Простые звукосигнальные охранные системы и устройства

Для индивидуальной защиты населения предназначены сирены личной охраны или звукошоковые персональные устройства. Они могут быть использованы в системах охранной сигнализации, при защите автотранспортных средств, а также багажа: вмонтированы в атташе-кейсы и чемоданы.

Базовый элемент (рис. 28.1) устройств на рис. 28.2 и 28.3 на микросхеме типа К561ЛЕ5 содержит генератор субгерцового диапазона и генератор, управляемый напряжением.

Рис. 28.1

На рис. 28.2 показана схема сирены личной охраны. Сирена включается при кратковременном замыкании контактов кнопки SB1. В схеме может быть также задействована кнопка SB2, при нажатии и удержании которой более десяти секунд сирена срабатывает и отключается лишь через 2...3 мин. Переключатель SA1 задает характер звуковых сигналов: от периодического завывания до двухтональных звуковых посылок. В ждущем режиме устройство практически не потребляет энергии, поэтому не нуждается в выключателе. Понизить выходную мощность можно, если исключить из схемы мощный транзистор VT2 типа КТ805, при этом громкость звукового сигнала и потребляемый устройством ток понизятся в несколько раз. Громкоговоритель в этом случае желательно подключать через трансформатор. Можно использовать радиотрансляционный репродуктор.

Рис. 28.2

Рис. 28.3

На рис. 28.3 приведена схема охранно-сторожевого устройства с использованием сирены. В исходном состоянии конденсаторы С1, С2 и С4 заряжены от источника питания, схема сигнализации выключена. Кнопка SB1 установлена, например, на двери водителя, кнопка SB2 (или кнопки) — на других дверях, капоте и багажнике автомобиля. При установке устройства в режим охраны включается тумблер SA1, после чего водитель за время до 5 сек покидает автомобиль (кратковременно замыкается кнопка SB1).

Конденсатор С1 при замыкании кнопки разряжается, но напряжение на конденсаторе С2 остается в пределах логической единицы за счет подпитки от конденсатора С4, и включения сирены не происходит. Затем устройство в течении 3 мин входит в сторожевой режим: конденсаторы С1 и С2 заряжаются до напряжения питания. Если до истечения заданного времени кратковременно замкнуть кнопку SB1, сирена включится через 1...10 сек, а если замыкание кнопки произойдет после выхода на режим охраны, задержка времени срабатывания составит 10 сек, что дает возможность водителю отключить сигнализацию. Нажатие кнопки SB2 в любом случае приведет к немедленному включению сирены. Время звучания сирены составляет 1... 1,5 мин. После окончания звучания сирены устройство автоматически вновь переходит в сторожевой режим. Сирена работает непрерывно, если двери открыты (кнопки SB1 или SB2 замкнуты — наиболее неблагоприятный для охраняемого объекта режим).

Для придания звуку сирены наибольшего подобия звуку сигналов спецслужб может потребоваться подбор сопротивления, включаемого параллельно конденсатору задатчика характера звучания (конденсатор С2 на рис. 28.2 и конденсатор СЗ на рис. 28.3). Величина сопротивления, подключенного параллельно этому конденсатору, — десятки кОм.

Переключатель SA1 (рис. 28.3) должен быть установлен скрытно, желательно применить геркон типа КЭМ-3 и включать/отключать его с помощью магнита. При использовании устройств в составе охранной сигнализации автомобиля (см, например, рис. 28.5), в качестве кнопки SB1 могут быть применены маятниковые охранные реле, инерционные датчики качания и т.д.

На рис. 28.4 представлена схема сирены персональной охраны, выполненная на микросхеме типа K561J1H2 и трех транзисторах. Устройство содержит два генератора: генератор ультранизкой частоты, определяющий характер модуляции звукового сигнала, и управляемый генератор низкой частоты. Для усиления звукового сигнала используется незадействованные элементы микросхемы и составной транзистор VT1 и VT2, в коллекторную цепь которого включен низкоомный громкоговоритель. В устройстве можно использовать одну-две микросхемы типа K561ЛE5 или K561ЛA7. Такая доработка предполагается для развития самостоятельного творчества.

В качестве выключателя питания применяется специальный ключ на шнурке. Сирена включается при выдергивании ключа, тогда контакты выключателя замыкаются. Отключить устройство можно только ключом хозяина. При подаче напряжения питания сигнал с генератора, поступая на базу модулирующего транзистора VT1, вызывает изменение (модуляцию) частоты генератора звуковой частоты. Модулированный сигнал («переливающийся» звук) поступает на усилительный и оконечный каскады на транзисторах VT2, VT3. Выходной транзистор работает в импульсном режиме и, благодаря малому остаточному напряжению коллектор — эмиттер, нагревается незначительно, следовательно может быть установлен без теплоотвода.

Устройство звукосигнализации (рис. 28.5) выполнено на одной микросхеме K561J1E5 и двух транзисторах и может быть использовано в качестве сирены персональной охраны, переносного охранного устройства типа «охранного устройства путешественника», а также для светодиодной подсветки замочной скважины. Это многофункциональное устройство обеспечивает: режим немедленной сигнализации; режим отсроченной сигнализации; самоотключение после устранения причины срабатывания и автоматический выход на режим охраны; наличие предупредительной звуковой посылки; возможность пользования устройством как фонариком (одновременно контроль пригодности элементов питания). Звукосигнализация, состоящая из двух генераторов и усилителя, питается от двух-трех элементов питания с общим напряжением 3,2...4,5 В. Вырабатываемый звуковой сигнал — двухтональный.

Рис. 28.5.  Устройство звукосигнализации

Устройство работает следующим образом. В отключенном состоянии напряжение питания от батареи GB1 через цепочку VD2 и R2 поддерживает уровень логической единицы на входах 1 и 8 микросхемы DD1. Потребляемый при этом ток составляет единицы микроампер, разряд батареи практически отсутствует. При включении переключателя SA1 специальным ключом (см. выше), устройство переводится в режим сторожевой сигнализации. В этом случае оно немедленно сработает при замыкании кнопки (или датчика) SB2 с последующим самоотключением через определенный интервал времени (десятки секунд), только если устранена причина срабатывания датчика. Срабатывание датчика В1 сопровождается коротким предупредительным звуковым сигналом, длительность и громкость которого определяется элементами R4 и С1. Сирена включится, если устройство в течение 6... 10 сек (определяется постоянной времени R3C3) не будет отключено хозяином. Если не будет повторных срабатываний датчиков, через несколько десятков секунд (60...90 сек, что определяется постоянной времени R1C2) звуковой сигнал отключится и устройство выйдет снова на режим охраны объекта. Потребляемый при этом ток составляет доли миллиампера. Максимальный ток, потребляемый устройством при звуковой сигнализации, составляет 200...300 мА.

В качестве датчика В1 используется контактная группа ма-ятниково-пружинного типа, состоящая из внешнего металлического стакана (цилиндр диаметром около 10 мм), внутри которого через диэлектрическую прокладку установлена пружина, свитая из неизолированного проводника. Датчик регулируют таким образом, чтобы при любом положении устройства конец пружины не замыкался на внешний электрод (цилиндр), в то же время даже малое покачивание устройства должно вызывать замыкание контактной группы.

Для подсветки, например, замочной скважины, а также для проверки годности элементов питания используется светодиодный излучатель НИ.

Охранные устройства с прерывистой светозвуковой сигнализацией (рис. 28.6, 28.7) выполнены с использованием генераторов на аналогах инжекционно-полевых транзисторов [Ра 6/00-27].

Рис. 28.6

Рис. 28.7

В первом из устройств (рис. 28.6) шлейф охранной сигнализации В1 включен параллельно переходу эмиттер — база транзистора VT1. При исправном состоянии шлейфа транзистор VT1 закрыт, устройство потребляет от источника питания ток не более 20 мкА. В случае, если шлейф В1 будет разорван, генератор импульсов на транзисторах VT1 и VT2 начнет синхронно вырабатывать короткие звонкие посылки звука (BF1) и яркие вспышки света (HL1).

Средний ток, потребляемый устройством в режиме тревожной сигнализации, составляет 2 мА при частоте следования светозвуковых посылок 1...3 Гц. Резистор R2 определяет частоту следования светозвуковых посылок — от непрерывного звучания и свечения до долей Гц.

В устройстве (рис. 28.7) в качестве датчика использован пьезокерамический преобразователь BQ1 (излучатель типа ЗПЗ). Если он наклеен на поверхность стекла или иную гладкую поверхность, то легкое постукивание по стеклу вызовет срабатывание светозвуковой сигнализации — следует короткая светозвуковая посылка. Потенциометром R3 регулируют порог срабатывания устройства.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год