П'єзодатчик у охоронній сигналізації. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

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

П'єзодатчик у охоронній сигналізації

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Охоронні пристрої та сигналізація об'єктів

Коментарі до статті

Основний елемент датчика – п'єзоелемент, доповнений інерційним перетворювачем. Конструкція датчика показана на рис. 1. На друковану плату 1 кріплять акустичний п'єзовипромінювач 4 з відкритою обкладкою, до якого припаяна М-подібна дротяна опора 3. До неї припаюють пружну спицю 2, один кінець якої розплющений, зігнутий в півкільце і припаяний до плати 1, а на іншому закріплений 5.

П'єзодатчик у охоронній сигналізації
Рис. 1

В авторському примірнику датчика спиця була виготовлена із сталевого дроту діаметром 0,8 мм (скріпка для паперів), розплющений її кінець мав товщину 0,2...0,25 мм, вантаж 5 - свинцевий кубик вагою 3 г. Експеримент показав, що резонансна частота такого перетворювача Fpeз = 23 Гц.

Ця конструкція перетворює коливання вантажу на змінний тиск на п'єзоелемент. На короткі удари та поштовхи перетворювач реагує експоненційно загасаючими коливаннями (з частотою Fpeз) напруги на п'єзоелементі (рис. 2), початкова ампліуда Ua яких залежить від дії, що впливає. Якщо цей сигнал подати на один із входів компаратора, а на другий - зразкову (порогову) напругу Uп, то на його виході буде сформована "пачка" тривалістю Тп з N = Fpeз-Tп імпульсів.

П'єзодатчик у охоронній сигналізації

Рис. 2

Очевидно, що при слабких та рідкісних ударах і поштовхах на виході компаратора буде сформовано менше імпульсів, ніж при сильних і частих, а при високій активності (кримінал?) воно може перевищити деяку межу. Принципова схема пристрою, що формує у відповідь на граничне збудження датчика тривожний сигнал (лог. 1), показана на рис. 3.

П'єзодатчик у охоронній сигналізації
Рис. 3

На мікропотужному ОУ DA1 зібраний компаратор, поріг його перемикання Uп встановлюють підстроювальним резистором R4. У стані спокою на напругу на вході, що інвертує, ОУ DA1 перевищує на 0,3...3 мВ напруга на неінвертуючому, тому на його виході встановиться низький рівень - лог. 0.

При появі на п'єзоелементі В1 змінної напруги з амплітудою, достатньою для перемикання ОУ DA1, на його виході формується "пачка" імпульсів, які після інвертування логічним елементом DD1.3 надійдуть на вхід лічильника DD2 і вхід одновібратора (висновок 6 DD1.1), зібраного на елементах DD1.1, DD1.2. Цей одновібратор формує імпульс тривалістю такт = 0.7 * С1 * R8 = 7 с, який задає часовий інтервал активної роботи датчика - тривалість циклу підрахунку імпульсів. Після закінчення цього інтервалу на виході елемента DD1.4 формується короткий (t = 0.7 * R9 * C3 = 14 мс) імпульс, що обнулює лічильник DD2.

Оскільки сигнал високого логічного рівня (сигнал тривоги) на виході 2П лічильника DD2 виникає лише з надходженням у лічильник 2п імпульсу, поріг спрацьовування датчика залежить від того, який з виходів цього лічильника задіяний. Якщо це буде зроблено так, як показано на рис. 3, сигнал тривоги на "Виході 1" виникне з надходженням на вхід З лічильника DD2 64-го імпульсу. Ще один вихід датчика ("Вихід 2") - відкритий стік польового транзистора VT1 - дозволить підключити до нього навантаження, що має власне джерело живлення.

Усі елементи монтують на друкованій платі, виготовленій із двосторонньо фольгованого склотекстоліту товщиною 1,5 мм, креслення якої показано на рис. 4. Частина фольги з боку установки елементів використовується як загальний дроти. Підключення до неї "заземлюваних" висновків резисторів, конденсаторів та інших деталей показано чорними точками. У місцях пропуску висновків елементів у цій фользі повинні бути витравлені захисні кружки діаметром близько 2 мм (на рис. 4 не показані). Місця з'єднання металізованих ділянок першої та другої сторін плати показані чорними квадратами зі світлою точкою у центрі.

П'єзодатчик у охоронній сигналізації
Рис. 4

Застосовані постійні резистори: R8 – КІМ, C3-14, решта – МЛТ, С2-23, підстроювальний резистор – СПЗ-19а. Оксидний конденсатор - імпортний з малим струмом витоку, інші-КМ-6, К10-17. П'єзоелемент В1 – акустичний випромінювач ЗП-19. Його основу припаюють до спеціально призначених для цього контактних майданчиків на платі. Щоб уникнути торкання вантажем плати в ній можна зробити виріз (на рис. 4 показаний пунктиром). Змонтовану плату встановлюють у жерстяну коробку з-під бульйонних кубиків і кріплять гвинтами у трьох точках. У такому оформленні датчик матиме габаритні розміри 82x35x15 мм.

Але з якого з виходів лічильника DD2 слід знімати сигнал тривоги та яким має бути часовий інтервал активної роботи датчика Такт? Насамперед має бути виконана умова.

Fpeз*Tакт > 2 у ступені n, де 2 - найменування виходу лічильника DD2. В іншому випадку сигнал тривоги на виході датчика не виникне навіть при безперервному збудженні п'єзоелемента. Для зазначених на схемі номіналів елементів ця умова виконана, оскільки.

Fpeз*Такт= 23*7 =161, і виходом датчика міг би бути будь-який з чотирьох виходів лічильника DD2: 2 у ступені 4, 2 у ступені 5, 2 у ступені 6 або 2 у ступені 7 (2 у ступені 7 = 128 < 161). Найвищу чутливість (і до перешкод теж) матиме датчик, у якому сигнал тривоги знімають з виходу 2 ступеня 4, а самим перешкодно захищеним - з виходу 2 ступеня 7.

Якщо датчик повинен відреагувати на одночасні короткочасні удари, близьким за часом повинен бути і інтервал Такт. Але якщо такого обмеження немає, такт рекомендується збільшити. Це пов'язано з тим, що зі збільшенням Такт зменшується ймовірність виникнення помилкового сигналу тривоги. Але схемотехнічне рішення, що використовується тут, дозволить збільшити Такт лише до 35...40 с, оскільки, як показав досвід, опір резистора R8 не повинен бути більше 30 МОм, а максимальна ємність конденсатора С2 (керамічного або плівкового) зазвичай не перевищує 2,2 мкФ . Застосування оксидного конденсатора небажане, оскільки в нього струм витоку значно більший, ніж у керамічного. Поріг спрацьовування компаратора встановлюють підстроювальним резистором R4.

При "м'якому" поштовху амплітуда сигналу на п'єзоелементі може бути занадто мала, тому суттєве збільшення чутливості датчика до таких поштовхів може дати зниження Fpeз. Це може бути досягнуто збільшенням маси вантажу. Експеримент показав, що при масі вантажу 5, 9 та 15 г резонансна частота склала 18, 13 та 9 Гц відповідно.

"Вихід 2" може знадобитися не тільки для узгодження з "чужою" охоронною системою. Він придатний і для безпосереднього керування потужним навантаженням, наприклад звуковим сигналізатором (сирена) або лампою розжарювання. При налагодженні цього виходу можна підключити малопотужний звуковий сигналізатор з вбудованим генератором, наприклад НРМ14АХ. Надзвичайно низьке енергоспоживання у черговому режимі дозволяє використовувати для живлення гальванічну літієву батарею невеликої ємності. Вона переживе, найімовірніше, саму охоронну систему.

Публікація: radioradar.net

Дивіться інші статті розділу Охоронні пристрої та сигналізація об'єктів.

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

Безкоштовний Wi-Fi став важливішим за секс і алкоголь. 16.11.2016

Мобільні співробітники (працівники, які працюють на свої компанії віддалено, або часто перебувають у роз'їздах), вважають, що безкоштовний Wi-Fi важливіший за шоколад, алкоголь і навіть секс. Про це свідчать результати дослідження глобального Wi-Fi-провайдера iPass.

40% опитаних мобільних співробітників повідомили, що вільний Wi-Fi посідає перше місце серед щоденно необхідних їм речей. При цьому 37% респондентів вважають, що він важливіший за секс, 14% - що важливіший за шоколад, і 9% ставлять Wi-Fi вище алкоголю.

75% учасників опитування заявили, що вільний Wi-Fi суттєво підвищує якість їхнього життя. 63% респондентів повідомили, що віддають перевагу його мобільній передачі даних. 75% опитаних при виборі пакету мобільних послуг дивляться насамперед на умови передачі даних, а не на хвилини дзвінків.

Інші цікаві новини:

▪ Створено надміцну форму срібла

▪ Оптичні вихори навколо лазерних променів

▪ Технологія копіювання зачісок від Disney

▪ Нові двигуни Toyota

▪ Джерела живлення для зовнішнього застосування Mean Well LPV-150

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Побутова електроніка. Добірка статей

▪ стаття Їжаку зрозуміло. Крилатий вислів

▪ стаття Що таке граніт? Детальна відповідь

▪ стаття Ліфтер. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Влаштування імітації роботи світлофора на мікроконтролері PIC16F84A. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття 555 555 505. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт