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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Sicherheitsgerät mit Widerstandsschlüssel. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Sicherheit In letzter Zeit ist die Nachfrage nach verschiedenen Arten von Sicherheitssystemen gestiegen. Dieser Artikel beschreibt ein Gerät, das einen Widerstand mit einem bestimmten Wert als Schlüssel verwendet. Das Gerät kann zum Schutz von Räumlichkeiten eingesetzt werden. Das beschriebene Gerät verwendet einen analogen „Schlüssel“ – einen Widerstand. Wenn ein Widerstand mit einem bestimmten Widerstandswert an die „Sperr“-Kontakte angeschlossen wird, wird der Sicherheitsmodus deaktiviert. Wird die Tür ohne einen solchen „Schlüssel“ von einem Einbrecher geöffnet, schlägt das Gerät sofort Alarm. Es ist zu beachten, dass der analoge „Schlüssel“ einige Nachteile hat. Wenn beispielsweise bei hoher Luftfeuchtigkeit Feuchtigkeit auf den Elementen des Geräts auftritt, kann bei Verwendung des „Schlüssels“ ein Alarm ausgelöst werden. Dieser Nachteil verhindert jedoch, dass ein Angreifer unbemerkt in die geschützten Räumlichkeiten eindringt. Als Sirenenschallgeber wird ein dynamischer Kopf verwendet. Das Gerät wird mit der Batterie GB1 betrieben. Sinkt die Versorgungsspannung unter den zulässigen Wert, ertönt ein Summer. Das Gerätediagramm ist in der Abbildung dargestellt. Unmittelbar vor dem Verlassen des Geländes muss der Eigentümer den Kippschalter SA1 in die Position „Sicherheit“ stellen. Das Gerät geht nach 25 s in den Sicherheitsmodus. Bevor Sie den Raum betreten, müssen Sie das Gegenstück des Steckers – den Schlüssel – in die Buchsen X1, X2 stecken und frühestens nach 2 s entfernen. Danach haben Sie weitere 20 Sekunden Zeit, um SA1 in die „Aus“-Position zu schalten. Wenn Sie die Tür öffnen, ohne den „Schlüssel“ einzustecken, schaltet sich die Sirene sofort ein. Um es vorzeitig auszuschalten, müssen Sie SA1 in die Position „Aus“ bringen und die Taste SB1 drücken.
Die Besonderheit des Systems besteht darin, dass der „Schlüssel“ mindestens 2 Sekunden lang in der Steckdose gehalten werden muss. Aus diesem Grund kann sein Widerstand nicht durch einfaches Drehen eines variablen Widerstands eingestellt werden. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass das Erkennungsintervall des „Schlüssels“ durch das System innerhalb von 6...7 kOhm liegt. Bei Verwendung eines variablen Widerstands, beispielsweise 100 kOhm, muss dieser mit einer Geschwindigkeit von 0,5 kOhm/s gedreht werden, damit das System den „Schlüssel“ erkennt. In diesem Fall dreht sich der gesamte Widerstand in 200 Sekunden, während nur 20 Sekunden Zeit sind, um den Raum mit dem „Schlüssel“ zu betreten und das Gerät auszuschalten. Block A1 - elektronisches Schloss. Die Operationsverstärker (OA) DA1.1 und DA1.2 sind entsprechend der Spannungskomparatorschaltung angeschlossen. Der DD1-Chip wird verwendet, um ein Alarmsignal an Block A2 zu senden. Der Spannungsteiler an den Widerständen R4-R6 stellt die Spannung an den Pins 3 und 6 des DA1-Chips auf 4,4 bzw. 3,5 V ein. Wenn der „Schlüssel“ nicht eingesteckt ist (Widerstand R1 ist ausgeschaltet), stellt der Teiler R2R3 eine Spannung von 2 V an den Pins 5 und 5,3 bereit. Wenn der Operationsverstärker auf diese Weise eingeschaltet ist, liegt die Spannung am nichtinvertierenden Ist die Spannung am Eingang größer als am invertierenden Eingang, liegt die Ausgangsspannung nahe an der Versorgungsspannung, liegt die Ausgangsspannung hingegen nahe bei Null. Im Sicherheitsmodus (es gibt keinen Widerstand R1) beträgt der Ausgang des Operationsverstärkers DA1.1 9 V und der Ausgang von DA1.2 0. Infolgedessen hat der Widerstand R7 einen hohen Pegel. Die Dioden VD3 und VD4 entkoppeln die Ausgänge der Operationsverstärker DA1.1 und DA1.2. Der Kondensator C1 wird zum Schutz vor Rauschen an den Pins 2 und 5 benötigt, da diese mit der Eingangsbuchse verbunden sind. Der Widerstandswert des Widerstands R1 ist so gewählt, dass bei Anschluss an das Schloss die Spannung am Widerstand R3 zwischen 3,5 und 4,4 V liegt. In diesem Fall liegt die Spannung an den Anschlüssen beider Operationsverstärker nahe Null. Die Mikroschaltung DD1 besteht aus vier identischen Schaltern, die sowohl Gleich- als auch Wechselspannung schalten können. Der Schlüssel ist geöffnet, wenn der Steuereingang V hoch ist und DD1 geschlossen und parallel geschaltet ist. Der Reed-Schalter SF1 muss so angeschlossen werden, dass seine Kontakte geöffnet sind, wenn die Türen des geschützten Raums geschlossen sind. Befindet sich der Eigentümer am Schutzobjekt, befindet sich der Kippschalter SA1 in der Stellung „Aus“. - an den Steuereingängen der V-Taste liegt ein Low-Pegel an - und auch bei geöffneter Tür und geschlossenem Reed-Schalter gelangt der High-Pegel vom Stecker X4 nicht an X6 „Alarm“. Der Widerstand R8 begrenzt den Ladestrom der Kondensatoren C5 und C6, was zu Schäden am DD1-Chip führen kann. Vor Verlassen des Geländes schaltet der Eigentümer SA1 in die Stellung „Sicherheit“. In diesem Fall beginnt sich der Kondensator C9 über den Widerstand R3 aufzuladen, nach 25 s erreicht die Spannung an ihm einen ausreichenden Pegel, um die Tasten DD1 zu öffnen. Das Gerät geht in den Sicherheitsmodus. Wenn Sie nun die Tür öffnen, gelangt der hohe Pegel über den Widerstand R8 und die Mikroschaltung DD1 zum Kontakt des Steckers X6 „Alarm“ und die Sirene schaltet sich ein. Bevor der Besitzer den Raum betritt, muss er den „Schlüssel“ R1 in die Buchsen X2, X1 stecken, während die Ausgänge der Operationsverstärker DA1.1 und DA1.2 niedrig sind. Der Kondensator C3 wird über die Diode VD5 und den Widerstand R7 in 2 s entladen, während der „Schlüssel“ eingesteckt ist. In diesem Fall werden an den Eingängen V der Elemente DD1.1-DD1.4 ein niedriger Pegel die Tasten der DD1-Mikroschaltung schließen und es ist möglich, die Tür zu öffnen. Nachdem Sie den Raum betreten haben, müssen Sie SA25 innerhalb von 3 Sekunden auf die Position „Aus“ stellen (bis C1 wieder aufgeladen ist). Auf dem DA2-Chip ist ein 9-V-Spannungsstabilisator montiert. DD2-DD4-Chips bilden die notwendigen Zeitintervalle für den Betrieb der Sirene. Sirenen-Multivibratoren werden auf dem DD5-Chip hergestellt. Ein RS-Trigger ist auf den Logikelementen DD3.1, DD3.2 aufgebaut. Der Schaltkreis R11C7 versetzt ihn beim Einschalten in den Nullzustand (der Ausgang des Elements DD3.1 ist niedrig). Wenn ein „Alarm“-Signal empfangen wird, erscheint am Eingang des Elements DD2.1 ein hoher Pegel und am Ausgang ein niedriger Pegel. In diesem Fall ermöglicht der hohe Pegel, der an Pin 9 von DD3.3 erscheint, den Betrieb des auf den Elementen DD3.3, DD3.4 montierten Multivibrators. Ein niedriger Pegel am R-Eingang von DD4 ermöglicht den Betrieb dieses Zählers. Die Eingänge der Elemente DD5.1 und DD5.4 erhalten einen hohen Pegel, der den Betrieb der Sirene ermöglicht. Nachdem 4 Impulse am Zähler DD210 angekommen sind, erscheint an seinem Ausgang 15 ein High-Pegel und am Ausgang DD2.2 ein Low-Pegel. Dadurch wird der RS-Auslöser auf seinen ursprünglichen Zustand zurückgesetzt und die Sirene wird ausgeschaltet. Mit der Taste SB1 können Sie die Sirene vorzeitig ausschalten. Es ist zu beachten, dass bei beiden Optionen die Sirene ausgeschaltet wird, wenn am Pin des Steckers X6 kein High-Pegel anliegt. Die Frequenzeinstellwerte des Multivibrators R12, C8 gewährleisten seinen Betrieb bei einer Frequenz von ca. 1,2 Hz, während die Sirene ca. 20 Minuten lang läuft. Diese Zeit kann in einem weiten Bereich geändert werden, indem R12 und C8 ausgewählt werden oder das DD2.2-Element an einen anderen DD4-Ausgang angeschlossen wird. Die Kette VD6, R15, R18, C10 verleiht der Sirene ein charakteristisches Heulen. Durch Auswahl der Kondensatoren C11 und C12 ist es möglich, den Ton der Sirene zu ändern. Ein Leistungsverstärker wird mit den Transistoren VT1-VT4 zusammengebaut. Der Power-Pin 14 des DD5-Chips ist direkt mit dem Pluspol der GB1-Batterie verbunden. Dies ist notwendig, damit die Leistungsverstärkertransistoren sicher geschlossen sind. Die Sicherung FU2 schützt die Batterie vor Kurzschlüssen in den Gerätestromkreisen. Der DD6-Chip enthält einen akustischen Alarm, der ausgelöst wird, wenn die Versorgungsspannung auf 10,2 V sinkt (bei -25 °C bis 176 V). Es wurde in dem Artikel von I. Alexandrov „Zwei Geräte für eine Batterie“ (Radio, 10, Nr. 1989) beschrieben. Der in Sperrrichtung vorgespannte Emitterübergang des Transistors VT5 spielt die Rolle einer sparsamen Zenerdiode. Seine Stabilisierungsspannung von 5 V bleibt nahezu konstant, wenn die Versorgungsspannung von 7,3 auf 16 V wechselt. Der Teiler R20R21 erzeugt eine Spannung von 2 V an Pin 6.1 des DD4,3-Elements. Wenn eine Spannung von 1 V an Pin 6.1 des DD6 und den Power-Pin der DD12-Mikroschaltung angelegt wird, beträgt die Spannung 4,3 V an Pin 2 wird als Low-Pegel wahrgenommen. Wenn die Versorgungsspannung der Mikroschaltung auf einen bestimmten Schwellenwert absinkt, beginnt das Potenzial an Pin 2 (4,3 V) als hoher Pegel wahrgenommen zu werden. Am Ausgang des Elements DD6.1 erscheint ein niedriger Pegel, am Ausgang des DD6.2 erscheint ein hoher Pegel und der Summer beginnt an den Elementen DD6.3, DD6.4 zu arbeiten. Durch die Auswahl des Widerstands R22 im Bereich von 1 MOhm bis 5 kOhm wird der lauteste Ton des Piezo-Emitters erreicht. Das Gerät ist für die Auswahl der Elemente nicht entscheidend. Einige digitale Mikroschaltungen verfügen über Analoga der K176-Serie und können verwendet werden. Der DA2-Chip kann durch KR142EN8G ersetzt werden. Transistoren VT1-VT4 - aus den Serien KT972, KT973, KT825, KT827, KT829, KT853, natürlich mit beliebigem Buchstabenindex der entsprechenden Struktur. Dioden VD1, VD2 – beliebig universell oder gepulst mit einem zulässigen Durchlassdurchschnittsstrom von 10...20 mA und einer zulässigen Sperrspannung von 10...20 V. Die Dioden VD3-VD6 können aus der Serie KD521, KD522, KD503, KD510 mit beliebigen Dioden stammen Buchstabenindex. Der Piezo-Emitter BQ1 ist für alle ZP-Serien geeignet. Keramikkondensatoren – K10-43a, K10-47a, K10-50a, KM, Oxid – alle der Serien K50, K52, K53. Widerstände können C2-ZZN, MLT, OMLT, VS sein. Taste SB1 und Kippschalter SA1 - beliebig, da sie schwache Ströme schalten. Bei einem Betrieb der Sirene für 20 Minuten oder länger sollten Sie einen dynamischen Kopf BA1 mit einer Leistung von mindestens 10 W bei einem Widerstand von 8 Ohm und mindestens 20 W bei einem Widerstand von 4 Ohm verwenden, da die Spule sehr heiß wird und Weniger leistungsstarke Köpfe versagen normalerweise nach 3...5 Minuten Arbeit. Da das Gerät im Alarmmodus erheblich Strom verbraucht (von 1 bis 2,5 A je nach verwendetem dynamischen Kopf), ist es besser, eine GB1-Batterie aus einem Auto zu verwenden. In diesem Fall ist kein Netzschalter erforderlich. Das Gerät im Sicherheitsmodus mit eingeschaltetem Summer für niedrigen Batteriestand verbraucht einen Strom von 14 mA. Theoretisch entlädt dieser Strom eine Autobatterie in 5 Monaten, sie sollte jedoch alle zwei Monate aufgeladen werden. Block A1 kann bequem an der Tür montiert werden, und Block A2 sollte zusammen mit der Batterie an einem abgelegenen Ort und vorzugsweise näher am dynamischen Kopf platziert werden. Um die Installation des Geräts vor Ort zu erleichtern, empfiehlt es sich, alle Verbindungen der Blöcke über Steckverbinder herzustellen. Transistorpaare VT1, VT3 und VT2, VT4 sollten auf Kühlkörperplatten mit einer Fläche von mindestens 15 cm 2 installiert werden. Wenn der Körper des Blocks A2 aus Metall besteht, können der DA2-Chip und die Transistoren VT2, VT4 am Körper angebracht werden. Beim Einrichten des Geräts kommt es darauf an, den Tastenwiderstand R1 auszuwählen und die Summerschwelle auf 10,2 V einzustellen. Beim Einrichten der elektronischen Schlosseinheit wird der Widerstand R1 durch einen variablen 10-kOhm-Widerstand ersetzt. Durch Drehen des Schiebers dieses Widerstands wird eine Spannung am Widerstand R3 erreicht, die der Mitte des Intervalls zwischen den Spannungswerten an den Pins 3 und 6 der DA1-Mikroschaltung entspricht. Dann empfiehlt es sich, anstelle eines variablen Widerstands einen Konstantwiderstand mit gleichem Widerstandswert einzubauen. Um einen Summer einzurichten, müssen Sie einen variablen Widerstand mit einem Widerstandswert von 1 MOhm verwenden. Der Anschluss erfolgt über eine variable Widerstandsschaltung anstelle der Widerstände R20 und R21. Die Batterie wird durch eine einstellbare Spannungsquelle ersetzt und die Spannung auf 10,2 V eingestellt. Durch Drehen des variablen Widerstandsschiebers wird der Summer eingeschaltet. Anschließend wird die Richtigkeit der Schwellenwerteinstellung durch Änderung der Spannung der Stromquelle überprüft. Passen Sie ggf. den Widerstand noch einmal leicht an. Dann empfiehlt es sich, den variablen Widerstand durch zwei konstante zu ersetzen, wie im Diagramm dargestellt. Dies erhöht die thermische Stabilität dieses Geräts. Das vom Autor vorgeschlagene elektronische „Schloss“ kann vereinfacht werden. Es ist besser, es in einem Paket zu implementieren. In diesem Fall können Sie die Mikroschaltung DD1 und das Element DD2.1 durch ein UND-NICHT mit zwei Eingängen ersetzen, sodass einer der beiden synchron arbeitenden Multivibratoren DD3.3, DD3.4 und übrig bleibt DD5.1, DD5.2 eliminieren die Elemente DD6.1 und DD6.2 und entfernen den Spannungsregler DA2, da CMOS-Chips und Operationsverstärker über einen weiten Versorgungsspannungsbereich arbeiten. Wenn Sie DA2 verlassen, benötigen Sie keinen Spannungsstabilisator am Transistor VT5, der die Ausgangsspannung von DA2 verwendet. Wenn der Schalter SA1 im Stromkreis des Geräts platziert wird, verlängert sich das Intervall zwischen den Batterieaufladungen erheblich und die Taste SB1 ist nicht erforderlich. Um das Gerät vor Schäden durch Anlegen einer Fremdspannung über die Kontakte X1 und parallel zu R2. Es empfiehlt sich, die Eingänge der DD1-Mikroschaltung mit Dioden zu schützen. Dazu müssen Sie zwei Dioden an den X4-Anschluss anschließen: eine mit der Anode an X4 und die Kathode an die Stromquelle, die andere mit der Kathode an X4 und die Anode an den gemeinsamen Draht. Autor: A.Rudenko, Charkow, Ukraine
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