Sensor de segurança econômica. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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A característica mais importante do sistema de segurança é o consumo de energia em modo de espera. Um diagrama esquemático de um sensor de segurança econômico que gera um alarme quando um objeto controlado (CP) é tocado é mostrado na fig. 1. Um objeto controlado pode ser, por exemplo, uma fechadura de porta.

(clique para ampliar)

O gerador de tensão alternada, ao qual o sensor responderá, é um divisor capacitivo C6C7 conectado à rede CA. A tensão na entrada do dispositivo de limite (elemento DD1.1) depende da corrente que ocorre no circuito C6C7R10R2C1R1Ckp, onde Cp é a capacitância conectada ao KP. O resistor R1 e o capacitor C1 atenuam a interferência de alta frequência.

No modo de espera, a autocapacidade da caixa de câmbio é pequena. Neste caso, a corrente através de R1 deve ser tão pequena que a tensão na entrada do elemento DD1.1 seja menor que o limite de comutação. Ao tocar no KP, sua capacitância aumentará e a corrente aumentará. Se atingir um valor em que a tensão na entrada DD1.1 ultrapasse o limite de comutação, então uma sequência de pulsos retangulares aparecerá na saída do elemento DD1.1, seguindo a uma frequência de 50 Hz. O contador DD2, contando as quedas desses pulsos, gerará um sinal de alto nível em sua saída 28 (saída do 9º dígito) após 5,12 s, que ligará a sirene piezo HA1.

O dispositivo contém um gerador de infra-baixa frequência (elementos DD1.2-DD1.4), em cuja saída existem pulsos com duração de 2 ms com período de repetição de 10 s. Esses pulsos são alimentados na entrada R do contador DD2 e retornam periodicamente ao seu estado zero original. Portanto, a duração do alarme do sensor não excederá 5 s em nenhum caso. Mas se o toque no painel de controle continuar, os alarmes serão repetidos.

O tempo escolhido de 5 s deve ser suficiente para o proprietário, que costuma destrancar rapidamente sua porta com uma chave, e dificilmente será suficiente para alguém que vem com uma chave mestra. Obviamente, esse tempo pode ser alterado trocando o resistor R7 por outra saída do contador DD2.

A alta eficiência do sensor no modo de espera é garantida pelo resistor R6, que reduz a tensão de alimentação dos microcircuitos para 3,5 ... 4 V. Somente com essa fonte de alimentação, a corrente consumida pelo dispositivo (principalmente a corrente de passagem do modo transitório no gerador de infra-baixa frequência) diminui para 15 μA.

A placa de circuito impresso do dispositivo é feita de fibra de vidro com espessura de 1,5 mm laminado em ambos os lados (Fig. 2).

A folha sob as peças serve apenas como um fio comum para o sensor - as conexões com os condutores de capacitores, resistores, etc. são mostradas por quadrados pretos. Conclusões 7 DD1 e 8 DD2 são dobrados para o lado antes da instalação. Os quadrados com um ponto brilhante no centro mostram a posição dos jumpers que perfuram a placa e conectam os terminais negativos dos capacitores C4 e C5 à folha de fio comum. Nos locais onde os condutores passam pela folha, devem ser gravados círculos de proteção com diâmetro de 1,5 ... 2 mm. O transistor VT2 é montado acima do chip DD2, antes disso, suas conclusões devem ser dobradas.

Quase todos os resistores do dispositivo são MLT-0,125 (R4 - KIM-0,125). Capacitores C1 - KM-6, C2 - K10-176, C3 - KM-5, C4 e C5 - qualquer óxido de tamanhos adequados. Os capacitores C6 e C7 do tipo K15-5-H70-1.6 kV são instalados em um plugue de rede padrão ou especialmente feito, que é conectado à placa com um fio de montagem flexível do comprimento necessário.

O sensor tem uma alta sensibilidade e, portanto, a capacitância intrínseca do BC não pode ser muito grande. Caso contrário, o sensor operará com sua própria capacitância e sua sensibilidade precisará ser reduzida. Isso pode ser feito usando um resistor menor R2 e (ou) um capacitor maior C1. Uma ligeira diminuição na sensibilidade do sensor (2...3 vezes) pode ser conseguida conectando sua entrada ao CP através de um pequeno capacitor (10...50 pF). Embora a grande capacitância intrínseca do CP reduza em qualquer caso o sinal útil.

O sensor é instalado próximo ao objeto controlado. O comprimento do condutor indo para o CP não deve exceder 30...50 cm.

A fonte de alimentação pode ser qualquer bateria de 6 volts capaz de suprir a corrente consumida pela sirene. Quase qualquer uma das sirenes piezo de 12 volts nominais pode funcionar no sensor: quase todas elas retêm potência acústica suficiente com uma diminuição significativa na tensão de alimentação. A sirene AC-10 soa bastante alto mesmo com uma fonte de alimentação de 6 volts, a corrente que consome neste modo é de 80 ... 90 mA.

Com uma corrente de espera de 15 μA, a vida útil da bateria de alimentação será determinada pela sua auto-descarga. Alimentar o sensor, equipado com uma bateria de lítio de 1400 mAh, pode ficar sem vigilância por vários anos. Por exemplo, as baterias DL223A (dimensões - 19,5x39x36 mm) e DL245 (17x45x34 mm) têm essa capacidade.

O leitor pode ter uma dúvida, pois para o funcionamento normal do sensor é necessário um sinal de 50 Hz da rede elétrica, por que não alimentar o próprio sensor a partir dele? Porque, antes de tudo, o sistema de segurança não deve depender da fonte de alimentação do objeto protegido, que pode ser removido para desativar sua proteção.

Quando a rede elétrica é desligada, o nível do sinal na saída do divisor do sensor capacitivo diminuirá, mas não para zero. Mesmo com sua desconexão de dois fios (e a chave geralmente quebra apenas um fio), a amplitude dos captadores ao longo dos fios paralelos pode ser suficiente para um sensor com sua alta impedância de entrada. Embora, é claro, nada nos impeça de fazer um gerador autônomo ligado automaticamente para tal caso (ele é inserido no vão do fio que sai do divisor capacitivo).

E para concluir - sobre os sensores "guiados" de 50 Hz. Parece que não há necessidade de nenhum contato especial do sensor com a rede elétrica: basta tocar na entrada do conversor de frequência ultrassônico para que apareça um sinal de pickup em sua saída. Mas esses sensores, que funcionam tão bem na bancada do laboratório, quando alimentados por baterias e colocados onde são necessários, são extremamente instáveis ​​e, na maioria das vezes, nem funcionam. O motivo é simples - em uma mesa de laboratório, quando o sensor está conectado à rede elétrica (!) Fonte de alimentação, ele é conectado à rede elétrica através da capacitância de enrolamento do transformador de rede, e não existe tal conexão com a fonte de alimentação autônoma. No projeto descrito, essa conexão é introduzida explicitamente - por meio de um divisor capacitivo.

Os resistores R1 e P10 devem ser classificados para pelo menos 0,25 watts. Isso é necessário para evitar avarias elétricas ao longo da superfície dos resistores.

Autor: Yu.Vinogradov, Moscou

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