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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Protetor eletrônico para motocicleta. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Automóvel. Dispositivos de segurança e alarmes Na literatura de rádio amador há muitas descrições de dispositivos de alarme de segurança para carros. No entanto, a maioria desses dispositivos não pode ser usada para proteger outro meio de transporte popular - uma motocicleta. O autor do artigo publicado a seguir desenvolveu seu projeto especificamente para o “amigo de duas rodas” e acredita que atende plenamente ao objetivo. Durante o período de coleta de presentes florestais da natureza, as motocicletas que ficam sozinhas ao longo de estradas e clareiras tornam-se presas fáceis para intrusos. É verdade que as motocicletas raramente são roubadas, mas elas são desmontadas e o combustível é roubado enquanto os proprietários colhem frutas ou cogumelos, com bastante frequência. O guarda proposto reage até mesmo a um leve golpe na carroceria da motocicleta e imediatamente soa um alarme. Além disso, o sinal é musical e, naturalmente, difere dos sinais de alarme tradicionais. O proprietário o reconhece facilmente entre outros. Ao desenvolver um dispositivo de segurança, tivemos que abandonar imediatamente o uso do sinal sonoro instalado na motocicleta, pois consome muita corrente da bateria. O vigia descrito em modo de espera não consome mais que 1,5 mA e em modo de alarme - até 400 mA. O dispositivo utiliza um sensor semelhante ao descrito em [1]. É baseado no emissor piezoelétrico ZP-22, instalado na placa sem modificação. O sensor pode ser colocado em qualquer lugar da motocicleta; isso não afeta significativamente o desempenho da proteção. O diagrama do circuito elétrico do dispositivo de segurança é mostrado na Fig. 1. Quando a carroceria de uma motocicleta é atingida, um sinal de corrente alternada aparece no sensor BQ1, que é alimentado na entrada do comparador montado no amplificador operacional DA1. O limite de resposta do comparador é definido ajustando o resistor R2. A posição superior do controle deslizante do resistor R2 no diagrama corresponde à sensibilidade mínima do dispositivo.
Se a amplitude das meias ondas negativas do sinal do sensor for menor que a tensão no resistor R2, o transistor VT1, operando no modo de comutação, permanece fechado e a tensão de saída em seu coletor tem um nível baixo. Assim que a amplitude das meias ondas exceder a tensão no resistor R2, a tensão de saída do transistor VT1 será uma sequência de pulsos retangulares. O diodo VD1 aumenta a banda morta do transistor VT1. O amplificador operacional DA1 opera no modo de ganho máximo. A corrente consumida pelo amplificador operacional depende da corrente que flui através do pino 8; o resistor R5 normaliza esta corrente. Se estiver na faixa de 1,5 a 15 µA, então a corrente consumida pelo amplificador operacional DA1 é de 36 a 170 µA. A resistência do resistor R5 (em megaohms) é calculada usando a fórmula [2]: R5 = (Upit-0,7V)/I8, onde Upit é a tensão de alimentação do amplificador operacional, V; I8 - corrente através do pino 8, µA. Pulsos retangulares do coletor do transistor VT1 são fornecidos à entrada S do gatilho DD1.1, o que leva à sua mudança para o estado único. A saída direta do gatilho está definida como alta. Os pulsos subsequentes que chegam do coletor VT1 para a entrada do disparador S não alteram mais seu estado. A tensão de alto nível da saída do gatilho DD1.1 através do resistor R9 começa a carregar o capacitor C1 de forma relativamente lenta. Seu tempo de carregamento é de cerca de 40 s. Assim que a tensão no capacitor C1, e portanto na entrada R do gatilho, atingir o limite para mudar o gatilho para o estado zero, o gatilho irá comutar e a saída direta será colocada em um nível baixo, se neste momento o transistor VT1 fechou e a entrada S do gatilho parou de receber pulsos. O amplificador operacional DA1 e o gatilho DD1.1 são alimentados por um regulador de tensão paramétrico VD2R10. Uma tensão de alto nível na saída direta do gatilho DD1.1 abre o transistor VT2 e o relé K1 é ativado. Através dos contatos fechados K1.1, K1.2, a energia é fornecida ao dispositivo de sinalização montado no sintetizador musical DD2. Além do sintetizador musical, inclui um amplificador de sinal de áudio DA2 e um cabeçote dinâmico BA1. O sintetizador musical DD2 é alimentado por um estabilizador paramétrico VD4R12 separado. O sintetizador está conectado para que apenas uma melodia seja tocada. Caso seja necessário alterar a melodia, então seu circuito de comutação deverá ser alterado, conforme mostrado em [3]. O amplificador de sinal AF DA2 é alimentado diretamente pela bateria da motocicleta. O resistor R13 evita a autoexcitação do amplificador. O circuito OS é formado pelos elementos C5, R14, R15. Ao configurar, o resistor R15 deve ser selecionado de forma a atingir o ganho máximo [4]. A cabeça dinâmica BA1 é conectada ao amplificador DA2 através do capacitor de acoplamento C6. Os pinos livres 3-6, 9, 11 do microcircuito DD1 são conectados a um fio comum. Todas as partes do dispositivo, exceto a chave SA1 e o cabeçote dinâmico BA1, são montadas em uma placa de circuito impresso feita de folha de fibra de vidro com 1 mm de espessura. O desenho da placa é mostrado na Fig. 2.
A chave SA1 deve ser instalada em local conhecido apenas pelo proprietário da máquina. A cabeça dinâmica deve ser protegida contra danos intencionais. É aconselhável impregnar o difusor com verniz impermeável. A placa também precisa ser protegida de respingos e poeira com uma caixa durável, e a instalação deve ser revestida com verniz epóxi. O sensor de vibração pode ser feito com base no emissor de som ZP-1 e outros. O chip K140UD1208M pode ser substituído por um K140UD12 e o gatilho K176TM2 por um K561TM2. Sintetizador UMS8 - qualquer um deste grupo; eles diferem apenas nas melodias neles gravadas. O ressonador de quartzo ZQ1 é adequado para qualquer clock na frequência especificada. Em vez do amplificador K174UN14, o TDA2003 é adequado. Os transistores VT1, VT2 podem ser de qualquer uma das séries indicadas. Diodos VD1, VD3 - também qualquer uma das séries KD521, KD522. Substituiremos o diodo zener KS512A por KS212Zh, e KS139A por KS133A ou por estabistor KS119A, mas com mudança na polaridade de comutação. Relé K1 - RES60, passaporte RS4.569.435-02. O cabeçote dinâmico 3GDV-1 pode ser substituído por 2GD36, 4GD56, 6GDV-2. Interruptor de botão SA1 - P2K. Um dispositivo montado corretamente com peças reparáveis geralmente começa a funcionar imediatamente. O resistor R2 ajusta sua sensibilidade após ser colocado na motocicleta. Não é recomendado definir a sensibilidade muito alta, caso contrário o alarme responderá à vibração do solo dos veículos que passam e até mesmo aos leves estalos de uma motocicleta esfriando após parar. A sensibilidade também depende da localização do sensor de vibração - quando ele é fixado a uma estrutura ou outros elementos estruturais metálicos, a sensibilidade pode ser excessiva. Para eliminar a ligação acústica entre a cabeça dinâmica BA1 e o sensor de vibração BQ1, em que o sinal de alarme se repetirá continuamente sem influências externas no sensor, é necessário selecionar experimentalmente o local de instalação da cabeça, a rigidez da sua montagem e da sensibilidade do sensor. A fonte de energia do vigia é uma bateria de motocicleta. Se o veículo funcionar sem bateria, ela deverá ser instalada. O dispositivo é colocado em modo de espera fechando os contatos SA1. Se você tentar manipular as alavancas de controle, retirar a motocicleta do suporte ou movê-la do lugar, o protetor soará imediatamente um alarme. Soará por cerca de 40 segundos, tempo durante o qual a melodia terá tempo de soar por completo. Então, desde que as influências externas tenham cessado, o alarme de segurança entrará em modo de espera. Como você sabe, não existem muitos locais em uma motocicleta adequados para a instalação de um cabeçote dinâmico, portanto não há razão para esperar que seja possível garantir a ausência de conexão acústico-mecânica parasita entre ele e o sensor (se sua sensibilidade é aceitável). No entanto, você pode se livrar dessa conexão parasita simplesmente modificando o vigia. Primeiro você precisa “mover” um dos dois grupos de contatos do relé K1 (ver diagrama) para a ruptura do fio positivo no ponto B e usar um par de contatos de relé fechados (com pinos 11, 12 ou 21, 22 ). O gatilho DD1.1 deve ser alimentado pelo terminal positivo do diodo zener VD2. Em segundo lugar, o capacitor C2, tendo aumentado sua capacidade em 2...5 vezes, deve ser soldado à esquerda do ponto B de acordo com o circuito, e um cerâmico com capacidade de 0,1...0,22 μF deve ser instalado em seu lugar original. Após esta alteração, em modo standby, o amplificador operacional e o transistor de guarda VT1 funcionarão conforme indicado no artigo, mas assim que o relé K1 operar e o alarme soar, o amplificador operacional e o transistor VT1 serão desenergizados. Depois de algum tempo, o relé retornará ao seu estado original, mas a sensibilidade do vigia será restaurada apenas 0,1...0,3 s após o capacitor de óxido C2 ser carregado. Literatura
Adição Como é extremamente difícil eliminar o estalo da motocicleta, é preciso lidar com alarmes falsos. O diagrama de circuito de um dispositivo de sinalização livre desta desvantagem é mostrado na figura. O sensor de vibração BQ1 permanece o mesmo, mas o diagrama de sua conexão ao comparador no amplificador operacional DA1 foi ligeiramente alterado.
O contador DD1.1 conta os pulsos provenientes do comparador. O gerador nos elementos DD2.1, DD2.2 e o contador DD1.2 formam uma unidade que gera pulsos de reset para o contador DD1.1. Um gerador de audiofrequência é montado nos elementos DD2.3, DD2.4, seus pulsos de saída são amplificados pelo transistor de corrente VT1, carregado pelo cabeçote dinâmico HA1. O dispositivo é colocado no modo de espera usando uma chave seletora SA1 instalada secretamente. Neste momento, um pulso do circuito C2R5 zera os contadores DD1.1 e DD1.2 na entrada R. O gerador DD2.1, DD2.2 começa a produzir pulsos retangulares com frequência de cerca de 2 Hz, que são levados em consideração pelo contador DD1.2. Após cerca de 4 s, a saída 8 deste contador aparecerá brevemente em nível alto, o que redefinirá os contadores para zero novamente. Futuramente, a cada 4 s, pulsos de zeragem serão enviados para a entrada R dos contadores. As flutuações de tensão do sensor BQ1, resultantes da vibração do quadro da motocicleta, são fornecidas à entrada não inversora do amplificador operacional DA1, ligada pelo comparador. A entrada inversora do amplificador operacional é alimentada com tensão do resistor ajustado pelo divisor R3, que define o limite de comutação do comparador ou, em outras palavras, a sensibilidade. Os pulsos retangulares da saída do comparador são contados pelo contador DD1.1 na entrada CN. Se o contador conseguir contar oito pulsos em 4 segundos, então aparecerá um nível alto em sua saída 8, o que permitirá o funcionamento do gerador de som nos elementos DD2.3, DD2.4. A duração do sinal de alarme depende da rapidez com que o contador registra oito pulsos, ou seja, da intensidade da vibração do corpo da máquina. Isso garante que o vigia seja insensível a cliques únicos. Em caso de influências externas aleatórias na motocicleta, ela emitirá sinais curtos e não periódicos, e somente se houver tentativa de roubo ou desmontagem de peças o alarme soará quase continuamente. O diodo VD2 protege o dispositivo contra inversão acidental da polaridade da tensão de alimentação. O tempo de acumulação de pulsos de influência externa e a duração do sinal de alarme podem ser aumentados se o capacitor C1 for substituído por outro de maior capacitância. Assim, com uma capacitância de 1 µF a duração quase dobrará. Para uma operação confiável do watchdog, é necessário definir cuidadosamente a sensibilidade necessária do comparador usando o resistor de corte R3. Antes de ligar pela primeira vez, o controle deslizante deste resistor é colocado na posição intermediária. Ligue o vigia e, por meio de um osciloscópio, monitorando o sinal na saída do comparador e batendo no corpo da motocicleta, mova lentamente o controle deslizante do resistor R3 pelo circuito, garantindo o funcionamento do vigia. As recomendações para a colocação do sensor, o design do dispositivo e a instalação da cabeça dinâmica, levando em consideração as possibilidades de comunicação acústica entre a cabeça e o sensor, estão expostas no artigo acima. Como o dispositivo não requer estabilidade de alta temperatura dos circuitos RC, quase todas as peças podem ser usadas nele. O microcircuito K140UD608 pode ser substituído por K140UD6, K140UD7. Em vez de K561LE5, K561LA7 é adequado, neste caso você pode excluir o diodo VD1, conectar uma das entradas do elemento DD2.3 à saída 8 do contador DD1.1, e a outra ao ponto de conexão do R8 e Elementos C3. Substituiremos o emissor de som ZP-22 pelo ZP-5. Em vez do transistor KT972B, qualquer um da série KT829 serve. Os diodos KD522B podem ser substituídos por quaisquer diodos de silício (por exemplo, da série KD521). O vigia consome uma corrente de cerca de 6 mA no modo de espera e cerca de 300 mA no modo de alarme. Pode ser alimentado por bateria de motocicleta ou qualquer outra fonte que forneça corrente de pelo menos 300 mA por pelo menos uma hora. Para garantir o ajuste ideal da sensibilidade e garantir sua estabilidade, é melhor selecionar a resistência do resistor de sintonia R3 igual a 10 kOhm e conectá-lo em série com um resistor constante com resistência de 43 kOhm no circuito superior e inferior de seus terminais . Autor: M.Churuksaev
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