Рис. 15.Схема литания электроэффлювиальной люстры
Устройство питается от электросети напряжением 220 В через сетевой трансформатор Тр1, вторичная обмотка которого подключена к мостовому выпрямителю на диодах Д1-Д4. Выпрямленное напряжение сглаживается конденсатором С1 и поступает в качестве питания на генератор с индуктивной обратной связью, собранный по симметричной схеме на транзисторах Т1 и Т2. Рабочий режим генератора обеспечивают резистор R1 и конденсатор С2. С повышающей вторичной обмотки III переменное напряжение частотой около 4000 Гц поступает на выпрямитель с умножением напряжения в шесть раз. В результате суммарное высокое напряжение на конденсаторах С6, С7 и С8 достигает 30 кВ и подается на электроэффлювиальную люстру.
Сетевой трансформатор Тр1 собран на сердечнике Ш20, толщина набора 30 мм, первичная обмотка содержит 2200 витков провода ПЭЛ диаметром 0,25 мм, вторичная обмотка — 120 витков провода ПЭЛ диаметром 1,2 мм.
Повышающий трансформатор Тр2 собран на ферритовом С-образном сердечнике от строчного трансформатора ТВС-110, обмотка 1-14 витков провода ПЭЛ диаметром 0,8 мм с отводом от середины, обмотка II — 6 витков того же провода с отводом от середины, обмотка III — 8000 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,08 мм. Эскиз электроэффлювиальной люстры представлен на рис. 16.
Рис. 16. Эскиз электроэффлювиальной люстры
Люстра выполнена из металлического кольца диаметром 750-1000 мм, на которое припаяны взаимно перпендикулярные медные провода диаметром 0,8 мм, образующие часть сферы. На пересечениях проводов к ним припаяны иголки длиной около 50 мм и толщиной 0,3 мм.
Диоды сетевого выпрямителя Д303 можно заменить современными диодами типа КД202А, высоковольтные выпрямительные столбы Д1008 — столбами КЦ105Д, имеющими значительно меньшие габариты. Конденсаторы С3-С8 должны выдерживать напряжение 10 кВ, так можно использовать конденсаторы типа КОБ с рабочим напряжением 12 кВ, использовавшиеся в телевизорах.
Глава 3ОХРАННЫЕ УСТРОЙСТВА
3.1. Сторожевое устройство
Карелин С. [12]
Любое охранное устройство должно быть рассчитано на допуск в охраняемую зону владельца или доверенных лиц без возбуждения сигнала тревоги. Это реализуется разными методами, а в предлагаемом устройстве используется так называемый магнитный ключ, представляющий собой небольшой постоянный магнит, которым воздействуют на геркон (магнитоуправляемый контакт). Принципиальная схема сторожевого устройства показана на рис. 17.
Рис. 17.Принципиальная схема сторожевого устройства
Устройство содержит две микросхемы — DD1, в которой из четырех триггеров использованы два, и DD2, в которой из шести инверторов четыре соединены параллельно, а также использованы входы блокировки (вывод 4) и запрета (вывод 12). Перед выходом из помещения тумблером SA1 включается питание и начинают заряжаться конденсаторы С1 и С4. При этом первый триггер DD1 устанавливается в состояние «1», а второй — в состояние «0». На вход запрета DD2 поступает уровень «1», в результате чего на всех шести выходах DD2 устанавливается уровень «0». Поэтому горит светодиод HL1, сигнализируя о включении схемы, а тиристор VS1 заперт. Состояние дверного контакта S1 не влияет на работу, поскольку действует запрет. По мере заряда конденсатора С4 потенциал вывода 12 падает и через 40–50 с достигает уровня «0», чем снимается запрет. За это время можно выйти из помещения и закрыть дверь, замкнув контакты S1. На выводе 14 DD2 появляется высокий уровень, и светодиод гаснет, указывая на наступление режима охраны.
Если теперь открыть дверь, разомкнув контакты S1, высокий уровень на выводе 2 DD2 поступит на вход R1 DD1, переводя первый триггер в нулевое состояние. Уровень «0» с вывода 2 DD1 поступит на четыре входа DD2, и в результате на этих выходах образуется высокий уровень, которым отопрется тиристор, сработает реле К1 и контактами К1.1 включит сигнализацию.
Для допуска в помещение доверенных лиц служит геркон SF1, размещенный в секретном месте у входа в помещение.
При воздействии на него магнитом второй триггер DD1 переводится в состояние «1», и высокий уровень поступает на вход блокировки DD2. Поэтому на ее выходах принудительно создается низкий уровень, тиристор остается запертым, и сигнализация включена не будет.
Большим достоинством этого устройства является минимальное потребление энергии, благодаря чему можно использовать автономный источник питания. На рис. 18 приводится эскиз печатной платы устройства.
Рис. 18.Эскиз печатной платы сторожевого устройства
В качестве электромагнитного реле К1 автор рекомендовал использовать РЭС-55А, паспорт РС4.569.607П2 или РС4.569.600-06 (согласно ГОСТ 16121-86), однако реле этого типа допускают напряжение между контактами не более 36 В. Если контактами К1.1 должно коммутироваться напряжение 220 В при токе между контактами до 300 мА, лучше использовать реле РЭС-10, паспорт РС4.524.308П2 или РС4.529.031-07 (согласно ГОСТ 16121-86).
3.2. Сирены личной охраны
Шустов М. [13]
Сирены этого класса в носимом варианте рассчитаны на индивидуальное применение для защиты от хулиганов, но могут также использоваться в составе систем охранной сигнализации или монтироваться внутрь кейсов или чемоданов.
Предлагаемая сирена может питаться от автономного источника энергии и в ждущем режиме потребляет единицы микроампер. Схема задающего модуля сирены показана на рис. 19.
Рис. 19.Принципиальная схема задающего модуля сирены
Задающий модуль сирены собран на элементах 2ИЛИ-НЕ микросхемы К561ЛЕ5. Элементы DD1.1 и DD1.2 образуют импульсный генератор, собранный по традиционной схеме с емкостной обратной связью через конденсатор С1. На элементах DD1.3 и DD1.4 собран симметричный триггер, обеспечивающий получение на выходе (вывод 2) прямоугольных колебаний типа «Меандр».
Принципиальная схема сирены с задающим модулем приведена на рис. 20.
Рис. 20.Принципиальная схема сирены личной охраны
В исходном состоянии контакты тревоги SB1 разомкнуты, составной транзистор, образованный парой VT1, VT2, заперт, и генерация задающего модуля отсутствует. При замыкании контактов SB1 конденсатор С1 быстро заряжается от источника питания, и отпирается составной транзистор VT1/VT2. В результате выводы 3 и 5 задающего модуля заземляются и возникает генерация. Прямоугольные импульсы с выхода задающего модуля поступают на базу составного транзистора VT3/VT4, он отпирается каждым импульсом, и динамическая головка ВА1 воспроизводит звук, частота которого определяется задающим модулем. После размыкания контактов SB1 конденсатор С1 медленно разряжается, и через 2–3 минуты составной транзистор VT1/VT2 запирается, что приводит к прекращению генерации сигнала.
3.3. Детектор вибраций [14]
Чувствительным элементом этой конструкции является пьезоэлектрическая пластина от зуммера, резонансная частота которой находится в пределах от 1500 до 3000 Гц. Это позволяет обнаруживать импульсные сигналы на фоне сильных фоновых шумов.
Принципиальная схема детектора приведена на рис. 21.
Рис. 21.Принципиальная схема детектора вибраций
Функции микрофона ВМ1 выполняет пьезоэлектрическая пластина, приклеенная к стеклу окна. Сигнал усиливается операционным усилителем DA1 и выпрямляется диодом VD1. Выпрямленным током заряжается конденсатор С2 через резисторы RP1 и R5. При достижении напряжением на С2 порога срабатывания триггера, собранного на элементах 2ИЛИ-НЕ DD1.1 и DD1.2, он перебрасывается, на выводе 4 появляется высокий уровень, которым отпирается транзистор VT1, и с небольшой задержкой благодаря конденсатору С5 срабатывает реле К1. Контакты этого реле используются в охранной системе. Устройство питается от батареи с напряжением 9-15 В, которое поступает на электронный стабилизатор DA2 с выходным напряжением 5 В.
В качестве операционного усилителя можно использовать К544УД2, элементы DD1.1 и DD1.2 — из микросхемы К561ЛЕ5, стабилизатора DA2 — КР142ЕН5А, транзистора — КТ315Б, УБ1-1ГД507А, УБ2-Д223Б.
Чувствительность детектора можно регулировать переменным резистором RP1.
3.4. Охранное устройство
Герасев Е. [15]
Это охранное устройство так же, как описанное в разделе 3.1, для доступа в помещение доверенных лиц использует «магнитный ключ», но построено иначе.
Принципиальная схема этого устройства приведена на рис. 22.
Рис. 22.Принципиальная схема охранного устройства
Здесь используются две микросхемы 176-й серии: DD1 — 4 элемента 2ИЛИ-НЕ и DD2 — 4 элемента 2И-НЕ. При подаче питания медленно заряжаются конденсаторы С1 и С2 соответственно через резисторы R1 и R2. Заряд длится 30–40 с, и за это время нужно успеть покинуть помещение и закрыть дверь. С момента включения и в процессе заряда конденсатора С1 на входе 2 DD2.1 действует низкий уровень, значит, на выходе 3 DD2.1 — высокий уровень. Элементы DD2.1 и DD2.2 образуют триггер, для которого активным сигналом является отрицательный перепад напряжения. Поэтому после того как С1 зарядится и на вход 2 DD2.1 поступит высокий уровень, состояние триггера не изменится и на выходе 3 DD2.1 останется высокий уровень. Поэтому на выходе 11 DD1.4 действует низкий уровень, запирающий мультивибратор, собранный на элементах DD2.3 и DD2.4.
При включении на входах DD1.3 — низкий уровень, на выходе — высокий, что не нарушает работу элемента DD1.4. Когда конденсатор С2 зарядится и на вход DD1.3 поступит высокий уровень, на его выходе образуется низкий уровень, но и он не сможет изменить состояние элемента ИЛИ-НЕ. Так что сигнал тревоги не возникает.