Страница 25 из 66
Рис. 2.82. Детектор вибрации с пьезодатчиком
Такая характеристика пластины позволяет с хорошей достоверностью обнаружить импульсные сигналы на фоне достаточно сильных шумов. Прижатая или приклеенная к стеклу пластина датчика мгновенно реагирует на шумы, возникающие при разрезании стекла алмазом, и не реагирует на шумы, создаваемые, например, проезжающим мимо транспортом.
Сигнал от датчика ВМ1 усиливается (примерно в 100 раз) операционным усилителем DA1, выпрямляется диодом VD1 и осуществляет зарядку конденсатора С2 через резисторы R9 и R5. Скорость зарядки зависит от положения движка переменного резистора, которым регулируют чувствительность устройства.
Когда напряжение на конденсаторе С2 достигнет порогового уровня срабатывания триггера на микросхеме DD1, последний переключается, открывает транзистор VT1 и включает реле К1 с задержкой на одну-две секунды.
Питание устройства осуществляется от источника постоянного тока с напряжением 9…15 В. Стабильность питания микросхем обеспечивает стабилизатор DA2 в интегральном исполнении. Изготовление устройства по предлагаемой схеме не должно вызвать затруднений. В качестве реле К1 следует использовать малогабаритное с током срабатывания порядка 10…20 мА и числом замыкающихся контактов, достаточным для выполнения охранных функций, например включения тревожного сигнала.
Эффективность работы устройства зависит от способа его установки, в данном случае от установки самого датчика. Если необходимо защитить большое окно, то лучше датчик расположить непосредственно на стекле и экспериментальным путем выбрать такое его положение, при котором чувствительность устройства наибольшая. Но при этом надо обратить внимание, чтобы посторонние сопутствующие обстоятельства не оказывали на датчик воздействия — этим вы сохраните спокойствие свое и соседей.
В конструкции устройства в качестве ОУ можно использовать микросхемы типов К154УД2, К544УД2, КР544УД2 с соответствующими цепями коррекции, в качестве интегрального стабилизатора напряжения — К142ЕН5Л, КР142ЕП5А, DD1 — К561ЛЕ5. Транзистор VT1 кремниевый — КТ315Б, диод VD1 германиевый — ГД507А, VD2 — кремниевый Д223Б.
Детектор вибрации для изгороди
Любое ограждение можно охранять с помощью электроники, установив на нем специальный датчик вибрации или движения. Он подаст сигнал тревоги, как только забор окажется под воздействием внешней силы. На рис. 2.83 показана схема устройства, разработанного именно для выполнения такой задачи.
Рис. 2.83. Детектор вибрации для изгороди
Главное отличие этого прибора от подобных ему состоит в датчике, который весьма чувствителен к боковым подвижкам. При движении по вертикали датчик также передаст в схему существенный сигнал. Поэтому не так важно, что злоумышленник вздумает сделать с ограждением, схема все равно сработает четко и подаст сигнал тревоги.
Если в предыдущей схеме датчик вибрации работал в любом положении, то показанный на рис. 2.84 всегда должен размещаться вертикально.
Действие схемы, приведенной на рис. 2.83, очень просто и наглядно. Операционный усилитель DA1.1 образует повторитель, согласованный по сопротивлению с датчиком, к выходу которого подключен переменный резистор R9. Им производится регулировка чувствительности прибора. Сигнал, снимаемый с ползунка этого резистора, усиливается единственным каскадом на операционном усилителе DA1.2. Усиленный сигнал выпрямляется и через резистор R6 поступает на транзистор VT1, отпирая его. Когда сигнал от датчика отсутствует, напряжение на выходе диодного выпрямителя равно нулю, транзистор VT1 закрыт, а на базу транзистора VT2 поступает отпирающее смещение через резисторы R7 и R5. Возникшая вибрация отпирает транзистор VT1, в результате чего запирается транзистор VT2.
Эта схема также некритична к расположению деталей. Единственной деталью, требующей к себе особого внимания, является сам датчик вибрации, чертеж которого показан на рис. 2.84. Конечно, можно отдать предпочтение собственной конструкции, работающей на том же принципе.
Рис. 2.84. Конструкция датчика вибрации
Начните с переделки миниатюрного согласующего трансформатора, используемого в датчике. Для этого разберите полностью его сердечник, после чего вставьте все пластины обратно в одном направлении, чтобы сердечник представлял собой букву Ш. Может быть, вам и не удастся вставить обратно все Ш-образные пластины. Ничего страшного. Главное, чтобы они сидели плотным пакетом. В качестве сигнальной будет использоваться высокоомная обмотка трансформатора. Судя по всему, схему придется держать вдалеке or датчика, поэтому для соединения их между собой нужен экранированный провод.
В качестве корпуса датчика во время испытаний был выбран футляр размером 15x3,3x3,8 см, но можно использовать и больший. Особого внимания к себе требует установка переделанного трансформатора в паре с постоянным магнитом. Магнит подвешивается на нейлоновой нитке, достаточно эластичной, чтобы не растягиваться со временем. Зазор между сердечником трансформатора и магнитом должен составлять от 0,5 до 0,6 см, при этом между ними возникает заметное притяжение, словно они связаны невидимой пружиной. В случае необходимости к устройству можно подсоединить до трех таких датчиков, подключая их параллельно, при этом схема будет еще способной обеспечить необходимое повышенное усиление.
Размещая датчики в конкретном месте, следите, чтобы нить, на которой висит магнит, была вертикальной и давала ему возможность свободно качаться в любом направлении, не задевая стенок. Чувствительность датчика будет снижена, если магнит окажется смещенным относительно сердечника переделанного трансформатора. При выполнении этих рекомендаций у вас не должны возникнуть проблемы.
Если учесть тот факт, что человеческое тело в основном состоит из воды, которая является электрическим проводником, то можно предположить, что емкостной датчик для обнаружения человека — наиболее оптимальное решение. Емкостной датчик можно использовать в качестве сторожевого, реагирующего на проникновение злоумышленников в помещение, двери или на прикосновение к замкам либо ручкам входных дверей, металлическим шкатулкам, сейфам и т. п.
Простое емкостное реле
Радиус действия реле зависит от точности настройки конденсатора C1, а также от конструкции датчика. Максимальное расстояние, на которое реагирует реле, равно 50 см.
Принципиальная схема емкостного реле приведена на рис. 2.85, а конструкция индуктивной катушки с размещением ее и датчика на плате — на рис. 2.86.
Рис. 2.85. Простое емкостное реле
Рис. 2.86. Конструкция индуктивной катушки емкостного реле
Катушка L1 намотана на многосекционном полистироловом каркасе от контуров транзисторных радиоприемников и содержит 500 витков (250 + 250) с отводом от середины провода ПЭЛ 0,12 мм, намотанного внавал.
Датчик устанавливается перпендикулярно плоскости печатной платы. Он представляет собой отрезок изолированного монтажного провода длиной от 15 до 100 см, либо квадрат, выполненный из такого же провода, со сторонами от 15 см до 1 и.