防犯装置のタッチセンサー。スキーム、説明

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セキュリティアラームのタッチセンサー。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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この記事では、ドアロックや金庫など、あらゆる物体に触れると反応するデバイスについて説明します。このデバイスはセキュリティシステムで使用できます。

図では、図1に装置の動作原理を説明する図を示します。ここで、G1 は交流電圧発生器 (電力網) です。 Ср - 小容量の高電圧分離コンデンサ。 D - 敏感な閾値要素。 CP - 導電性を持つ制御対象。 C0 はその電気容量です。 Sk は、ギアボックスに触れる人の電気容量です。

盗難警報装置のタッチセンサー

Zin はコンデンサ C0 の静電容量よりもはるかに小さいです。したがって、スタンバイモード (SK なし) で発生する電流 I は、I = 314.Ur.Avg にほぼ等しくなります。 С0/(Ср+С0)、および感応素子の入力電圧: Uin=I.Zin、ここで Zin はその入力抵抗、Ur は発電機の電圧です。電圧 Uin は、敏感な要素の応答しきい値を下回っていなければなりません。ギアボックスに異物を接続すると、静電容量が C0'=C0+Sk に増加し、それに応じて回路内の電流が I'=314 に増加します。平均С0'/ (Ср+С0')。入力電圧は Uin'=I'.Zin です。この電圧はしきい値を超える必要があり、CP に触れるとアラームがトリガーされます。

図では、図 2 にデバイスの概略図を示します。出力に分離コンデンサを備えた交流電圧発生器は、電気ネットワークに接続された容量性分割器 S9S10 です。しきい値要素の入力抵抗は Zin = 40 kOhm です (本質的には複雑です)。ローパスフィルタ R1C1R2C2 は、発生する可能性のある高周波ノイズとインパルスノイズを低減します。

盗難警報装置のタッチセンサー

オペアンプ DA1 とトランジスタ VT1 は経済的なコンパレータを構成し、その信号は 14 ビットカウンタ DD2 の計数入力に供給されます。 DD1 チップには、短いパルスを生成するジェネレーターが含まれています。これらはカウンタの R 入力に到着し、定期的にカウンタを元の状態に戻します。これらのパルスの繰り返し周期は、Ｔｒ＝２・Ｒ１２である。作製したサンプルのＣ６は７秒であった。 R2C12回路は電源投入時にDD6カウンタをリセットするために導入されています。

電子キーモードで動作するトランジスタ VT2 は、カウンタ出力にハイレベルが現れるとピエゾサイレン HA1 をオンにします。ただし、これは、リセットパルス間の間隔で、AC 主電源周波数の少なくとも 256 パルスが入力 C に到着した場合にのみ発生します。つまり、ギアボックスに触れている時間が少なくとも Tc=Nc/F=256/50=5,12 秒続く場合、F=50 Hz はネットワーク内の交流の周波数です。したがって、アラームの最大持続時間は Tmax=Tr-Tc=1,9 秒となります。実際には、その持続時間はギアボックスに触れた瞬間によって異なり、0...Tmax 以内の任意の値になります。 CP に触れ続けると、アラーム信号が定期的に繰り返されます。

抵抗 R4 - SP3-38a または SP3-19b、残り - MLT 0,125。コンデンサ C9 および C10 (電源プラグまたはソケットに取り付けられます) - K5-15-N70 (動作電圧 1,6 kV)、K73-9 (630 V) または KSO-2 (500 V)。コンデンサ C3 および C5 - K50-35、K50-40 など、残り - KM-6、K10-17b など。トランジスタ VT2 は、少なくとも 400 の電流伝達係数と許容コレクタを備えたシリコン複合 npn 構造です。少なくとも200mAの電流。 KR2IE1561マイクロ回路はDD20として使用できます。ピエゾサイレン HA1 - AST-10。

組み立てられたデバイスでは、スタンバイモードで出力 DA1 (ピン 6) の電圧をチェックする必要があります。 1 V を超える場合 (オペアンプの出力の最小電圧は通常標準化されていません)、抵抗 R8 はより低い抵抗値で取り付ける必要があります。このモードでは、トランジスタ VT1 を確実に閉じる必要があります。

感度しきい値 DA1 U=Upit.R4/(R3+R5) はトリミング抵抗 R4 で設定されます。デバイスは、入力信号の振幅がこのしきい値を超えた場合にのみ、入力信号に応答し始めます。

セキュリティシステムでは、ほとんどの場合、アラーム信号がトリガーされるまでにある程度の遅れが生じます。これは、アルゴリズム的に困難な機能をオートマトンに転送しようとするときに使用されるテクニックの 2 つであり、起こり得る一連のイベントから潜在的に危険で脅威となるものだけを選択します。ここで採用された遅延は、アパートのドアのロックをすぐに（Tc 未満で）開ける習慣がある世帯には機能しませんが、マスターキーを受け取るのに時間がかかりすぎる（XNUMX Tc を超える）泥棒には対応します。

異なる定格の周波数設定要素を取り付け、DD2 カウンタの別の出力から出力信号を削除すると、デバイスのタイミング特性 (アラーム起動遅延 Tc および最大音持続時間 Tmax) が変更される可能性があります。したがって、Tr = 7 秒、Nc = 128 (この場合、抵抗 R10 は DD13 のピン 2 に接続されます) では、Tc = 2,56 秒、Tmax = 4,4 秒となります。 Tr = 4,8 秒 (このためには、コンデンサ C6 は 0,68 μF でなければなりません) および Nc = 128 の場合、Tc = 2,56 秒、Tmax = 2,2 秒となります。このような大幅な遅延が必要なく、ギアボックスに触れてもすぐに反応する必要がある場合は、抵抗 R10 を DD23 カウンタの出力 7 (ピン 2) に接続するだけで十分です。この場合、アラームは 0,16 秒後に鳴ります。

電気ネットワークはセンサーの通常動作に必要な交流電圧発生器として使用されるため、センサーに電力を供給するために使用すると便利です。ラジオや電子玩具の電圧や負荷電流に合わせて、電源ユニット（アダプター）を選択するだけです。この場合、コンデンサ C9 および C10 は必要ない可能性があります。経験的には、電源自体で発生する電気ネットワークへの容量結合で十分であることがわかっています。

この表は電源の選択に役立ちます。Up は電源の電圧、I はデバイスがスタンバイモードで消費する電流、Itr はアラームモードです。 Upit が増加すると、スタンバイモードでの消費電力が増加し、Upit = 10 V でも AST-4,5 ピエゾサイレンがかなり大きく聞こえることに注意してください。

盗難警報装置のタッチセンサー

説明されているデバイスは、本質的には独立したセキュリティシステムです。また、DD2 カウンタの出力から信号を除去して、より複雑なデバイスのコンポーネントとして使用することもできます。

電源電圧が 7 V を超える場合、要素 R8、R9、R1、および VT8 を取り付けることはできませんが、DA1 出力は DD2 入力 C に直接接続する必要があります。要素 DD1.3、DD1.4、R14、C8 もオプションです。微分チェーン C7R13 を要素 DD3 の出力 1.2 と入力 R DD2 の間に接続できます。この場合、図中一番上の端子R13をコモン線に接続する必要があります。

著者：Yu.Vinogradov、モスクワ

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