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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Sensor de seguridad económico. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Seguridad y proteccion La característica más importante de un sistema de seguridad es su consumo energético en modo de espera. En la figura 1 se muestra un diagrama esquemático de un sensor de seguridad económico que genera una señal de alarma al tocar un objeto controlado (CP). XNUMX. El objeto controlado puede ser, por ejemplo, una cerradura de puerta.
El generador de tensión alterna al que responderá el sensor es un divisor capacitivo C6C7 conectado a la red de corriente alterna. El voltaje en la entrada del dispositivo de umbral (elemento DD1.1) depende de la corriente que surge en el circuito C6C7R10R2C1R1Cкп, donde Скп es la capacitancia conectada a la caja de cambios. La resistencia R1 y el condensador C1 atenúan las interferencias de alta frecuencia. En modo de espera, la capacidad propia de la caja de cambios es pequeña. En este caso, la corriente a través de R1 debe ser tan pequeña que el voltaje en la entrada del elemento DD1.1 sea menor que el umbral de conmutación. Cuando tocas la caja de cambios, su capacidad aumentará y la corriente aumentará. Si alcanza un valor en el que el voltaje en la entrada DD1.1 excede el umbral de conmutación, entonces aparecerá una secuencia de pulsos rectangulares en la salida del elemento DD1.1, seguidos a una frecuencia de 50 Hz. El contador DD2, al contar la disminución de estos pulsos, generará en su salida 28 (salida del noveno dígito) después de 9 s una señal de alto nivel, que activará la sirena piezoeléctrica HA5,12. El dispositivo contiene un generador de baja frecuencia infrarroja (elementos DD1.2-DD1.4), cuya salida produce pulsos de 2 ms de duración con un período de repetición de 10 s. Estos pulsos llegan a la entrada R del contador DD2 y periódicamente lo devuelven a su estado cero original. Por tanto, la duración de la señal de alarma del sensor no excederá en ningún caso los 5 s. Pero si continúa tocando el panel de control, las señales de alarma se repetirán. El tiempo seleccionado de 5 s debería ser suficiente para el propietario, que habitualmente abre rápidamente la puerta con una llave, y difícilmente será suficiente para alguien que viene con una llave maestra. Por supuesto, este tiempo se puede cambiar cambiando la resistencia R7 a otra salida del contador DD2. La alta eficiencia del sensor en modo de espera está garantizada por la resistencia R6, que reduce la tensión de alimentación de los microcircuitos a 3,5...4 V. Sólo con dicha fuente de alimentación, la corriente consumida por el dispositivo (principalmente la corriente de paso del modo transitorio en el generador de baja frecuencia infrarroja) se reduce a 15 μA. La placa de circuito impreso del dispositivo está hecha de un laminado de fibra de vidrio laminado por ambos lados con un espesor de 1,5 mm (Fig. 2).
La lámina debajo de las piezas sirve solo como cable común para el sensor; las conexiones desde los terminales de condensadores, resistencias, etc. se muestran como cuadrados ennegrecidos. Los pines 7 DD1 y 8 DD2 se doblan hacia un lado antes de la instalación. Los cuadrados con un punto claro en el centro muestran la posición de los puentes que perforan la placa y conectan los terminales negativos de los condensadores C4 y C5 a la lámina del cable común. En los lugares donde los conductores atraviesan la lámina, se deben grabar círculos protectores con un diámetro de 1,5...2 mm. El transistor VT2 está montado sobre el chip DD2, antes de eso sus terminales deben estar doblados. Casi todas las resistencias del dispositivo son MLT-0,125 (R4 - KIM-0,125). Condensadores C1 - KM-6, C2 - K10-176, C3 - KM-5, C4 y C5: cualquier condensador de óxido de tamaño adecuado. Los condensadores C6 y C7 tipo K15-5-N70-1.6 kV se instalan en un enchufe de alimentación estándar o especialmente diseñado, que se conecta a la placa mediante un cable de montaje flexible de la longitud requerida. El sensor tiene una alta sensibilidad y por lo tanto la capacidad propia del CP no puede ser demasiado grande. De lo contrario, el sensor será activado por su propia capacitancia y será necesario reducir su sensibilidad. Esto se puede hacer utilizando la resistencia R2 de menor resistencia y (o) el condensador C1 de mayor capacidad. Se puede lograr una ligera disminución en la sensibilidad del sensor (2...3 veces) conectando su entrada al CP a través de un pequeño condensador (10...50 pF). Aunque la gran capacitancia interna del CP reducirá en cualquier caso la señal útil. El sensor se instala cerca del objeto controlado. La longitud del conductor que va al panel de control no debe exceder los 30...50 cm. La fuente de alimentación puede ser cualquier batería de 6 voltios capaz de entregar la corriente consumida por la sirena. El sensor puede hacer funcionar casi cualquiera de las sirenas piezoeléctricas nominales de 12 voltios: casi todas conservan suficiente potencia acústica y reducen significativamente la tensión de alimentación. La sirena AS-10 suena bastante fuerte incluso con una fuente de alimentación de 6 voltios, la corriente que consume en este modo es de 80...90 mA. Con una corriente de reserva de 15 µA, la vida útil de la batería de alimentación estará determinada por su autodescarga. No tienes que preocuparte por alimentar el sensor, equipado con una batería de litio de 1400 mAh, durante varios años. Por ejemplo, las baterías DL223A (dimensiones 19,5x39x36 mm) y DL245 (17x45x34 mm) tienen esta capacidad. El lector puede tener una pregunta, ya que para el funcionamiento normal del sensor se necesita una señal de alimentación de 50 Hz, ¿por qué no alimentar el sensor con ella? Porque, en primer lugar, el sistema de seguridad no debe depender de la fuente de alimentación del objeto protegido, que puede retirarse con la esperanza de desactivar su protección. Cuando se corta la fuente de alimentación, el nivel de la señal en la salida del divisor capacitivo del sensor disminuirá, pero no a cero. Incluso con una desconexión de dos cables (y el interruptor a menudo rompe solo un cable), la amplitud de la interferencia a lo largo de los cables paralelos puede ser suficiente para un sensor con su alta impedancia de entrada. Aunque, por supuesto, nada nos impide fabricar un generador autónomo que se encienda automáticamente para tal caso (se inserta en el espacio del cable que sale del divisor capacitivo). Y en conclusión, sobre los sensores "guía" de 50 Hz. Parecería que no es necesario ningún contacto especial entre el sensor y la red eléctrica: basta con tocar la entrada de la sonda ultrasónica para que aparezca una señal de captación en su salida. Pero estos sensores, que funcionan tan bien en una mesa de laboratorio, al estar equipados con una fuente de energía de batería y instalados donde se necesitan, funcionan de manera extremadamente inestable y, con mayor frecuencia, no funcionan en absoluto. La razón es simple: en una mesa de laboratorio, cuando el sensor está conectado a una fuente de alimentación de red (!), se conecta a la red eléctrica a través de la capacitancia entre devanados del transformador de red, pero con una fuente de alimentación autónoma no existe tal conexión. . En el diseño descrito esta conexión se realiza explícitamente a través de un divisor capacitivo. Las resistencias R1 y P10 deben tener una potencia nominal de al menos 0,25 W. Esto es necesario para evitar fallas eléctricas en la superficie de las resistencias. Autor: Yu.Vinogradov, Moscú
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