Сторожевые устройства и охранная сигнализация



         

Электронное сторожевое устройство с однокнопочным управлением - часть 2


Для получения повышенного качества, надежности и долговечности трансформатора необходимо обеспечить соблюдение определенных правил при проведении технологических операций изготовления трансформатора. Это в первую очередь касается процесса рядовой укладки обмоточных проводов, межслойной изоляции и пропитки витков нитролаком. Трансформатор питания имеет одну катушку каркасной конструкции, которая устанавливается на центральном стержне магнитопровода. Активная площадь поперечного сечения стали магнитопровода должна быть не менее 4 см2. Магнитопровод с увеличенным сечением стали потребует большего объема и площади при установке на шасси. Между первичной и вторичными обмотками трансформатора через изоляционные прокладки наматывается один слой обмоточного провода диаметром 0,21...0,31 мм или медной ленты плотно виток к витку, рядовой намоткой. Этот слой обмоточного провода является экраном, который защищает трансформатор и устройство в целом от различных электромагнитных помех внешнего поля, действующего в первичных цепях.

Магнитопровод трансформатора питания вместе с катушкой должен быть закрыт защитным кожухом, который кроме функции механической защиты от случайных повреждений обмоточного провода дополнительно защищает и от наведенных электромагнитных полей, предотвращая ложные срабатывания. Для изготовления трансформатора Т1 лучше всего воспользоваться готовым ленточным магнитопроводом витой конструкции типа ШЛ20Х20 или ШЛ20Х25.

Рекомендуется при сборке устройства установить трансформатор на металлическом шасси, изготовленном из дюралюминия толщиной не менее 2 мм. На нем же можно укрепить плату с комплектом выпрямительных диодов.

На выходе вторичных обмоток трансформатора собрано два выпрямителя на восьми маломощных диодах VD1—VD8, которые преобразуют переменный ток частотой 50 Гц в постоянное напряжение 5 и 9 В. Оба выпрямителя работают на емкостные фильтры, собранные на оксидных электролитических конденсаторах. Выпрямители смонтированы по однофазным двухполупериодным мостовым схемам, каждый на четырех полупроводниковых диодах. Примененная в данном случае выпрямительная мостовая схема характеризуется повышенной частотой пульсации выпрямленного напряжения постоянного тока, достаточно высоким коэффициентом использования габаритной мощности сетевого понижающего трансформатора, малым значением обратного напряжения и тока на полупроводниковых диодах, повышенными потерями и несколько меньшим кпд по сравнению с другими типами выпрямительных схем (однополупериодной; со средним выводом и т. д.).

Необходимо отметить, что наиболее часто мостовые схемы применяются в различных радиолюбительских конструкциях, обеспечивая достаточно высокий уровень выпрямленного тока (40...500 мА) в зависимости от примененных полупроводниковых выпрямительных диодов.

Первый выпрямитель собран на диодах VD1—VD4, второй — на диодах VD5—VD8. На входах выпрямителей и соответственно на вторичных обмотках трансформатора питания Т1 действует переменное напряжение до 6,3 В и до 12 В.

Электролитические конденсаторы СЗ, С4 и С5 дополнительно сглаживают пульсации выпрямленного напряжения, образуют емкостные фильтра. При этом конденсатор С5 установлен после ПСН.

На выходе первого выпрямителя VD1—VD4 собран ПСН, обеспечивающий электропитание микросхем счетно-решающего узла сторожевого устройства постоянным напряжением +5 В. Подключение всех примененных в устройстве ИМС к данному источнику питания показано на рис. 3.7. К выводу 14 ИМС DA1 и DA2, к выводу 5 ИМС DA3 и DA4, к выводу 16 ИМС DA5 и DA6 подключается стабилизированное напряжение 5 В.

ПСН собран на двух стабилитронах VD9 и VD10, которые обеспечивают коэффициент сигнализации не менее 100 и являются одновременно источниками образцового напряжения. Перед подключением ИМС к стабилизатору напряжения в указанных на схеме токах необходимо убедиться в том, что входное напряжение удовлетворяет требованию: Uвх min <=Uвх<=Uвх max. При токе нагрузки Iн<=0,025 А и номинальном выходном напряжении 5 В значения указанных параметров должны иметь следующие значения: Uвхmin = 6...8 В; Uвх max = 7...9,5 В; Rвых max == 0,15 Ом; Uвых = 5 В. Измерения производятся при отсутствии нагрузки, то есть на холостом ходу.

Второй выпрямитель также собран по мостовой схеме на четырех полупроводниковых диодах VD5—VD8, он обеспечивает на выходе выпрямленное напряжение постоянного тока 9 В и работает на емкостный фильтр.

Подключаемая к выпрямителю нагрузка не превышает 100 мА. На выходе второго выпрямителя собрана электронно-механическая система защиты, которая предотвращает повреждение как дорогостоящих элементов самого выпрямителя и стабилизатора, так и схемы нагрузки при коротких замыканиях и перегрузках. Ток, при котором срабатывает система защиты, равен 100...110 мА.

В составе защитного устройства собран стабилизатор постоянного напряжения, защищенный также от выхода из строя при отключенной нагрузке. Для этого на выходе установлен двухваттный резистор, который поддерживает нормальный режим работы элементов стабилизатора. Стабилизатор образован транзистором VT2 и стабилитроном VD11 и обеспечивает напряжение пульсации, которое незначительно при максимальном токе нагрузки и не превышает 10 мВ. Собранная в составе данного устройства система защиты включает в свой состав два электромагнитных реле К1 и К2, транзистор VT1, резисторы R1—R3 и индикаторную лампу H1.

При коротком замыкании в выходных цепях после точек А и Б или в подключенной к ним схеме сторожевого устройства, как только ток через проволочный резистор R1 превысит заданное максимальное значение (100...110 мА), срабатывает на открывание транзистор VT1, через который напряжение поступает на электромагнитное реле К2. Реле срабатывает, замыкая свои контакты К2.1. Вслед за этим напряжение питания будет подано на обмотку электромагнитного реле К7, оно сработает и разомкнет контакты К1.1, отключив нагрузку сторожевого устройства от сети питания.

Таким образом, если постороннее лицо захочет отключить питание и обесточить сторожевое устройство, думая, что сможет открыть механический замок обычным ключом, то у него это не получится, так как только знание секрета стопорения механической части сторожевого устройства (замка) сможет обеспечить беспрепятственное открывание дверей. Здесь необходимо заметить, что сторожевое устройство после включения питания не только сохраняет свой код, но и тут же готово к дальнейшей работе.

В схеме защиты сторожевого устройства установлена сигнальная лампа H1 и параллельно ей смонтирован резистор R3, через который протекает ток, удерживающий якорь реле К1 в нормальном положении и предотвращающий повторное срабатывание. После срабатывания системы защиты необходимо отключить электропитание и вновь включить, замкнув контакты переключателя S1.

В точках А и Б принципиальной схемы может быть подключен автономный источник питания—ХИТ любого типа, имеющий на выходе напряжение питания постоянного токя 9В и отвод, на котором должно действовать напряжение 5...6 В.

Счетно-решающее устройство — основная часть электронной схемы сторожевого устройства — включает в свой состав шесть ИМС, работающих в режиме счета и сравнения с установленным заранее кодом. Для более полного описания принципа работы сторожевого устройства введем следующие обозначения и определения элементов ИМС:

элемент ИМС DA1 с выводами 8...13 образует триггер;

элемент ИМС DA3 с выводами 1...3, 8, 9, 11, 12 и 14 образует счетчик числа импульсов;

элемент ИМС DA4 с выводами 1...3, 8, 9, 11, 12 и 14 образует счетчик числа импульсов;

элемент ИМС DA1 с выводами 2.. .6 образует триггер;

элемент ИМС DA2 с выводами 1...3 образует инвертор, который вместе с транзистором VT1 образует тактовый генератор;

элемент ИМС DA2 с выводами 4.. .6 образует триггер;

элемент ИМС DA2 с выводами 1...3 образует инвертор;

элемент ИМС DA2 с выводами 11...13 образует триггер;

микросхема DA5 является дешифратором заданного кода при его наборе на пульте управления сторожевого устройства;

микросхема DA6 является мультиплексором. Исходя из классификации электронных устройств и изделий и определений, принятых в технической литературе и государственных стандартах, триггером называется электронное переключающее устройство, которое сколь угодно долго сохраняет одно из двух своих состояний устойчивого равновесия и скачкообразно переключается по сигналу извне из одного состояния в другое; инвертором называется электронное устройство, преобразующее сигнал низкого уровня логического нуля на входе в сигнал высокого уровня логической единицы на выходе и наоборот, что эквивалентно операции отрицания; тактовым генератором называется устройство, вырабатывающее электрические сигналы — колебания с заданной частотой; дешифратором

называется устройство для автоматической расшифровки (декодирования) сообщения и переиода содержащейся в нем информации на язык (код) воспринимающей системы.

ИМС DA4 распознает в процессе работы цифры, набираемые при замыкании контактов переключателя S1 по числу зажигания светодиода HL1.

Перед началом эксплуатации сторожевого устройства необходимо произвести операцию установления нужного кода, которая осуществляется включением соответствующих перемычек между выводами мультиплексора (ИМС DA6) и выводами дешифратора (ИМС DA5). При этом следует иметь в виду, что набор номера кода на дешифраторе начинается с вывода 7, которому соответствует первая набранная в коде цифра 5 (в данном случае). Этот вывод, равно как и последующие, можно соединять с выводами мультиплексора (DA6) практически в любой последовательности (с 1—4 и с 12—15).

Выводу 6 ИМС DA5 соответствует цифра 6 кода сторожевого устройства, выводу 5 — цифра 7, выводу 4 — цифра 8, выводу 9 — цифра 1, выводу 10 — цифра 2, выводу 11 — цифра 3, выводу 12 — цифра 4.

Если соединить выводы ИМС DA5, как показано на рис. 3.7, с выводами мультиплексора DA6, то будет закодировано число из 8 цифр: 66112233.

Для того чтобы более точно устанавливать шифр (код) сторожевого устройства, необходимо смонтировать параллельно друг другу (лучше на лицевой панели корпуса сторожевою устройства) две планки с восьмью контактными приборными зажимами, к которым подключаются выводы ИМС DA5 и DA6. Если к контактам первой планки подключить выводы от ИМС DA5 сверху вниз, как показано на схеме, то мы будем иметь восьмиразрядный набор шифра сторожевого устройства от 1 до 8 при условии, что соединения всех остальных выводов ИМС останутся такими же, как на схеме.

Таким образом, на первой планке, соединенной с дешифратором DA5, необходимо сделать гравировку или выполнить надписи от 1 до 8, соответствующие набираемому коду. При этом у выхода АО (вывод 5 ИМС DA5) должна быть проставлена цифра 5 будущего кода. У выхода А1 — цифра 2 и т. д. На второй параллельной планке, контакты которой соединены с выводами мультиплексора ИМС DA6, также должны быть написаны цифры от 1 до 8, соответствующие порядку считывания набранного кода

этим устройством в автоматическом режиме работы. Цифры на этой планке располагаются по порядку: 1, 2... 8. При этом первой цифре автоматического счета соответствует выход Д0 (вывод 4) и т. д.

Порядок соединений контактов на параллельных планках сторожевого устройства приведен в табл. 3. 8.

Таблица 3. 8. Порядок соединений контактов при кодировании и считывании кода

3-32.jpg



Содержание  Назад  Вперед