Цифровое сторожевое устройство

Предлагаемое устройство охранной сигнализации подает прерывистый звуковой сигнал тревоги при попытке проникнуть в салон автомобиля, в моторное или багажное отделение. Наличие встроенного датчика, реагирующего на колебания кузова, позволяет предотвратить случаи хищения колес, стекол и других внешних деталей автомобиля.

Известно немало подобных конструкций, опубликованных и на страницах журнала Радио, и в другой технической литературе. Однако почти все они содержат во времязадающих цепях электронного блока оксидные конденсаторы, обладающие малой термостабильностью и значительным разбросом номинальной емкости. Поэтому, как правило, эти конструкции требуют налаживания, их временные параметры сильно зависят от температуры.

Использование в описываемом ниже стороже цифрового принципа формирования временных интервалов избавило его от указанных недостатков. Введение же в устройство датчика механических колебаний позволило расширить его возможности. Схема построена таким образом, что в режиме охраны при открывании капота или крышки багажника сигнал тревоги включается немедленно, а при открывании дверей или срабатывании датчика колебаний — с задержкой, необходимой водителю для отключения автосторожа при снятии с охраны.

О режиме автосторожа индицирует светодиод. Его мигание указывает на то, что после включения устройства идет выдержка времени перед установкой в дежурный режим. Светодиод мигает также после срабатывания сторожа до момента подачи сигнала тревоги. Это лишний раз напомнит водителю о своевременном отключении автосторожа , а также облегчит установку необходимой чувствительности датчика механических колебаний.

Основные технические характеристики

Временная задержка на установку в дежурный режим, с 32

Временная задержка на включение сигнала тревоги, с . 8

Продолжительность сигнала тревоги, с ,

с задержкой.....24

без задержки.....32

Частота прерываний сигнала тревоги, Гц ......1

Потребляемый ток в дежурном режиме, мА, не более 5

Принципиальная электрическая схема устройства представлена на рис. 1, а, а схема подключения к бортовой сети автомобиля — на рис. 1, б. Датчиками охраны служат имеющиеся на автомобиле дверные выключатели освещения салона и дополнительно устанавливаемые контакты, срабатывающие при открывании капота и крышки багажника. Включают автосторож в режим охраны тумблером SA1. При этом импульс высокого уровня, возникающий на входе R счетчика DD2, установит его в состояние 0. Это, в свою очередь, приведет к установке триггера DD3.2 в состояние 0 по входу R. В результате буДет зашунтирован вход ключа на составном транзисторе VT3VT4.

Состояние в этот момент триггера DD3.1 неопределенно, однако при выходе водителя из салона и закрывании двери сигналом от дверного выключателя или от датчика колебаний этот триггер установится в единичное состояние и тем самым разрешит работу генератора импульсов, собранного на элементах DD1.1, DD1.2. По спаду 33-го выходного импульса генератора на выходе 32 счетчика DD2 появится плюсовой перепад, который переключит триггер DD3.1 в состояние 0 и одновременно снимет установочный сигнал с входа R триггера DD3.2. Генератор DD1.1, DD1.2 останавливается.

Такое состояние устройства соответствует вхождению его в дежурный режим.

При открывании хотя бы одной из дверей или по сигналу от датчика колебаний триггер DD3.1 переключится в состояние 1 и запустит генератор. Счетчик DD2 продолжит подсчет импульсов и, как только на его выходе 8 (через 8 тактов) появится плюсовой перепад, триггер DD3.2 перейдет в состояние 1, разрешая прохождение импульсов от генератора на транзисторный ключ VT3VT4, через который поступает питание к реле сигналов автомобиля. Таким образом будет включен сигнал тревоги.

Через 24 такта генератора на выходе 32 счетчика DD2 появится низкий уровень, триггер DD3:2 установится в нулевое состояние и низким уровнем с прямого выхода запретит дальнейшее прохождение импульсов на транзисторный ключ. Сигнал тревоги прекратится. Генератор же продолжит работу, и через 32 такта на выходе 32 счетчика появится плюсовой перепад, который переведет триггер DD3.1 в состояние 0 — генератор прекратит работу. Сторож вновь перейдет в дежурный режим.

Это произойдет, однако, в том случае, если до момента переключения в состояние 0 триггера DD3.1 датчики охраны будут переведены в дежурный режим. При замкнутых контактах датчиков сигнал тревоги будет включаться многократно на время 24 с (32 с) с паузами 40 с (32 с) и до тех пор, пока датчики не будут возвращены в исходное состояние.

Если пользователю такой порядок работы сторожа покажется нежелательным, то для однократного включения сигнала тревоги необходимо между выходом элемента DD1.3 и входом S триггера DD3.1 включить дифференцирующую цепь C6R18 (показанную на рис. 1, а синим цветом). Когда же на вход устройства поступит сигнал от датчиков капота или крышки багажника, то одновременно переключатся оба триггера, и поэтому сигнал тревоги включится немедленно, причем продолжительность его будет больше на восемь тактов.

В качестве датчика, преобразующего механические колебания кузова автомобиля в электрические сигналы, использован микроамперметр М476/1 с незначительной доработкой, о которой рассказано ниже. Усилитель электрических сигналов датчика собран на ОУ DA1.

Выбор ОУ КР140УД1208 обусловлен низким напряжением питания, малыми напряжением смещения и его температурным коэффициентом, отсутствием триггерного эффекта. Соотношение номиналов резисторов R10 и R12 выбрано таким, чтобы напряжение на выходе ОУ было равно 0,6 от U _пит . Поскольку для микросхем структуры КМОП пороговое напряжение срабатывания равно 0,5U _пит, то уровень 0,6U_пит будет ими восприниматься как высокий.

Конденсатор С 4 служит для сглаживания паразитных колебаний сигнала, поступающих из цепи датчика. При необходимости датчик колебаний можно отключить тумблером SA2 (рис. 1, б; синим цветом здесь обозначены цепи бортовой сети автомобиля, а черным — вновь вводимые элементы).

Транзисторный ключ, через который поступает питание к светодиоду HL1, выполнен на транзисторе VT2 по схеме эмиттерного повторителя. Это позволило второй вывод светодиода соединить с кузовом. Высокое входное сопротивление повторителя практически не оказывает шунтирующего влияния на выход генератора.

В стороже применены постоянные резисторы МЛТ, конденсаторы К73-17 (С 2 ), К50-6 (С5), К10-7В или другие керамические (остальные). Разъемы — ОНЦ-ВГ. Транзисторы КТ315Г (VT1 и VT2) можно заменить на любые кремниевые структуры n-p-п с обратным напряжением эмиттер—коллектор не менее 35 В. Вместо транзистора КТ315Г в составном ключе можно использовать КТ315Е, КТ342Г, КТ503Б, КТ503Г, а вместо КТ815Б— КТ 815В, КТ815Г, КТ817Б— КТ817Г со статическим коэффициентом передачи тока не менее 40.

Микросхемы К176ЛА7 и К176ТМ2 можно заменить на аналогичные из серии К561. Вместо счетчика К176ИЕ1 подойдет К561ИЕ10 с соответствующими коррекцией включения и изменением печатной платы. На месте КР140УД1208 удовлетворительно работают ОУ КР140УД608, КР544УД1А (при этом резистор R11 исключают).

Почти все детали сторожа смонтированы на печатной плате из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы представлен на рис. 2. Те контактные точки на плате, которые при монтаже нужно пропаять перемычками на обеих ее сторонах, выполнены квадратными. Плату можно изготовить и из одностороннего стеклотекстолита, если печатные проводники неосновной стороны выполнить навесными .

Плата скомпонована под кожух от автомобильного реле указателя поворотов РС850Б. Переменный резистор R7 — регулятор чувствительности датчика колебаний — смонтирован на боковой стенке кожуха, а разъемы X1 и Х 2 — на крышке (см. фото на рис. 3). Датчик, колебаний — микроамперметр РА 1 — приклеивают к поролоновой пластине толщиной 5 мм, приклеенной к плате.

Для изготовления датчика корпус микроамперметра вскрывают — это легко сделать лезвием ножа. На изогнутый конец стрелки надевают и аккуратно обжимают плоскогубцами небольшой груз. Им может быть отрезок длиной 5 мм трубчатого припоя диаметром 3 мм. Флюс из канала предварительно удаляют. Между грузом и шкалой должен быть зазор не менее 1,5 мм. По краям шкалы на нее нужно наклеить демпферы-ограничители размерами 5Х5Х5 мм из мягкого поролона. После этого корпус готового датчика склеивают и высушивают.

Сторожевое устройство устанавливают в потайном месте салона автомобиля так, чтобы ось вращения рамки датчика была параллельна направлению движения автомобиля, а стрелка с грузом направлена вниз. Подключают устройство к бортовой сети согласно схеме на рис. 1,6. На те модели автомобилей, где реле звуковых сигналов отсутствует, его необходимо установить. Сопротивление обмотки реле не должно быть менее 24 Ом. Параллельно обмотке реле обязательно включают диод Д226 с любым буквенным индексом (катодом к плюсовому выводу).

Тумблер Охрана устанавливают в потайном и удобном для водителя месте. Светодиод должен быть установлен так, чтобы его работа была видна снаружи автомобиля.

Для постановки автомобиля на охрану включают тумблер Охрана и выходят из салона. Через 32 с сторож войдет в дежурный режим. Для снятия с охраны необходимо открыть дверь и в течение не более восьми секунд выключить тумблер Охрана, иначе прозвучит сигнал тревоги.