オートバイ用の電子ウォッチドッグ。スキーム、説明

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バイク用電子ウォッチドッグ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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アマチュア無線の文献には、自動車用の防犯警報装置に関する記述が数多くあります。ただし、これらのデバイスのほとんどは、もう XNUMX つの一般的な交通手段であるオートバイを保護するために使用することはできません。以下に掲載する記事の著者は、特に「二輪車の友人」のためにデザインを開発しており、それが目的を完全に満たしていると信じています。

森の自然の恵みを集める期間中、道路や空き地に沿って孤立しているバイクは侵入者の格好の餌食になります。確かに、バイクが盗まれることはめったにありませんが、所有者がベリーやキノコを摘んでいる間に解体されたり、燃料が盗まれたりすることはよくあります。

提案されたガードは、オートバイのボディへのわずかな衝撃にも反応し、すぐに警報を鳴らします。さらに、この信号は音楽的なものであり、当然のことながら、従来の警報信号とは異なります。所有者は他の人の間で彼を簡単に認識します。

セキュリティ機器を開発する際、バイクに搭載されている音声信号はバッテリーの消費電流が大きすぎるため、使用を即断せざるを得ませんでした。説明されているウォッチマンは、スタンバイモードでは1,5 mA以下を消費し、アラームモードでは最大400 mAを消費します。

このデバイスは、[1] で説明されているものと同様のセンサーを使用します。これは ZP-22 ピエゾエミッターをベースにしており、変更せずにボードに取り付けられています。センサーはオートバイのどこにでも設置できますが、ガードの性能に大きな影響を与えることはありません。

セキュリティ装置の電気回路図を図に示します。 1. オートバイのボディが衝突すると、センサー BQ1 に交流信号が現れ、オペアンプ DA1 に組み込まれたコンパレーターの入力に供給されます。コンパレータの応答しきい値は、トリミング抵抗 R2 によって設定されます。図の抵抗器 R2 スライダーの上部の位置は、デバイスの最小感度に対応します。

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センサー信号の負の半波の振幅が抵抗 R2 の両端の電圧より小さい場合、スイッチングモードで動作するトランジスタ VT1 は閉じたままとなり、そのコレクタの出力電圧は低レベルになります。半波の振幅が抵抗 R2 の両端の電圧を超えるとすぐに、トランジスタ VT1 の出力電圧は一連の矩形パルスになります。ダイオード VD1 は、トランジスタ VT1 のデッドバンドを増加させます。

オペアンプ DA1 は最大ゲインモードで動作します。オペアンプが消費する電流は、ピン 8 を流れる電流に依存します。抵抗 R5 はこの電流を正規化します。 1,5 ～ 15 µA の範囲にある場合、オペアンプ DA1 によって消費される電流は 36 ～ 170 µA になります。抵抗 R5 の抵抗値 (メガオーム単位) は、式 [2] を使用して計算されます。 R5 = (Upit-0,7V)/I8。ここで、Upit はオペアンプの電源電圧 V、 I8 - ピン 8 を流れる電流、µA。

トランジスタ VT1 のコレクタからの矩形パルスがトリガー DD1.1 の S 入力に供給され、トリガー DD1 がシングル状態に切り替わります。トリガーのダイレクト出力はハイに設定されます。 VTXNUMX コレクターから S トリガー入力に到着する後続のパルスは、その状態を変更しません。

トリガ DD1.1 の出力から抵抗 R9 を介して高レベル電圧がコンデンサ C1 を比較的ゆっくりと充電し始めます。充電時間は約40秒です。コンデンサ C1 の電圧、つまりトリガの入力 R の電圧が、トリガをゼロ状態に切り替えるためのしきい値に達するとすぐに、トリガが切り替わり、直接出力がローレベルに設定されます。トランジスタ VT1 が閉じ、トリガーの入力 S がパルスの受信を停止しました。

オペアンプ DA1 とトリガー DD1.1 は、パラメトリック電圧レギュレータ VD2R10 によって電力供給されます。

トリガ DD1.1 の直接出力の高レベル電圧によりトランジスタ VT2 が開き、リレー K1 が作動します。閉接点 K1.1、K1.2 を介して、DD2 ミュージックシンセサイザーに組み込まれた信号デバイスに電力が供給されます。

ミュージックシンセサイザーに加えて、オーディオ信号アンプ DA2 とダイナミックヘッド BA1 が含まれています。 DD2 ミュージックシンセサイザーは、別個の VD4R12 パラメトリックスタビライザーによって駆動されます。シンセサイザーは 3 つのメロディーのみが再生されるように接続されています。メロディーを変更する必要がある場合は、[XNUMX]に示すようにスイッチング回路を変更する必要があります。

AF 信号アンプ DA2 はバイクのバッテリーから直接電源が供給されます。抵抗 R13 はアンプの自励を防止します。ＯＳ回路は素子Ｃ５、Ｒ１４、Ｒ１５により構成される。設定時に、最大ゲインが得られるように抵抗 R5 を選択する必要があります [14]。ダイナミックヘッドBA15はカップリングコンデンサC15を介してアンプDA4に接続されています。 DD1 マイクロ回路の空きピン 2 ～ 6、3、6 は共通のワイヤに接続されています。

スイッチ SA1 とダイナミックヘッド BA1 を除くデバイスのすべての部品は、厚さ 1 mm のフォイルグラスファイバーで作られたプリント基板に取り付けられています。基板図を図に示します。 2.

二輪車用電子番犬

スイッチ SA1 は、マシンの所有者だけが知っている場所に設置する必要があります。ダイナミックヘッドは意図的な損傷から保護する必要があります。ディフューザーに防水ワニスを含浸させることをお勧めします。

また、ボードは耐久性のあるボックスで飛沫やほこりから保護する必要があり、設置部分はエポキシワニスで覆う必要があります。

振動センサーはZP-1放音器などをベースに製作可能です。 K140UD1208M チップは K140UD12 に、K176TM2 トリガーは K561TM2 に置き換えることができます。シンセサイザー UMS8 - このグループのいずれか。それらは、録音されているメロディーだけが異なります。 ZQ1 水晶発振子は、指定された周波数のあらゆるクロックに適しています。

K174UN14 アンプの代わりに TDA2003 が適しています。トランジスタ VT1、VT2 には、示されているシリーズのいずれかを使用できます。ダイオード VD1、VD3 - KD521、KD522 シリーズのいずれか。 KS512A ツェナーダイオードを KS212Zh に、KS139A を KS133A または KS119A スタビスタに置き換えますが、スイッチング極性が変更されます。リレー K1 - RES60、パスポート RS4.569.435-02。 3GDV-1 ダイナミックヘッドは 2GD36、4GD56、6GDV-2 に交換可能です。押しボタンスイッチSA1～P2K。

保守可能な部品から完璧に組み立てられたデバイスは、通常、すぐに動作を開始します。抵抗器 R2 は、オートバイに配置した後に感度を調整します。感度を高く設定しすぎることはお勧めできません。感度を高く設定しすぎると、通過する車両からの土の振動や、停止後に冷えるオートバイのわずかなパチパチ音にもアラームが反応してしまいます。

感度は振動センサーの位置にも依存します。振動センサーがフレームやその他の金属構造要素に取り付けられている場合、感度が過剰になる可能性があります。

ダイナミックヘッドBA1と振動センサーBQ1の間の音響的な接続を排除し、その結果、センサーへの外部影響なしにアラーム信号が継続的に繰り返されるようにするには、ヘッドの取り付け位置、剛性を実験的に選択する必要があります。取り付け方法とセンサーの感度。

監視員の電源はバイクのバッテリーです。車両がバッテリーなしで動作する場合は、バッテリーを取り付ける必要があります。

接点 SA1 を閉じると、デバイスはスタンバイモードに切り替わります。その後、コントロールレバーを操作したり、バイクをスタンドから降ろしたり、所定の場所から移動しようとすると、警備員がすぐに警報を鳴らします。約 40 秒間鳴り続けますが、その間にメロディーが完全に鳴る時間があります。その後、外部からの影響がなくなると、セキュリティアラームはスタンバイモードになります。

ご存知のとおり、オートバイにはダイナミックヘッドの取り付けに適した場所はそれほど多くありません。そのため、ダイナミックヘッドとセンサーの間に音響機械的な寄生接続がないことを保証できると期待する理由はありません（感度が十分であれば）許容されます)。

それでも、ウォッチマンを変更するだけで、この寄生接続を取り除くことができます。まず、リレー K1 の 11 つの接点グループの 12 つ (図を参照) を点 B の正線の切れ目に「移動」し、一対の閉じたリレー接点 (ピン 21、22 または 1.1、2 を使用) を使用する必要があります。）。トリガー DD2 はツェナーダイオード VD2 の正端子から電力を供給する必要があります。次に、容量を 5 ～ 0,1 倍に増やしたコンデンサ C0,22 を回路に従って点 B の左側にはんだ付けし、容量が XNUMX ～ XNUMX μF のセラミックコンデンサをそのコンデンサに取り付ける必要があります。元の場所。

この変更後、スタンバイモードでは、オペアンプとガードトランジスタ VT1 は記事に記載されているとおりに動作しますが、リレー K1 が動作してアラームが鳴るとすぐに、オペアンプとトランジスタ VT1 はオフになります。しばらくするとリレーは元の状態に戻りますが、監視者の感度は酸化物コンデンサ C0,1 が充電されてからわずか 0,3 ～ 2 秒で回復します。

文学

Vinogradov Yu. セキュリティデバイス用の振動センサー。 - ラジオ、1994 年、第 12 号、p. 38.
Bulychev A. L. et al. アナログ集積回路。 -ミンスク、「ベラルーシ」、1993年。
Vasiliev A. UMSシリーズのマイクロ回路について。 - ラジオ、1995 年、第 12 号、p. 40。
ノヴァチェンコ I.V. 家庭用無線機器用の超小型回路。ディレクトリ。 - M.: KUBK-a、1995 年。

補足

バイクのパチパチ音をなくすのは非常に難しいので、誤報に対処する必要があります。この欠点のない信号伝達装置の回路図を図に示します。振動センサー BQ1 は同じままですが、オペアンプ DA1 のコンパレーターへの接続図がわずかに変更されています。

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カウンタ DD1.1 はコンパレータからのパルスをカウントします。要素 DD2.1、DD2.2 上のジェネレータとカウンタ DD1.2 は、カウンタ DD1.1 のリセットパルスを生成するユニットを形成します。オーディオ周波数発生器は要素 DD2.3、DD2.4 に組み込まれており、その出力パルスはダイナミックヘッド HA1 によって負荷される電流トランジスタ VT1 によって増幅されます。

デバイスは、密かに設置されたトグルスイッチ SA1 を使用してスタンバイモードに切り替えられます。この時点で、回路 C2R5 からのパルスが入力 R のカウンタ DD1.1 および DD1.2 をリセットします。ジェネレータ DD2.1、DD2.2 は周波数が約 2 Hz の方形パルスを生成し始め、これがカウンタによって考慮されます。 DD1.2。

約 4 秒後、このカウンタの出力 8 が一時的に High になり、カウンタが再びゼロにリセットされます。将来的には、4 秒ごとにゼロ化パルスがカウンタの入力 R に送信されるようになります。

オートバイのフレームの振動に起因するセンサー BQ1 からの電圧変動は、オペアンプ DA1 の非反転入力に供給され、コンパレータによってオンになります。オペアンプの反転入力には、分圧器で調整された抵抗器 R3 から電圧が供給され、コンパレータのスイッチングしきい値、つまり感度を設定します。

コンパレータの出力からの矩形パルスは、CN 入力のカウンタ DD1.1 によってカウントされます。カウンタが 4 秒間に 8 つのパルスをカウントできた場合、その出力 2.3 に高レベルが表示され、要素 DD2.4、DDXNUMX でのサウンドジェネレータの動作が可能になります。アラーム信号の持続時間は、カウンタが XNUMX つのパルスを記録するまでの時間、つまり機械本体の振動の強さによって決まります。

これにより、監視員はシングルクリックに影響されなくなります。オートバイに外部からのランダムな影響があった場合、短く非周期的な信号が発せられ、部品を盗んだり分解しようとした場合にのみ、アラームがほぼ継続的に鳴ります。

ダイオード VD2 は、電源電圧の極性が偶発的に反転することからデバイスを保護します。コンデンサ C1 を別のより大きな静電容量に交換すると、外部影響パルスの蓄積時間と警報信号の持続時間を長くすることができます。したがって、静電容量が 1 µF の場合、持続時間はほぼ XNUMX 倍になります。

ウォッチドッグを確実に動作させるには、トリミング抵抗 R3 を使用してコンパレータの必要な感度を慎重に設定する必要があります。初めてオンにする前に、この抵抗のスライダは中央の位置に設定されます。監視員の電源を入れ、オシロスコープを使用してコンパレータの出力信号を監視し、オートバイのボディを軽くたたいて、抵抗器 R3 のスライダーを回路内でゆっくりと動かし、監視員が動作していることを確認します。

ヘッドとセンサー間の音響通信の可能性を考慮した、センサーの配置、デバイスの設計、およびダイナミックヘッドの設置に関する推奨事項は、上記の記事で説明されています。このデバイスは RC 回路の高温安定性を必要としないため、ほとんどすべての部品を使用できます。

K140UD608 マイクロ回路は、K140UD6、K140UD7 に置き換えることができます。 K561LE5 の代わりに K561LA7 が適しています。この場合、VD1 ダイオードを除外し、DD2.3 要素の入力の 8 つを DD1.1 カウンタの出力 8 に接続し、もう 3 つを RXNUMX と RXNUMX の接続点に接続します。 CXNUMX要素。

放音器ZP-22をZP-5に交換します。 KT972B トランジスタの代わりに、KT829 シリーズのいずれかを使用できます。 KD522B ダイオードは、任意のシリコン製ダイオード (KD521 シリーズなど) と置き換えることができます。

ウォッチマンは待機モードで約 6 mA、警報モードで約 300 mA の電流を消費します。オートバイのバッテリー、または少なくとも 300 mA の電流を少なくとも XNUMX 時間供給するその他の電源から電力を供給できます。

最適な感度設定を確保し、その安定性を確保するには、調整抵抗器 R3 の抵抗値を 10 kOhm に選択し、その端子の上部および下部回路で抵抗値 43 kOhm の定抵抗器と直列に接続することをお勧めします。。

著者: M.チュルクサエフ

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