Акустичний сповіщувач. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Акустичний сповіщувач. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Охорона і безпека

Коментарі до статті

До уваги читачів пропонується оригінальний датчик охоронної сигналізації, призначений для захисту вікон у приміщенні

В останні роки у радіотехнічній літературі з'являється багато публікацій про охоронні пристрої. І це, звісно, невипадково, тема охорони власності дуже актуальна.

Існує чимало охоронних пристроїв, в основі яких лежать різні фізичні принципи [1]. Всі вони призначені для охорони машин, складських приміщень, офісів, квартир та інших об'єктів. Невід'ємною частиною будь-якого такого пристрою є "охоронний сповіщувач" - технічний засіб, що сигналізує про несанкціоноване вторгнення в приміщення, що охороняються, і формує сигнали тривоги [2].

Розглянемо один окремий приклад. Допустимо, вам необхідно заблокувати можливість проникнення грабіжників у квартиру через віконний отвір. Проникнути через віконний отвір можна двома способами. Перший – відкрити рухомі частини рами (кватирку), не порушуючи скляне покриття, другий – порушити скляне покриття (розбити, розрізати, виставити скло), не відкриваючи рухомі частини рами.

Традиційно для захисту в першому випадку застосовуються магнітоконтактні сповіщувачі СМК-1, СМК-3, 102-4, 102-5, 102-6. У другому випадку – електроконтактні сповіщувачі (алюмінієва фольга), поверхневі ударно-контактні сповіщувачі типу "Вікно". Ці засоби звичайно ж не "прикрашають" інтер'єр житлових кімнат і створюють для господарів додаткові проблеми, наприклад при миття вікон. Крім того, не вирішується питання скритності охоронного пристрою. Щоправда, можна ще рекомендувати сповіщувачі поверхнево-звукові типу "Скло", але їхня вартість досить висока.

Задовольнити багатьма вимогами можуть акустичні сповіщувачі [3]. Принцип їхньої роботи полягає в наступному. На мікрофон ВМ1 (рис. 1) з навколишнього середовища надходять акустичні сигнали, які перетворюються на змінну напругу відповідної частоти та амплітуди, вони надходять на лінійний підсилювач з коефіцієнтом посилення k, а з його виходу - на випромінювач ВА1, де відбувається зворотне перетворення на звук . Відтворений випромінювачем сигнал поширюється в навколишньому середовищі з коефіцієнтом передачі і, змішуючись зі звуками навколишнього середовища, передається на вхід мікрофона ВМ1, де він знову перетворюється, потім посилюється і т. д. Таким чином, між мікрофоном і випромінювачем існує зворотний зв'язок, що замикається через зовнішнє середовище.

Акустичний сповіщувач

Якщо підсилювач зробити вузькосмуговим, то з усього спектра акустичних сигналів, що надходять на мікрофон, випромінювач буде відтворювати тільки ті, які потрапляють в смугу частот підсилювача. Вибравши область робочих частот у межах від 10 до 15 кГц. можна відбудуватися від багатьох звукових перешкод, що лежать переважно в діапазоні нижче 10 кГц.

З теорії відомо, що в підсилювальному пристрої із зворотним зв'язком виникають незатухаючі коливання (режим самозбудження), якщо зворотний зв'язок позитивний (баланс фаз), а добуток коефіцієнтів передачі прямого каналу k і зворотного β більше або дорівнює одиниці (баланс амплітуд), то kβ> 1. Коли ж умови балансу фаз або балансу амплітуд не дотримуються, пристрій знаходиться в стійкому стані, тобто в лінійному підсилювальному режимі. Змінюючи коефіцієнт передачі β, можна керувати станом пристрою, що розглядається.

Цей принцип і використовується у роботі акустичного сповіщувача. Для захисту вікна мікрофон розташовують між рамами віконного отвору (при невеликому старанні його можна дуже добре замаскувати), а підсилювач і випромінювач розміщують у кімнаті. Таким чином, мікрофон та випромінювач розділені скляною перегородкою, а акустичний зворотний зв'язок між ними ослаблений. На виході підсилювача амплітуда напруги незначна.

Якщо зловмисник спробує проникнути у квартиру через вікно (відчинить вікно чи кватирку, розіб'є чи виставить скло), між мікрофоном та випромінювачем виникне акустичний зв'язок і пристрій порушиться. Амплітуда напруги на виході підсилювача багаторазово зросте.

Підключивши до виходу підсилювача граничний пристрій, отримаємо акустичний сповіщувач (рис. 2).

(Натисніть для збільшення)

На ОУ DA1 зібрано активний смуговий фільтр. Його коефіцієнт посилення 1000 на резонансній частоті 11 кГц, смуга пропускання – 800 Гц. Вихідні транзистори VT1 і VT2 працюють у режимі класу, завдяки чому споживана потужність у черговому режимі мінімальна. Коефіцієнт посилення пристрою можна регулювати резистором R4 у межах від 2 до 20 разів. Це необхідно для налаштування чутливості сповіщувача після розміщення на об'єкті. З виходу підсилювача сигнал надходить на динамічну головку ВА1 і на поріговий пристрій, який зібрано на транзисторах VT3, VT4, діоді VD1 та стабілітроні VD2.

У черговому режимі транзистори VT3 та VT4 закриті і на виході порогового пристрою є низький рівень. Коли пристрій, в силу згаданих вище обставин, збуджується, на базі VT3 виникає позитивна напруга. Якщо вона перевищує граничну напругу, що задається стабілітроном VD2, транзистори VT3 і VT4 відкриваються. На виході порогового пристрою з'являється сигнал "Тривога" - позитивна напруга близько 15 В. Цю напругу можна використовувати як управляючий для різних кінцевих пристроїв.

Крім зазначених на схемі можна застосувати ОУ К140УД6, мікрофон МД-52, динамічну головку 10ГДВ-2 або 10ГДВ-4. Провід для підключення мікрофона має бути екранованим.

Налаштування сповіщувача виконують безпосередньо на об'єкті. При закритому вікні резистором R4 встановлюють максимальне посилення (отже, і максимальну чутливість). Якщо при цьому виникає самозбудження, посилення зменшують до його припинення. Після цього відкривають вікно (кватирку) або прибирають скло - пристрій повинен знову порушити, а на виході порогового пристрою з'явиться сигнал "Тривога". Може статися, що пристрій не порушиться. Тоді необхідно підібрати взаєморозташування випромінювача та мікрофона. Слід пам'ятати, що їх бажано розміщувати те щоб вони були спрямовані друг на друга. Струм, споживаний сповіщувачем у черговому режимі, становить 6 мА від джерела живлення -15 В і 8 мА від джерела +15 В. Струм у режимі тривоги не перевищує 260 мА від кожного джерела.

Працездатність пристрою, зібраного за запропонованою схемою, перевірялася протягом 30 днів на вікнах розмірами 70х 115 см (у вечірній час) та 120x170 см (у денний). При відкриванні кватирки (у даному випадку β змінюється приблизно на 30 дБ) сповіщувач завжди подавав сигнал "Тривога". За час перевірок неправдивих спрацьовувань не зафіксовано.

Таким чином, досвід експлуатації описаного пристрою дозволяє говорити про перспективність його застосування. Крім того, воно може бути використане і для охорони інших об'єктів, наприклад, сейфів.

Доповнення. Електретний мікрофон в акустичному сповіщувачі

У конструкції, описаній у моїй статті "Акустичний сповіщувач", в якості звукового датчика був застосований електродинамічний мікрофон. Це максимально спрощувало підключення датчика до мікросхеми DA1. когось може виявитися трудомісткою справою.

У зв'язку з цим я вирішив доопрацювати вхідний ланцюг підсилювача таким чином, щоб підключити електретний мікрофон. Ці пристрої вигідно відрізняються своїми невеликими габаритами. Наприклад, мікрофон типу CZN-15E, вилучений зі старого імпортного касетного магнітофона, має діаметр лише 10 мм та висоту 6 мм. Природно, що встановити та замаскувати такий датчик простіше.

На малюнку показано схему підключення електретного мікрофона до підсилювача акустичного сповіщувача. Введені резистори R14, R15 і конденсатор С11 встановлюють на його платі. Мікрофон повинен підключатися екранованим дротом.

Акустичний сповіщувач

У конструкції можна застосувати й інші злектретні мікрофони. Зауважу, що при такій заміні збільшується чутливість сповіщувача, і тому у такому варіанті відстань між мікрофоном і динамічною головкою ВА1 можна збільшити.

література

Нілов Ст А., Членів А. Н., Шакіров Ф. А. Технічні засоби охоронно-пожежної сигналізації. - М.: НОУ "Такір", 1998.
ГОСТ 26342-84. Засоби охоронної, пожежної та охоронно-пожежної сигналізації. Типи, основні параметри та розміри.
Шепітько Г. Є. Адаптивні охоронні сповіщувачі: Оглядова інформація. - М: ГНИЦУИ, 1985.

Автор: І.Медведєв, м.Брянськ

Дивіться інші статті розділу Охорона і безпека.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву

Франція позбавиться вугільних електростанцій 24.01.2018

У сучасних умовах вугільні електростанції надто дорогі для будівництва та утримання, причому настільки, що простіше знести існуючу станцію та побудувати там щось нове, ніж продовжувати її функціонування.

На Міжнародному економічному форумі у Швейцарії президент Еммануель Макрон оголосив, що до 2021 року Франція повністю позбавиться вугільних електростанцій. Тим самим він вирішив підійти рішучіше до цієї проблеми, ніж його попередник Франсуа Олланд, який поставив таку ж мету, але до 2023 року.

Така обіцянка може здатися досить амбітною, але Франція вже зробила значний прогрес у цьому питанні. Зараз країна отримує більшу частину енергії від ядерних реакторів та ГЕС.

Таким чином, зараз питання повної ліквідації вугільних електростанцій полягає у демонтажі електростанції Кордеме. Вона виробляє 2600 мегават електроенергії, і це єдина вугільна електростанція значних розмірів у країні. Тож 2021 рік – не такий неймовірний термін, як може здатися.

Інші цікаві новини:

▪ Немовлята кричать різними мовами

▪ Моделюється кульова блискавка

▪ Ультраперероблені продукти вкорочують життя

▪ Acer випустить 27-дюймовий монітор на панелі IPS

▪ Мікроскопічне діамантове колечко

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Акумулятори, зарядні пристрої. Добірка статей

▪ Стаття Значення здоров'я молоді. Основи безпечної життєдіяльності

▪ статья Які тварини здатні захищатися від хижаків, стріляючи в них своєю кров'ю? Детальна відповідь

▪ стаття Алант. Легенди, вирощування, способи застосування