Охрана входной двери

Несмотря на наличие в продаже большого выбора сложных охранных устройств, дополнительная установка недорогих приборов с конкретными зонами контроля в охраняемом объекте всегда необходимы и востребованы. Такие несложные устройства, как правило, состоят из датчика, реагирующего на появление нарушителя или неправомерные его действия и схемы управления сиреной. Питание выполняется от электросети и дополнительного аккумулятора.

Иногда нарушитель проникает в «мёртвую зону», недосягаемую для аппаратуры наблюдения, или установка дорогих аппаратов контроля и наблюдения экономически невыгодно. Особенно незащищёнными сигнализацией оказываются замки дверей помещений, при подборе ключей или наличия их копии войти в помещение не представляет трудностей. Чаще всего для охраны входных дверей требуется сигнал сирены небольшой длительности и мигающий светодиод, чтобы предупредить нарушителя о том, что территория находится под охраной и дальнейшие действия нежелательны.

Автономное электронное устройство позволяет обеспечить охрану дверей и окон помещения. Датчик можно использовать любого типа: герконовое реле на замыкание от постоянного магнита, или срабатывание от прикосновения к контактам сенсора Е1.

Применение в схеме для озвучивания заводской сирены ВА1 оправдано её простой конструкцией с небольшим током потребления и выходной мощностью в 120 дб. Плата сирены состоит из одной микросхемы ТС40690, усилителя на транзисторе D468 и излучателя типа ЗП-3. Сирену можно установить отдельно, или переложить компоненты с платой в подходящий пластмассовый корпус вместе со схемой охраны входной двери. При контроле состоянии окон квартиры на место контактов Е1 устанавливаются герконы.

Сигнал сирены при нарушении охраны звучит не более 5-10 секунд после кратковременного прикосновения к датчику или его замыкания на общий провод, при повторном прикосновении к датчику (дверная ручка или геркон на замыкание ) сигнал охраны прозвучит через несколько секунд перерыва, достаточных для разряда конденсатора С1 через внутренний транзистор таймера DA1. Время звучания сигнала сирены регулируется резистором R8 «Время». Напряжение питания таймера DA1 и времязарядных RC цепей стабилизировано транзистором VT1.

Питание выполнено от сетевого адаптера 12В 100 мА или отдельного трансформатора с выпрямителем. При отключенном электроснабжении питание на схему подаётся от резервного аккумулятора 12В 2-4 а/час. В дежурном режиме ёмкости аккумулятора достаточно не менее чем на 1-2 месяца без подзарядки. При наличии сетевого питания аккумулятор подзаряжается от трансформатора Т1 через выпрямительный мост и ограничительный резистор R12.

Характеристики охранного устройства:
Напряжение питания 12вольт.
Ток потребления без сигнала менее 10 мА,
с сигналом не более 100мА.
Звуковое давление 120 дб
Время сигнала 5-10 секунд.
Повтор с прерыванием 5-10 сек.
Вес без блока питания не более 120 гр.

При срабатывании схемы от касания к замку дверей или к металлической дверной ручке на сенсоре Е1 наводится переменное напряжение - при касании к верхнему контакту, или понижается напряжение на входе 2 DA1 нижнего компаратора таймера при одновременном касании обеих контактов, включается сирена и в течении 5-10 секунд звучит переливающий сигнал сирены. Светодиод HL2 зажигается в перерывах звуковых сигналов, от него можно выполнить отдельное питание индикации состояния охраняемого объекта на центральном пульте. Принципиальная схема устройства охраны дверей не содержит дефицитных элементов, генератор собран на аналоговом таймере DA1, с внешними зарядными RC – цепями R2, R3, C1. Выходной усилитель мощности выполнен на мощном полевом транзисторе VT2, сирена установлена заводского исполнения с небольшой потребляемой мощностью типа VP6-D.

Блок питания на трансформаторе Т1 может заменён на заводской адаптер с характеристиками не ниже требуемых.

Для оперативной работы схемы охраны входной двери применён аналоговый таймер серии 555, хотя подойдёт и более энергоэкономичной серии 7555 или российский аналог КР1006 ВИ1.

Функциональная схема таймера DA1 состоит из элементов : двух операционных усилителей, работающих в качестве компараторов ; RS – триггера ; выходного усилителя и ключевого транзистора для разряда конденсатора внешней цепи. Вывод 2 используется для управления переключением выходного напряжения, вывод 3 - выход таймера ; вывод 4 – сброс, не используется ; Вывод 5 – контрольное напряжение, позволяет получить прямой доступ к точке делителя с уровнем 2/3 напряжения питания, использование данного вывода позволяет менять этот уровень для получения модификаций схемы. Вывод 6 - вход верхнего компаратора, используется для переключения выхода в нулевое состояние, это происходит когда напряжение на входе 6 превысит уровень 2/3 напряжения питания. Вывод 7 обычно используется для разряда внешнего конденсатора. Последовательно с конденсатором С1 обязательно устанавливается резистор для защиты разрядного транзистора от пробоя током разряжаемого конденсатора, в данной схеме эту функцию выполняет резистор R6.

Таймер на микросхеме DA1 работает в режиме ждущего мультивибратора. В исходном состоянии на выходе 3 таймера присутствует нулевой уровень напряжения, так как при подаче напряжения питания на схему, на входе 2 нижнего компаратора микросхемы DA1 напряжение выше 1/3 Uп, в этом состоянии микросхема может находиться бесконечно долго.

При появлении запускающего импульса в виде сетевого фона напряжения от руки или замыкания входа 2 на общий провод напряжение на нижнем компараторе снижается почти до нуля, переключается внутренний триггер, что приведёт к закрыванию внутреннего разрядного транзистора, конденсатор С1 начнёт заряжаться через резисторы R2,R3. В это время на выходе 3 DA1 напряжение переключится на высокий уровень. Через время зависящее от параметров R2,R3,C1 сработает верхний компаратор по входу 6 и переключит триггер в исходное состояние, открытый внутренний транзистор таймера разрядит конденсатор С1 со временем зависящим от сопротивления резистора R3, на выходе 3 напряжение перейдёт в низкий уровень, и схема вернётся в исходное состояние.

При последующем прикосновении к датчику Е1 или его замыкании на общий провод на выходе 3 будет формироваться новый одиночный импульс.

Длительность одиночного выходного импульса равна: Т=1,1(R2 + R3) C1.

Питание микросхемы таймера выполнено на транзисторе VT1, смещение на стабилитрон VD1 выполнено через резистор R9. С выхода 3 микросхемы DD1 высокий уровень через ограничительный резистор R7 поступает на вход усилителя на полевом транзисторе VT2.Преимущество установки полевого транзистора перед биполярным в том, что он работает в режиме ключа с небольшими потерями мощности на переходе, не требуется радиатор. Стабилитрон VD2 на входе VT2 защищает транзистор от возможного превышения паспортного напряжения на затворе. Состояние напряжения на стоке транзистора определяется свечением светодиода HL2 красного свечения, а наличие напряжения питания светодиодом зелёного свечения HL1. Конденсатор С1 - зарядный, назначение остальных - защита от помех и сглаживание пульсаций напряжения питания. Резистор R8 служит для установки модификаций схемы и изменения времени переключения выходного напряжения. Резистор R10 в цепи истока транзистора ограничивает ток короткого замыкания цепи нагрузки.

Аккумулятор аварийного питания GB1 подзаряжается в буферном режиме через резистор R12 от сетевого источника на трансформаторе T1 и диодном мосте VD3.

После сборки принципиальной схемы на плате размерами 90*30 к ней подключаются дополнительные элементы : Силовой трансформатор напряжением 12 вольт и ток до 100 мА и аккумулятор GB1 устанавливается внутри подходящего корпуса типа БП-1, сирену ВА-1 желательно установить отдельно.

Правильно собранная схема работает без сбоев, для «прогонки» предварительно замыкается временной перемычкой цепь входа 6 и 2 таймера в режим автогенератора, резистором R8 устанавливается время работы сирены.

Ток подзарядки аккумулятора GB1 подбирается резистором R12 в пределах 20-30 мА. Провод к датчику Е1 при длине более 50 см следует проложить в экране.

В схеме применены резисторы С1-4 или С2-29, переменные СП3-4А,СП3-23 для печатного монтажа. Конденсаторы типа КМ, электролитические - фирм VENT, SAHA, JACKCON или К50-35.

Диодный мост можно установить из сборок КЦ407А, КЦ405, 2КВР08М, S1VB A60. Трансформатор подойдёт от сетевых адаптеров типа ТПП или ТН.

Схема собирается на одностороннем стеклотекстолите и крепится рядом с входной дверью. Провода сенсора Е1 подключаются к дверному замку или ручке. На металлической двери вместо сенсора закрепить герконовый датчик охраны с магнитом, срабатывающий на замыкание при открывании двери, и подключить их к сенсору Е1.При открывании двери сирена включится через 5-10 секунд произойдёт автоматическое отключение. Светодиод HL1, предохранитель FU1 и выключатель SA1 крепятся на корпусе устройства, светодиод HL2 выводится на входную площадку или на центральный пульт контроля охраны.

Литература:

1. М.Путырский Оптоэлектроника. Радиолюбитель № 07,08,09 /2004 г.
2. И.П. Шелестов Радиолюбителям полезные схемы. Солон-Пресс. Москва 2003г.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Sprint-Layout