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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Elektronischer Schutz für ein Motorrad. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Automobil. Sicherheitsvorrichtungen und Alarme In der Amateurfunkliteratur gibt es viele Beschreibungen von Sicherheitsalarmgeräten für Autos. Die meisten dieser Geräte können jedoch nicht zum Schutz eines anderen beliebten Fortbewegungsmittels – eines Motorrads – eingesetzt werden. Der Autor des unten veröffentlichten Artikels hat seinen Entwurf speziell für den „zweirädrigen Freund“ entwickelt und ist der Meinung, dass er das Ziel voll und ganz erfüllt. Während der Zeit, in der Waldgeschenke der Natur gesammelt werden, werden Motorräder, die allein auf Straßen und Lichtungen stehen, zu einer leichten Beute für Eindringlinge. Zwar werden Motorräder selten gestohlen, aber sie werden ziemlich oft zerlegt und Kraftstoff gestohlen, während die Besitzer Beeren oder Pilze pflücken. Der vorgeschlagene Wächter reagiert bereits auf einen leichten Schlag auf die Karosserie des Motorrads und schlägt sofort Alarm. Darüber hinaus ist das Signal musikalisch und unterscheidet sich natürlich von herkömmlichen Alarmsignalen. Der Besitzer erkennt ihn unter anderem leicht. Bei der Entwicklung eines Sicherheitsgeräts mussten wir sofort auf die Verwendung eines am Motorrad installierten Tonsignals verzichten, da dieses zu viel Strom aus der Batterie verbraucht. Der beschriebene Wächter verbraucht im Standby-Modus nicht mehr als 1,5 mA und im Alarmmodus bis zu 400 mA. Das Gerät verwendet einen Sensor ähnlich dem in [1] beschriebenen. Es basiert auf dem Piezo-Emitter ZP-22, der ohne Modifikation auf der Platine installiert ist. Der Sensor kann an einer beliebigen Stelle am Motorrad angebracht werden; die Leistung des Schutzes wird dadurch nicht wesentlich beeinträchtigt. Der elektrische Schaltplan der Sicherheitsvorrichtung ist in Abb. dargestellt. 1. Wenn eine Motorradkarosserie getroffen wird, erscheint im Sensor BQ1 ein Wechselstromsignal, das dem Eingang des am Operationsverstärker DA1 montierten Komparators zugeführt wird. Die Ansprechschwelle des Komparators wird durch den Trimmwiderstand R2 eingestellt. Die obere Position des Widerstands-R2-Schiebereglers im Diagramm entspricht der minimalen Empfindlichkeit des Geräts.
Ist die Amplitude der negativen Halbwellen des Sensorsignals kleiner als die Spannung am Widerstand R2, bleibt der im Schaltbetrieb arbeitende Transistor VT1 geschlossen und die Ausgangsspannung an seinem Kollektor weist einen niedrigen Pegel auf. Sobald die Amplitude der Halbwellen die Spannung am Widerstand R2 überschreitet, ist die Ausgangsspannung des Transistors VT1 eine Folge von Rechteckimpulsen. Die Diode VD1 erhöht die Totzone des Transistors VT1. Der Operationsverstärker DA1 arbeitet im Modus mit maximaler Verstärkung. Der vom Operationsverstärker verbrauchte Strom hängt vom Strom ab, der durch Pin 8 fließt; Widerstand R5 normalisiert diesen Strom. Wenn er im Bereich von 1,5 bis 15 µA liegt, beträgt der vom Operationsverstärker DA1 verbrauchte Strom 36 bis 170 µA. Der Widerstandswert des Widerstands R5 (in Megaohm) wird mit der Formel [2] berechnet: R5 = (Upit-0,7 V)/I8, wobei Upit die Versorgungsspannung des Operationsverstärkers V ist; I8 – Strom durch Pin 8, µA. Rechteckimpulse vom Kollektor des Transistors VT1 werden dem S-Eingang des Triggers DD1.1 zugeführt, was zu dessen Umschalten in den Einzelzustand führt. Der direkte Ausgang des Triggers ist auf High gesetzt. Nachfolgende Impulse, die vom VT1-Kollektor zum S-Triggereingang gelangen, ändern seinen Zustand nicht mehr. Die hohe Spannung vom Ausgang des Triggers DD1.1 über den Widerstand R9 beginnt relativ langsam, den Kondensator C1 aufzuladen. Die Ladezeit beträgt ca. 40 s. Sobald die Spannung am Kondensator C1 und damit am Eingang R des Triggers die Schwelle zum Umschalten des Triggers in den Nullzustand erreicht, schaltet der Trigger und der Direktausgang wird zu diesem Zeitpunkt auf einen niedrigen Pegel gesetzt Der Transistor VT1 ist geschlossen und der Eingang S des Triggers empfängt keine Impulse mehr. Operationsverstärker DA1 und Trigger DD1.1 werden von einem parametrischen Spannungsregler VD2R10 gespeist. Eine hohe Spannung am Direktausgang des Triggers DD1.1 öffnet den Transistor VT2 und das Relais K1 wird aktiviert. Über die geschlossenen Kontakte K1.1, K1.2 wird das am DD2-Musiksynthesizer montierte Signalgerät mit Strom versorgt. Neben dem Musiksynthesizer umfasst es einen Audiosignalverstärker DA2 und einen dynamischen Kopf BA1. Der Musiksynthesizer DD2 wird von einem separaten parametrischen Stabilisator VD4R12 angetrieben. Der Synthesizer ist so angeschlossen, dass nur eine Melodie erklingt. Wenn es notwendig ist, die Melodie zu ändern, muss der Schaltkreis geändert werden, wie in [3] gezeigt. Der NF-Signalverstärker DA2 wird direkt von der Motorradbatterie gespeist. Der Widerstand R13 verhindert eine Selbsterregung des Verstärkers. Die OS-Schaltung wird durch die Elemente C5, R14, R15 gebildet. Beim Einrichten muss der Widerstand R15 so gewählt werden, dass die maximale Verstärkung erreicht wird [4]. Der dynamische Kopf BA1 ist über den Koppelkondensator C2 mit dem Verstärker DA6 verbunden. Die freien Pins 3-6, 9, 11 der DD1-Mikroschaltung sind mit einem gemeinsamen Draht verbunden. Alle Teile des Gerätes, mit Ausnahme des Schalters SA1 und des dynamischen Kopfes BA1, sind auf einer Leiterplatte aus 1 mm dickem Folienglasfaser montiert. Die Platinenzeichnung ist in Abb. dargestellt. 2.
Der Schalter SA1 sollte an einem Ort installiert werden, der nur dem Besitzer der Maschine bekannt ist. Der dynamische Kopf muss vor vorsätzlicher Beschädigung geschützt werden. Es empfiehlt sich, den Diffusor mit wasserfestem Lack zu imprägnieren. Die Platine muss außerdem mit einer haltbaren Box vor Spritzern und Staub geschützt werden und die Installation sollte mit Epoxidlack überzogen werden. Der Vibrationssensor kann auf Basis des ZP-1-Schallsenders und anderer hergestellt werden. Der K140UD1208M-Chip kann durch einen K140UD12 und der K176TM2-Trigger durch einen K561TM2 ersetzt werden. Synthesizer UMS8 – einer aus dieser Gruppe; Sie unterscheiden sich lediglich durch die darin aufgezeichneten Melodien. Der Quarzresonator ZQ1 ist für jede Uhr mit der angegebenen Frequenz geeignet. Anstelle des Verstärkers K174UN14 eignet sich der TDA2003. Die Transistoren VT1, VT2 können einer der angegebenen Serien angehören. Dioden VD1, VD3 – auch alle der Serien KD521, KD522. Wir werden die Zenerdiode KS512A durch KS212Zh und KS139A durch KS133A oder durch den Stabilisator KS119A ersetzen, jedoch mit einer Änderung der Schaltpolarität. Relais K1 - RES60, Reisepass RS4.569.435-02. Der dynamische Kopf 3GDV-1 kann durch 2GD36, 4GD56, 6GDV-2 ersetzt werden. Druckknopfschalter SA1 - P2K. Ein aus gebrauchsfähigen Teilen fehlerfrei zusammengebautes Gerät ist in der Regel sofort funktionsfähig. Der Widerstand R2 passt seine Empfindlichkeit nach der Platzierung am Motorrad an. Es wird nicht empfohlen, die Empfindlichkeit zu hoch einzustellen, da der Alarm sonst auf Bodenvibrationen vorbeifahrender Fahrzeuge und sogar auf das leichte Knistern eines abkühlenden Motorrads nach dem Anhalten reagiert. Die Empfindlichkeit hängt auch von der Position des Vibrationssensors ab – wenn dieser an einem Rahmen oder anderen Metallkonstruktionselementen befestigt wird, kann die Empfindlichkeit zu hoch sein. Um die akustische Verbindung zwischen dem dynamischen Kopf BA1 und dem Vibrationssensor BQ1 zu beseitigen, wodurch das Alarmsignal ohne äußere Einflüsse auf den Sensor kontinuierlich wiederholt wird, ist es notwendig, den Einbauort des Kopfes, die Steifigkeit, experimentell zu wählen von seiner Montage und der Empfindlichkeit des Sensors. Die Stromquelle des Wächters ist eine Motorradbatterie. Wenn das Fahrzeug ohne Batterie fährt, muss diese eingebaut werden. Durch das Schließen der Kontakte SA1 wird das Gerät in den Standby-Modus geschaltet. Wenn Sie dann versuchen, die Steuerhebel zu manipulieren, das Motorrad vom Ständer zu nehmen oder es von seinem Platz zu bewegen, schlägt der Wachmann sofort Alarm. Es ertönt etwa 40 Sekunden lang. Während dieser Zeit hat die Melodie Zeit, vollständig zu erklingen. Unter der Voraussetzung, dass keine äußeren Einflüsse mehr auftreten, geht der Sicherheitsalarm in den Standby-Modus. Wie Sie wissen, gibt es an einem Motorrad nicht viele Stellen, die für den Einbau eines dynamischen Kopfes geeignet sind. Daher besteht kein Grund zu der Annahme, dass das Fehlen einer parasitären akustisch-mechanischen Verbindung zwischen ihm und dem Sensor (wenn seine Empfindlichkeit zu hoch ist) sichergestellt werden kann ist akzeptabel). Dennoch können Sie diese parasitäre Verbindung beseitigen, indem Sie einfach den Watchman modifizieren. Zuerst müssen Sie eine der beiden Kontaktgruppen des Relais K1 (siehe Abbildung) zur Unterbrechung des Pluskabels am Punkt B „verschieben“ und ein Paar geschlossener Relaiskontakte (mit den Pins 11, 12 oder 21, 22) verwenden ). Der Trigger DD1.1 sollte über den Pluspol der Zenerdiode VD2 mit Strom versorgt werden. Zweitens muss der Kondensator C2, der seine Kapazität um das 2...5-fache erhöht hat, entsprechend der Schaltung links von Punkt B angelötet und darin ein Keramikkondensator mit einer Kapazität von 0,1...0,22 μF eingebaut werden ursprünglicher Ort. Nach dieser Änderung funktionieren im Standby-Modus der Operationsverstärker und der Schutztransistor VT1 wie im Artikel beschrieben. Sobald jedoch das Relais K1 aktiviert wird und der Alarm ertönt, werden der Operationsverstärker und der Transistor VT1 abgeschaltet. Nach einiger Zeit kehrt das Relais in seinen ursprünglichen Zustand zurück, die Empfindlichkeit des Wächters wird jedoch erst 0,1...0,3 s nach dem Laden des Oxidkondensators C2 wiederhergestellt. Literatur
Zusatz Da es äußerst schwierig ist, Motorradknistern zu beseitigen, muss man sich mit Fehlalarmen auseinandersetzen. Der Schaltplan eines Signalgeräts ohne diesen Nachteil ist in der Abbildung dargestellt. Der Vibrationssensor BQ1 bleibt derselbe, aber das Diagramm seiner Verbindung zum Komparator am Operationsverstärker DA1 wurde leicht geändert.
Der Zähler DD1.1 zählt die vom Komparator kommenden Impulse. Der Generator aus den Elementen DD2.1, DD2.2 und der Zähler DD1.2 bilden eine Einheit, die Rücksetzimpulse für den Zähler DD1.1 erzeugt. Ein Tonfrequenzgenerator ist auf den Elementen DD2.3, DD2.4 aufgebaut; seine Ausgangsimpulse werden durch den Stromtransistor VT1 verstärkt, der vom dynamischen Kopf HA1 geladen wird. Über einen versteckt eingebauten Kippschalter SA1 wird das Gerät in den Standby-Modus geschaltet. In diesem Moment setzt ein Impuls von der Schaltung C2R5 die Zähler DD1.1 und DD1.2 am Eingang R zurück. Die Generatoren DD2.1, DD2.2 beginnen, Rechteckimpulse mit einer Frequenz von etwa 2 Hz zu erzeugen, die vom Zähler berücksichtigt werden DD1.2. Nach etwa 4 s erscheint der Ausgang 8 dieses Zählers kurzzeitig auf High, wodurch die Zähler wieder auf Null zurückgesetzt werden. Zukünftig werden alle 4 s Nullimpulse an den Eingang R der Zähler gesendet. Spannungsschwankungen vom Sensor BQ1, die aus Vibrationen des Motorradrahmens resultieren, werden dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers DA1 zugeführt, der vom Komparator eingeschaltet wird. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers wird vom Teiler mit Spannung versorgt – dem eingestellten Widerstand R3, der die Schaltschwelle des Komparators oder mit anderen Worten die Empfindlichkeit einstellt. Rechteckimpulse vom Ausgang des Komparators werden vom Zähler DD1.1 am CN-Eingang gezählt. Wenn es dem Zähler gelingt, in 4 Sekunden acht Impulse zu zählen, erscheint an seinem Ausgang 8 ein hoher Pegel, der den Betrieb des Tongenerators an den Elementen DD2.3, DD2.4 ermöglicht. Die Dauer des Alarmsignals hängt davon ab, wie schnell der Zähler acht Impulse registriert, also wie stark die Vibration des Maschinenkörpers ist. Dadurch wird sichergestellt, dass der Wächter unempfindlich gegenüber einzelnen Klicks ist. Bei zufälligen äußeren Einflüssen auf das Motorrad gibt es kurze, nicht periodische Signale und nur bei einem Versuch, Teile zu stehlen oder zu demontieren, ertönt der Alarm nahezu kontinuierlich. Die Diode VD2 schützt das Gerät vor versehentlicher Verpolung der Versorgungsspannung. Die Akkumulierungszeit externer Einflussimpulse und die Dauer des Alarmsignals können verlängert werden, wenn der Kondensator C1 durch eine andere, größere Kapazität ersetzt wird. Bei einer Kapazität von 1 µF verdoppelt sich die Dauer also fast. Für einen zuverlässigen Betrieb des Watchdogs ist es notwendig, die erforderliche Empfindlichkeit des Komparators mithilfe des Trimmwiderstands R3 sorgfältig einzustellen. Vor dem ersten Einschalten wird der Schieberegler dieses Widerstands in die mittlere Position gebracht. Schalten Sie den Wächter ein und bewegen Sie mit einem Oszilloskop, indem Sie das Signal am Ausgang des Komparators beobachten und auf die Karosserie des Motorrads klopfen, den Schieber des Widerstands R3 langsam im Stromkreis nach unten, um sicherzustellen, dass der Wächter funktioniert. Empfehlungen für die Platzierung des Sensors, das Design des Geräts und die Installation des dynamischen Kopfes unter Berücksichtigung der Möglichkeiten der akustischen Kommunikation zwischen Kopf und Sensor sind im obigen Artikel aufgeführt. Da das Gerät keine hohe Temperaturstabilität von RC-Schaltungen erfordert, können nahezu alle Teile darin verwendet werden. Die Mikroschaltung K140UD608 kann durch K140UD6, K140UD7 ersetzt werden. Anstelle von K561LE5 ist K561LA7 geeignet. In diesem Fall können Sie die VD1-Diode ausschließen, einen der Eingänge des DD2.3-Elements mit Ausgang 8 des DD1.1-Zählers und den anderen mit dem Verbindungspunkt von R8 und verbinden C3-Elemente. Wir werden den Schallsender ZP-22 durch ZP-5 ersetzen. Anstelle des KT972B-Transistors reicht auch jeder Transistor der KT829-Serie. KD522B-Dioden können durch beliebige Siliziumdioden (z. B. aus der KD521-Serie) ersetzt werden. Im Standby-Modus verbraucht der Wächter einen Strom von ca. 6 mA, im Alarmmodus ca. 300 mA. Die Stromversorgung erfolgt über eine Motorradbatterie oder eine andere Quelle, die mindestens eine Stunde lang einen Strom von mindestens 300 mA liefert. Um eine optimale Empfindlichkeitseinstellung und Stabilität zu gewährleisten, ist es besser, den Widerstand des Abstimmwiderstands R3 gleich 10 kOhm zu wählen und ihn im oberen und unteren Stromkreis seiner Anschlüsse mit einem Konstantwiderstand mit einem Widerstandswert von 43 kOhm in Reihe zu schalten . Autor: M.Churuksaev
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