Схема простой сигнализации

На одной микросхеме КМОП можно построить охранную сигнализацию с временной задержкой по входу и выходу и автоматической переустановкой в режим "охрана".

Устройство предназначено для охраны помещений. Автоматическая переустановка в режим "охрана" произойдет по истечении приблизительно двух минут после срабатывания охранного датчика, если новых срабатываний охранного датчика в указанный период времени не повторится.

Микросхема КР1561ЛИ2 представляет собой четыре элемента логики. При невозможности использовать эту микросхему, ее можно заменить микросхемой К561ТЛ1 (К1561ТЛ1, аналог CD4093B), добавив к выходу каждого из элементов по инвертору. Микросхема К561ТЛ1 — четверка двухвходовых элементов И (с инверсией), с передаточной характеристикой триггеров Шмит-та. При такой замене в устройстве (и схеме) окажется на четыре резистора меньше — исключаются постоянные резисторы, включенные между одним из входов и выходом логических элементов.

На рис. 1 показана электрическая схема устройства.

При выходе из помещения включателем SB1 происходит начальная установка системы (включение режима "установка"). В течение некоторого времени, не зависимо от состояния охранного датчика, сигнализация еще не будет реагировать на датчик. Задержка времени служит для того, чтобы люди успели выйти из помещения и закрыть за собой двери. Ее можно применять подборкой оксидного конденсатора С1. При емкости этого конденсатора 100 мкФ задержка равна примерно 20 с. После прошествия этого времени устройство автоматически устанавливается в режим "охрана".

Охранный датчик — это геркон с разомкнутыми контактами или конечный выключатель, установленный на двери охраняемого помещения. При открывании двери геркон замыкается. Его нужно установить скрытно в косяке двери, в правом верхнем ее углу так, чтобы магнит, закрепленный на верхней плоскости подвижной двери, проходил на расстоянии 3…5 мм от геркона при открывании — закрывании двери.

Когда люди покинули помещение, и автоматически включился режим "охрана", звукового сигнала не последует, так как дверь закрыта. При открытии двери контакты охранного датчика замыкаются и на нижний (по схеме) вход элемента DD1.2 через ограничивающий резистор R9 поступит высокий уровень напряжения. После этого, примерно через 18…20 с включится звуковой сигнал, который будет звучать в течении 2,5 мин.

Длительность его звучания можно корректировать изменением значений элементов С5, R14, а длительность задержки перед включением звука изменяют подбором С4, R8. После окончания звукового сигнала устройство (при условии замкнутых контактов переключателя SB1 и разомкнутых контактах охранного датчика) автоматически переустанавливается в режим охраны и готово реагировать на новые включения датчика охраны.

С помощью переключателя SB1 на вход элемента DD1.1 микросхемы КР1561ЛИ2 подается высокий уровень напряжения для включения устройства в режим "охрана". Соответственно, для выхода из режима "охрана" на входе DD1.1 должен присутствовать низкий уровень, для этого достаточно разомкнуть контакты переключателя SB1. Первый элемент микросхемы DD1 работает как буферный усилитель. Он предназначен для усиления тока, так как к выходу элемента DD1.1 подключены цепь зарядки оксидного конденсатора С1, транзистор VT1 (через ограничительный резистор R2) и верхний вход элемента DD1.4.

Микросхемы серии К561 и К1561 являются маломощными, поэтому только небольшие нагрузки, такие, как светодиод и (в некоторых случаях) пьезоэлектрический капсюль могут подсоединяться напрямую к выходу элементов микросхемы — ведь выходной ток одного элемента при Un= 10 В составит всего 2,6 мА. При подаче питания и разомкнутых контактах охранного датчика на входе и выходе элемента DD1.1 присутствует низкий уровень напряжения.

После включения режима "установка" оксидный конденсатор С1 начинает заряжаться от напряжения высокого уровня с выхода элемента DD1.1 через резистор R6. Напряжение высокого уровня с вывода 3 (выход DD1.1) проходит через ограничивающий резистор R2 и открывает транзистор VT1. Индикатор HL1 включается, что свидетельствуете вхождении устройства в режим "установка".

Примерно через 20 с оксидный конденсатор С1 заряжается до высокого уровня на верхнем (по схеме) входе логического элемента DD1.2.

После завершения формирования временной задержки, при условии разомкнутых контактов охранного датчика, на выходе элемента DD1.2 оказывается низкий уровень напряжения. Звуковая сигнализация отсутствует. При замыкании контактов охранного датчика на обоих входах и выходе элемента DD1.2 устанавливается напряжение высокого уровня. Оно открывает транзистор VT2, вследствие этого включается светодиод HL2, который индицирует переход устройства в режим "охрана". Цепь задержки С4, R8 нейтрализует действие импульсов дребезга контактов охранного датчика.

Далее происходит быстрая зарядка конденсатора С5 через диод VD1. Этот диод необходим для развязки входа элемента DD1.2 от времязадающей цепи С5, R14, чтобы конденсатор С5 не разряжался при низком уровне напряжения на выходе DD1.2.

После зарядки С5 уровень напряжения на входе и выходе элемента DD1.3 меняется с низкого на высокий. В этот же момент начинает заряжаться оксидный конденсатор С6 через резистор R17, чтобы обеспечить необходимую задержку времени включения тревожного сигнала.

Примерно через 20 с оксидный конденсатор С6 заряжается до высокого уровня на нижнем входе элемента DD1.4. При этом уровень выходного сигнала элемента DD1.4 также изменится на высокий. Открываются транзисторы VT3 и VT4, что приводит соответственно к включению светодиодного индикатора HL3 и включению зуммера HA1. Зуммер будет звучать в течение времени, обусловленного параметрами времязадающей цепи С5, R14, то есть около 2,5 мин, не зависимо оттого, в каком состоянии находится охранный датчик.

Если после прохождения импульса переключения (по окончании интервала временной задержки по входу, но до истечения 20 с) режим сигнализации отменяется (контакты SB1 размыкаются), то уровень напряжения на верхнем входе элемента DD1.4 станет низким. Тогда уровень выходного сигнала элемента DDI.4 никак не может измениться на высокий, и режим сигнализации не реализуется. Элементы С5 и R14 обеспечивают сохранение высокого логического уровня на входе элемента DD1.3 в течении примерно 2,5 мин, что позволяет организовать режим звуковой сигнализации на этот период времени.

Когда напряжение на разряжающемся (через резистор R14) конденсаторе С5 станет меньше половины напряжения питания устройства, уровень выходного напряжения элемента DD1.3 изменится на низкий, и оно перейдет в режим ожидания очередного импульса переключения. Конденсаторы С2 и СЗ сглаживают помехи по питанию.

Напряжение питания — стабилизированное, 5…15 В. Потребляемый ток в режиме "установка" — 10… 11 мА, в режиме "охрана" — 15 мА, в режиме "сигнализация" — 38…40 мА.

В режиме "сигнализация" такое потребление обусловлено применением в качестве источника звука зуммера от электронно-механических часов — будильников "Слава". При его включении следует соблюдать полярность для того, чтобы не вывести зуммер из строя. Громкость звука этого зуммера пропорционально зависит от приложенного напряжения. Однотональный звуковой сигнал он начинает излучать при напряжении 1,2 В и сохраняет работоспособность при приложенном напряжении до 13 В.

Вместо зуммера можно использовать приборы FMQ-2015B, FMQ-2724, не требующие дополнительного звукового генератора, или включить любой понравившийся узел звуковой сигнализации, рассчитанный на напряжение питания, или реле, включающее иной звуковой излучатель. Если вместо зуммера установлено реле, резистор R21 из устройства исключается, а в качестве транзистора VT4 устанавливают более мощный, например, из серий КТ603, КТ608, КТ815 с любым буквенным индексом. Зуммер выносится в другое помещение, где присутствует физическая охрана.

Транзисторы VT1…VT4 можно заменить КТ312А, КТ312Б, КТ603А — КТ603Г. Диод VD1 можно заменить КД521 с любым буквенным индексом. Оксидные конденсаторы -К50-20, К50-35. Конденсатор С2 -КМ-6Б. Все постоянные резисторы типа МЛТ-0,125. Ограничивающий резистор R21 — МЛТ-0,5. Светодиодные индикаторы любые из серии АЛ307АМ. В цепи транзисторов VT2 и VT3 можно применить мигающие светодиоды, например, L816BRSC-B или аналогичные. Переключатель SB1 П2К с фиксацией положения.

В Прибалтике производятся портативные электронные приборы сигнализации, предназначенные для подачи звукового сигнала "тревога" большой громкости при попытке ограбления. Принцип работы у них тот же, что и в описанной мной схеме.

В качестве охранного датчика в промышленном устройстве используется ремешок, надеваемый на руку, а само устройство кладут в сумку. Таким образом, сигнализация срабатывает, как только ремешок вырывается из устройства.

В налаживании устройство не нуждается. При правильном монтаже и исправных деталях начинает работать сразу.