Квартирный страж с памятью посещений (176ИЕ4, 561ЛЕ5)

Практически в любом периодическом издании по электронике сегодня можно встретить рубрику, освещающую новые технологии для систем охраны. Массовое подключение пользователей к сети Интернет также позволяет повторять готовые схемы, не выходя из дома. Устройство, предлагаемое читателям в этой статье, не публиковалось ранее. Это простая охранная система, позволяющая контролировать открытие двери, на которой установлен чувствительный датчик. Оно оказывается полезным, когда необходимо следить за несанкционированными посещениями охраняемой территории в отсутствие хозяев. В городских условиях устройство положительно зарекомендовало себя в коммунальных квартирах, подсобных помещениях и складах коммерческих офисов, когда необходимо контролировать не столько доступ на объект, сколько самих представителей службы охраны.

Структурная схема (рис. 1.10) поясняет принцип действия устройства. Датчик-геркон на размыкание, закрепленный на дверной коробке (магнит закреплен против датчика на самой двери так, чтобы при нормально закрытой двери контакты геркона были замкнуты), при открывании двери (нарушении шлейфа охраны) дает импульс на схему опознавания.

Принципиальная схема блока показана на рис. 1.11. Затем сигнал поступает на устройство опознавания ключа: когда хозяин на месте, ключ вставлен в соответствующий разъем и блокирует дальнейшее прохождение сигнала - сигнализация отключена. Схема опознавания хозяйского ключа (принципиальная схема блока изображена на рис. 1.12) в отсутствие хозяев коммутирует сигнал от датчика и разрешает включение охранной сигнализации -однотонного звука, равного по длительности времени открытия двери. Эта же схема регистрирует количество нарушений шлейфа охраняемого объекта и в цифровом виде отображает это количество (от 0 до 99) на цифровом светодиодном индикаторе.

Рис. 1.10

Рис. 1.11

Сигнал о нарушении шлейфа поступает также на узел запоминания состояния (блок фиксации состояния устройства на структурной схеме), который включает прерывистый звуковой сигнал.

Рис. 1.12

Схемотехническое решение таково, что прерывистый сигнал будет звучіать до тех пор, пока вся схема не будет «сброшена». Это можно сделать, кратковременно отключив питание схемы. Если до сброса схемы (проверки состояния охраны хозяином) нарушения шлейфа были неоднократны, все их последовательно зафиксирует цифровой индикатор.

Правила пользования: опознавательный ключ-ответная часть разъема - удаляется из гнезда при уходе хозяина. С этого момента устройство готово реагировать и фиксировать несанкционированные посещения объекта, которые будут отмечены звуковыми сигналами. Хозяин приходит - если сигнала нет, значит цепь охраны в его отсутствие не нарушалась. Если звучит прерывистый сигнал

- цепь охраны нарушалась. Количество открываний двери отображено на цифровом индикаторе. Следует иметь в виду, что открывание и закрывание охраняемой двери будет воспринято системой регистрации посещений как разные вторжения и каждое будет зафиксировано прибавлением еще одной единицы на индикаторе. Положительные свойства этого устройства: простота схемного решения и сборки; некритичность к напряжению питания и помехам по питанию благодаря использованию МОП-микросхем 561 и 176 серий; нет необходимости в настройке схемы; стабильность и долговечность работы; низкая стоимость элементов и малое время, затраченное на повторение схемы.

Отрицательные свойства схемы: возможность нейтрализовать (сбросить фиксацию нарушения шлейфа охраны) общим отключением электричества (например, при обесточивании всего объекта посредством короткого замыкания или через общий сетевой рубильник). Однако на уровне контроля в коммунальных квартирах и скрытном контроле сотрудников охраны эти методы оправдывают себя.

Рассмотрим работу схемы. Ключ хозяина (рис. 1.12) представляет собой резистор (R6), скрытый внутри корпуса ответной части разъема. Первая часть разъема закреплена в стационарном корпусе, обращенном к внешней стороне от охраняемого помещения. Значение сопротивления ключа R6 играет важную роль. Если ключ опознан блоком, то питание с устройства сигнализации будет снято. Не обязательно применять резистор сопротивлением 47 кОм, главное, чтобы было выполнено условие R6 = R5. В этом случае на инвертирующий вход ОУ D1.1 поступает примерно половина напряжения питания. Схема содержит компаратор с гистерезисом, реализованный на основе двух операционных усилителей под одним корпусом (микросхема КР1401УД5). Ключ (сопротивление) идентифицируется путем сравнения с сопротивлением, предварительно заданным модулем декодирования ключа. То есть, регулируя переменный резистор R2 с подключенным ключом R6, добиваются нейтрализации схемы охраны. Делитель напряжения R1 R2 R3 R4 определяет ширину окна дискриминации компаратора с серединой в значении Un/2, соответствующую падению напряжения на резисторе R3. Регулируемый переменный резистор R2 позволяет значительно сдвигать середину окна, чтобы она соответствовала напряжению, обусловленному делителем R5 R6. Когда вставлен правильный (хозяйский) ключ, напряжение на входе компаратора находится в пределах окна сравнения. Тогда на выходах обоих операционных усилителей (выв. 1 и 7 D1 ) высокий логический уровень. Он не проходит через диоды развязки VD1, VD2, однако ключевой каскад на транзисторе VT1 включен благодаря смещению в базу транзистора, задаваемого резистором R7. Светодиод VD4 горит, индицируя состояние ключа. Реле К1 оказывается включенным и его коммутирующие контакты К1.1 разомкнуты - напряжение питания на блоки опознавания датчика и цифровой фиксации не поступает.

При отсутствии в разъеме ключа-резистора R6 (или неверном его сопротивлении) напряжение на входах компаратора (выв. 2 и 5 D1) находится вне окна сравнения и логические состояния выходов операционных усилителей D1.1 и D1.2 противоположны друг другу - на одном выходе лог. О, на другом - лог. 1. Низкий логический уровень проходит через диод развязки и базовый ток транзистора VT1 замыкается на 0. Транзистор закрывается, реле обесточивается, светодиод VD4 гаснет, контакты К1.1 замыкаются, подавая питание на схемы звуковой и световой сигнализации и фиксации.

Рассмотрим схему сигнализации и фиксации на рис. 1.11. Хозяина нет - на нее подано напряжение питания. Счетчики D2, D3 - микросхемы К176ИЕ4 - в первый момент времени благодаря цепи R10 С2 R“J 1 обнуляются и готовы к приему информации по тактовым входам С. Каждое размыкание геркона В1 фронтом импульса будет переключать счетчики и прибавлять +1 к их показаниям. Выход пересчета первого счетчика соединен последовательно с тактовым входом второго. На индикаторах HL1, HL2 будут отображаться числа соответственно 01, 02 и так далее до 99. Кроме того, сигнал от датчика приходит на триггер на элементах D4.1, D4.2. При первом положительном импульсе на выв. 1 микросхемы К561ЛЕ5

Рис. 1.13

(D4) триггер переключится в другое устойчивое состояние (на выв. 4 D4.1 сигнал изменится с лог. О на лог. 1). Согласно рис. 1.13 этот положительный сигнал, бесконечный по длительности, пока не будет осуществлен сброс схемы, управляет ключом на транзисторах VT4, VT5 и соответственно узлом звуковой прерывистой сигнализации. Аналогичный ключ на транзисторах VT2, ѴТЗ включает монотонный звуковой сигнал при размыкании контактов геркона В1.

Блоки звуковой сигнализации на схеме не показаны и могут использоваться любые на напряжения Питания 8...14 В согласно напряжению питания всех схем этого охранного узла. Если нет необходимости в подсчете показаний до 99, можно ограничиться одним счетчиком и одним светодиодным индикатором, например, АЛС324А.

О монтаже и деталях. Элементы схемы монтируют на плате фольгированного гетинакса или на перфорированной монтажной плате. Соединения выполняют проводом типа МГТФ сечением 0,6...0,8 мм. Все постоянные резисторы типа МЛТ, ОМЛТ-0,125, переменный резистор R2 любой с линейной характеристикой, можно применить и многооборотистый переменный резистор типа СП5-1В. Оксидные конденсаторы любые. Транзистор VT1 можно заменить на КТ605(А, Б). Транзисторы VT2, VT4 можно заменить на КТ315, КТ503, КТ504 с любым буквенным индексом. Все диоды можно заменить на маломощные серий Д220, КД521 и аналогичные. Светодиод VD4 при желании можно из схемы исключить, закоротив его выводы. Реле К1 применяется любое маломощное на напряжение питания 8...14 В с контактами на размыкание, например РЭС48А (паспорт РС4590.216) или РЭС 15 (паспорт 003 или 014.058). Схему монтируют в пластмассовом корпусе, который утапливают в стене и закрывают декоративной панелью. В панели делают вырезы для индикаторов НИ, HL2. Провода питания и соединения с датчиком В1 монтируют через малогабаритный разъем МРН22-2 или аналогичный. Для подсоединения опознавательного ключа используют любой разъем, в том числе пятиконтактный магнитофонный. Система питается любым нестабилизированным трансформаторным источником с напряжением от 8 до 14 В.

Литература: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов - Радиолюбителям схемы, Москва 2008