Схема датчика присутствия (КП305, КТ315, КУ101)
Изображенная на рис. 2.7 электрическая схема, представляет собой чувствительную автономную сигнальную систему. Устройство реагирует в случае приближения человека (или любого другого объекта соответствующих габаритов) к антенне «А» на небольшое расстояние (0,5 м). Разумеется, датчик будет срабатывать (включать нагрузку в анодной цепи тиристора) и при непосредственном контакте с антенной.
Чувствительность схемы обеспечена применением во входном каскаде полевого транзистора КП305 (в небольших пределах чувствительность можно регулировать, изменяя режим работы полевого транзистора путем корректировки сопротивления резистора R3).
Датчик устройства используется для охраны входной двери. Напряжение питания— 4,5 В (три пальчиковых аккумулятора ААА), однако схема сохраняет работоспособность при падении напряжения до 2,7 В и увеличении напряжения до 5 В.
Не рекомендую читателям питать схему от стационарного, даже очень стабильного источника напряжения, так как она работоспособна только при автономном режиме питания. Необходимо уделить внимание подбору соответствующего реле К1 для того, чтобы устройство надежно срабатывало и при понижении напряжения. Ток, потребляемый схемой в ждущем режиме, крайне незначителен, составляет 5—8 мА, что обеспечит (установлено практикой) десятисуточный режим беспрерывной работы в режиме ожидания.
Рис. 2.7. Электрическая схема датчика присутствия
Датчик реагирует, когда кто-либо подходит слишком близко к антенне, касается дверной ручки или пытается открыть дверь ключом. Чувствительность настолько высока, что сигнализация сработает, даже если взломщик орудует в кожаных или резиновых перчатках. Реле будет включено до тех пор, пока кратковременным размыканием S1 не будет обесточена вся схема.
Компактно смонтированное устройство нужно подвесить на внутреннюю сторону двери ближе к дверной ручке или замку (защелке). Элементы схемы монтируются на небольшой монтажной или печатной плате: необходимо следить за тем, чтобы длина проводников и выводов элементов была минимальной (для уменьшения помех, приводящих к возможностям ложного срабатывания), а также обеспечить меры безопасности для полевого транзистора, исключив воздействие на него статического электричества.
Для этого следует заземлить жало маломощного паяльника, не будет лишним и применение антистатического заземленного браслета. Вместо К1 можно использовать зуммер от будильника типа «Слава» или аналогичного ему. В качестве Т1 применяется согласующий трансформатор СТ-1А, которым оснащались транзисторные портативные радиоприемники.
Устройство компактно в изготовлении, помещается в небольшой диэлектрический неэкранированный корпус размерами с мыльницу, за пределы корпуса выводится лишь антенна «А». В корпус размещены: монтажная плата, зуммер (реле), выключатель S1 и элементы питания. Антенна изготавливается из крепкой медной проволоки, которую, просунув в торце корпуса, припаивают к точке «А». Она представляет собой изогнутый в виде вопросительного знака (петли) кусок провода общей длиной 60—90 см. Конденсатор С2, при необходимости, нужно более точно подобрать для лучшего согласования с длиной и расположением антенны.
Практикой установлено, что система надежно работает в сочетании с деревянными дверьми и установленными на них металлическими токопроводящими замками и защелками. К сожалению, металлические двери экранируют и перегружают маломощный генератор, что исключает их оснащение датчиками присутствия. В качестве транзистора VT2 можно использовать любой маломощный транзистор п-р-п структуры.
Реле К1 на напряжение срабатывания, соответствующее напряжению питания схемы, например герконовое реле РЭС-55, обеспечивает стабильную коммутацию исполнительного устройства при относительно низких напряжениях. Исполнительное устройство (на которое подается питание с помощью контактов реле К1) на схеме не показано, однако подразумевается, что в его качестве радиолюбитель применит подходящую звуковую схему.
На полевом транзисторе VT1 собран высокочастотный генератор, частота которого будет изменяться в случае приближения к точке «А» любого крупного предмета, поглощающего ВЧ-излучение. Резистор R3 подключен параллельно обмотке обратной связи и регулирует чувствительность.
Как действует электрическая схема: в охранном (ждущем) режиме при подаче питания полевой транзистор в сочетании с возбуждающейся обмоткой Т1 генерирует ВЧ-колебания. Со вторичной обмотки Т1 (правая по схеме) колебания выпрямляются диодом VD1, и этот положительный потенциал удерживает транзистор VT2 постоянно открытым. Напряжение «коллектор-эмиттер» транзистора практически равно нулю. А это, в свою очередь, обеспечивает постоянно закрытое состояние тиристора VS1.
Антенна в виде металлической петли нагружает (в случае приближении объекта к антенне) высокочастотный генератор, его генерация срывается, в результате прекращается подача положительного открывающего напряжения на базу VT2, он закрывается, а тиристор, наоборот, открывается и включает реле (зуммер). Так как тиристор запитан от источника постоянного тока, он останется в открытом состоянии до тех пор, пока не разорвут питающую его цепь или не обесточат схему полностью.
Этот простой датчик отличают следующие достоинства: портативность, автономность, гальваническая развязка с сетью переменного тока, небольшие затраты на сборку и установку. Между тем польза от его применения очевидна, особенно в тех случаях, когда необходимо быстро и незаметно установить систему сигнализации.
Кашкаров А. П. 500 схем для радиолюбителей. Электронные датчики.