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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Dispositivo de segurança remoto via rádio. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Dispositivos de segurança e sinalização de objetos Uma característica distintiva do projeto proposto é que o sinal de alarme não soa de um carro protegido (atualmente, tal sinal de alarme só causa irritação a outras pessoas), mas de um receptor de rádio portátil localizado com o proprietário do carro ou próximo a ele . Se necessário, atuadores externos podem ser conectados ao receptor. O sinal de alarme pode assumir qualquer forma aceitável para o proprietário do objeto protegido. O dispositivo não possui um interruptor oculto. Neutralizar não é tão fácil: um sinal de alarme é gerado não se a radiação do transmissor for detectada, mas se ela desaparecer. Portanto, o dispositivo de segurança é acionado quando a fonte de alimentação do transmissor é desligada, quando ele é desativado (por exemplo, por uma arma de choque), quando é gerada interferência e, claro, quando os sensores de segurança são acionados. As qualidades do consumidor (alcance de ação, código utilizado) podem ser alteradas significativamente, tanto no sentido de expansão quanto de estreitamento, dependendo da tarefa e das capacidades do proprietário. O dispositivo consiste em um transmissor e um receptor operando na banda CB. Transmissor. O diagrama de blocos do transmissor é mostrado na Fig. O oscilador de cristal mestre 1 é controlado pelo modelador de sinal de transmissão 1 como segue.
1. Se todos os sensores de segurança estiverem no estado de espera, o gerador 1 produz oscilações estáveis por 1 s. Essas oscilações são moduladas em amplitude no modulador 2 com frequência de 1024 Hz, amplificadas no amplificador de potência 3 e alimentadas na antena. Isto é seguido por uma pausa de 9 segundos e o transmissor é ligado novamente por 1 segundo. Se pelo menos um sensor for acionado, o transmissor será bloqueado por 39 segundos. Durante esse tempo, duas transmissões de segundos desaparecem, o que é um sinal de uma condição de emergência. 2. Se o carro estiver em movimento e sensores de movimento, rotação ou acústicos estiverem instalados nele, o transmissor será permanentemente desligado e retornará à condição de funcionamento 39 s após o último sensor ser acionado (por exemplo, após parar o carro e fechar o portas). O transmissor é alimentado por uma fonte de 12 VCC. Quando instalado em um veículo, o transmissor consome uma corrente média de 40 mA (120 mA no modo de transmissão e 30 mA no modo de pausa). O diagrama esquemático do transmissor é mostrado na Fig. O oscilador mestre é montado de acordo com um circuito tradicional com um ressonador de quartzo Z2 no transistor VT2, cujo circuito de potência é ligado por uma chave no transistor VT2. O resistor R3 limita a corrente de base do transistor VT13, e R3 promove fechamento confiável no log “18” no pino 0 do contador DD2. Os capacitores C4, C3, C8 estão bloqueados. A carga coletora do gerador é o circuito ressonante L11, C1, operando na faixa de 9 m (faixa CB).
O sinal de frequência portadora é alimentado através do capacitor C10 até a base do transistor VT4, que atua como um modulador. Um sinal de baixa frequência de 2 Hz também é fornecido aqui através do indutor L1024. A portadora modulada em amplitude é isolada no circuito com inclusão incompleta de L3. Além disso, o sinal do transmissor é alimentado através de um capacitor de isolamento C13 para um amplificador de potência montado em um transistor VT5, cuja carga é uma antena com circuitos de extensão C16L5, C18L6. O analisador de status do sensor consiste em dois elementos lógicos DD2.1 e DD2.2. A condição de emergência dos sensores leva ao aparecimento do log “1” no pino 9 do DD2.2. Como os elementos lógicos DD2 possuem saída com inversão, isso permite conectar sensores com qualquer lógica de operação (seja “0” ou “1” em estado de emergência, no caso de “0” os sensores são conectados ao DD2.2. 1 entradas, no caso “2.1” - para entradas DDXNUMX). O diagrama mostra a conexão de três sensores, mas seu número é ilimitado, a Fig. 3 mostra como sensores adicionais podem ser conectados através de diodos. Os diodos Zener VD1-VD3 nas entradas dos elementos lógicos protegem-nos de tensões superiores à tensão de alimentação e de surtos de polaridade reversa. O modelador de sinal de transmissão consiste em um oscilador de quartzo e um divisor de frequência no chip DD1, um gatilho de inibição DD3 e um contador de pulsos DD4. Neste circuito é utilizado um quartzo “relógio” (32768 Hz). Quando a energia é ligada devido aos elementos C2, R10, o gatilho DD3 é colocado em um estado onde sua saída é 12 log “0”. Neste caso, o contador DD4 conta os segundos pulsos disponíveis no pino 4 do DD1, e um desses pulsos em 3 é alocado em seus pinos 2 e 10. O LED VD3 é conectado ao pino 4 do DD2.3 através do inversor DD4 , indicando o estado ligado do dispositivo, e a partir do pino 2, o sinal de controle é fornecido à base do transistor VT3, que liga a alimentação do transmissor. Do pino 11 do DD1, através do seguidor de emissor VT1, um sinal com frequência de 1024 Hz é fornecido ao modulador. Neste caso, o log “1” no pino 13 do DD3 proíbe a operação do modelador de pulso de minuto. Se pelo menos um pulso de curto prazo chegar do analisador de estado do sensor para acionar DD3, o gatilho muda seu estado para o oposto. Neste caso, o contador DD4 na entrada R é zerado e um log “2” aparece em seus pinos 3 e 0, o que faz com que o transmissor e o LED se apaguem. Neste momento, o contador de pulsos de minutos (pino 9 do DD1) começa a funcionar, após 39 s aparecerá uma queda positiva na saída M deste contador, e o gatilho DD3 retornará ao seu estado original. Assim, quando os sensores são acionados por um curto período de tempo, o transmissor fica em silêncio por 39 s, e se o sinal de alarme do sensor for repetido, o transmissor não funcionará de forma alguma. Graças a esta lógica de funcionamento, o transmissor não necessita de um interruptor oculto. O uso de cronometragem digital de intervalos de tempo garante alta estabilidade dos parâmetros durante a operação. Receptor. O diagrama de blocos do receptor é mostrado na Fig. É montado em circuito super-heteródino com estabilização de frequência de quartzo, portanto não possui controles de sintonia.
O receptor inclui: amplificador de alta frequência (RFA) 1, oscilador local 2, misturador 3, amplificador de frequência intermediária (IFA) 4, detector 5, filtro de frequência de 1024 Hz 6, retificador de sinal de baixa frequência 7, circuito de adaptação 8, comparador 9 e indicação circuito e alarmes. O comparador, dependendo do nível do sinal em sua entrada, gera tensões próximas aos níveis lógicos dos microcircuitos CMOS, o que permite ao dispositivo de indicação e sinalização executar as seguintes funções:
O receptor pode operar em um dos dois modos de alarme: modo de alarme constante (o sinal de alarme soa constantemente) ou modo econômico (apenas uma série de sons de alarme é gerada). O diagrama de circuito do receptor é mostrado na Fig.5.
O amplificador de radiofrequência (RFA) é montado em um transistor de efeito de campo VT1. É carregado em um circuito ressonante com acoplamento de transformador L3, L4, C5. Um circuito L2, C2 de alta qualidade também está incluído na entrada do amplificador de RF para aumentar a seletividade do receptor. O oscilador local é montado no transistor VT3 de acordo com um circuito bem conhecido com estabilização da tensão de alimentação pelo estabilizador R3, VD2. A cascata no transistor VT2 desempenha a função de um mixer. Através de um filtro piezoelétrico de 465 kHz, o sinal é alimentado ao amplificador cascode VT4-VT6, que é o IF. O detector de amplitude é feito em diodos de germânio VD3, VD4. O sinal assim recebido com frequência de 1024 Hz é alimentado através do capacitor de acoplamento C16 para um filtro ativo sintonizado nesta frequência. Este filtro é montado usando um circuito de ponte T dupla usando elementos de ajuste de frequência C18-C23 e R29, R30, R32, R33, bem como transistores VT7, VT8. Da saída do filtro, o sinal através do capacitor C24 é fornecido ao retificador com o dobro da tensão VD5, VD6. Esquema de adaptação. Quando a tensão aparece no capacitor C27, o capacitor de supressão de ruído C29 é carregado. Através do resistor limitador R36 e do capacitor C31, a tensão é fornecida à entrada não inversora do comparador DA1. Com exposição prolongada ao sinal de entrada, por exemplo, forte ruído industrial, o capacitor C31 é carregado, a corrente de controle para e o comparador “desliga”. Porém, quando um sinal útil aparecer, ele se somará ao sinal de fundo e a tensão em C31 aumentará, o que acionará o comparador. O capacitor C32 elimina a passagem de emissões de alta frequência para a entrada do comparador. Devido à grande inércia, tal circuito não “ouve” o sinal útil por algum tempo após o término da influência de forte interferência, uma vez que a constante de tempo de descarga C31 é de 1-3 períodos do sinal do transmissor. No entanto, permite aumentar significativamente o alcance de recepção devido ao fato de que a informação é a diferença do nível mínimo atual ao máximo, e não o valor absoluto do sinal em si. Uma característica especial do comparador é a sua fonte de alimentação unipolar. Os potenciais de entrada são definidos pelos resistores R37, R38, R27, R35, R39, R40. O circuito também não possui realimentação negativa, o que determina a formação de níveis lógicos no pino 6 do DA1. Esquema de indicação e sinalização. Quando a alimentação é ligada pelos circuitos R45, R46, C35, o contador DD2 e os flip-flops DD3 são ajustados em “0”. Da saída do comparador, pulsos positivos com duração de 1 s e ciclo de trabalho de 10 são fornecidos para a entrada DD1.2 (pino 12), e após inversão - para a entrada DD1.3 (pino 9). Da saída deste elemento (pino 10), pulsos positivos através do resistor R48 chegam à entrada R do contador DD2 (pino 9), colocando-o em seu estado inicial. Durante a recepção normal dos sinais do transmissor, o contador não tem tempo de transbordar, enquanto no pino 9 do DD4.1 há log “0”, e o sinal sonoro não passa para o emissor. Se neste estado do circuito você pressionar o botão SB3 “On Indicator”, então o LED VD1 pisca com frequência de 1 Hz e ciclo de trabalho de 4, pois os pulsos são aplicados aos pinos 2 e 3 do DD4.2 com um período de 0,5 e 1 s, respectivamente. O LED VD1 pisca no momento de receber os sinais do transmissor, e a duração da iluminação deste LED em um nível de recepção próximo ao mínimo possível diminui até desligar completamente, o que indica que o receptor está em uma área de recepção incerta. O resistor R46 aumenta a confiabilidade do SB1 limitando a corrente de pulso através de seus contatos. Este botão retorna o circuito ao seu estado inicial. Se por algum motivo o sinal do transmissor na saída do comparador DA1 desaparecer, então o contador DD2 transborda, e em sua saída 10, 19,5 s após a chegada do último pulso, aparece um log “1”, que na saída 9 permite a passagem de um sinal intermitente (0,5, 1024 s) de 11 Hz do pino 2 do DD1 para o emissor de som BAXNUMX. O gatilho de indicação luminosa DD3.2 vira e forma um log "0" nos pinos 4, 5 de DD4.2. Se neste estado do circuito você pressionar SB3, então o LED VD1 acenderá constantemente, sinalizando que o sinal desapareceu, pois o trigger DD3.2 só pode retornar ao seu estado original pressionando o botão SB1 “Set Initial State. " ou desligar a alimentação do receptor. Registro. o nível no pino 2 de DD3.2 pode ser usado para ligar atuadores externos. Após os próximos 10 s após o transbordamento do contador DD2, um log “10” aparece em sua saída 0, que é invertido por DD1.1, e por uma queda na entrada de contagem C, o gatilho DD3.1 é lançado no oposto estado, o sinal sonoro para (log "0" no pino 9 de DD4.1). Um log “12” é formado no pino 0 (Q). Se a chave SA1 estiver na posição "Post", após os próximos 19,5 s o alarme soará novamente por 10 s, etc. Se SA1 estiver definido para a posição “Uma vez”, após os primeiros 10 segundos da parada do alarme sonoro, o registro “12” do pino 3.1 de DD0 vai para a entrada 12 de DD4.1, proibindo assim a passagem de sinais de alarme para o emissor. O circuito pode permanecer neste estado por tempo ilimitado. Para evitar que o contador seja zerado ao seu estado inicial por pulsos de entrada na posição da chave SA1 “Uma vez”, um log “12” é enviado do pino 3.1 do DD8 através do diodo VD12 para o pino 1.2 do DD0. Se a chave SA1 estiver na posição "Pós", o alarme sonoro para quando um sinal útil aparece. No entanto, este modo é um desperdício se o receptor for alimentado por uma fonte independente, uma vez que o sinal de áudio requer mais energia do que todo o receptor. Para interromper o sinal sonoro antes do final do ciclo (20 rajadas sonoras), é fornecido o botão SB2 “Parar sinal sonoro”. Pressioná-lo causa uma queda negativa “antecipada” no pino 9 do DD2 (reset do contador) e o sinal sonoro para até o próximo estouro do contador se a chave SA1 estiver na posição “Post” ou antes que o circuito seja redefinido ao seu estado original pelo botão SB1, se SA1 estiver na posição “Uma vez”. Naturalmente, todas as configurações retornam ao seu estado original quando o receptor é ligado novamente. Construção e detalhes. Na versão descrita acima, o receptor foi montado em uma placa medindo 110x55 mm, e para o transmissor foi utilizada uma caixa metálica pronta com dimensões de placa 75x135 mm e instalação muito livre. Não há requisitos para a colocação dos elementos, exceto no caso de aumento da potência do transmissor, então é aconselhável blindar os elementos do analisador de estado do sensor e do modelador de sinal de transmissão do estágio de saída e da antena. Não há requisitos de precisão para peças do circuito, exceto para elementos dos circuitos de entrada do comparador e capacitores de filtro de 1024 Hz. Como esses elementos podem afetar significativamente a estabilidade de todo o dispositivo, é melhor usar capacitores de tântalo nesses circuitos, como K52, K53-1, K53-4 ou K53-14. Como último recurso, você pode usar capacitores de alumínio importados com menor vazamento. A área mais delicada é o filtro de 1024 Hz. As capacitâncias de seus capacitores são selecionadas por conexão paralela, série ou mista, mas devem ser altamente estáveis. As frequências dos ressonadores de quartzo devem estar dentro da faixa permitida e fornecer uma frequência intermediária (diferença de frequência) de 465 kHz. Os sensores podem ser caseiros ou fabricados industrialmente. Você pode usar os "interruptores de limite" da porta e do capô disponíveis no carro. Uma cápsula telefônica do tipo MSD510 com resistência de bobina de 10 Ohms foi utilizada como alto-falante do receptor, mas esta não é a melhor opção. Para isso, você pode usar qualquer emissor de som que seja adequado em tamanho, volume e preço. O amplificador de saída pode ser qualquer coisa, neste dispositivo ele é montado em um único transistor VT10 e ocupa um espaço mínimo. Todos os indutores são enrolados em estruturas padrão D5 mm com núcleos de sintonia usando PEL, PEV, PETV ou outro fio D0,2...0,3 mm. O enrolamento de todas as bobinas é normal, volta a volta. No receptor: L1 - 18 voltas; L2 - 15 voltas com torneira a partir da 13ª volta, contando de cima para baixo; L3 – 15 voltas; L4 – 2 voltas; L5 - 10 voltas com toque de 0,5 voltas, contando de cima para baixo. As bobinas L3 e L4 são blindadas. No transmissor: L1 - 11 voltas; L3 - 11 voltas com torneiras de 1,5 e 5 voltas, contando de cima para baixo; L5 – 8 voltas; L6 - 18 voltas. As bobinas L2 e L4 são padrão ou caseiras, enroladas com fio D0,15 mm em resistores MLT-0,5 com classificação de pelo menos 470 kOhm em várias camadas. Configurar. A parte digital do transmissor, que implementa as funções do analisador de estado do sensor condicionador de sinal de transmissão, não requer configuração, exceto para a possível instalação de capacitores adicionais mostrados na Fig. Ativá-los reduz o desempenho do dispositivo. A configuração do transmissor em si é bem conhecida e não possui recursos especiais. Na ausência de instrumentos de medição especiais, o circuito L1C9 é ajustado à condição de melhor excitação do oscilador mestre, que pode ser detectada conectando um testador convencional no modo de medição de tensão alternada no limite mínimo à base do transistor VT2. As bobinas do estágio de saída são ajustadas para a potência irradiada máxima colocando o fio do testador próximo à antena. A antena em si é um pedaço de fio de montagem com cerca de 1,25 m de comprimento. Para ajustar o transmissor, a antena deve ser instalada no local designado e finalmente ajustada para radiação máxima. Na ausência de dispositivos apropriados, o transmissor é ajustado para o alcance máximo de recepção. Na verdade, o próprio receptor é um circuito receptor super-heteródino clássico com sintonia fixa, estabilizado por quartzo. A frequência de geração do oscilador de cristal depende até certo ponto da frequência do circuito ressonante L5C10. Portanto, é melhor definir a diferença de frequência exata, igual à frequência intermediária na qual o filtro IF está sintonizado, no receptor e não no transmissor. A sintonia deve começar com os circuitos de antena L1C1 e L2C2 com base no sinal do transmissor. O comprimento da antena receptora pode ser escolhido menor que o do transmissor, levando em consideração a facilidade de uso. Depois disso, o oscilador local é ajustado para melhor se aproximar da frequência intermediária. O receptor é configurado de acordo com o alcance máximo de recepção, mas para simplificar a configuração, a potência do transmissor pode ser reduzida desligando a antena. A parte mais sutil é configurar o filtro de 1024 Hz. Se não houver nenhum dispositivo que possa produzir um sinal dessa frequência com precisão de 10 Hz, pode-se usar o sinal do chip DD2 (pino 11), que possui frequência de 1024 Hz. A configuração do filtro se resume à seleção dos capacitores C18, C19, C22, C23, e suas capacitâncias devem ser iguais. O resistor R29 regula o fator de qualidade do filtro, que deve ser igual a 4. A configuração do comparador se resume a selecionar o resistor R56 para que o comparador não funcione quando a temperatura mudar ou devido a ruído aleatório. A parte digital do receiver não requer sintonia. Autor: V.M.Paley
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