Детекторы близости Детектор близости с колебательным контуром
Детектор близости, схема которого приведена па рис. 2.73, разработан для охраны металлических объектов, таких как несгораемые шкафы, сейфы и различного рода металлическое оборудование.
Два транзистора VT1 и VT2 типа п-р-п, образуют составной транзистор, включенный по схеме с общим коллектором и связанный с колебательным контуром через конденсатор С5. С ползунка резистора R4 в точку соединения конденсаторов С1 и С2. подается сигнал обратной связи, вызывающий генерацию. Глубина обратной связи и чувствительность регулируются переменным резистором
Рис 2 73
Детектор близости с колебательным контуром
R4 Частота генерации выбрана равной около 30 кГц Сигнал генератора, сни маемый с резистора R4, поступает на диодный выпрямитель с удвоением напряжения на диодах VD1 и VD2 Напряжение на выходе выпрямителя через резистор R3 создает прямое смещение на базе транзистора VT3, в результате чего он открывается Широкий диапазон регулировки чувствительности дает возможность легко настраивать детектор близости для охраны объектов размерами от монеты до «Медного всадника» Для питания схемы подойдет любой источник напряжения от 9 до 15 В, способный отдать в нагрузку ток до 20 мА
Смонтировав детали схемы на плате из изоляционного материала, помес тите ее в любой пластмассовый или металлический корпус Катушка индук тивности колебательного контура наматывается из 75 витков медного провода ПЭВ-1 0,3 мм на куске ферритового стержня размерами 8х75 мм, как показано на рис. 2 74
Катушку наматывайте виток к витку на середине стержня Завершив работу, оставьте выводы длиной по 7,5 см и закрепите витки изоляционной лентой Если ваша схема будет размещаться в металлическом корпусе, проследите, чтобы катушка индуктивности не находилась ближе 2,5 см от стенок В противном случае ее добротность будет снижена, что приведет к плохой работе всего устройства.
Рис 2 74
Конструкция катушки
Если есть возможность, общий провод питания схемы соедините с землей. Вход устройства соедините с охраняемым сейфом (рис. 2.75).
Он должен быть изолирован от земли. Это можно сделать, подложив под него бруски из твердого дерева или другого хорошего изолятора. Бруски должны приподнимать охраняемый предмет на высоту не менее 3 см. В этом случае схема работает наилучшим образом.
Рис. 2.75 Подключение детектора близости
Подав питание на схему, подключите вольтметр постоянного напряжения к клемме В и положительной шине питания. Находясь на достаточном расстоянии от охраняемого объекта, вращением переменного резистора R4 найдите положение, при котором показания вольтметра будут скачком изменяться от нуля до напряжения, близкого к напряжению питания. Приблизившись к объекту, убедитесь, что в какой-то момент показания вольтметра упадут до нуля. Регулируя чувствительность устройства резистором R4, можно добиться надежного срабатывания устройства в нескольких сантиметрах от охраняемого предмета, а при желании — только при касании его.
Применяя детектор близости, часто стараются настроить его на максимальную чувствительность; в идеальных условиях это вполне возможно. Но во многих случаях окружающие условия далеки от идеальных и склонны изменяться. Изменение влажности, параметров деталей, даже мыши могут стать причиной ложной тревоги.
Детектор близости на микросхеме
Детектор близости, схема которого приведена на рис. 2.76, разработан для тех энтузиастов в электронике, кому больше нравится экспериментировать, чем собирать уже обкатанную схему.
Необходимо сказать несколько слов о применяемой в устройстве микросхеме. Четыре логических элемента ИЛИ-НЕ, входящих в цифровую микросхему К561ЛЕ5, собраны па полевых транзисторах с МОП-структурой и каналами
Рис. 2.76.
Детектор близости на микросхеме
типов рип. Уже в саму схему заложена защита от статического напряжения и высоких электрических полей. Но, несмотря на это, следует быть весьма осторожным при запитывании этой микросхемы. Ни на одном из выводов микросхемы напряжение не должны превышать 16В. Производя какие-либо перепайки, всегда предварительно отключайте питание схемы.
При соблюдении всех этих правил микросхема вас не подведет. Все детали схемы умещаются на плате размером 7,5х10 см. В качестве чувствительной антенны может служить пластина фольгированного стеклотекстолита или гетинакса, а также просто кусочек жести размером 15х15 см. Провод, соединяющий антенну со схемой, должен быть по возможности коротким, чтобы избежать паразитных наводок.
Логические элементы DD1.1 и DD1.2 образуют генератор низкой частоты. Его рабочая частота определяется сопротивлением резистора R2 и емкостью, распределенной в монтаже и самой микросхеме. На схеме эта емкость показана пунктирной линией и обычно не превосходит 25 нФ В случае, если генерация не возникает, что может быть следствием недостаточно распределенной емкости, можно подключить добавочный конденсатор СХ емкостью от 5 до 25 пФ между выводами 2 и 4 микросхемы. Для этой цели хорошо использовать подстроечный конденсатор.
Уровень выходного сигнала генератора регулируется переменным резистором R1, подающим смещение на один из входов элемента DD1.1, им же регулируется чувствительность прибора. Через резистор R4 с выхода диодного выпрямителя подается смещение на базу транзистора VT1, которое нодбираегся таким, чтобы в режиме ожидания транзистор был полностью открыт. Настройка детектора близости производится так же, как и в предыдущих схемах. Производя опыты со схемой, никогда не забывайте о необходимых предосторожностях в обращении с микросхемами МОП-структуры.
Детектор близости с приемником и передатчиком
Этот детектор близости работает совсем по-иному, чем первые два, и обладает другой конструкцией. Здесь в паре работают высокочастотный передатчик и настроенный на его частоту приемник. Антенны обоих устройств расположена так, что проходящий между ними объект становится «вспомогательной» антенной. Так, при проходе его вблизи антенны передатчика радиоволны будут излучаться и антенной передатчика, и этим объектом. При желании это устройство может использоваться для охраны не только сейфа иди металлического тайника, а практически любого металлического предмета
Рис 2.77.
Передатчик детектора близости
Схема передатчика показана на рис. 2.77 Транзистор VT1, индуктивность L1 и конденсаторы Cl, C2 и СЗ образуют низкочастотный генератор. Эмиттер-ный повторитель на транзисторе VT2 служит буферным каскадом, развязывающим генератор и антенну Схема приемника приведена на рис. 2 78 Он состо-
Рис 2 78
Приемник детектора близости
ит из резонансного контура (ЫиСОи эмиттерного повторителя на транзисторах VT1 и VT2. Такая схема обладает весьма высоким входным сопротивлением и поэтому не шунтирует контур. Схему завершает электронный ключ на транзисторе VT4, который в режиме ожидания закрыт. Охраняемый предмет подключается электрически по входу приемника и служит приемной антенной.
Обе схемы могут быть смонтированы на платах из изоляционного материала, после чего помещаются в металлические или пластмассовые корпуса. Устройства некритичны к расположению деталей, и их удовлетворит любая монтажная схема. Катушки индуктивности приемника и передатчика одинаковы и состоят из 75 витков провода ПЭВ-1 0,3 мм, намотанного на отрезке ферритового стержня размером 8х75 мм, как показано на рис. 2.74.
При сборке приемника надо предусмотреть побольше свободного места вокруг конденсатора С1, чтобы можно было наилучшим образом настроить приемник на частоту передатчика. Если охраняемый предмет очень большой, то может понадобиться переходный конденсатор между ним и приемником, в качестве которого можно использовать конденсатор емкостью 5600 пФ. Он не вносит никаких поправок в работу устройства и может применяться во многих случаях, не приводя к снижению чувствительности.
Настройка устройства производится следующим образом. К сейфу, который вы собираетесь охранять, подключите вход приемника, как показано на рис. 2.79. Антенну передатчика расположите под ковром па полу или укрепите на противоположной стене. Площадь антенны должна быть не менее 250 см2, но иногда можно использовать антенну меньших размеров. Правда, при этом снижаются возможности устройства.
Всегда неплохо поэкспериментировать с размером антенны и ее расположением для достижения наилучших характеристик устройства.
Рис. 2.79. Схема возможной установки детектора близости
Смонтировав таким образом устройство, подайте питание на передатчик и приемник. К конденсатору С5 приемника подключите вольтметр. Ползунок резистора R6 приемника должен находиться в верхнем (по схеме) положении.
Если при этом вольтметр показывает напряжение чуть меньше 0,4 В, схема обладает самой высокой чувствительностью. Для надежной работы устройства, находясь вдалеке от антенн приемника и передатчика, установите резистором R6 на конденсаторе С5 напряжение от 0,25 до 0,4 В.
При вводе устройства в работу проследите, чтобы были незаметны места подключения его к охраняемому предмету и хорошо скрыты провода, идущие к обоим антеннам. Плохо скрытая от глаз сигнализации, хотя и весьма дорогая и высокочувствительная, проигрывает в споре с опытным преступником, тогда как элементарный потайной выключатель сделает свое дело, подняв тревогу.
<
