Журнал Радио 11 номер 2002 год. ЭЛЕКТРОНИКА В БЫТУ

Журнал Радио 11 номер 2002 год. ЭЛЕКТРОНИКА В БЫТУ ЭЛЕКТРОННАЯ «МЕТКА» Ю. ВИНОГРАДОВ, г. Москва    Не проникал ли кто-то тайно в квартиру, воспользовавшись отсутствием хозяев? Не интересовался ли содержимым стола? Не заглядывал ли в сейф? Подобными вопросами люди задавались всегда. Тайное вторжение далеко не всегда оставляет на месте события видимые следы. Но можно самим позаботиться о том, чтобы они остались... В предлагаемой статье описаны два несложных устройства, которые помогут в этом.

На рис. 1 показана схема своего рода электронной метки — устройства, которое хранит информацию о каком-то событии (например, открывалась ли в отсутствие хозяев дверь в квартиру). В ее основе — триггер, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2. Как и всякий триггер, он может находиться в одном из двух состояний: либо в нулевом — тогда на выходе DD1.1 низкий уровень, либо в единичном — тогда на выходе DD1.1 высокий уровень. В каком из этих состояний находится триггер, выясняют нажатием кнопки SB1: включился светодиод HL1 — в триггере единица, не включился — ноль.

Чтение будет длиться, пока нажата кнопка SB1 и еще некоторое время (порядка 0,5 с). По его окончании из фронта сигнала, закрывающего транзистор VT1, на выходе элемента DD1.4 формируется импульс длительностью около 0,4 мс, возвращающий триггер в исходное нулевое состояние.

Датчиком "метки" служит нормально разомкнутый датчик SA1: при замыкании его контактов триггер переходит в единичное состояние. Триггер сработает даже при предельно большом сопротивлении контактов, если время замыкания больше 10 мс. Иными словами, в качестве SA1 могут быть использованы не только геркон, кнопка, микровыключатель и т. п., но и практически любая контактная пара. В выборе ее конструкции и размещении нужно лишь принять меры к тому, чтобы контакт в ней не мог возникнуть случайно, а сопротивление изоляции линии, связывающей ее с устройством, было бы не меньше 10 МОм.

Относительно высокие требования к качеству изоляции линии связаны с номиналом резистора R2, который при длительном замыкании датчика становится основным энергопотребляющим элементом устройства. Но если контакт в SA1 будет кратковременным, то сопротивление резисторов R2 и R1 может быть значительно уменьшено (соответственно увеличивают и емкость конденсатора С1). В таком случае требования к изоляции линии связи будут менее жесткими.

Устройство монтируют на печатной плате (рис. 2) размерами 45x20 мм, которую изготавливают из фольгированного с обеих сторон стеклотекстолита толщиной 1...1.5 мм. Фольгу под деталями используют лишь в качестве общего провода (на рис. 2 она не показана): места соединения с ней показаны черными квадратами. Вывод 7 микросхемы DD1 предварительно отгибают. В местах пропуска проводников должны быть вытравлены защитные кружки диаметром 1,5...2 мм.

Все резисторы — МЛТ-0,125. Конденсаторы С1— СЗ — КМ-6 или К10-17б, С4 — К53-30.

Отверстия диаметром 2,1 мм служат для крепления платы в корпусе, который можно склеить из листового ударопрочного полистирола толщиной 1...1,5 мм. Хотя в некоторых случаях корпус и не обязателен.

Устройство питается от 3-вольтного литиевого элемента, это может быть, например, элемент Li 114 фирмы SAFT. Источник питания размещают в вырезе платы и припаивают к ней короткими проводниками. Li114 — элемент, имеющий приваренные под пайку выводы. Менее надежный, но тоже часто используемый способ обеспечения длительного контакта — упругий прижим позолоченных поверхностей.

Литиевый гальванический элемент, почти не теряющий своего заряда и при очень длительном хранении (через 5 лет сохраняется не менее 85%), наилучшим образом сочетается с "меткой", ток потребления которой в дежурном режиме — менее 0,5 мкА, а в режиме тревожной индикации — 2,5 мА.

3-вольтный элемент можно заменить двумя последовательно включенными 1,5-вольтными. Если устройство не предназначено для многолетней автономной работы, годятся, например, серебряно-цинковые СЦ-21 (или СЦ-0,038), СЦ-0,08, СЦ-32 (или СЦ-0,12). Их электрическая емкость такова, что они скорее потеряют свой энергозапас из-за саморазрядки, нежели будут израсходованы. Подробнее об элементах питания можно узнать в справочнике Варламова Р. Г., Варламова В.Р. "Малогабаритные источники тока", вып. 1129 — М.: Радио и связь, 1988.80с.(МРБ).

Конечно, источник питания может быть и другим, в пределах от 2 до 12 В. Нижний предел питающего напряжения определен экспериментально. Хотя гарантированный минимум для микросхем К561ЛА7 — 3 В, устройство надежно работало и при 2 В. Заметим, что 2 В — напряжение 3-вольтного литиевого элемента в разряженном состоянии. Ток в дежурном режиме остается чрезвычайно малым даже при питании от 12 В.

Полностью смонтированное устройство (в корпусе или без) можно врезать в дверь, вмонтировать в стену, в стол, в книжную полку. Можно и просто оставить среди маскирующих его предметов. Остается лишь нажать кнопку, уходя, и еще раз — при возвращении. И если светоди-од загорелся, тайное вскрытие, скорее всего, состоялось. А если то же самое покажут и другие расставленные здесь же "метки", отпадут и последние сомнения...

Очевидно, триггерная метка должна находиться вне контролируемого пространства, во всяком случае — ее кнопка и светодиод. Однако в некоторых случаях, например, при контроле внешних дверей, это вызывает определенные затруднения. Принципиальная схема электронной метки, состояние которой оценивают не до, а после вскрытия контролируемого помещения, показана на рис. 3.

В основе этого устройства — счетчик DD2. Нажав кнопку SB1 "Охрана", счетчик переводят в исходное нулевое состояние. При низком уровне на входе СР счетчик DD2 реагирует на сигналы, поступающие на его вход CN: при каждом перепаде с низкого на высокий уровень содержимое счетчика увеличивается на единицу.

При высоком уровне на входе СР работа счетчика блокируется. Самоблокировка счетчика произойдет после появления высокого уровня на выходе 3 (вывод 7) микросхемы DD2, т. е. после поступления в счетчик трех единиц.

На элементах DD1.1 и DD1.2 собран одновибратор, который переводится в активное состояние при замыкании контактов датчика SA1. В этом состоянии, уже никак не реагируя на включения—выключения датчика, одновибратор будет находиться в течение 0,7 с. Возвращаясь в исходное состояние, одновибратор формирует перепад на входе CN DD2, увеличивающий содержимое счетчика DD2 на единицу.

В узел индикации входят элемент DD1.4 и транзистор VT1 со светодиодом HL1 в коллекторной цепи. Вышел ли счетчик DD2 в состояние "3", выясняют, нажав кнопку SB2 "Индикация".

Печатная плата для этого варианта устройства показана на рис. 4. Эта плата также изготовлена из фольгированного с обеих сторон стеклотекстолита толщиной 1...1.5 мм, а верхняя сторона использована в качестве общего провода. Обозначения на чертеже аналогичны плате на рис. 2. Черным квадратом со светлой точкой в центре показано положение проволочной перемычки, соединяющей с общим проводом кнопку SB1.

Все резисторы — МЛТ-0,125. Конденсаторы С1—СЗ — КМ-6 или К10-17б, С4 — К53-30. Во избежание случайного нажатия кнопки SB1 она должна иметь потайной привод.

Состояние "3" в счетчике DD2 выбрано в расчете на то, что первая единица будет записана в счетчик человеком, уходящим из контролируемой зоны последним (перед этим он активизирует защиту, нажав кнопку SB1), вторая — первым вернувшимся. А третьей быть не должно...

В отличие от триггерной электронной метки, здесь на контактный датчик SA1 накладывается временное ограничение. Чтобы сигнал был признан единичным, время замыкания контактов должно быть больше времени срабатывания мультивибратора (0,7 с). Датчик должен сработать (включиться и выключиться) лишь в какой-то момент времени, например, непосредственно перед захлопыванием наружной двери. Принятый здесь интервал нечувствительности системы к дребезгу (0,7 с) обычно вполне достаточен, но при желании его можно значительно увеличить. Это можно сделать, увеличив сопротивление резистора R4 или емкость конденсатора С2.

Эта электронная метка, как и описанная выше триггерная, сохраняет работоспособность при напряжении питания от 2 до 12 В. Также мал и потребляемый ею в дежурном режиме ток — меньше 0,5 мкА. Здесь также лучший источник питания — литиевый гальванический элемент напряжением 3 В. При более высоком напряжении питания потребуется учесть ток, потребляемый устройством в режиме тревожной индикации (см. таблицу).

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 11 номер 2002 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.