиков соединена с платой блока питания тремя проводами — плюсовым, общим и выходным, промаркированными соответственно «+», «-» и «К».

Для переделки датчика движения в сторожевое устройство плату блока питания удаляют и на ее место устанавливают плату с деталями этого устройства. Таким образом, большинство элементов сторожа оказываются размещенными в корпусе датчика.
Сторожевое устройство на базе датчика движения
Схема сторожевого устройства показана на рис. 1. На элементах DD1.1, DD1.2 собран триггер Шмитта, который служит для формирования крутого перепада напряжения, на элементах DD1.3, DD1.4 — формирователь импульса обнуления D-триггера DD2.1. Микросхема DA2 по основному назначению представляет собой контроллер ЭПРА, содержащий встроенный RC-генератор.
Все узлы устройства, в том числе и смонтированные на плате датчиков, питаются от восьмивольтного стабилизатора напряжения DA1. Транзистор VT1 включает мощный звукоизлучатель НА1.

Светодиод HL1 служит для индикации режима работы устройства. Питает сторожевое устройство сетевой блок питания с выходным напряжением 12… 15 В или резервная аккумуляторная батарея GB1, подключенные через разделительные диоды VD2, VD3.

После подачи питающего напряжения начинается зарядка конденсатора С2. В этот момент на входе элемента DD1.3, а значит, и на выходе элемента DD1.4 будет высокий уровень. Он переведет триггер DD2.1 в нулевое состояние и на некоторое время запретит запись информации в этот триггер.

На инверсном выходе триггера будет высокий логический уровень, конденсатор С4
останется разряженным, поэтому высокий уровень будет и на входе FV контроллера DA2. В результате на выходах контроллера напряжение будет близким к нулю. Полевой транзистор VT1 закрыт.

Пока конденсатор С2 заряжается, устройство не реагирует на сигналы от пироэлектрического датчика, а светодиод HL1 включен, сигнализируя о том, что оно находится в режиме ожидания. За это время необходимо покинуть охраняемое помещение. Погасание светодиода означает, что сторож перешел в режим охраны.

При появлении теплокровного объекта в зоне чувствительности датчика примерно на 5 с после последней фиксации объекта на выходе коммутатора блока датчиков устанавливается низкий уровень. Так как за время ожидания конденсатор С1 зарядился (через резисторы R2, R4), то начнется его разрядка через резистор R2 и коммутатор датчика. Время разрядки конденсатора С1 выбрано несколько большим пяти секунд для того, чтобы повысить помехоустойчивость устройства. Таким образом, объект должен двигаться в зоне чувствительности датчика несколько секунд.

Если низкий уровень на выходе коммутатора продлится более 1…8 с, то конденсатор С1 разрядится до низкого уровня на входе триггера Шмитта DD1.1, DD1.2, он переключится и на входе С D-триггера DD2.1 низкий уровень сменится высоким. Триггер переключится в единичное состояние, и на его инверсном выходе появится низкий уровень. Разряженный конденсатор С4 начнет заряжаться. Время на его зарядку необходимо для того, чтобы хозяин имел возможность отключить сторожевое устройство до момента перехода его в режим «Тревога».

По мере зарядки конденсатора С4 напряжение на входе FV контроллера DA2 будет уменьшаться. Как только оно достигнет низкого уровня, на выходах контроллера появятся прямоугольные импульсы частотой около 1 кГц. С выхода О1 они поступят на затвор полевого транзистора VT1, и зазвучит сигнал тревоги.

Чтобы ограничить по времени длительность сигнала тревоги, введена цепь VD1R5. Через нее импульсы напряжения с выхода О2 контроллера начинают разряжать конденсатор С2. Когда напряжение на резисторе R6 достигнет высокого уровня, формирователь DD1.3, DD1.4 переключится, высокий уровень с выхода элемента DD1.4 переведет триггер DD2.1 обратно в нулевое состояние и на его инверсном выходе снова будет высокий уровень. Светодиод HL1 включится, сигнализируя о том, что устройство находится в режиме ожидания.

Конденсатор С4 начнет разряжаться, и через некоторое время на входе FV контроллера появится высокий уровень, звуковой сигнал прекратится. К этому моменту конденсатор С2 разрядится, на входе R триггера будет низкий уровень и сторож вернется в режим охраны.

Для указанных на схеме номиналов элементов время ожидания равно примерно 100с, задержка подачи сигнала после обнаружения объекта — около 50 с, длительность звучания сигнала тревоги — 4…5 мин. Ток, потребляемый устройством в режиме охраны, — 5…6 мА.

В устройстве можно применить любой переключательный низковольтный полевой транзистор с n-каналом и изолированным затвором, у которого сопротивление открытого канала не превышает 1 Ом. Диод VD1 — любой из серий КД522, КД521, КД102. Светодиод — малогабаритный сверхъяркий, который уже при токе 0.5…1 мА способен обеспечить требуемую яркость свечения.

Разделительные диоды VD2, VD3 подойдут любые малогабаритные выпрямительные, желательно с барьером Шотки, которые выдерживают ток, потребляемый устройством. Разъем Х1 годится любой.

Звукоизлучателем может служить одна или две последовательно включенные динамические головки общим сопротивлением от 8 Ом и более. Головки являются главным потребителем тока, поэтому и определяют выбор блока питания, диодов VD2, VD3 и батареи аккумуляторов GB1.

Все детали сторожа, кроме динамической головки, светодиода и батареи аккумуляторов, размещены на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 0,5 мм. Чертеж платы показан на рис. 2. Выводы деталей припаяны непосредственно к печатным проводникам; никаких отверстий в ней не предусмотрено. Собранную плату размещают в корпусе датчика движения взамен платы блока питания. С внешними элементами ее соединяют проводниками с разъемом Х1.
Сторожевое устройство на базе датчика движения
Следует отметить, что резервная аккумуляторная батарея GB1 в устройстве работает только на разрядку. Поэтому необходимо контролировать ее напряжение и вовремя заряжать.

Перед налаживанием движки обоих регуляторов на плате датчиков поворачивают в положение минимума (по стрелке-указателю). Далее устанавливают, если необходимо, временные задержки: от момента включения до перехода в режим охраны подборкой конденсатора С2, а от момента срабатывания датчика до сигнала тревоги — С4. Высоту звука сигнала тревоги можно корректировать подборкой резистора R9, а ограничить громкость звучания — включением последовательно с динамической головкой токоограничивающего резистора.

В тех случаях, когда требуется, чтобы сигнал тревоги звучал сразу после обнаружения движущегося объекта, конденсаторы С1 и С4 исключают, а резисторы R2 и R7 заменяют перемычками. Если в качестве исполнительного элемента необходимо использовать какое-либо устройство, требующее постоянного напряжения питания (например, реле), контроллер DA2 можно удалить, соединив затвор полевого транзистора VT1 с прямым выходом триггера DD2.

Устройство устанавливают в таком месте, чтобы оно было по возможности незаметным и контролировало пространство, подлежащее охране, двери, окна и т. п. Вблизи сторожа не должно быть источников тепла, на его чувствительные элементы не должны попадать солнечные лучи.

И. НЕЧАЕВ, г. Москва
«Радио» №3 2008г.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *