Рис. 2.72. Устройство оповещения с контактным датчиком
Собранное без ошибок устройство оповещения налаживания не требует. Надо лишь убедиться в том, что в дежурном режиме, т. е. с целым шлейфом, потребляемый им ток не превышает нескольких микроампер, а звуковой сигнал, возникающий при отключении шлейфа, достаточно мощный. Повысить мощность звукового сигнала можно соответствующим подбором резистора R6. Излучение достигает максимума при совпадении частоты тонального генератора с частотой механического резонанса пьезоэлемента используемого звукоизлучателя. Ток, потребляемый устройством в режиме тревожной сигнализации, составляет 0,5.. 1 мА.
Источником питания служит любая батарея с напряжением до 12 В, но с повышением напряжения соответственно увеличится ток дежурного режима (Iпотр = Uпит/R1 + 1…2 мкА) и ток Iпотр. тр, потребляемый устройством в режиме тревожной сигнализации. Правда, увеличится и громкость тревожного сигнала.
В табл. 2.1 приведены значения потребляемого тока в дежурном режиме и режиме сигнализации в зависимости от напряжения питания.
Таблица 2.1. Значения потребляемого тока в дежурном режиме и режиме сигнализации в зависимости от напряжения питания
2.8.2. Детекторы близости
Детектор близости с колебательным контуром
Детектор близости, схема которого приведена на рис. 2.73, разработан для охраны металлических объектов, таких как несгораемые шкафы, сейфы и различного рода металлическое оборудование.
Рис. 2.73. Детектор близости с колебательным контуром
Два транзистора VT1 и VT2 типа n-p-n, образуют составной транзистор, включенный по схеме с общим коллектором и связанный с колебательным контуром через конденсатор С5. С ползунка резистора R4 в точку соединения конденсаторов С1 и С2 подается сигнал обратной связи, вызывающий генерацию. Глубина обратной связи и чувствительность регулируются переменным резистором R4. Частота генерации выбрана равной около 30 кГц. Сигнал генератора, снимаемый с резистора R4, поступает на диодный выпрямитель с удвоением напряжения на диодах VD1 и VD2. Напряжение на выходе выпрямителя через резистор R3 создает прямое смешение на базе транзистора VT3, в результате чего он открывается. Широкий диапазон регулировки чувствительности дает возможность легко настраивать детектор близости для охраны объектов размерами от монеты до «Медного всадника». Для питания схемы подойдет любой источник напряжения от 9 до 15 В, способный отдать в нагрузку ток до 20 мА.
Смонтировав детали схемы на плате из изоляционного материала, поместите ее в любой пластмассовый или металлический корпус. Катушка индуктивности колебательного контура наматывается из 75 витков медного провода ПЭВ-1 0,3 мм на куске ферритового стержня размерами 8x75 мм, как показано на рис. 2.74.
Рис. 2.74. Конструкция катушки
Катушку наматывайте виток к витку на середине стержня. Завершив работу, оставьте выводы длиной по 7,5 см и закрепите витки изоляционной лентой. Если ваша схема будет размещаться в металлическом корпусе, проследите, чтобы катушка индуктивности не находилась ближе 2,5 см от стенок. В противном случае ее добротность будет снижена, что приведет к плохой работе всего устройства.
Если есть возможность, общий провод питания схемы соедините с землей.
Вход устройства соедините с охраняемым сейфом (рис. 2.75).
Рис. 2.75. Подключение детектора близости
Он должен быть изолирован от земли. Это можно сделать, подложив под него бруски из твердого дерева или другого хорошего изолятора. Бруски должны приподнимать охраняемый предмет на высоту не менее 3 см. В этом случае схема работает наилучшим образом.
Подав питание на схему, подключите вольтметр постоянного напряжения к клемме В и положительной шине питания. Находясь на достаточном расстоянии от охраняемого объекта, вращением переменного резистора R4 найдите положение, при котором показания вольтметра будут скачком изменяться от нуля до напряжения, близкого к напряжению питания. Приблизившись к объекту, убедитесь, что в какой-то момент показания вольтметра упадут до нуля. Регулируя чувствительность устройства резистором R4, можно добиться надежного срабатывания устройства в нескольких сантиметрах от охраняемого предмета, а при желании — только при касании его.
Применяя детектор близости, часто стараются настроить его на максимальную чувствительность; в идеальных условиях это вполне возможно. Но во многих случаях окружающие условия далеки от идеальных и склонны изменяться. Изменение влажности, параметров деталей, даже мыши могут стать причиной ложной тревоги.
Детектор близости на микросхеме
Детектор близости, схема которого приведена на рис. 2.76, разработан для тех энтузиастов в электронике, кому больше правится экспериментировать, чем собирать уже обкатанную схему.
Рис. 2.76. Детектор близости на микросхеме
Необходимо сказать несколько слов о применяемой в устройстве микросхеме. Четыре логических элемента ИЛИ-НЕ, входящих в цифровую микросхему К561ЛЕ5, собраны на полевых транзисторах с МОП-структурой и каналами типов p и n. Уже в саму схему заложена защита от статического напряжения и высоких электрических полей. Но, несмотря на это, следует быть весьма осторожным при запитывании этой микросхемы. Ни на одном из выводов микросхемы напряжение не должны превышать 16 В. Производя какие-либо перепайки, всегда предварительно отключайте питание схемы. При соблюдении всех этих правил микросхема вас не подведет. Все детали схемы умещаются на плате размером 7,5x10 см. В качестве чувствительной антенны может служить пластина фольгированного стеклотекстолита или гетинакса, а также просто кусочек жести размером 15x15 см.
Провод, соединяющий антенну со схемой, должен быть по возможности коротким, чтобы избежать паразитных паводок.
Логические элементы DD1.1 и DD1.2 образуют генератор низкой частоты.
Его рабочая частота определяется сопротивлением резистора R2 и емкостью, распределенной в монтаже и самой микросхеме. На схеме эта емкость показана пунктирной линией и обычно не превосходит 25 пФ. В случае, если генерация не возникает, что может быть следствием недостаточно распределенной емкости, можно подключить добавочный конденсатор СХ емкостью от 5 до 25 пФ между выводами 2 и 4 микросхемы. Для этой цели хорошо использовать подстроенный конденсатор.
Уровень выходного сигнала генератора регулируется переменным резистором R1, подающим смещение на один из входов элемента DD1.1, им же регулируется чувствительность прибора. Через резистор R4 с выхода диодного выпрямителя подается смещение на базу транзистора VT1, которое подбирается таким, чтобы в режиме ожидания транзистор был полностью открыт. Настройка детектора близости производится так же, как и в предыдущих схемах. Производя опыты со схемой, никогда не забывайте о необходимых предосторожностях в обращении с микросхемами МОП-структуры.
Детектор близости с приемником и передатчиком
Этот детектор близости работает совсем по-иному, чем первые два, и обладает другой конструкцией. Здесь в паре работают высокочастотный передатчик и настроенный на его частоту приемник. Антенны обоих устройств расположены так, что проходящий между ними объект становится «вспомогательной» антенной. Так, при проходе его вблизи антенны передатчика радиоволны будут излучаться и антенной передатчика, и этим объектом. При желании это устройство может использоваться для охраны не только сейфа или металлического тайника, а практически любого металлического предмета.
Схема передатчика показана на рис. 2.77.
Рис. 2.77. Передатчик детектора близости
Транзистор VT1, индуктивность L1 и конденсаторы C1, С2 и СЗ образуют низкочастотный генератор. Эмиттерный повторитель на транзисторе VT2 служит буферным каскадом, развязывающим генератор и антенну. Схема приемника приведена на рис. 2.78.
Рис. 2.78. Приемник детектора близости
Он состоит из резонансного контура (L1 и С1) и эмиттерного повторителя на транзисторах VT1 и VT2. Такая схема обладает весьма высоким входным сопротивлением и поэтому не шунтирует контур. Схему завершает электронный ключ на транзисторе VT4, который в режиме ожидания закрыт. Охраняемый предмет подключается электрически но входу приемника и служит приемной антенной.
