Текст
                    РМАРСТЪН
110 ЕЛЕКГРОННИ
СХЕМИ ЗА
СИГНАЛИЗАЦИЯ
ТЕХНИКА

СЪДЪРЖАНИЕ Предговор............................................................................................................... 3 Глава 1. Схеми за сигнализация, задействуващи се с ключове..... 5 Глава 2. Схеми за сигнализация при кражби..................... 20 Глава 3. Схеми за сигнализация при достигане на определена температура 30 Глава 4. Схеми за сигнализация, задействуващи се със светлина .... 62 Глава 5. Други схеми за сигнализация............................... 78 Глава 6. Схеми за сигнализация в моторам превозни средства............................................................. 96 Глава 7. Схеми за сигнализация в електронни апаратури................................................................. 118 Приложена* 1......................................................................................................... 130 Приложение 2.......................................................................................................... 132 Приложение 3. . . . .................................................................................................. 142 Приложение 4.......................................................................................................... 143 ПО ЕЛЕКТРОННИ СХЕМИ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ Автор Р. М. Маретън Преводач к. т. н. инж. Стефан Иванов Куцаров Националност апглийска Първо издание Научен редактор инж. Илия Иванов Художник Филип Малеев Художник-редактор Мария Димитрова Технически редактор Лили Волицер Коректор Мерияна Тотева Код оз 9533125211 ЗШ-23-79 Издателски № 11588 Дадена за набор на 20. IX. 1978 г. Подписана за печат на 16. IV. 1979 г* Излязла от печат на 10. V. 1979 г. Формат 6)><34/16 Печ тни коли 9 Издателски коли 8,4® Цена 1,00 лв. Държавно издателство .Техника* — бул. Руски 6, София Държавна печатница „Г- Димитров*—Шумен, пор. № 2104
практически е равен на обратния колекторен тск на транзистора. При нисък потенциал на входа мултивибраторът генерира право- гълни импулси, конто се подават на високоговорителя през тран- зистора с което се получава звуковият сигнал. Трябва да се отбележи, че задействуването на схемата може да се осъществи с нормално отворени ключове, ако входната верига е, както на фиг. 1.8 я, или с нормално затвореии ключове при входната ве- рига от фиг. 1.86. Токът на покой в последняя случай е около 1 рА и тече през резистора /?2. Основната схема от фиг. 1.8 е предназначена за случаи, ко- гато се изисква мальк интеьзитет на звуковия сигнал. Може да се използува каквото и да е захранващо напрежение в граничите от 5 до 15 V и високоговорител с импеданс между 3 и 100 & Трябва да се отбележи, че резисторът Rx се включва последо- ватели о на високоговорителя, така че общото им съпротивление да бъде 100 Й, което осигурява разсеяна мощност от транзисто- ра Тл под максимално допустимата. Реалната изходна мощност на схемата завися от импеданса на високоговорителя и от големи- ната на използуваното захранващо напрежение, но по принцип е от порядъка на няколко миливата. Ксгато е необходимо да се получи по-голяма изходна мощност, може да се из олзува средномощчото изходно стъпало от фиг. 1.9. Изходната мощност и тук зависи от големината на за- Фиг. 1.9. Изходно стъпало със средня мощност (0,25 ч-11,25 W) Фиг. 1.10. Изходно стъпало с голяма мощност (18 W) хранващото напрежение и от импеданса на високоговорителя и ё в граничите от 0,25 W при използуване на захранващо напреже- ние 5 V и високоговорител с импеданс 25 2 до 11,25 W при за- хранващо напрежение 15 V и импеданс на високоговорителя 5 Q. 12
ГЕНЕРАТОРНИ СХЕМИ С НЯКОЛКО ЧЕСТОТИ На фиг. 1.15 и 1.16 са показана две схеми на генератори за сигнализация с няколко честоти, конто се задействуват чрез на- тискане на бутони. Всяка от| схемите има два или три бутона, 22 M ИС,-СО 4001 Ai 4 1N4001 ОБЩО? ~ 100 Q Rs юо 1R, Г] R? П JATOk [J 820k [J1,5M (1300Hz) ]{800Hz) j (450 Hz) 5 Ci WO 5 ДО 15V Ъ 2N 3704 2N3054 R? 1k ИЗВОДИ 8,9,12,0 Фиг. 1.15 л) схема за сигнализация с някочко честоти, задейсгвуваща се при затваряне на ключ; б) ва- риант на същата схема за получаване на голяма изходна мощнсст като натискането на всеки един от тях води до получаването на звук с точно определена честота. Такива схеми могат да се из- под зуват, за да се разбере коя от няколко врати е отворена. Например високият тон се получава при натискане на бутона на входната врата, ниският тон — при натискане на бутона на зад- ната врата и средният тон — от бутон при някоя вътрешна врата. Схемата от фиг. 1.15 представлява генератор за сигнализация с три честоти. Дзете схеми ИЛИ — НЕ образуват мултивибратор в автогенераторсн режим, конто при отворени бутони — К3 не генерира и копсумира много малък ток, равен на обратная ко- лекторен ток на транзистора Т\. При натискане на един от бу- тоните между изводите 2 и 5 на интегралната схема се включва резистор, коего води до задействуване на мултивибратора и по- лучаване на правоыълни импулси на не^овия изход. Съпротивле- нията на включваните резистори трябза да бъдат по-малки от съпротивлението на резистора /?4 — 2,2 М2. Полученият тон е с честота, обратно пропорционална на включено го съпротивление. При означените на схемата съпротивления на резисторите се получават сигнал и с честота около 1500 Hz при затваряне на бутона КХУ около 800 Hz при затваряне на К% и около 450 Hz 2 110 електронни схеми 17
Глава 2 СХЕМИ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ ПРИ КРАЖБИ Най-сигуряите и най-често използуваните схеми за сигнализа- ция при кражби са схемите, задействуващи се с ключове, конто могат да бъдат: микроключета или рид-контакти, поставени иа вратите или прозэрците, проводник или метално фолио, закрепено на стената, пода или тавана, и ъ н. Обикновено такива схеми се захранват от батерии, консумират незначителен ток на покой, имат на изхода си реле, което може да задействува всякакъв вид сигнализация (звънец, сирена и т. н.) и имат възможност за прибавяне на допълнителни видове сигнализации, като „опасност", „пожар4 и др. В тази глава ще бъдат разгледани различии основни схеми за сигнализация при кражба, както и схеми, осигуряващи спо- менатите допълнителни възможности. Ще бъде изяснено как мо- гат да се правят комбинации между различии видове схеми, така че читателят да може сам да реализира устройства според нуж- дите и желанията си. Показани са три схеми на генератора с изходна мощност 10 W, конто могат да се използуват вместо алармени звънци или сирени, и се дават съвети как ла се монти- ра в жилището цяла система за сигнализация. По-голяма част от описаните схеми са реализирани с използуването на интегралната схема CD4001. ОСНОВНИ СХЕМИ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ ПРИ КРАЖБИ Като схеми за сигнализация при кражби могат да се използу- ват всякакви схеми, задействуващи се с ключове. Тези схеми трябва да бъдат със самозадържане, т. е. след като са задейству- вани да работят безкрайно дълго време (или по-точно, докато се изтощат батериите) или да се самоизключват, след като са ра- ботали определено време. Основните схеми от тези два вида, из- ползуващи CMOS интегрални схеми, са показани на фиг. 2.1 и 2.2. Самозадържане при схе^ата от фиг. 2.1 се получава чрез реа- лизиране на тригер с помощта на две схеми ИЛИ — НЕ от ин- тегралната схема CD4001 При подаване на положително напреже- иие или положителен импулс на извод 5 изходното напрежение на тригера (на извод 4} става ниско — това е едното устойчиво 20
състояние на тригера, т. е. схемата се самозадържа. Преминава- вето в другото устойчиво състояние (висок потенциал на извод 4) става чрез подаване на положително напрежение или положите- лен импулс на извод 2. Захранващото напрежение на тригера и MCrCD4OO1 22М r2 1k яг < к2 ЛАРААЕАН4 КОНТАКТА ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ Ci Юп 7ИС1 О Л7С.0 Г.ЗКЛ ЕКЛ , 1 *1 R? П КЛЮЧ ЗА ooOkil BK/VCHBAHE РЕлйЗд 1127 Г^Нл)} 1300 1N4U01 РАТОРД ЗА СИГНАЛИЗА- ЦИЯ КЗ ПОСЛЦДОВАТЕЛНИ КОНТАКТИ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ R4 Юк R3 100k 10 k изводи 8Д1Д13 Т1 2 N 3704 лбИЗКЛ Кд ТЕРМОЧУВСТВИ- ТЕЛЕН (ЗА ПО- ЖАР) ИЛИ НЯ- КАКЪВ ЛРУГ КОНТАКТ (КЕ СЕ САМОЗАДЬРЖА) 12V Фиг. 2.1. Проста схема със самозадържа не за сигнализация при кражби на ключовете за сигнализация К% и К3 се подава през ключа за включване Kv Нека предположим, че К2 е отворен, а К3— затворен. При поставяне на К± в положение „Включено* на извода 2 на интег- ралната схема се подава нисък потенциал чрез делителя — /?г. Същевременно на извод 5 се подава къс положителен импулс от захранващия токоизточник през кондензатора Cj и резисторите /?3 — Ал- В резултат на това на изхода на тригера (извод 4) се получава йисък потенциал, конто се подава и на базата на тран- зистора поради което транзисторът е запушен, а релето и сигнализацията — изключени. При това положение токът на покой през схемата е от порядъка на 1 рА. Той представлява сума от обратния колекторен ток на транзистора 7\ и тока през високо- омния делител А\— Схемата сё задействува при отваряне на кой и да е от по- следователно свързаните ключове К3 или при затваряне на кой и да е от параделно свързаните ключове К2. При това положение на извод 2 на интегралната схема се подава положително напре- жение, почти равно на захранващото, тригерът се превключва, на изхода му се получава висок потенциал и генераторът за сиг- 21
нализация се включва поради отпушване на транзистора и задействуване на релето. Това състояние се запазва, докато схе- мата не се изключи чрез отваряне на ключа Kv Схемата от фиг. 2.2 е със самоизключване. Тя е подобна на схемата от фиг 2.1 с тазн разлика, че двете схеми ИЛИ — НЕ ИС,- CD4001 Кз ПОСЛЕДОВАТЕЛЮ! К0Н1АКТИ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ ПАРАЛЕЛНИ КОНТАКТИЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ Ci 10 n 5 6 изводи 8,9,12,13 R4 10 k R3 100k МЗКЛ с^ВКЛ Ki КЛЮЧ ЗА ВКЛЮЧВАНЕ, R6 10 k 1800. РЕЛЕ ЗА 7112V Tf 2N3704 Г, (НЮ.) г—о-<-КЪМ * ГЕНЕ- Ai ф рагораза 1N4001 СИГНАЛИЗА ЦИЯ вкль /°ИЗКЛ K4 ТЕРМОЧУВСТВИ- ТЕЛЕН (ЗА ПО- ЖАР) ИЛИ ня- КАКЪВДРУГ КОНТАКТ (НЕ СЕ САМОЗАДЬРЖА) 12V Фиг. 2.2. Проста схема за сигнализация при кражби със самоизключване (време на работа около 4 минута) образуват чакащ мултивибратор. При подаване на положително напрежение или импулс на извод 5 изходиото напрежение на иултивибратора е ниско, а при подаване на положителен импулс яа извод 2 — високо за определен период от време. Продължи- телчостта на този период се определи от времеконстантата /?7СЙ и за дадения на схемата капацитет на С2 е около 4 минути (0,5 s за 1 pF от стойността на С2). След изтичане на този период от зреме изходното напрежение на мултивибратора автоматично става ниско. Трябва да се отбележи, че мултивибраторът може да се включи само от положителни импулси на извод 2, докато никакви „постоянни" високи или ниски напрежения, приложени на тори вход, не му влияят. При включване на ключа изходното напрежение на чака- щия мултивибратор става ниско, при което релето и сигнализа- цията са изключени и схемата има ток на покой 1 рА. Задейству- ването става чрез отваряне на кой да е от последователно свър- заните ключове К3 или затваряне на кой и да е от паралелно свързаните ключове В такъв случай на извода 2 на чакащия 22
мултивибратор се подава положителен импулс, изходното му на* прежение става високо, транзисторът 7\ се насища, а релето и сигнализацията се задействуват. При завършване на периода на работа на чакащия мултивибратор изходното му напрежение ста- ва ниско независимо от състоянието на ключовете /<2 и К3, тран- зисторът се запушва, а релето и сигнализацията се изк/ночват. Изходното състояние на схемата може да бъде възстановено или чрез отваряне и следващо затваряне на ключа /flt или чрез поста- вяне на всички ключове и в първоначалните им положения. Трябва да се отбележи, че в схемите от фиг. 2.1 и 2.2 реле- то и транзисторът 7\ оставят постоянно включени към захранва- щия токоизточник даже когато ключът Кг е в положение „Изкл*. Това позволява схемите винаги да се задействуват и да работят в режим без самозадържане при затваряне на нормално отворе- ния термочувствителен контакт (в случая /<4), така че двете схе- ми могат същевременно да се използуват и за сигнализация при пожар. Паралелно на контакта /<4 могат да се свържат произво- лен брой нормално отворени контакти. Недостатък на схемите от фиг. 2.1 и 2.2 е, че те не сигнали- зират при влизане на крадена, когато основната схема за сигна- лизация в къщата е изключена. За предотвратяване на такива случаи на нахлуване около къщата могат да се поставят няколко последователно свързани нормално затворени ключове за „пре- дупреждение". При отварянето им те задействуват „будна" схе- ма за сигнализация със самозадържане. Тази допълнителна въз- можност може да бъде прибавена към схемите от фиг. 2.1 и 2.2. На фиг. 2.3 е показано прибавянето й към самоизключващата се схема от фиг. 2 2. Тук двете схеми ИЛИ — НЕ от ИС2 образуват тригер, конто е постоянно свързан към захранващото напрежение. Изходът на тригера е включен към базата на транзистора 7\ през диода Да и резистора /?10, така че транзисторът, релето и сигнализацията могат да бъдат включени от този тригер. Последователно с ре- зистора /?3 е включен диодът Дь който премахва взаимодействие- то между двете части на схемата. В нормален режим на работа на изхода на тригера има нисък потенциал, поради което тран- зисторът 7\ е запушен, а релето и сигнализацията са изключени. При отваряне на кой и да е от последователно свързаните ключо- ве за „предупреждение" К6 тригерът се превключва, изходното му напрежение става високо, транзисторът 7\ се насища, а реле- то и сигнализацията се задействуват. Изключването на сигнали- зацията сега може да се извърши чрез натискане на бутона /Св („Възстанозяване*). Прибавянето на схемата за предупреждение 23
Юк Дг К‘, - КЛЮЧ ЗА ВКЛЮЧВАНЕ К? > ПАРДЛЕЛНИ НО.КСНТАКТИ ВЛ СИГНАЛИЗАЦИЯ <2- ПОСЛЕДЭ0АТЕЛНИ НЗ. КОНТАКТ',1 В'А СИГНАЛИЗАЦИЯ ,<4- ТЕРМОЧУЭСТВИТЕЛНИ КОНТАКТИ Кг, - ПОСЛЕДОВАТЕЛНО СЗЪРЗАНИ БУТОНИ 3 С Н.З. КОНТАКТИ ЗА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ К5 - БУТОН С НО. КОНТАКТ ЗА ВЪВСТАНОВЯВАНЕ НА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕМ ИС1И ИС?- СО4001 Д И Д?“- СИЛИЦИЕМ ДИОДИ С ОБЩО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ Фаг. 2.3. СааоизключБаща се схе^а за’спгнализаиия с допьлнителни възможности за «предупреждение*
води до увеличаване на общия ток на покой на системата за сигнализация с 0,5 р.А. Схема за предупреждение може да се прибави и към схемата от фиг. 2.1 чрез свързване на диода Дг последователпо на и включване на ИС2 и елементите към нея по същия начин, какта на фиг. 2.3. Трябва да се отбележи, че в схемата от фиг. 2.3 са използу- вани две отделяй интегрални схеми. Това се налага, тъй като четирите схеми ИЛИ — НЕ в едка ИС са свързани към общите изводи за захранване (изводи 7 и 14}, докато едната двойка схе- ми ИЛИ — НЕ на фиг. 2.3 изисква отделно постояннотоково за- хранване от другата двойка схеми ИЛИ — НЕ. Всички неизпол- зувани входаи изводи на дзете интегрални схеми се свързват към земя, както е показано на фигурата. Релето, използувано в схемите от фиг. 2.1 до фиг. 2.3, може да бъде пропзволно реле за 12 V със съпротивление на намот- ката 180 й или повече и с един или повече нормално отворени. контакти. Контактите могат да се използуват за задействуване на какъвто и да е генератор за сигнализация (звънци, сирени и др.)г но той трябва да бъде свързан към отделен собствен захранващ пзточник, защото в противен случай е възможно да се получи взаимно влияние с основната електронна схема за сигнализация. Необходимо е да се отбележи още, че времезадаващият кон- дензатор Са в схемата от фиг. 2.2 и 2.3 трябва да има малък утечеп ток. В противен случай сигнализацията може да не изклю- чи я края на определения период. Схемите от фиг. 2.1 до фиг. 2.3 действу ват много добре при правилно реализиране. Техните възможности могат да. бъдат раз- ширени значително чрез прибавяне на прости електронни схеми, което е показано в следващата точк?. ДОПЪЛНЕНИЯ КЪМ СХЕМИТЕ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ Проблема при всички системи за сигнализация при кражба е „законного* влизапе и излизане от къщата през охрапяваната врата при включена система за сигнализация. Нзй-простият начин за разрешаване на тази проблема е поставянето на външната страна на вратата на специален ключ, с конто временно може да се изключи сигнализацията. В такъв случай при излизане от къщата най напред трябва да се отвори вратата и да се изключи сигнализацията с монтирания отвън специален ключ, след това отново да се влезе в къщата,. 25
да се включи системата, да се излезе от къщата, да се затвори вратата и накрал да се включи отново сигнализацията със спе- циалния ключ. При влизане в къщата най-напред трябва да се изключи сигнализацията със специалния ключ, да се влезе в къ- щата и отвътре да се изключи цялата система за сигнализация. По-голямата част от тези действия могат да бъдат премахна- ти чрез прибавяне към системата за сигнализация на допълнител- но „устройство за закъспение", което автоматично изключва за определен период от време ключа на входната врата след ръчно- то включване на цялата система. Това допълнително устройство дава възможност на собственика да включи системата за сигна- лизация и да излезе от къщата, без да предизвика задействуване- то й. При влизане в къщата обаче е необходимо да се изключи най-нагред ключът на вратата, за да не се задействува сигна- .лизацията. Възможно е да се избегне и необходимостта от изключване на ключа на входната врата при влизане в къщата чрез поставл- яв на „устройство за закъспение при влизане и излизане". Това устройство осигурява включая него на сигнализацията едва из- вестно време след задействуване на ключа на входната врата. Това позволява на собственика да влезе в къщата и да изключи сигнализацията, преди още тя да се е задействувала от включва- нето на ключа на входната врата. Две практически схеми за „закъспение при излизане" и „закъс- нение при излизане и влизане" са показани на фиг. 2.4 и 2.5. Тези схеми могат да бъдат прибавени към всяка от схемите о г -фиг. 2.1 до фиг. 2.3. Схемата за „закъснение при излизане" от фиг. 2.4 използува три схеми ИЛИ — НЕ от интегралната схема CD4001. Ключът при вратата може да бъце нормалноотворен или нормално затворен и с свързан така, че при затворена врата на извода 1 на схема Л да е по- да депо положигелю захранващо напрежение, а при отворена вра- та— нулев потенциал. Схема А е свързана като обикновена схема ИЛИ — НЕ и дава на изхода си нисък потенциал при на- личие на висок потенциал на единия от двата си входа. Към из- вода 2 на схемата посредством резистора е свързана закъсни- телната верига /?3 — С\. При първоначално подаване на захранва- що напрежение на схемата кондензаторът е иапълно разреден, така че на извода 2 през се подава захранващото напрежение и на извода 3 има нисък потенциал независимо от състоянието на ключа на входната врата. След известно време, определено от и (приблизително 0,5 s за всеки микрофарад от стойността на Ci), напрежението на извода 2 намалява на 0 V и изходното 26
напрежение на схемата А остава да зависи само от състоянието на ключа на входната врата. При затворена врата това напреже- ние остава ниско, а при отворена врата става високо. Изходът на схема А е включен непосредствен© към извода 8 на схема В, която също е свързана като схема ИЛИ — НЕ. Към ИС3- CD4001 ov ИЗКЛ ВКА —Л о------—+12V \ Kj- ключ ЗА ВКЛЮЧВАНЕ ЛОПЬЛНИТЕЛНИ БЪНШНИ КОНТАКТИ Ri 1k (НЗ.). Rs 22м 6 К?- ПАРАЛЕЛНИ \А КОНТАКТИ 2 Т J СИГНАЛИЭАЦ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ КЪМ " КЛЕМА НА ОСНОВНАТА СХЕМА ЗА СИГ- НАЛИЗАЦИЯ *0.5s/pF а** 3 7 680k изводи 5 И 6 НАИСз R4 Юк СХЕМА А Ю СХЕМА В Rfe 1k к7, (НОУ R2 22М 4ИС3 9 12 11 К3 « ПОСЛЕДОВАТЕЛЯМ КОНТАКТИ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ СХЕМА С ИЗХОД ( НИСЪК ПОТЕН- ЦИАЛ ПРИ НЕЗАДЕЙСТВУ- ВАНА СИГНАЛИЗАЦИЯ) КЪМ ВХОДА НА ОСНОВНАТА СХЕМА ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ (ИЗВОД 2 НА ИСр Фиг. 2.4. Дспълнителна схема за „закъснение при излизане* извод 9 на сыцата схема са свързани ключовете за задействува- не на сигнализацията, така че при нормално положение на клю- човете изводът 9 да бъде свързан към земя. Изходният сигнал на схема В се инвертора от схема С, чийто изходен сигнал в нормално положение е нисък и се подава непосредствен© на из- вод 2 на HCj от основната схема за сигнализация. Действието на схемата се изразява в това, че при поставяне на Ki в положение 9Вкли всички ключове, с изключение на се оказват готови за действие, а Кч не може да оказва влияние на схемата за известен период от време. След като този период изтече, сигнализацията вече може да се задействува при промяна на положението на Кч. Комбинираната схема за „закъснение при излизане и влизане* от фиг. 2 5 е подобна на схемата от фиг. 2.4 с тази разлика, че съпротивЛението на резистора е увеличено на 10 kQ, схема А е преобразувана в самозадържащ се ключ чрез прибавяне на дио- да и схемата D и изходният сигнал на схема А се подава на входа на схема В през закъснителната верига С2 — и презТ?8. Действието на схемата е следното. При включване на захранва- 27
щото напрежение всички ключове, с изключение на Къ са готовя за действие. Ключът /С7 може да влияе на схемата след време, определено от времеконстантата R$Cy. Преди изтичане на това време на изхода на схема А има нисък потенциал. Ако след из- ИС3- CD 4001 Д| - СИЛИЦИЕ8 диод с - ОБЩО ПРЕДНАЗНАЧЕНА: ИРКА ВКЛ К, - КЛЮЧ ЗА ВКЛЮЧВАНЕ К2 ПАРАЛЕЛНИ КОНТАКТИ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ КЪМ 2АХРАНЗАЩИ? ТОКОИЭТОЧНИК НА ОСНОВНАТА СХЕМА 1ИСз Юк К?, (Н.З.) R1 Юк Rs 22М = Ci =0.5s/|uF Re 10 k а СХЕМА В СХЕМА Ат 680 k 4' Re 1к К7 (Н.О.) СХЕМА А 14 f 1 eQ,5s/pl-I >*3 Ч ЯОСЛЕДОВА- 4 ТЕЛНИ КОН- | * ТАИТИ ЗА СИГ- НAAi !2АиИЯ __ _____9 |ИСз допьлни- ТЕЛНИ капАкти ^ИСз СХЕМА С ,12 Г\ ц 73|VL__ изхцдд нисък потенциал " [у ПРИ НЕЗАДЕЙСГВТВАНА СИГ - НАЛИЗАЦИЯ) КЪМ ВХОДА НА 0СН03НАТА СХЕМА (ИЗВОД 2 НА ИСР Фиг. 2.5. Допълнителна схема за .закъспение при излизане и влизане* тичане на времето никой от ключовете К7 се задействува, на из- хода на схема А се получава веднага висок потенциал, конто се задържа поради действието на схема D и диода Този потен- циал се подава на входа на схема В през закъснителната верига и след определено време (приблизително оавно на 0,5 s за всеки микрофарад от стойността на С2) схема В се задействува, което води до включване на сигнализацията. Схемите от фиг. 2.4 и 2.5 могаг да бъдат прибавепи към коя да е от схемите от фиг. 2.1 до фиг. 2.3 чрез премахване на съ- ществуващите връзки на извод 2 на ИСЪ свързване на ключове- те за сигнализация според фиг. 2.4 или 2.5 и свързване на изхо- да на прибавената схема към извод 2 на ИС,. Трябва да се от- бележи, че ако се използува закъснител.ча верига, необходимо е клема. „Изкл* на Кх да се свърже към земя, така че да се об- разува верига за разреждане на времезадаващите кондензатори. Всички схеми за сигнализация при кражби, разгледани в тази глава, имат надеждно действие и при норма л ни условия па рабо- та не дават погрешна сигнализация. Едно „изключително" обстоя- телство, което може да предизвика погрешно задействуване на
всяка система за сигнализация, е гръмотевичната буря. Получе- ните при нея електрически разряди могат да индуктират силни електрически имлулси, конто да включат погрешно сигнализация- та. При устройства с GMOS интегрални схеми този недостатък Кг - ПАРААЕЛНО СВЪРЗАНИ Н.О. КЛЮЧОВЕ ЭА СИГНАЛИЗАЦИЯ Кз - ПОСЛЕДОВАТЕЛНО СВЪРЗАНИ НЗ КЛЮЧОВЕ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ Фиг. 2.6. Схема за потискане на преходните пронеси а) с нигьк потенциал на изхода в нормално състояние; б) с висок потенциал на изхода в нормално състояние може да бъде избягнат чрез включване на „схема за потискане на преходните процеси“ между ключовете за задействуване на система!а за сигнализация и входа на самата система. Една така- ва схема е показана на фиг. 2.6. Тук свободната схема ИЛИ — НЕ на CD4001 е свързана като инвертор, на входа на който през ограничаващия резистор е включена системата от ключове за задействуване на сигнализа- цията. Изходът на инвертора е включен към входа на основната схема за сигнализация през резистора /?5 и закъснителната вери- га — Cj. През тази верига могат да преминат само сигналя, конто са приложени на входа на инвертора повече от 50 ms. Следователно схемата потиска късите лъжливи импулси, конто се индуктират в ключовете, а пропуска по-дългите сигнали, полу- чаващи се при задействуване на ключовете. Схемата от фиг. 2.6 а е предназначена за случайте, когато напрежението, подавано на входа на основната схема за сигнали- зация, в нормално (незадействувано) състояние трябва да бъде ниско, а схемата от фиг. 2.6 б—когато това напрежение трябва да бъде високо. Практически „схемите за потискане на преход- 29
ните процеси* са необходимы, когато ключовете за задействуване са отдалечени от схемата на повече от 50 т, тъй като всички схеми, да дени в тази глава, са с малък входен импеданс (1 Ш или 10 kQ) при нормално състояние на ключовете, което ги пра- ви не много чувствителни към паразитни сигналы «ЪМ КОЛЕК- СОРА НАЦ СХЕМАА «1 <0к ! 13 MC4-CD4001 А - СИАИЦИЕВ ДИОД с ОБЩО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ |ИС 4-ис |ис4 12L7 ХИС4 R? 820 к СХЕМА 0 Кв - ВЪЗСТАНОеЯВАНЕ НА ПАМЕТТА 4 2N 3702 12V Вг за да 100а Rx ОБЩО СЬПРОТИВ- >АЕНИЕ =Ю0оД0 Юка (ВЖ.ТЕКСТА) 1 -й ПЯз iboo Ц1°к Фиг. 2 7. Схема за записване на н еже ланите .посещения" Още едно приспособление, което може да се прибави към схемите за сигнализация при кражби, е „схема за записване на нежеланите посещения". Тя е предназначена за използуване само- в системите за сигнализация със самоизключване и!; представлява маломощен нискочестотен генератор, който се включва при вли- зането на нежелан посетител в къщата и се самозадържа в то- ва положение. Така собственикът получава необходимата индика- ция, че някой е влизал в къщата му в негово отсъствие незави- симо от това, че основната схема за сигнализация е изключена и няма видими следи от това „посещение". Практическа схема за записване на нежеланите посещения е показана на фиг. 2.7. Схемата е включена постоянно към захран- ващото напрежение и действието й е твърде просто. Схеми С и D образуват генератор с честота 800 Hz, конто се задействува от сигнал на колектора на транзистора Т\ през самозадържащия се ключ, образуван от схеми А и В. Изходният сигнал от гене- ратора се усилва от транзистора Т9 и се подава на високогово- рителя през резистора Rx. При незадействувано състояние ко- лекторното напрежение на Т\ е высоко, релето за сигнализация е изключено, генераторът на 800 Hz не работы и схемата консу- 30
мира ток около 1 р.А. При задействуване на схемата за сигнали- зация релето се включва за определен период от време и ко- лекторното напрежение на 7\ става ниско. При това положение схеми А и В се включват и се замозадържат. Генераторът на 800 Hz се задействува и от високоговорителя се чува звук. Зву- кът може да бъде прекъспат само чрез натискане на бутона (пВъзстановяване на паиепгт.а“). Схемата от фиг. 2.7 може да бъде прибавена към самоизключ- ващите се системи от фиг. 2.2 или 2.3, като се свърже към за- хранващия токоизточник, а резисторът се свърже към колек- тора на транзистора 7\. Използуваният в схемата високоговори- тел може да има импеданс между 3 и 100 Q. Сумата от съпро- тивлението на Rx и импеданса на високоговорителя трябва да бъде в границите от 100 Q до 10kQ в зависимост от желаната сила на звука. Максималната изходна мощност на схемата е око- ло 250 mW при = 0 и използуване на високоговорител с им- педанс 100 Q. В този случай схемата консумира ток около 50 mA. При намаляване на изходната мощност пропорционално намалява и консумираният ток. ПЪЛНА СИСТЕМА ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ Допълнителните схеми от фиг. 2.4 до фиг. 2.7 могат да бъдат комбинирани с коя да е от основните схеми от фиг. 2.1 да фиг. 2.3 в зависимост от желанието на читателя. Като пример на фиг. 2.8 е показана принципна схема на пълна система за сигнализация, от конто се вижда как могат да бъдаг свързани различии схеми за удовлетворяване на определена изиск- вания. Системата е със самозадържане, има схеми за „предупреж- дение" и за „записване на нежеланите посещения" и е предназ- начена за използуване с нормално отворен ключ. Системата включ- ва „схема за закъснение при излизане и влизане", чието време на закъснение е около 25 s. Освен това системата има и схема за потискане на преходните процеси в основните ключове за задей- ствуване. Предвидена е възможност за работа без самозадържа- не при задействуване на нормално отворените термочувствителни контакти, което осигурява сигнализация при възникване на пожар. Схемата „за предупреждение" е реализирана с ИС2, а схемата за „записване на нежеланите посещения" — с ИС4. Тези две схеми са свързани постоянно към захранващия токоизточник. Самоиз- ключването на системата е реализирано с ИСП като ед на от сво- бодните схеми ИЛИ — НЕ се използува за потискане на преход- 31
К| - КЛЮЧ ЗА ЕКЛЮЧВАТЕ Кг " ПАРАЛЕЛНО СВЪРЗАНИ НО КЛЮЧСВЕ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ К> - ГЮСЛЕДХА7ЕЛЧО СВЪРЗАНИ НЗ КЛЮЧОВЕ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ К/ - ПАРАЛЕЛЧО СВЪРЗАНИ ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛНИ РАБС^ЧИ КОНТАКТЫ к5- ПОСЛЕДОВАТЕЛНО СВЪРЗАНИ ИЗ БУТОНИ ЗА мПРЕДУПрЕМДЕНИЕ’* Кб- Н О- БУТОНИ ЗА ВЪЭСГАНОВЙБАНЁ ИА СИГНАЛИЗАЦИЯТА ЗА .ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ'* Ку- ДРПЬЛИИТЕЛЕН ЕЪНШЕН КОНТАКТ Кя~ НЗ- БУТОН ЗА ВЪЗС ТАНОВ ЯВА НЕ НА СлЕМАТА ЗА ЗАПОМНЯНЕ НА ВЛИЗАНЕТО Лг* Ая - СИАИЦИЕВИ диоди С ОБЩО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ ИС^ИС4-С04001 12V «----СХЕМА ЗА ЗАКрОСНИЕ ПРИ ИЗЛИЗАНЕ —«* И ВЛИЗЛНЕ И ЗА ПСГИСКАНЕ НА СХЕМА ЗА — ПРЕХОД НИТЕ ПРОЦЕСИ СА.М0ИЗКЛЮЧВАНЕ -т*’-'- СХЕМА ЗА — ВМ,ЕЙСШУЗАНЕ НА РЕЛЕТО ™ СХЕМА ЗА —- ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ СХЕМА ЗА „ЗАПИСВАНЕ НА ;~ЖЕЛАННТЕ ПОСЕЩЕНА Фиг. 2.8. Принципна схема на пълна система за сигнализация
ните процеси в основните ключове за задействуване. С помощта на ИС3 е реализирайа схемата за „закъснение при влизане и из- лизане Четирите интегрални схеми са CD4001. Трябва да се отбе- лежи, че клема „Изкл* на ключа Кх е свързана към земя, което осигурява верига за разреждане на времезадаващите кондензато- ри на системата. ДРУГА СХЕМА ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ ПРИ КРАЖБИ Разгледаните досега схеми за сигнализация при кражби имат за^’задача да улеснят читателя при реализирането на система, удовлетворяваща неговиге изисквания, която може да бъде мно- го проста или твърде сложна. На фиг. 2.9 е показана схема за сигнализация при кражби, която изпълнява много полезни, но ог- раничени функции. Задействуването на схемата става с последо- вателно свързани нормално затворени ключове. След включва пе- то на сигнализацията тя се самозадържа и звуковият сигнал про- дължава, докато не бъде изключен с ключа за включване или батерията не се изтощи. Светодиодъ*г СД свети, когато някой от Ki - мт за исг CD «ом СД- КАКЪВТОЙДАЕ МАЛОМОЩЕН! Ю&А-ХОЛА) Ш4001 (НЮ.) Фиг. 2.9. Схема за сигнализация яри кражби КЛЮЧ ЗА ВКЛЮЧ- ВАНЕ г2 (НЮ.) ГЕНЕРАТОР ЗА СИГНА- ЛИЗАЦИЯ нормално затворените ключове е отворен, а генераторът за сиг- нализация започва да функционира около 60s след включване на схемата с ключа за включване. Самият генератор на сигнала мо- $ НО електронни схемя 33
же да се захрани от общия захранващ токоизточник. Възможно е да се прибавят схеми за сигнализация при пожар и схема за „предупреждение*. Със схемата се работа по следния начин. Собственикът включ- ва схемата с ключа за включване, при което по светодиода се проверява дали всички ключове за задействуване са затворени. За около 50 s собственикът може да излезе от къщата без опас- ност от задействуване на звуковата сигнализация. След изтичане на това време всяко отваряне на нормално затворените ключове води до задействуване на схемата и включване на звуковата сиг- нализация, което продължава, докато схемата не се изключи ръч- но или батерията не се изтощи. Собственикът може да влезе в къщата, без да задействува сигнализацията, като я изключи с помощта на бутон, разположен извън къщата. Действието на схемата от фиг. 2.9 е доста просто. Нормално затворените ключове са свързани към входа на схема А, конто 'е включена като обикновен инвертор, чието изходно напрежение се подава на светодиода през емитерния повторител 7^. Освен това изходното напрежение на 7\ се подава на транзистора Т2 за включване на релето през двувходовата диодна схема И (дио- дите Mi и Дз) и схемите & и С, свързани като неинвертиращо буферно стъпало. На другая вход на схемата И се подава напре- жение от закъснителната верига — СР При първоначално включ- ване на цялата система към захранващото напрежение кон- дензаторът Сг е разреден, изходните напрежения на схеми В и С са ниски и транзисторът Га е запушен. За около 50 s конденэаторът се зарежда до напрежение, достатъчно за отпуш- ване на Г2, и ако никой от ключовете за задействуване е отво- рен, транзисторът се насища, светодиодът светва и релето се включва. При това релето се самозадържа чрез нормално отво- рения си контакт rlt а чрез нормално отворения си контакт г2 включва генератора за сигнализация. Трябва да се отбележи, че във всеки момент от времето си- стемата може да бъде изключена за около 50 s чрез натискано на бутона /<2, конто предизвиква разреждане на Сг. На практика К9 се монтира извън къщата близо до входната врата, което по- зволява на собственика да влезе в къщата, без да задействува сигнализацията. При прекъсване на захранващото напрежение диодът автоматично разрежда кондензатора Сг На фиг. 2.10 е показано как към схемата от фиг. 2.9 може да се прибави допълнително реле, което да дава сигнализация при пожар и за „предупреждение". Паралелно свързаните бутон Яв» контакти и контакти са включени последователно с ре- 34
лето Р" и захранващия токоизточник. Нормално отвореният кон* такт г'' се използува за включване на генератора за сигнализация към захранващия токоизточник. При незадействувана схема релето Р" е изключено, но при краткотрайно затваряне на Яб или KQ релето се включва, само* БуТОН ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЕН ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ" КОНТАКТ (ЗА ПОЖАР) Фиг. 2.10. Вариант на схемата от фиг. 2.9 за осигуряване на сигнализация при пожар и за „предупреждение* задържа се и задействува генератора за сигнализация. Паралелно на /<б могат да бъдат свързани произволен брой нормално отво- рени ключове за „предупреждение", а паралелно на Кв могат да бъдат свързани произволен брой нормално отворени термочув- ствителни контакти. След като релето Р" се включи, то може да бъде изключено чрез кратко натискане на бутона /Q, монти- ран на скрито място. СХЕМИ НА ГЕНЕРАТОРИ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ С МОЩНОСТ 10 W Всички схеми за сигнализация при кражби, разгледани в тази глава, имат на изхода си реле, което може да задействува ка- къвто и да е източник на звуков сигнал. Това може да бъде знънец, сирена или нискочестотен генератор с високоговорител. В тази точка ще бъдат разгледани няколко схеми на нискоче- стотни генератори с изходна мощност 10 W. На фиг. 2.11 е показана схема на прост еднотонален генератор с изходна мощност 10 W. Двете схеми ИЛИ — НЕ от интеграл- 35
ната схемаТСВ4001 образуват генератор на правоъгълни импулси с честота 800 Hz. Изходният сигнал на генератора се подава на усилвател на мощност с непосредствена връзка, реализиран с транзисторите и Т2, на изхода на който е свързан високого- ворител с импенданс 5 Й. Двата транзистора непрекъснато пре- минават от запушено в наситено състояние с честота 800 Hz, Фиг. 2.11. Еднотонален генератор за сигнализа- ция с изходна мощност 10 W което обуславя голям коефиииент на полезно действие. При за- хранващо напрежение 12 V и<ходната мощност е над 10 W. Входовете на дзете неизползувани схеми ИЛИ — НЕ от CD4001 (изводи 8, 9, 12 и 13 на интегралната схема) се свързват към извод 7. На фиг. 2.12 е показана схема на генератор за сигнализация с честота 800 Hz, която пулсира (т. е. включва се и се изключ- ва) с честота 6 Hz. Схеми А и В образуват генератор на право- ъгълни импулси с честота 6 Hz, който включва и изключва ге- нератора на 800 Hz, образуван от схеми С и D. Изходният сигнал на генератора на 800 Hz се подава на усилвателя на мощност с непосредствена връзка 7\—Т2, който захранва висо- коговорителя. При захранващо напрежение 12 V се получава из- ходна мощност над 10 W. На фиг. 2.13 е показан генератор с променяща се честота. В него честотата на изходния сигнал се превключва между 600 и 450 Hz с честота 6 Hz. Генераторът с честота 6 Hz е обра- зуван от схеми А и В и служи за промяна на честотата на ге- нератора, реализиран със схеми С и D. Изходният сигнал се по- дава на усилвателя на мощност с непосредствена връзка 7\ — Т* 36
който захранва високоговорителя. При захранващо напрежение 12 V се получава изходна мощност над 10 W. Захранването на схемите от фиг. 2.11 до фиг. 2.13 се остн ществява от батерия с напрежение 12 V. Използуваният високо- говэрител е с импеданс 5 Q и е шунтиран с диод за премахване на иежеланите обратни електродвижещи напрежения. Фиг. 2.12. Генератор за сигнализация с изходна мощност 10 W спул- сиращ звук НЧ га.’НРА'.С? . СЧ ГЕНЕРАТОР , Д;- СИЛН’ХСЬ ДИОД с ------ ( Ь Hii--—}—(«» Н. И I ССЩС ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ Фиг. 2.13. Генератор за сигнализация с изходна мощност 10 W с изменяща се честота Всеки от разгледаните генератори може да бъде задействуван от основната схема за сигнализация чрез свързване на нормално отворен контакт на релето от тази схема последователи© с поло- 37
жителния полюс на захранващия токоизточник (това са контак- тите гв от трите схеми). Трябва да се отбележи, че с изключе- цие на фиг. 2.9, токозахранването на генератора трябва да бъде независимо от това на останалата схема за сигнализация. РАЗПОЛАГАНЕ НА КЛЮЧОВЕТЕ ЗА ЗАДЕЙСТВУВАНЕ НА СИСТЕМАТА Всички схеми за сигнализация, разгледани в тази глава, се за- действу ват с ключове. Това са нормално отвореии или нормално затворени електрически контакти, монтирани в прости „чувстви- телни" ключове. Ключовете могат да бъдат: микроключета или рид-контакти, конто се задейстчуват при отваряне на врата или прозорец; скрити бутони, конто се затварят, когато някой стъпи върху чергата или килима; проводник или фолио, конто се скъс- ват при насилствено отваряне на врата или прозорец. Изборът на системата за сигнализация зависи от много фак- тори. Това е конструкцията на къщата, конто ще бъде охраня- вана, стойността на предметите в нея, както и идеите, конто собственикът има за предпазване от кражби. Изборът на разпо- ложението на ключовете е строго индивидуален. Следващите бе- лежки имат за цел да помогнат на читателя в този избор. От гледна точка на предпазване от кражби всяко жилище може да се разглежда като затворено пространство, състоящо се от взаимосвързани затворени помещения. Те се ограждат от стени, подове, тавани, врати и прозорци. За да извърши кражба, крадецът трябва да проникне през тази „ограда", която пред- ставлява първата „защитна линия" на собственика. След като крадецът е влязъл в жилшцето, той може. да се придвижва от едва стая в друга само по пътища, определени от разположението на вратите и прозорците. При това свое движе- ние той неминуемо преминава през определени „места", което става ясно от плана на партера на малка къща, показан на фиг. 2.14. За да премине от всекидневната в антрето, крадецът трябва да мине през мястото /Ип при преминаване от кухнята в антрето — през мястото Л1я и при качване от партера на първия етаж — през мястото 7И3. Тези места са втората „защитна линия" на собственика. Собственикът може да се предпазва от кражби чрез защита на цялото си жилище или на част от него, или чрез използуване на определени „места" за защита, или чрез комбиниране на два- та начина. 38
ниво може да оъде в граничите от много по-ниски от полярни- те температури до температури, много по-високи от точката на кипене на водата. Изходният сигнал може да се получава от ви- сокоговорител или алармен звънец, но е възмржно и използуване- OU ТИП 741В MNPEfiCB КОРПУС С в ИЗВОДА Фиг. 3.7. Схема за сигнализация при превиша- ване на определена температура с реле на изхода то на реле на изхода, което от своя страна да задействува как- вото желаем светлинно или звуково сигнал но устройство. Като термочувствителни елементи могат да се използуват термистори или полупроводникови диоди. В тази точка са описани 5 полезна практически схеми за сиг- нализация при превишаване на определена температура. В по-го- лямата част от тях като термочувствителни елементи са използу- вани евтини термистори с отрицателен температурен коефициент. Това са резистори, чието съпротивление се променя с температу- рата, като при ниски температури е голямо, а при високи — малко. Схемите с термистори, описани в тази и следващите точки, са предназначени за работа с термистори, конто при желаната ра- ботна температура имат съпротивление около 5 kQ. Тези схеми обаче не са капризни и могат да работят добре и при съпротив- ление на термистора при работната температура в граничите от 1 до 20 kQ. На фиг. 3.7 е показана практическа схема на проста, но ефи- касна сигнализация при превишаване на определената температу- ра с реле на изхода. Термисторът заедно с резисторите /?2 и Аз образува мостова схема, която може да се уравновеси чрез У?! така, че напрежението на диференциалния вход на ОУ при желаната температура на задействуване да бъде 0 V. Операцион- ният усилвател тип 741 и транзисторът 7\ се използуват за устано- 4 ПО едегфояан схеми 49
вяване на нулевого изходно напрежение на моста и за заденет- вуване на релето. От фиг. 3.7 се вижда, че ОУ е без обратна връзка. В такте режим изходът му (извод 6) е в отрицателната облает на наси- щане (потенциалът му спрямо земя е почти О V), когато напре- жението на инвертиращия вход (извод 2) е с няколко миливолта по-положително от напрежението на неинвертиращия вход (извод 3). При напрежение на инвертиращия вход с няколко миливолта по- отрицателно от напрежението на неинвертиращия вход, изходът на ОУ е в положителната облает на насищане (потенциалът му спрямо земя е почти равен на положителното захранващо напрежение). Следователно, когато мостът е много близо до равновесие, из- ходното напрежение на ОУ може да се променя от О V до за- хранващото напрежение и обратно, при промеви диференциалното напрежение между изводи 2 и 3 само с няколко миливолта. Нека допуснем, че мостът е регулиран така, че при желаната температура „за сигнализация" е много близо до равновесие. Ко- гато температурата спадне под тази стойност, съпротивлението га термистора нараства и напрежението на изход 3 на ОУ става по- ложително по отношение на напрежението на извод 2. В резул- тат на това на изхода на ОУ има напрежение, почти равно на захранващото напрежение, базовият ток на транзистора е ра- вен на 0 и релето е изключено. При нарастване на температурата над определената стойност съпротивлението на термистора намалява, напрежението на извод 3 на ОУ става отрицателно спрямо напрежението на извод 2, в ре- зултат на което изходното напрежение на ОУ става равно на О V, базовият ток на транзистора 7\ става достатъчно голям за насищането му и релето се включва. Следователно релето на схемата се задействува, когато температурата надвиши определе- на стойност и се изключва при спадане на температурата под та- зи стойност. За схемата от фиг. 3.7 е важно да се отбележи, че използу- ването на мост осигурява точност, конто не зависи от промени- те на захранващото напрежение и че сигнализацията се включва при промяна на съпротивлението на резистора с по-малко от 0,1%, т. е. при промяна на температурата с части от градуса. Друго важно качество на схемата са ней ните широки въз- можности за приложение. Например възможно е преобразу ване то й в схема за сигнализация при понижаване на температурата под определена стойност чрез размяна на местата на резистора и термистора, чрез размяна на местата на евързване на изводи 2 й 3 на ОУ към схемата или чрез смяна на изходното стъпало, ка- 50
то вместо PNP транзистор се използува транзистор тир NPN. Освен това съществуват различии други начини за свързване на схемата, така че тя да действува като чувствителна сигнализация при превишаване на определена температура. ОУ ТИП 741 ВДЗУРЕДОВ КОРПУС С В ИЗВОДА Фиг. 3.8. Схема за сигнализация при превишава- не на определена температура с непосредствено задействуване на звънец Един от тези начини е показан на фиг. 3.8 и се състои в задей- ствуване на алармен звънец при превишаване на определена тем- пература. Схемата е подобна на схемата от фиг. 3.7 с тази раз- лика, че местата на свързване на изводи 2 и 3 на ОУ към моста са разменени и че изходното напрежение на ОУ се използува за осигуряване на тока в у правдива щия електрод на тиристор, а не на базовйя ток на PNP транзистор. При температура, по-ииска от определената, изходното напрежение на ОУ е О V, токът на управляващия електрод на тиристора е нула, в резултат на кое- то тиристорът и аларменият звънец са изключени. Когато темпе- рагурата надхвърли определената граница, изходното напрежение на ОУ става почти равно на захранващото напрежение, през уп- равляващия електрод на тиристора протича ток, по-голям от тока на включване, тиристорът се включва и аларменият звънец сё задействува. Използуваният в схемата тиристор има максимален ток 2 А, така че аларменият звънец (от самоизключващ се тип) трябва да се задействува при ток, не по-голям от 2 А. Двете разгледани схеми използуват термистори с номинално съпротивление 5 kQ. Мощността, разсейвана от термисторите, е от порядъка на няколко миливата. При никои специални прило- жения тази разсейвана мошност, която загрява термистора, може да влоши значително чувствителността на схемата. В такива слу- 51
чаи е необходимо да се използуват други видове термочувстви- телни елементи. Известно е, че напрежението в права посока на обикновените силициеви диоди завися от температурата, което позволява те да бъдат използувани като термочувствителни елементи. Обикновено Д|- СИЛИЦИЕВ ДИОД С Оьщо ПРЕДНАЗНАЧЕНА. КОРПУС С 8 ИэвСДА Фиг. 3.9. Схема за сигнализация при превишаване на определена температура с реле на изхода, използуиаща силициев диод като термочувствителен елемент напрежението в права посока на един силициев диод при ток 1 mA е около 600 mV. Ако токът се запази постоянен, напреже- нието върху диода се променя с около —2 mV при нарастване на температурата с 1°С. Всички силициеви диоди и мат приблизител- но еднаква зависимост на напрежението в права посока от темпера- турата. Тъй като при използувания режим на работа отделената върху диода мощност е около 0,6 mW, самозагряването е пренеб- режимо малко и диодът може да се използува като точен тер- мочувствителен елемент. На фиг. 3.9 е показано използувавето на силициев диод с об- що предназначение като термочувствителен елемент в схема за сигнализация при превишаване на определена температура с ОУ. Тук последователно с резистора е свързан ценеров диод, та- ка че двата делителя и /?4—се захранват с постоян- но по стойност напрежение — 5,6 V. Следователи© през всеки от тях тече постоянен по стойност ток. В резултат на това на извод 2 на ОУ се подава опорно напрежение с постоянна стой- 52
пост, а на извод 3 — зависимо от температурата напрежение с тем- п^ратурен коефициент —2 mV/°C. Очевидно диференциалното входно напрежение на ОУ е с температурен коефициент —2 mV/°C. На практика настройката на схемата се извършва чрез уве- личаване на температурата на Дг до желания праг на задейст- вуване и нагласяване при тази температура на плъзгача на Rs до включване на релето. При това положение между изводи 2 и 5 на ОУ се получава диференциално напрежение около 1 mV, като потенциалът на извод 3 е по-нисък от потенциала на извод 2, транзисторът е наситен и релето — включено. Когато температу- рата спадне под прага на задействуване, напрежението на извод 3 се увеличава спрямо напрежението на извод 2 с около 2 mV/°C, при което транзисторът се запушва и релето се изключва. Типич- ната чувствителност на схемата е около 0,5°С. Схемата може да се използува за сигнализация при превишаване на определена температура, конто може да бъде в границите от температуря под нулата до около 100°С. Трябва да се отбележи, че схемата може да се преобразува за даване на сигнализация при спадане на температурата' под оп- ределена стойност. Това се постига чрез размяна на местата на свързване на изводите 2 и 3 на ОУ. ИС,-CD4001 Фиг. 3.10. Схема за сигнализация при превишаване на опре- делена температура без самозадържане, лаваша пулен-* ращ звук с честота 800 Hz За получава не на сигнализация при превишаване на определе- на температура чрез непосредствено задействуване на високого- ворител могат дач. се използуват схеми ге от фиг. 3.10 и 3.11. Схе- мата от фиг. 3.10 е без самозадържане и дава пулсиращ тон с честота 800 Hz. Схемата от фиг. 3.11 е със самозадържане и да-
Фиг. 3.11. Схемаза сигнализация при превишаване на определена температура със самозадържане. давяща монотонен звук с честота 800 Hz ва монотонен звук с честота 800 Hz. В двете схеми е използува- на GMOS интегра дната схема CD4001. Схемите от фиг. 3.10 и 3.11 са същите, както схемите за сиг- нализация при пожар съотвегно от фиг. 3.5 и 3.6, с тази разлика, че сигналът за задействуване се взима от делителя — Rnt а не от термочувствителни контакта. Важйо свойство на схемите от фиг. 3.10 и 3.11 е, че те се включват и изключват, когато напрежението на техния вход над- виши или спадне под предварително определен праг на задейст- вуване. Този праг няма фиксирана абсолютна стойност, а при из- ползуване на съпротивителен делител на напрежение е равен на определена част от захранващото напрежение. Следователно за- действуването и изключването на схемите става, когато отноше- ние™ RJRn достигне определена стойност. Това отношение не зависи от захранващото напрежение, а от прага на задействуване на конкретната използувана интегрална схема CD4001. Номинал- ната стойност на отношението RjRti е 1, но поради различията в праговете на задействуване на различните екземпляри на схе- мата CD4001 се движи в границите от 0,43 до 2,3. Казаното дотук практически означава, че схемите от фиг. 3.10 и 3.11 се задействуват, когато температурата надвиши определе- на стойност, установена чрез Rt. Типичната чувствителност на двете схеми е 0,5° С. Одновните^ схеми от фиг. 3.10 и 3.11 могат да работят със захранващи напрежения между 5 и 15 V и с високбговорители с
импеданс между 5 и 25 О. Изходната мощност е в границите от 0,25 до 11,25 W в зависимост от захранващото напрежение и импеданса на високоговорителя. СХЕМИ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ ПРИ СПАДАНЕ ПОД ОПРЕДЕЛЕНА ТЕМПЕРАТУРА Всички схеми от фиг. 3.7 до фиг. 3.9 могат да се преобразу- ват за задействуване при понижаване на температурата под оп- ределена граница чрез размяна на местата на включване на из- ОУ тип 741 ВДВУРЕДОВ КОРПУС С 8 ИЗВОДА Фиг. 3.12. Схема за сигнализация при спадане под определена температура с реле на изхода ОУ ТИП 741 ВДВУРЕДОВ КОРПУС С 8 ИЗВОД' Фиг. 3.13. Схема за сигнализация при спадане под определена температура с непосредствено задействуване на звънеп 55
води 2 и 3 на ОУ. Така се получават схемите от фиг. 3.12 до фиг. 3.14. Възможио е преобразуване и на схемите от фиг. 3.10 и 3.11 за задействуване при понижаване на температурата под опреде- лена граница чрез размяна на местата на и Rn. Така се полу- чават схемите от фиг. 3.15 и 3.16. Д|-СИЛИЦИЕВ ДИОД С ОБЩО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ ЦЕНЕРОВ R4 4.7k «2 4.7 k й5 12k Re 1.2 k ЗА 5,6 V R3 1k (РЕГ. ТЕМП.) R1 1,2 k 6 ОУ ТИП 741 ВДВУРЕД» КОРПУС С 8 ИЗВОДА Фиг. 3.14. Схема за сигнализация при спадане под определена температура с реле на изхода, използуваща силициев диод като термочувстви- телен елемент 2К3702 6 4* 12V РЕЛЕ 3A12V 180я Фиг. 3.15. Схема за сигнализация при спадане под определена тем- пература без самозадържане. даваща пулсиращ звук с честота 800 Hz 56
Като общ принцип може да се отбележи, че схемите за сиг- нализация при достигане на определена температура обикновено са без самозадържане, така че сигнализацията е изключена, кога- то температурата се намира в зададените граници. Този принцип е спазен в схемите от фиг. 3.7 до фиг. 3.15, с изключение на схемата от фиг. 3.11. Ако е необходимо, схемите от фиг. 3.7, 3.9, ИС! -CD4001 Фиг. 3.16. Схема за сигнализация при спадане под определена темпера- тура със самозадържане, давяща монотонен звук с честота 8С0 Hz 3.12 и 3.14 могат да бъдат ваправени със самозадържане чрез свързване на незает нормално отворен контакт на релето между колектора и емитера на транзистора 7\. Подобно преобразуване е възможно и при схемите от фиг. 3.8 и 3.13 чрез свързване на резистор със съпротивление 470 Q паралелно на алармения звънец. ДРУГИ СХЕМИ ЗА ТЕМПЕРАТУРИЛ СИГНАЛИЗАЦИЯ Всички разгледани досега схеми са предназначени да дават сигнализация при повишаване или понижаване на температура- та под определена граница. В тази точка ще бъдат разгледани други три типа схеми за температурна сигнализация. Две от тях сигнализират, когато температурата се отклони от зададено ниво с повече от предварително определена стойност. Третата схема включва сигнализацията, когато две температуря се различават помежду си с повече от определена стойност. И при трите схе- ми се използува реле, което може да задействува всякакъв вид звукова или светлинна сигнализация. 57
’ На фиг. 3.17 и 3.18 са показани две схеми за сигнализация «ри температурно отклонение, конто се задействуват при отклоне- ние на температурата от зададено ниво с повече от предварител- ло определена стойност. Схемата от фиг. 3.17 има две независи- 2N3702 Rj - РЕГУЛИРОВКА ЗА ПОЛУЧАВАНЕ ВЬРХУ ТЕРМИСТОРА НАПОЛЭВИНАТА ЗАХРАНВАЩО НАПРЕЖЕНИЕ R?- РЕГУЛИРОВКА НА ДОЛИ АТА ТЕМПЕРАТУРИЛ ГРАНИЦА З3- РЕГУЛИРОВКА НА ГОРНАТА ТЕМПЕРАТУРИЛ ГРАНИЦА РЕЛЕЗА| 12У|~/~1 •180QK -а— ОУ ТИП 741 В ДВУРЕДрГ КОРПУС С 8 ИЗВОДА Фиг. 3.17. Схема за сигнализация при температурно отклонение с две незавтсими релета за превишаване и спадане под определена температура - РЕГУЛИРОВКА ЗА ПОЛУЧАВАНЕ ВЬРХУ ТЕРМИСТОРА НА ПОЛОВИНАТА ЗАХРАНВАЩО НАПРЕЖЕНИЕ К2 - РЕГУЛИРОВКА НА ДрЛНАТА ТЕМПЕРАТУРИЛ ГРАНИЦА R3 - РЕГУЛИРОВКА НА ГОРНАТА ТЕМПЕРАТУРИЛ ГРАНИЦА КОРПУС С 8 ИЗВОДА Фиг. 3.18. Схема за сигнализация при температурно отклонение с едно реле за превишаване и спадане под определена температура 58
ми изходни релета, едното от конто се задействува при превишаване на определена температура, а другого — при спада- не под, друга определена температура. Схемата от фиг. 3.18 има само едно реле, което се задействува, когато температурата пре- виши определена стойност или се понижи под друга опреде- лена стойност. Дзете схеми представляват комбинации от основните схеми за сигнализация при превишаване на определена температура (фиг. 3.7) и при спадне под определена температура (фиг. 3.12). Дясната половина на всяка от схемите (за превишаване на опре- делена температура) се основава на схемата от фиг. 3.7, а лява- та им половина (за спадане под определена температура) — на схе- мата от фиг. 3.12. Двете половини на схемата използуват един термочувствителен делител — Rtu но горната и долната тем- пературив граница се регулират независимо една от друга. Изхо- дите на всеки от двата ОУ в схемата от фиг. 3.17 е свързан към отдел но изходно стъпало, съдържащо транзистор и реле. При схемата от фиг. 3.18 изходите на двата ОУ са свързани към едно изходно стъпало чрез диодите и Д2. Настройката на двете схе- ми се извършва по следния начин. Плъзгачите на потенциометрите /?2 и /?3 се поставят в средно положение, а термисторът — при нормална температура или при температура по средата между двете граници на задействуване на схемата. Регулира се тример-потенциометърът така, че вър- ху термистора да се получи пад на напрежение, равен на поло- вината от захранващото напрежение. След това плъзгачът на /?2 се завърта до край надясно, така че на извод 3 на левия ОУ да се подаде цялото захранващо напрежение, а плъзгачът на /?3— в крайио ляво положение, така че на извод 2 на десния ОУ да се получи потенциал 0. При това положение сигнализацията не трябва да се задействува (релето трябва да бъде изключено). След това термийсторът се поставя при температура, равна на долната граница на задействуване, и се регулира положението на плъзгача на така, че съответното реле да се включи и да задействува сигнализацията. След това температурата, при която е поставен термисторът, бавпо се увеличава и се наблюдава дали релето ще се изключи. Най-накрая термисторът се поставя при температура, равна на горната граница на задействуване,, и се регулира /?3 така, че съответното реле да се включи и да задей- ствува сигнализацията. При това положение настройката е завър- шена и схемата е готова за работа. Последната схема, която ще бъде разгледана в тази глава (фиг. 3.19), е пример за използуването на силициеви диоди като 59
термочувствителни елементи з дифере нциална схема, която се за- действува само когато температурата на диода Дх е по-висока от температурата на диода Д2 с точно определена стойност. Задей- ствуването на схемата не зависи от абсолютната температура на двата диода. Начинът на работа е следният. VPABHOBE- Г— СЯВАНЕ Raj И< Re 1.2 k 2N 3702 Ai 1N914 ИДИ ПОДЗЬЕН . Аз 1N914 иди Аз A 3A12VL 1N4001I 180ft 0U ТИП 741 В де¥РЕ/рЗ КОРПУС С 8 ИЗВОДА Фиг. 3.19. Схема за сигнализация при достигане на определена разлика между две температури с реле на изхода Дг и Д3 са силициеви диоди с общо предназначение и се из- ползуват като термочувствителни елементи. Токът на диода Дх протича от положителния полюс на захранващия токоизточник през резисторите /?3, и а токът на Д2 — през /?3, /?2 и R^ Относителните стойности на тези токове могат да бъдат регу- лирани в определени граници с помощта на R3 така, че падовете на напрежение върху двата диода да се изравнят. В резултат на то- ва при еднаква температура на двата диода диференциалното на- прежение между изводите 2 и 3 на ОУ ще бъде нула. Ако при това положение температурата на двата диода се увеличи например с 10°С, падовете на напрежение върху диоди- те ще намалеят с по 20 mV и диференциалното напрежение ще остане нула. Следователно схемата не реагира при еднакви про- мени на температурите на двата диода. Нека сега предположим, че температурата на Д3 намалее с 1°С по отношение на температурата на В този случай падът на напрежение върху Д2 ще стане с 2 mV по-голям от пада върху Дь извод 3 на ОУ ще стане по-положителен от извод 2, изход- 60
ното напрежение на ОУ ще стане приблизително равно на за- хранващото напрежение, транзисторът Г3 ще се запуши и релето ще се изключи. Ако температурата на Д2 се увеличи спрямо тем- пературата на Дх с 1°С, падът на напрежение върху Д2 ще стане с 2 mV по-малък от пада върху Дх, изходното напрежение на ОУ ще стане приблизително равно на нула, транзисторът ще се насити и релето ще се включи. Следователно релето се включва само когато температурата на стане по-висока от температу- рата на Дх (или температурата на Дх стане по-ниска от темпера- турата на Д2). Типичната чувствителност на схемата е около 0,5°С Даденото дотук обяснение е в сила при допускането, че /?3 е регулирано така, че при еднаква температура на двата диода падовете на напрежение върху тях са съвършечо еднакви, което води до включване на релето при температура на Д2, с няколко десети от градуса по-висока от температурата на Дх. На практика се регулира така, че при еднаква температура на Дх и Д9 падът на напрежение върху Дес няколко миливолта по-голям от пада на напрежение върху Дх. В такъв случай релето ще се включи едва когато температурата на Д2 се увеличи с няколко градуса по отношение на температурата на Дг. Големината на разликата между двете температури, при която релето се включ- ва, мэже да се регулира чрез R3 в границите от 0 до 10°С. То- ва разширява значително областите на приложение на схемата. Настройката на схемата може да се извърши, като се постави Д2 при температура, с желаното число грздуси по-висока от температурата на Дх, и се регулира R3 до включване на релето. 61
СХЕМИ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ ПРИ ПОВРЕДА В ЗАХРАНВАЩАТА МРЕЖА Схемите за сигнализация при повреда в захранващата мрежа могат да се задействуват при аварийно изключваие на захранва- нето на агрегати за дълбоко замразяване, при прерязване на проводниците на мрежата от крадец или при претоварване на дадена машина и изгаряне на нейните предпазители. В тази точ- ка са описани три полезни схеми за такава сигнализация. На фиг. 5.6 е показана проста схема за сигнализация при повреда в захранващата мрежа с реле на изхода, което чрез своите контакта може да задействува каквото и да е устрой- ство за сигнализация. Напрежението от мрежата се подава на понижаващ трансформатор, във вторичната намотка на който се получава напрежение 12 V. Това напрежение се изправя и из- глажда с помощта на еднополупериоден токоизправител, реали- зиран с диода Д и кондензатора Q, и се подава на намотката на едно постояннотоково реле. Нормално затворениях контакт на релето се използува за задействуване на устройството qia сигнализация. Когато в мрежата има напрежение, релето е включено, кон- тактът му е отворен и устройството за сигнализация не е задей- ствува но. При прекъсване на напрежението в мрежата релето се изключва, контактът му се затваря и задействува устройството за сигнализация. вход от МРЕЖАТА Т₽| д 1N 4001 470.0 19V ПРЕЛЕ —»3A12V 180 а Фиг. 5.6. Проста схема за сигнализация при повреда в захранващата мрежа с реле на изхода Релето трябва да бъде с работно напрежение 12 V и да има съпротивление на намотката си, не по-малко от 120 2. Система- та от контакта на релето трябва да има един или повече нор- мално затворени контакта. Трансформаторът Тр± може да бъде 82
какъвто и да е мрежов трансформатор с напрежение във вто- ричната намотка 12 V и ток, не по-малък от 100 mA. Подобна схема за сигнализация при повреда в захранващата мрежа е показана на фиг. 5.7. Тук мрежовото напрежение се на- малява на 12 V с трансформатора Tplt изправя се и се изглаж- Фиг. 5.7. Схема за сигнализация при повреда в захранващата мрежа със звънец или зумер на изхода да с Д и Сь при което се получава постоянно напрежение около 12 V. Устройство™ за сигнализация, което в случая представля- ва самопрекъсващ се звънец или зумер, е включено като аноден товар на тиристора и се захранва от батерия с напрежение 9 V. При изправна захранваща мрежа в точките на свързване на диодите Дх— Дъ и Да—Дз се получава постоянно напрежение 12 V, транзисторът 7\ се насища поради наличието на сравни* телно нискоомния резистор и в точката на свързване на рези* сторите се получава напрежение приблизително 0 V. В резултат на това на управляващия електрод на тиристора се по- дава напрежение също приблизително 0 V, устройството за сиг- нализация е изключено, диодът Д3 е запушен с напрежение 12 V и от батерията не се консумира ннкакъв ток. При прекъсване на мрежовото напрежение потенциалът в точката на свързване на диодите Дх—Дч намалява на 0 V и транзисторът Т\ се запушва. При това положение от батерията към управляващия електрод на тиристора протича ток по вери- гата Дз — /?2 — /?з, тиристорът се отпушва и сигнализацията се включва. Аларменият звънец или зумерът трябва да бъдат самопрекъс- ващи се с работно напрежение 6 V и работен ток, не по-голям от 2 А. Понижаващият трансформатор може да бъде какъвто и да 83
е мрежов трансформатор с напрежение във вторичната намотка 12 V и ток във вторичната намотка няколко милиампера. Ако тази схема трябва да се преобразува за работа с други постоянни напрежения, важно е напрежението в точката на свър- Фиг. 5.8. Схема за сигнализация при повреда в захранващата мрежа» даваща пулсиращ звук зване на диодите — Д% да бъде с най-малко 2 V'no-високо от напрежението на батерията. Последната схема за сигнализация при повреда в захранваща- та мрежа (фиг. 5.8) използува високоговорител, от който се по- лучава пулсиращ звук със средна мощност (около 10 W). Гене- раторът с изменяща се амплитуда е реализиран с интегралната схема CD4001 и е същият, както генераторът в схемите от фиг. 1.11 и 5.5 Неговият изходея сигнал се подава на усилвате- ля на мощност, показан вече на фиг. 1.9. И при тази схема мрежовото напрежение се понижава, изпра- вя и изглажда от Трь Д± и Сг При наличие на мрежово напре- жение постояннотоковият пад върху С± е по-голям от напреже- нието на батерията, поради което потенциалът на входа на ИС (извод 7) е равен на потенциала на положителния полюс на батерията (благодарение на връзката, създадена чрез резистора 7?! и диода за защита на входа Д2) и генераторът не работа. При това положение схемата консумира от батерията само мал- кия обратен ток на утечка. При прекъсване на мрежовото напрежение кондензаторът Сх се разрежда до О V. В резултат на това генераторът започва да работа и от високоговорителя се чува аларменият сигнал. Той е с основна честота 800 Hz и променя силата си с честота 6 Hz. Понижаващият трансформатор може да бъде какъвто и да е мрежов трансформатор, който осигурява напрежение върху Сь по-високо от напрежението на батерията. 84
СХЕМИ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ ПРИ ПРИБЛИЖАВАНЕ Както показва названието им, тези схеми се задействуват, когато човек или предмет се докоснат или приближат до чув- ствителна антена или до проводим предмет, прикрепен към нея. Фиг. 5.9. Схема за сигнализация при приближаване с реле на изхода Описани са две практически схеми за сигнализация при прибли- жаване с еднакъв принцип на действие. Едната схема (фиг. 5.9) е с реле на изхода, а другата (фиг. 5.10) задействува непосред- ствено алармен звънец или зумер. Фиг. 5.10. Схема за сигнализация при приближаване с алармен звънец или зумер на изхода Двете схеми работят на принципа на капацитивния товар, при конто се използува високочестотен генератор, настроен малко над границата на самовъзбуждане, като антената представлява
част от трептящия кръг на генератора. И в двете схеми единият край на захранващия токоизточник е заземен. В резултат на това при увеличаване на капацитета между антената и земя, например При докосване или приближаване към антената, в трептящия кръг се внася допълнително съпротивление и генерациите се прекратяват, което се използува за задействуване на сигнализа- цията. На фиг. 5.9 е показана практическа схема с реле на изхода, използуваща изложения принцип. Транзисторът 7\, елементите към него и трептящият кръг £3, Сх и С3 образуват генератор по триточкова капацитивна схема (схема на Колпиц). Възникване- то на генерации се регулира с тример-потенциометъра /?4, а анте- ната е свързана към базата на транзистора чрез кондензатора Сб. Осцилаторът работа при честота около 300 kHz и има ниско- омен изход благодарение на използуването на емитерния повто- рител, реализиран с транзистора Г3. Изходното напрежение се получава върху резистора /?в. Изходния сигнал се изправя и из- глажда от елементите Д1, Д2, и Съ така че на базата на транзистора Т3 се подава постоянно положително напрежение през резистора Транзисторът Т3 представлява усилвател по схема С общ емитер с колекторен товар резисторът RQ. Транзи- сторът Т4 също е усилвател по схема с общ емитер, но колек- торният му товар е реле, като връзката с транзистора Т3 е гал- ванична. При наличие на нормални генерации в стъпалото на Т\ на базата на Т3 има положително напрежение, което осигурява на- сищане на транзистора. Когато Т3 е наситен, колекторното му напрежение е почти 0 V, на базата на транзистора също се подава напрежение почта 0 V, Т4 е запушен и релето не е включено. При докосване или допълнително натоварване на антената генерациите спират, напрежението на изхода на токоизправителя става нула и транзисторът Т3 се запушва. При това на базата на 7\ през резистора /?9 се подава положителното захранващо напрежение, Г4 се насища и релето включва. Транзисторите 7\ и се захранват от стабилизирано посто- янно напрежение 6 V. Това се осъществява чрез резистора R3 и ценеровия диод Д3 и осигурява практическа независимост на че- стотата на генератора от промени на захранващото напрежение. Диодът Д± предпазва схемата от обратны електродвижещи напре- Жения, получавани при работата на релето. ‘ Схемата от фиг. 5.10 осъществява сигнализация с помощта Па алармен звънец или зумер, включени на нейния изход. Дей- 86
ствието й е подобно на действието на предишната схема, като разликата се състои в това, че транзисторът Г4 е заменен с ти- ристор и аларменото устройство е включено непосредствено като товар в анодната верига на тиристора. Това устройство може да бъде самопрекъсващ се звънец или зумер с работно напрежение между 9 V и 12 V и работен ток, не по-голям от 2 А. Схемите от фиг. 5.9 и 5.10 са без самозадържане. Схемата от фиг. 5.9 може да бъде направена със самозадържане чрез свър- зване на нормално отворен контакт на релето между колектора и емитера на транзистора 7*4. Схемата от фиг. 5.10 също може да се направи със самозадържане чрез свързване на резистор със съпротивление 470 Q паралелно на диода Д4. Настройка!а на двете схеми е много проста. Най-напред се свързва подходяща антена и след това чрез придвижване на плъзгача на /?4 по посока към заземения му извод се получава задействуване на сигнализацията. След това плъзгачът се при- движза в обратна посока, докато релето изключи, и в това по- ложение се проверява дали сигнализацията се включва при до- косване или приближаване на антената и се изключва при отда- лечаване. Ако е необходимо, чрез по-нататъшно регулиране на /?4 може да се постигне максимална чувствителност. Чувствителността на всяка от двете схеми записи от положе- нието на плъзгача на /?4 и от големината на използуваната антена. Ако антената е много малка, например къс проводник, схемите ще действуват само при докосване на антената, но ако антената е голяма, например метален лист, ще се получи задействуване на сигнализацията при приближаване на човек на разстояние 30 до 60 ст. За да се установят възможностите на схемите, трябва да се проведат експерименти с различии антенн. Не трябва да се забравя, че е задължително антената да бъде добре изолира- на от земята и че единият край на постояннотоковия захранващ източник трябва да бъде добре заземен. В някои приложения е по-добре да се използува изкуствена „земя“ (например метална плоча). Ако например две метал ни плочи са разположени успо- редно една на друга на разстояние около 30 ст и едната се из- ползува за антена, а другата — за изкуствена „земя*", сигнализа- цията ще се задействува при вмъкване на ръката между двете плочи. Подобии системи могат да се използуват за звукова сиг- нализация при вмъкване на ръка в каса, шкаф и т. н. 87
СХЕМИ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ ПРИ ДОКОСВАНЕ Схемите за сигнализация при докосване са предназначени|да се задействуват, когато някое лице или предмет докосне опреде- лена контактна точка. Тези схеми могат да работят по различен начин. Те могат да се задействуват при докосване и затваряне ИС<- СО 4001 Д, - ГЕРМАНИЕВ ДИОД С ОБЩО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ ЗЕМЯ Фиг. 5.11. Схема за сигнализация при докосване, задействуваща се от брум на прост микроключ, както при схемите за сигнализация от" глава 1 или да работят на принципа на капацитивния товар, което бе описано в предишната точка на настоящата глава. Възможно е задействуване от променливотоков брум, конто се „улавя“ от електрически контакт при докосването му с пръст (при апарату- ри, свързани с променливотоковата захранваща мрежа) или от сравнително малкото съпротивление (под няколко мегаома), кое- то се получава между два контакта при докосването им с пръст. В тази точка са описани три схеми от последните два типа. На фиг. 5.11 е показана проста, но полезна схема за сигнали- зация при докосване, задействуваща се от брум. Едка схема ИЛИ — НЕ от CMOS интегралната схема CD4001 е свързана ка- то обикновен импулсен инвертиращ усилвател, високоомният вход на който е свързан към контакта за докосване през резистора /?2. Захранващото напрежение на усилвателя е 5 V и се получа- ва от напрежението 12 V на захранващия токоизточник чрез де- лителя /?3 — Същото захранващо напрежение е подадено на входа на усилвателя през резистора Ru което осигурява нисък потенциал на изхода му. 88
Когато на контакта се подаде сигнал с амплитуда над няколко волта, което става при докосването му, на изхода на усилвателя се получават правоъгълни импулси с амплитуда 5 V и мрежова честота. Тези импулси се изправят и изглаждат от Дх и Q и по- лученото постоянно напрежение се използува за задействуване на релето през резистора /?б и транзисторите и Т2. ИСГ CD4001 Фиг. 5.12. Схема за сигнализация при докосване, из- ползуваща намаляването на съпротивлението между обикновени контакти При използуването на тази схема отрицателният полюс на захранващия токоизточник трябва да бъде заземен. С помощта на контактите на релето може да бъде задействувано каквото и да е сигнално устройство. Консумираният постоянен ток при не- задействувана схема е 1 mA. Тъй като схемата по начало се за- захранва от променливотоковата мрежа, този ток не създава про- блеми. Повърхнината на контакта за докосване може да бъде само няколко квадратни сантиметра. Ако контактът се постави на раз- стояние над 10 ст от входа на интегралната схема, необходимо* е свързващият проводник да бъде екраниран, за да се избегне включване на сигнализацията от паразитни сигнали. На фиг. 5.12 е показана проста схема за сигнализация на принципа на понижаване на съпротивлението. Тук също се из- ползува инвертиращ импулсен усилвател, реализиран с една схе- ма ИЛИ — НЕ от CMOS интегралната схема CD4001, но захран- ващото напрежение се взима непосредствен© от токоизправителя за 12 V. Входът на усилвателя е свързан към положителния по- люс на токоизправителя през резистора със съпротивление 10 MQ, което осигурява нисък потенциал на изхода му. Изход- ният сигнал на усилвателя се подава през резистора /?3 на тран- зистора и релето. 89
Действието на схемата се състои в следното. При съпротив- ление межу контактите над 10 М2 изходното напрежение на усилвателя е ниско, транзисторът Тг е запушен и релето е изклю- чено. Когато съпротивлението между контактите намалее под 10 М2, изходното напрежение на усилвателя става високо, тран- ИС1-С04001 Д, - германием диод С ОБЩО ПгЕДНДЗНА'-ЕНИЕ 1N4001 I ИЗХ ----о — г( (Н.О.) Фиг. 5.13. Схема за сигнализация при докосване, из- ползуваща намаляването на съпротивлението между миниатюрки контгкти зисторът се насища и релето включва. Ако повърхнииата на вес- ки от контактите е най-малко половин квадратен сантиметър, съпротивлението между тях намалява под 10 М2 при едновре- менното им докосване с пръет или друга част от човешкото тяло. Поради това схемата действително осигурява сигнализация при докосване. Контактите на релето могат да задействуват как- вото и да е сигнално устройство. Типичната стойност на тока на консумация при незадействувана схема е 1 рА. На фиг. 5.13 е показано преобразуването на схемата от фиг. 5.12 за използуване на миииатюрни контакти. Схемата е по- добна на описаната преди, като разликата се състои в това, че съпротивлението на е увеличено на 20 MQ чрез последова- телното свързване на два резистора по 10 М2, а освен това схемата е направена чувствителна към брум чрез добавяне на диода Дг и кондензатора Сг. Чувствителността на тази схема позволява да се използуват миниатюрки контакти с размера на главичка на карфица.
СХЕМИ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ ПРИ НАЛИЧИЕ НА ЗВУК И ВИБРАЦИИ Схемите за сигнализация при наличие на звук могат да се използуват за откриване на крадец, конто влиза в охраняваното помещение и предизвиква шум. Схемите за сигнализация при на- фиг. 5.16. Блокова схема на типична система за сигнализация при наличие на звук или вибрации личие на вибрации могат да се използуват, когато някое „неу- пълномощено* лице отвори дадено чекмедже или врата на шкаф, с което предизвиква вибрации на охранявания предмет. Принци- път на действие на двата типа схеми е еднакъв, което се вижда от блоковата схема на фиг. 5.16. За улавяне на основния шум или вибрации в помещението се използува микрофон или подобен преобразувател. Полученият сигнал се подава на избирателен усилвател, който отстранява нежеланите честоти и усилва само интересуващите ни сигнали. Изходният сигнал на усилвателя се подава на детектор, който превръща променливото напрежение в постоянно. Това постоянно напрежение се подава на устройството за задействуване на сиг- нализацията и когато надхвърли определено ниво, на изхода на устройството се получава сигнал. Този сигнал от своя страна задействува генератора за сигнализация. На фиг. 5.17 е показана една проста, но полезна схема на детектор и устройство за задействуване на сигнализацията с ре- ле на изхода. За включване на релето е необходимо входният сигнал да бъде около 1 V. Променливият входен сигнал се изправя и се изглажда от диодите Дг и Д2, резистора Rr и кондензатора С2. Полученото постоянно напрежение се подава на транзисторите 7\ и Г8 и служи за задействуване на релето. В нормален режим на работа, когато на входа не е приложен никакъв сигнал, постоянното на- прежение върху кондензатора С3 е нула, транзисторите 7\ и Т2 са запушени и релето не е включено. При наличие на входен променливотоков сигнал 1 V върху С2 се получава постоянно 93
напрежение около 2 V, което предизвиква насищане на транзи- сторите и включване на релето. Действието, на схемите е такова, че релето включва бързо при наличие на входен сигнал с доста- тъчна амплитуда и изключва бавно при премахване на сигнала. 12 v о — Г ИЗХ *--О-- Гр'Н.О.) Фиг. 5.17. Проста схема на детектора и устройството за за- действуване на сигнализацията с реле на изхода. Релето се включва при входен сигнал около 1 V Времето на изключване се определи от времеконстантата и в зависимост от нуждите може да бъде променяно чрез про- мяна на стойността на С4. Схемата от фиг. 5.17 може да бъде направена със самозадър- жане чрез включване на незает контакт на релето паралелно на Т2, което е показано с прекъсната линия на схемата. Схемата може да се използува за сигнализация както при наличие на звук, така и при наличие на вибрации чрез използуване на под- ходящи преобразуватели и усилватели към тях. При сигнализация за вибрации усилвателят трябва да пропуска само сигнали с нис- ка честота, докато при сигнализация за звук той трябва да усил- ва сигнали с избрана честота в звуковия обхват. Последната схема, която ще бъде разгледана в тази глава (фиг. 5.18), представлява усилвател на говор, реализиран с инте- грална схема. Този усилвател може да бъде използуван заедно със схемата от фиг. 5.17 за реализиране на чувствителна система за сигнализация при наличие на звук. В тази схема звукът се приема от микрофон с подвижна бо- бина и импеданс 5 кй и се подава на извода 1 на ИС. Тази интегрална схема е тип СА3035, производство на фирмата RCA», и представлява широколентов усилвател с много голям коефи- циент на усилване по напрежение (около 120 dB). Входът на ИС е- извод 2, а изходът — извод 7. Големият коефициент на усилване позволява на изхода на ИС да се получи достатъчно силен сиг- 94
нал за задействуване на схемата от фиг. 5.17. Резисторът № кондензаторът осигуряват постояннотоковия режим на ИС». а /?б е товарно съпротивление. Резисторът /?3 и кондензаторит& С8, Q и Q се използуват за честотна компенсация jia ИС. Фиг. 5.18. Усилвател на говор, който може да бъде използуван заедно със схемата от фиг. 5.17 за реали- зиране на система за сигнализация при наличие на звук Резисторът /?4 и кондензаторът Са образуват развързващ филтър на първите две стъпала на ИС. Външният вид и номерацията на изводите на ИС СА3035 са показани в приложение 1. 9&
Глава VI СХЕМИ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ В МОТОРНИ ПРЕВОЗНИ СРЕДСТВА Електронните схеми за сигнализация намират многобройни при- ложения в моторните превозни средства. Те могат да се използу- ват за защита срещу кражби, за индикация на вероятността от заледяване на пътното платно или от прегряване на мотора или скоростната кутия, или за предупреждаване на водача, че в ре- зервоара е останало малко гориво. В тази глава са разгледани 16 полезни практически схеми. Пет от тези схеми — схемите за обездвижване — по същество не са схеми за сигнализация, но осигуряват защита срещу кражби. ВИДОВЕ УСТРОЙСТВА СРЕЩУ КРАЖБИ Съществуват два основни вида устройства срещу кражби на моторни превозни средства. Първият вид са устройствата за „обездвижване", конто ограничават възможностите на крадеца да запали двигателя и подкара превозното средство, но не оси- гуряват защита срещу кражба на вещите вътре в него. Устрой- ствата за обездвижване обикновено представляват прост ключ, свързан на определено място в електрическата система на пре- возното средство, който не позволява неговото запалване. Вторият вид устройства срещу кражби са истински схеми за звукова сигнализация, конто се включват (а понякога и обез- движват колата) при влизане на външно лице в превозното сред- ство. Задействуването на този вид схеми за сигнализация става по три основни начина. Един от най-често използуваните е чрез микроключета, конто се задействуват при отваряне на която да е от вратите на превозното средство, капака на двигателя или багажника. Обикновено микроключовете за задействуване на сиг- нализацията са евтини, с висока надеждност и осигуряват много добра защита срещу кражби. Вторият начин за задействуване на сигнализацията използува слабого понижаване на напрежението на акумулаторната батерия при включването на осветление, когато се отвори врата, капакът на двигателя йли багажникът, или при запалване на двигателя. Това са схеми за сигнализация, „чувствителни към напрежение*. 96
Те осигуряват също така добра защита, както схемите с микро- ключета, но обикновено са по-скъпи и с по-малка надеждност. При третия начин за задействуване на сигнализацията се използува I разлюляването или вибрациите, конто се получа- ват при ^лизане в превозното средство или при неговото раз л ви ж ване. Този вид сигнализация има много недостатъци. Ако чувствителността се регулира така, че сигнализацията да се вклю- чи, когато някой влезе в автомобила или го разклати, то има вероятност тя да се задействува и при силен вятър или когато някой се подпре на превозното средство. В такъв случай систе- мата ще работи много ненадеждно. Обратно, ако чувстителност- та се регулира така, че да се получи задействуване на сигнали- зацията само когато превозното средство се задвижи или силно се повдигне, мяма да се получи достатъчно сигурно задействува- не при опит за ограбване на вещите в автомобила. При този вид системи лесно може да бъде предизвикана лъжлива тревога, така че за крадците не е трудно да накарат собственика сам да изключи сигнализацията, като няколко пъти едно след друго предизвикват фалшива тревога. Съществуващите на практика системи за сигнализация срещу кражби могат да бъдат включвани или изключвани от външната страна на превозното средство или отвътре. Системите, при кон- то изключването на сигнализацията става от вътрешната страна на превозното средство, имат редица недостатъци. За да може собственикът спокойно да излезе от превозното средство, без да задействува сигнализацията, необходимо е системата да има „за- къснение при излизане* от около 30 секунди. При влизане необ- ходимого „закъснение при влизане* трябва да бъде около 15 се- кунди. В резултат на тези допълнения системите стават твърде сложни, скъпи и имат сравнително писка надеждност. Още по- важно е, че вероятността за защита от ограбване е твърде малка, тъй като при влизане в превозното средство крадецът разполага с 15 секунди, през което време може да открадне всички ценни предмета. Обратно, включваните отвън системи за сигнализация са мно- го прости, надеждни и евтини. Освен това те включват сигнали- зацията веднага, след като вратата започне да се отваря, което осигурява много добра защита срещу кражби. В сравнителната таблица от фиг. 6.1 е показана степента на защита, лредлагана от различните видове устройства за сигнали- зация срещу кражби в зависимост от различните видове крадци. Както се вижда, системите за обездвижване дават добра защита 7 НО елекчхмиш ея«М» §7
£ Вид м крадеца 1 Крадец на ** 1 дребни вещи Вид на защнтата | Крадец на ра- диоапарати и магнитофон» Крадец, който Крадец, който взима автомо- взима явтомо била само за да била за про- се разхмди с дължително ^его каране Кр*Д*Ц. който «зима автомо- биле на буксир Обездвижване Ник аква Никаква Добра Добра Никаква Включвана отвътре сигнализация, задейству- ваща се с микроключ Никаква Добра Добра Добра Никаква Включвана отвътре сигнализация, задейству- ваща се при понижававе иа напрежението на акумулатора Никаква Добра Добра Добра Никаква Включвана отвътре сигнализация, задей- ствуваща се при вибрации Ника кв а Лоша Добра Лоша Зйдоволителна Включвана отвън сигнализация, задейству- ваща се с микроключ Добра Добра Добра Добра Никаква Включвана отвън сигнатизация, задейству- ваща се при понижаване на напрежението на акумулатора Добра Добра Добра Добра Никаква Включвана отвън сигнализация, задейству- ваща се при вибрации Лоша Лоша Добра Лоша Задоволителна фиг. 51. Сравиителна таблица, показваща степента на защита, пред-агана от различии видове устройства за сигнализация срещу кражби в зависимост от различайте видове крадци
срещу крадци, конто искат да подкарат автомобила и да се раз» ходят с него или да го ожраднат за продължителцр време, ,но не осигуряват защита срещу крадци на вещи или срещу крадци, 31уащи колата на буксир. От друга страна, сигнализацицте, действувани с микроключ или от понижаването на напрежение- на акумулатора с изключване отвън, дават добра защита срещу всички крадци освен срещу тези, взимащи превозното средство на буксир. След като бяха изяснени основните възможности на различ- ните системи на защита, ще бъдат разгледани няколко практи- чески схеми за защита срещу кражби. СХЕМИ ЗА ОБЕЗДВИЖВАНЕ Схемите за обездвижване намаляват възможностите на кра- деца да запали двигателя и да подкара превозното средство. Простите начини за обездвижване се състоят в монтиране на скрит ключ, който се свързва на определено място от електри- ческата система на превозното средство. На фиг. 6.2 до фиг. 6.5 са показани няколко схеми от този вид. На фиг 6.2 и 6.3 е показано обездвижване чрез свързване на ключ в системата на запалване на превозното средство. При схе- мата от фиг. 6.2 ключът е свързан паралелно на прекъсвач- разпределителя (ПР) на превозното средство. При отворен ключ запалването работа нормално, но когато ключът се затвори, кон- тактите на ПР се дават накъсо и двигателят не може да се задействува. Схемата осигурява много добра защита, особено ако връзката на ключа с ПР е внимателно прикрита. В схемата от фиг. 6.3 ключът за обездвижване е свързан последователно с ключа за запалване на превозното средство, така че двигателят може да се задействува само ако ключът за обеэ- движване е затворен. Схемата не осигурява такава ефикасна за- щита, както схемата от фиг. 6.2, тъй като опитният крадец може да даде накъсо ключовете за обездвижване и за запалване с обикновен проводник, свързан между акумулатора и първичната намотка на бобината за запалване. На фиг. 6.4 е показано свързване на ключа за обездвижване във веригата на стартера на превозното средство, така че стар- терът да може да работа само при затворен ключ. Схемата дава по-добра защита, отколкото схемата от фиг. 6.3, но по>лоша от тази от фиг. 6.2, тъй като ври никои превозни средства бо- бината на стартера може да бъде завъртяна ръчно и освен това 9?
ключът за обездвижване и стартерът могат да бъдат дадени накъсо от един достатъчно дълъг проводник. Схемата от фиг. 6.5, която може да бъде приложена само при никои превозни средства, показва свързване на ключа за Фиг. 6.3. Обездвижване, което действува върху запалването при отворен ключ Фиг. 6.2. Обездвижване, което дей- ствува върху прекъсвач-разпредели- теля при затворен ключ обездвижване последователно на електрическата помпа за гориво то, така че помпата може да работа само при затворен ключ- Предимството на тази система е, че позволява на крадеца да ОТ КЛЮЧА ЗА ОТ AKYMY- ЗАПАЛВАНЕ ЛАТОРА ОТ КЛЮЧА ЗА ЗАПАЛВАНЕ БОБИНА НА СТАРТЕРА — КЪМ СТАРТЕРА ¥ КЛЮЧ _|<1 КЛЮЧ НА Ъ СТАРТЕРА ЕЛЕКТРИЧЕСКА ПОМПА ЗА ГОРИВОТО Фиг. 6.4. Обездвижване на стартера, което дей- ствуй при отворен ключ Фиг. 6.5. Обездвижва- не, което действува на помпата за горивото и действува при отворен ключ задействува двигателя и да кара превозното средство известно късо разстояние, докато се изразходва горивото в карбуратора, след което двигателят спира поради недоставяне на гориво от помпата. 100
Недостатък на схемите от фиг. 6.2 и 6.5 е, че те могат да бъдат включвани и изключвани само ръчно и осигуряват защита само ако собственикът не забрави да ги включи. На фиг. 6.6 е показана схема за обездвижване, която се включва автоматично КЛЮЧ ЗА ЗАПАЛВАНЕ ЗАПАЛВАНЕ Фиг. 6.6. Автоматично включваща се схема за обездвижване, предназначена за моторни превозни средства със свързана към шаси отрицателна клема на акумулатора. При свързана към шаси положителна клема трябва да се смени посоката на включване на Сг и светодиода при всеки опит да се задействува двигателят, а може да бъде изключена чрез натиска не на скрит бутон. Светодиодът служи за индикатор — светенето му означава, че схемата е включена. Степента на защита на системата е много голяма, тъй като не зависи от разсеяността на собственика. Действието на схемата е следното. Бобината на релето е свър- зана последе вател но на кондензатора С± (с капацитет 1000 pF) и на ключа за запалване на двигателя. От друга страна, пара- лелно на Q е свързана последователната комбинация на нормал- но отворения контакт гх на релето и нормално затворения бутон Нормално отвореният контакт г2 на релето е свързан пара- лелно на контакта на ПР, а последователно свързаните светоди- од СД и токоограничаващ резистор — паралелно на намот- ката на релето. При незадействувана схема кондензаторът е напълно раз- реден, поради което при първото включване на ключа за запал- ване през намотката на релето и този кондензатор протича го- лям ток и релето се включва. В резултат на това контактът 101
се затваря и релето се самозадържа, а затварянето на контакта г3 дава накъсо контактите на прекъсвач-разпределителя ПР, no- ради което двигателят не може да се задействува. При това по- ложение през резистора и светодиода СД тече ток, доста- тъчен за светенето на СД. Релето остава във включено състоя- ние, докато бутонът Кг не се натиске, при което релето се изкяючва, Сх се разрежда бързо през неговата намотка и свето- диодът изгасва. При изключване на релето се премахва и късото съединение между контактите на ПР и превозното средство мо- же да се задействува нормално. Релето, използувано на фиг. 6.6, може да бъде всяко реле за 12 V със съпротивление на намотката между 120 Q и 270 2, с два или повече нормално отворени контакта. СД също може да бъде от произволен тип с максимален ток над 30 mA. Показана- та схема може да се използува непосредствено в коли със свър- зана към шаси отрицателна клема на акумулатора. Възможно е също използуването й в превозни средства със свързана към шаси положителна клема на акумулатора, но посоката на свър- зване на кондензатора Сх и на светодиода СД трябва да се смени. СХЕМИ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ ПР^1 КРАЖБИ Както бе подчертано в началото на тазй глава, най-ефикасните ц често използувани схеми за сигнализация при опит за кражба ца моторни превозни средства са включваните отвън схеми, ко- рто се задействуват при затваряне на микроключ и при понижа- ване на напрежението на акумулатора. Включването и изключва- нето на сигнализацията става с помощта на прикрито ЦК ключе или неприкрит секретен ключ, монтиран от външната страна на превозното средство. На фиг. 6.7 до фиг. 6.10 са показани ня- колко практически схеми от този вид. Всички схеми предизвик- ват обездвижване на превозното средство, като същевременно включват клаксона и фаровете. Схемите от фиг. 6.7 до 6.9 използуват монтирани в автомоби- ла микроключове, конто включват самозадържащо се реле при Ьтваряпе на която и да е иегова врата, канака на двигателя или {багажника. От своя страна релето обездвижва двигателя и включ- ва клаксона и светлините непосредствено или чрез допълнителни схеми. Ца предните врати на почти всички автомобили са монти- рани микроключета за запалване на осветлението в купето. На вадните врати също лесно могат да бъдат монтирани подходящи ] 9
микроключета. По подобен начин чрез допълнителнн микроключе* та могат да бъдат осигурени капакът на двигателя и багажникът. Действието на схемата от фиг. 6.7 а е много просто. При не* аадействувана система въишният ключ е отворен, на релето не ВЪНШЕН Изкл >Свкл t [ЛАМПА ЗА ОСВЕТЛЕНИЕ JL НАКТПЕТО QQ РЕЛЕР* 3A12V£ 1200до 2700 КЪМ КЛЮЧА THO.J— ЗА КЛАКСОНА 12V| Jr t Д? —•» КЪМ КЛЮЧА SAQJAPCBETE Д1 1N4001 I КЛЮЧОВЕ I НА -ЕРАТИТЕ 1N4C01 ДОПЪЛНИ- ---h ВЪНШЕИ-.ИВКА »У>О%Л.БКЛ »1 CHJO.) ,—— КЪМ КОНТАХ 1 ТИТЕ НА ПР а) I ЛАМПА ЗА {ОСВЕТЛЁН (HAKYFETO| 12V[ РЕЛЕР’ 3A12V£ тгоало 270а At V тт-* KbM (НОГ—ЗА КЛАКСОНА t IКЛЮЧОВЕ f НА 1ВРАТИТЕ 1N4G01 ТЕЛНИ КЛЮЧОВЕ о 1N40OI Г? (НО) Г* V—о —*• към КЛЮЧА (НО.) “« зд фАРОаете —— КЪМ КОНТА К ТИТЕ НА ПР 61 Фиг. 6.7. Прости схеми за сигнализация и обездвижване, задей- ствуващи се с микроключ, конто включват клаксона и фаровете, докато акумулаторът се изтощи &) при свързана към шаси бтрицателна клема на акумулггора; б) при свързана към шаси подожителна клена на акумулатора се подава никакво напрежение и сигнализацията е изключена* Ако външният ключ е затворен и се затвори някой от ключовете на вратите, през диода Ду и намотката на релето протича ток. При затваряне на някой от оста нал ите ключове токът протича през Д3. Й в двата случая двете релета се включват. При включ- ването на релето Р* неговият контакт се затваря и задържа дзете релета във включено състояние. Затварянето на контак- 103
та дава накъсо контактите на ПР н автомобилът не може да се задвижи. Едновременно с това се затваря контактът г” и включва клах- сонът на колата, който дава звукова сигнализация за влизането 1 °— (НО.)----° зд КЛАКСк. г2* КЪМ КЛЮМА (НДГ“° ЗА OAPOBETL Гг КЬМ ИСНТАК- (НО.)----° ТИТЕ НА ПР rz КЪМ КЛЮЧА 9 ЭАССАРОВПЕ г2 °-*-къмконтак* --------* ТИТЕ НА ПР Фиг» 6.8. Подобрели схеми за сигнализация и обездвижване, задействуващи, се ( микроключ, който изключва автоматично клаксона и фаровете след около 4 ми нути а) при свързана към швеи отрииателна клема на акумулатора; б) при свързана към шаси положителна клема на акумулатора -» КЪМ КЛЮЧА ЗА КЛАКСОНА на крадеца. Затварянето на контакта г’ включва фаровете и по- казва къде се намира превозното средство. Клаксонът и фарове- те остават включени до отварянето на външния ключ или до изтощаването на акумулатора. Схемата от фиг. 6.7 а се използува при превозни средства със свръзана към шаси отрицателна клема на акумулатора. Преобра- зуването на схемата за използуване в превозни средства със свързана към шаси положителна клема на акумулатора е просто и се извършва чрез смяка на посоката на включване на диодите Дг и Д2 (фиг. 6.7 б). Недостатъкът на простите схеми от фиг. 6.7 се състои в това, че клаксонът и другите елементи на превозното средство, уча- 104
ствуващи при сигнализацията, не са проектирани за продължи- твлна работа и могат да се повредят, ако сигнализацията остане включена дълго време. На фиг. 6.8 а е показано преобразуване на схемата от фиг. 6.7 а, с което се получава автоматично из- ключване на клаксона и фаровете след около 4 минути, с което опасността от повреда на клаксона се свежда до минимум. Тук релето Р' се включва и самозадържа по същия начин, както при схемата от фиг. 6.7 а, и чрез контакта си rj подава цялото напрежение на захранващия акумулатор на веригата 7\ — Т2— Р". В момента на подаване на захранващото напреже- ние кондензаторът Ct е изцяло разреден и действува като късо съединение, в резултат на което колекторът и базата на тран- зистора Т\ се оказват свързани накъсо. При това положение ре- лето Р” се включва веднага през емитерния повторител, реали- зиран със съставния транзистор 7\—Т2, и задействува снгнали- зацията (клаксонът и фаровете). След подаване на захранващото напрежение на схемата конден- заторът Сг започва да се зарежда през /?г и напрежението върху намотката на Р" се стреми към нула по експоненциален закон. След около 4 минути това напрежение спада дотолкова, че реле- то Р", клаксонът и фаровете се изключват. Същевременно релето Р* остава включено и превозното средство не може да се за- движи, тъй като контактът г' дава ПР накъсо. Това положение се запазва, докато системата не се изключи с външния ключ. Схемата от фиг. 6.8 а е предназначена за превозни средства със свързана към шаси отрицателна клема на акумулатора. Въз- можно е преобразуването на схемата за използуване в превозни средстга със свързана към шаси положителна клема на акумула- тора чрез промяна на посоката на включване на диодите и Д8 и размяна на захранващите проводници на частта от схемата, служ»ща за задействуване на релето Р', както е показано на фиг. 6 8d. Ис вэстно практическо неудобство на схемите от фиг. 6.8 е, че клаксонът свири „монотонно", което затруднява собственика при разпознаването на звука и той може да се обезпокои, когато чуе друг клаксон. Това неудобство се избягва при схемата от фиг. 6.9 а, при която клаксонът и фаровете периодично се включ- ват за около 4 секунди и се изключват за около 1,5 секунди. Общо сигнализацията работа около 4 минути, като звукът на клаксона и мигането на фаровете се забелязват много лесно. Схемата от фиг. 6.9 а е подобна на схемата от фиг. 6.8 а с тази разлика, че релето Р" се захранва от генератор на импулси, осъще- ствен с транзистора 7\ и три схеми ИЛИ —НЕ на CMOS интеграл- 105
ната схема CD4001. Тези схеми дбразуват несиметричен мултивибра- тор, на изхода на който е свързано буферно стъпало. Този мул- тивибратор работе, докато потенциалът на извод 12 не достигне определена стойност, като времето на работата му се определи РЕЛЕ Р1 3A12V 120 я 270 мзкл ___вкл ВЪНШЕН ключ ИС] - СО 4001 ГКЛЮЧОЕЕ 1 НА V V 1 ВРАГИ ТЕ 1H4001 допълни ТЕЛНИ 1ЫИ01 Дг 330 k Rz 10 k (HJO.) R4 {ИС, 13 Рэ 3.9 М го РЕЛЕР 5A12V 120 О ДО 270 й (НЕЕЕЛЕК ТРОЛИТЕН) *5 10 k ;аэ 1N9U 8 <» КЪМ KOH ТАКТИТЕ НА ПР ъ 2N3704 към ИЗВОДИ 5 И 6 9 |ИС] 1ИС] — КЪМ КЛЮЧА ЗА КЛАКСОНА юкл Фиг. 6.9. Преобразувани схеми за сигнализация и обездвижване, задействуващи се с микроключ, конто даваг ясно различили пулсиращ звук от клак оните и светлина от фаровете и се изключват автоматично след около 4 минути а) при сег р я на към шаси отрицателиа клема hi акумулатора; б) при свтрзана към тшеи положителна клема на акукулатора ют веригата — Сг Времето, през което релето е включено, се определи от веригата R3 — Д3 и е около 4 секунди, а време го, през което то е изключено — от /?4 — Д4 и е около 1,5 секунди. КЪМ КЛЮЧА (НО.)-----» ВАША? СВЕТЕ .Ц*Л I—> към ключа (НА) ’ МамгоВЕТЕ 4 f 12V 1 1 106
Трйбва да се отбележи, че С2 не е електролитен кондензатор. След включването на импулсния генератор релето Р* се задей- ствува, в резултат на което се включват клаксонът, фаровете и релето Р. След около 4 ми пути, което се определи от веригата импулсният генератор автоматично се изключва. Схемата от фиг. 6.9 а може да се използува в превозни сред- ства със свързана към шаси отрицателна клема на акумулатора. Възможно е преобразуването на схемата за използуване в пре- возни средства със свързана към шаси положителна клема на акумулатора чрез промина па посоката на включване на диодите Дх и Дя и раз мяча на захранващите проводници на частта от схемата, служеща за задействуване на релето Р", както е на фиг. 6.9(7. На фиг. 6.10 а е показана практически схема за сигнализация, задействуваща се при понижаване на напрежението на акумула- тора, която може да се използува на мястото на простата схема за задействуване на релето Р от всяка ст предишниге схеми. Действието на схемата се основава на факта, че при включване на електрическа лампа или друг консуматор в превозното сред- ство се получава} рязко, макар и малко спадане на напрежението на акумулатора. Това спадане на напреженйето се усилва, изправя се и задействува релето Р. Предимството на схемата се състои в наличието на само един датчик, свързан непосредствено към акумулатора, вместо няколко микроключета. Действието на схемата от фиг. 6.10 а е много просто. Към акумулатора е свързан делителят на напрежение — R3. Из- ходното напрежение на този делител се подава непосредствено на инвертиращия вход (извод 2) на ОУ без обратна връзка тип 741. Същото напрежение се подава на неинвертиращия вход {извод 3) през простата времезакъснителна (запомняща) верига Р4— Cx—R6. С помощта на тример-потенциометъра между двата входа на ОУ се подава малко напрежение на отместване. Нека предположим, че напрежението на отместване е регули- рано така, че в „стационарен режим* напрежението на извод 2 е малко по-високо от напрежението на извод 3, поради което изходът на ОУ ще бъде в отрицателната облает на насищане *. При малко, но рязко спадане на напрежението на акумулатора това спадане се предана веднага на извод 2 на .ОУ, но до извод 3 не достига веднага поради закъснителното (запомнящо) дей- ствие на Сх. В резултат на това напрежението на извод 2 из- * За конкретната схема това означава, че напрежението на извод 6 ще бъде 0 V. (кел. прев.) 107
веднъж става отрицателно с прямо напрежението на извод 3 и изходът на ОУ преминава в положителната облает на наешцане *. Полученият положителен изходен импулс се използува за зареж- дане на С2 през като от своя страна напрежението върху Са ИС,-ОУ тип 741 (двуредов корпус с в извода ) А А? 1N40Q1 -4—ч> — Фиг. 6.10. Схеми за сигнализация, задействуващи се при понижаване на напре женисто на акумулатора, конто могат да се използуват за заместване на схемата за задействуване на релето Р' от предишните схеми а) при свързана към шаси отрицатель а клема на аку мулате ра; О) при евързане към шаси положите^ на клема на акумулатора предизвиква насищане на транзисторите 7\ и Т2 през /?8 и включ- ване на релето. Затварянето на нормално отворения контакт г\ пред- извиква самозадържане на релето, а затварянето на г'2 дава контактите на ПР накъсо и превозното средство не може да се задвижи. — към контактите НА ПР * Напрежението на извод 6 става почти равно на напрежението на аку- мулатора. (Бел. прев.) 1Q8
Трябва да се обърне внимание на факта, че схемата реагира само на рязко спадане на напрежението на акумулатора и дей- ствието й не зависи от постоянната стойност на това напрежение. Поради това включените към акумулатора консуматори (фарове, лампи и др.) не оказват влияние на правилното действие на схемата. Схемата от фиг. 6.10 а е предназначена за превозни средства със свързана към шаси отрицателна клема на акумулатора и мо- же да се използува непосредствено на мястото на схемата за включване на релето Р във всяка от схемите на фиг. 6.7 а, 6.8 а или 69 а. Възможно е преобразуването на схемата за из- ползуване в превозни средства със свързана към шаси положи- телна клема на акумулатора (фиг. 6.106), при което тя може да се използува за заместване на схемата за включване на релето Р във всяка от схемите на фиг. 6.7 б, 6.8 6 или 6.96. При монтирането на схемите от фиг. 6.10 в превозното сред- ство тримерпотенциометърът /?6 трябва да се регулира така, че сигнализацията да се включва сигурно при запалване на всяка лампа в него, без да се направи схемата много чувствителна, коетсу води до включване на сигнализацията при много малки промени на напрежението на акумулатора. Регулирането на /?6 се извършва по следния начин. Най-на- пред се сваля лампата за осветление на купето и се замества с лампа с два пъти по-малка мощност. Плъзгачът на /?6 се при- движва, докато се получи задействуване на сигнализацията при запалена лампа, след което се връща малко назад за осигуряване на задействуване при оригиналната лампа. При това положение се връща оригиналната лампа, при което трябва да се получи сигурно действие на сигнализацията. МОНТИРАНЕ НА СИСТЕМИ ЗА ЗАЩИТА СРЕЩУ КРАЖБИ Описаните в тази глава системи за защита срещу кражби се включват и изключват с ключ, монтиран от външната страна на превозното средство. Този ключ трябва да бъде прикрито ЦК ключе или да е монтиран на открито място, но да се включва с помощта на секретен ключ. Във всички случаи ключът трябва да бъде монтиран така, че свързващите го проводници да не са изложени на атмосферни вьздействия, замърсявания и да не е възможно крадецът да ги прекъсне. Когато се използува открито монтиран секретен ключ, той трябва да се постави близо до вра- 109
тэта на водача, така че да действува сплашващо на евентуални- те крадци. След монтирането на ключа за включване и изключване на сигнализацията трябва да се поставят подходящи микроключета за задействуването й. Както вече бе споменато, две микроключе- та, конто са монтирани почти на всички автомобили, са ключе- тата .на пред ните врати за включване на осветлението в купето. Необходимо е да се поставят допълнителни ключета на задните врати*, на капака на двигателя и на багажника, за да се получи пълна защита срещу кражби. Трябва да се отбележи, че ако на превозното средство се монтира система за сигнализация, задей- ствуваща се при понижаване на напрежението на акумулатора, микроключетата трябва да включват лампа или някакъв друг допълнителен товар. Колкото по-голям ток консумира този товар, толково по-сигурно ще работи системата за сигнализация. Въз- можно е всички ключета да бъдат свързани паралелно и да включват един консуматор. След окончателното монтиране на системата трябва да се провери изцяло нейното действие, но това трябва да се направи, без да се дразнят съседите. СХЕМИ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ ПРИ ПОЛЕДИЦА Схемите за сигнализация при поледица се задействуват при включване на запалването на превозното средство, когато темне- ратурата на въздуха близо до пътното платно е около 0°С. По такъв начин сигнализацията показва, че е възможно по пътя да има поледица. В тази точка са показани две полезни схеми за сигнализация при поледица. Схемите действуват като прецизна сигнализация при понижаване на температурата под определено ниво и изпол- зуват термистор като термочувствителен елемент. Термисторът се монтира на открито в предната част на превозното средство близо до пътното платно, за да дава добра информация за дей- ствителната температура на пътя. Двете схеми се основават на схемите, разгледани в глава 3. Първата схема (фиг. 6.11) е с реле на изхода и е реализирана с ОУ тип 741. Схемата е аналогична на схемата от фиг. 3.12 и * В много от по-новите модели автомобили, срешаши се у нас (например серията ВАЗ) с а монтирани фабрично микроключета на задните врати. (Бел. прев.) но
Продължение на табл. П.2.3 1 2 3 Стойкости на логическата 1 на изхода при празен ход ТИП. max -(Uod-0.05) V(np« /„-О) Товароспособност (брой входове) >50 Типична стойност на входното съпро- тивление ioi2 a Входен капацитет 5 pF Максимална рабства честота 10 MHz Разсеяна мощност от цялата инте- грал на схема 500 mW ЛИНЕЙНА ИНТЕГРАЛНА СХЕМА СА3035 Предназначение. Интегралната схема СА3035 е производство на фирмата RCA и представлява широколентов усилвател с из- ключително голям коефициент на усилване по напреженйе. В кор- пуса са разположени три отделяй широколентови усилвателя с общо предназначение с общо 10 транзистора, 15 резистора и 1 диод (фиг. П.2.1). И трите усилвателя са с несиметричен изход и могат да ра- ботят с единично захранващо напрежение. Те могат да бъдат използувани независимо един от друг или да образуват тристъ- пален усилвател, като и в двата случая работният температурен интервал е от — 55°С до Ч-125°С. При реализиране на тристъпален усилвател общият коефициент на усилване по напрежение е 129 dB, т. е. 2,8.106. Коефициентът на усилване, широчината на пропусканата лен- та и амплитудно-честотната характеристика на всеки от трите усилвателя могат да бъдат изменяни в зависимост от конкретни- 137
00 Фиг. П.2.1. Пълна принципна схема и разположение на изводите на интегралната схема СА3035
те нужди с помощта на прости външни вериги, включвани към изводите на ИС. Поради това ИС СА3035 има широка облает на приложение. Описание на интегралната схема. Схемата на СА3035 и раз- положението на изводите са показани на фиг. П.2.1. Усилвателят 1 е реализиран с транзисторите Тх, 7\ и Т3, като входът му е на извод /, а изходът — на извод 3. 1\ и Г3 образуват съставеи транзистор, който осигурява високо входно съпротивление и значителен коефициент на усилване по напрежение. Имолзуван е разделен колекторен товар, образуван от резисторите и /?3. Транзисторът Т3 е евързан галванично с колектора на Г2 и пред* ставлява емитерен повторител, който осигурява ниско изходпо съпротивление на извод 3. Преднапрежението на базата на 7\ се осигурява чрез външен резистор, включван между изводи / и 3 (в дейстзителност този резистор въвежда отрицателна обрат- на връзка). Диодът е постазен за защита срещу много голе- ми входни сигналя. Положителният полюс на захранващото на- прежение се евързва към извод 9, а отрицателният полюс или земя — към извод 2. Усилвателят може да работа със захранза- щи напрежения в границите от 4,5 V до 18 V. Усилвателят 2 е реализиран с транзисторите Г4 и Тб, като преднапрежението на базата на Г4 е стабилизирано темпе- ратурно с помощта на транзисторите Г7 и Т8 и евъэзаните към тях резистори. Транзисторът Т4 работи по схема с общ емитер, а Г6 е емитерен повторител, който осигурява ниско изходно съ- противление на изхода — извод 5. Входът на усилвателя е иззод 4, а захранващото напрежение се подава между същите изводи (2 и 9), както при първия усилвател. Усилвателят 3 се състои само от транзистора Т6, предчапре- жението на базата на който е температурно стабилизирано чрез транзисторите TQ и Г10 и евързаните към тях резистори. TQ е евързан по схема с общ емитер и работа с въпшен товар, вклю- чван между извод 7 и положителния полюс на захранващото на- прежение. Входът па усилвателя е извод 6, а изходът—иззод 7. Положителният полюс на захранващия източник се евързва към извод 9, а отрицателният полюс или земя — към извод 5. Основни схеми на свързване на усилвателите в ИС СА3035. Всеки от трите усилвателя ИС СА3035 има широка честотна лен- та и може да се използува (в основните приложения) с минима- лен брой външни елементи. Хзрактеристиките на трите усилвателя са различии. Усилвателят 1 е широколентов, с нисък шум, високо входно съпротивление и е предназначен за усилване на слаби сигнали. На 139
фиг. П.2.2 е показан основният начин за свързване на външните елементи към усилвателя и типичните параметра при захранващо напрежение 9 V. Постояннотоковият режим се осигурява от постояннотоковата отрицателна обратна връзка между изводи 3 и 7, реализирана Фиг. П-2 2. Основна схема на свързване на усилвател 1 Фиг. П.2.3. Основна схема на свързване на усилвател 2 чрез последователпо свързаните резистори 7?х и Т?2- За премахва- не на обратчата връзка по променлив ток е свързан конденза- торът С3. Типичната стойност на постояннотоковия потенциал на извод 3 при тази схема на свързване е 2 V. Входните сигнали се подават на извод 1 през конде «затора С3> а изходните се взимат от извод 3 през кондензатора С3. Типичният коефициент на усилване по напрежение на усилва- теля е 44 dB (160 пъти), а минималният — 40 dB (100 пъти). Входного съпротивление е 50 кй, а изходното — 270 У. Горната гранична честота на ниво — 3 dB е 500 kHz, като след тази че- стота коефициентът на усилване намалява с 6 dB/oct, т. е. кое- фициентът на усилване намалява два пъти при удвоявапе на че- стотата. Следователно при честота 6 MHz усилвателят има коефициент па усилване 20 dB (10 пъти). Д1аксималнпят изходен сигнал от връх до връх е 2 V. Ако е необходимо изходното на- прежение да бъде с малки нслинеини изкривявания, неговата амплитуда трябва да се ограничи на 1 V от връх до връх, т. е. на 300 mV ефективна стойност. Усилвателяг 2 е широколентов със средне голямо входно съ- противление и е предназначен за усилване па слаби сигнал и. Свързването на основните външни вериги към усилвателя е по- казано на фиг. П.2.3. Тук не са необходими външни елементи за осигуряване на постояпнотоковия режим. Входният сигнал се пода- ва на извод 4 през кондензатора С3, а изходният се взима от 140
извод 5 през кондензатора С2. Типичният коефициент на усилва- не по натрежепие е 46 dB (200 пъти), входного съпротивление е 2 kQ, а изходното—170 Й. Горната гранична честота на низо — 3 dB е 2,5 MHz, като след тази честота коефициентът на усил- Фиг. П.2.4. Основна схема на свързване на усилвател 3 ване намалява с 6 dB/oct. Следователно при честота 30 MHz усилвателят има коефициент на усилване 20 dB (10 пъти). Мак- сималният изходен сигнал от връх до връх е 2,6 V. Ако е необ- ходимо изходното напрежение да бъде с малки нелинейни изкри- вявания, неговата амплитуда трябва да се ограничи на около 1 V от връх до връх, т. е. на 300 mV ефективна стойност. Усилвателят 3 е широколентов с ниско входно съпротивление и е предназначен за усилване на ела би сигнали с малки изкривя- вания или на средно големи сигнали със значителни изкривява- ния. Основната схема на свързване на усилвателя е показана на фиг. П.2.4. Товарният резистор се евързва между изводи 7 и 9, входният сигнал се подава на извод 6 през кондензатора С}, а изходният сигнал се взема от извод 7 през кондензатора С2. Ти- пичният коефициент на усилване на усилвателя е 42 dB (126 пъ- ти), входного му съпротивление е 670 Q, а изходното — 5 кй (=/?!). Горната гранична честота на ниво — 3 dB е 2,5 MHz. Максималният изходен сигнал от връх до връх е 8 V, но е със значителни нелинейни изкривявания. Ако е необходимо изходно- то напрежение да бъде с малки нелинейни изкривявания, негова- та амплитуда трябва да се ограничи на около 1 V от връх до връх, т. е. на 300 mV ефективна стойност. Трите усилвателя на ИС СА3035 могат да работят еднозре- менно и независимо един от друг. Когато трите усилвателя, свързани по схемите от фиг. П.2.2 до фиг. П.2.4, се използуват едновременно, общият консумиран ток е в границите от 3,5 mA до 7,5 mA и има типична стойност около 5 mA. 141