2 Всероссийская научная конференция молодых исследователей «Шаг в будущее» Автор: Семенихин Андрей Владимирович, ЦД(Ю)ТТ «Городской» г. Липецка, 9 класс Руководитель: Самохин Юрий Петрович, педагог дополнительного образования лаборатории радиотехнического конструирования ЦД(Ю)ТТ «Городской» г. Липецка 3 Россия, г. Москва, 2009 г. Электронный сторож кейса Семенихин Андрей Владимирович Россия, Липецкая область, г. Липецк ЦД(Ю)ТТ «Городской» г. Липецка, 9 класс Для охраны некоторых объектов, которые не установлены стационарно, или для предупреждения о приближении или отдалении, перемещении какого-либо объекта нужно сигнальное устройство, выполненное в виде независимого блока, установка и подключение которого занимает минимум времени и ресурсов. Модульная сигнализация [Приложении 1], схема которой показана в Приложении 2, выполнена в едином корпусе со звуковым оповещателем, радиомикрофоном и инфракрасным датчиком, регистрирующем отражение луча инфракрасного света от подконтрольного объекта. Источник питания – любой стабильный источник постоянного тока напряжением 9 V. Датчик состоит из «оптической пары» от системы дистанционного управления телевизора, - инфракрасного светодиода HL1 и резонансного фотоприемника HF1, настроенного на частоту 36 кГц. Оба направлены своими оптическими поверхностями в одну сторону, - на подконтрольный объект. А печатная плата выполняет функции «оптического изолятора», не дающего ИК свету от светодиода непосредственно падать на светочувствительную поверхность фотоприемника. Мультивибратор на элементах D2.3 и D2.4 генерирует импульсы частотой 36 кГЦ (точно эту частоту устанавливают подбором сопротивления R7). Эти импульсы поступают на базу ключа на транзисторе Дарлингтона VT3. В его коллекторной цепи включен 4 инфракрасный светодиод HL1. Светодиод излучает вспышки ИК-света, повторяющиеся с частотой 36 кГц, а сила света этих вспышек зависит от тока через светодиод, величина которого устанавливается с помощью перемычки J1 (выбирается сопротивление в цепи коллектора HL1). На схеме показано положение J1 при максимальной яркости вспышек. Если перед рабочей поверхностью датчика расположен какой-то предмет, вспышки света излученные светодиодом HL1 от него отражаются и попадают на светочувствительную поверхность фотоприемника HF1. При этом выходной ключ фотоприемника открывается и на его выходе (вывод 3) устанавливается логический пароль. В зависимости от положения переключателя S1 сигнализация может как норму воспринимать либо наличие предмета перед оптическим датчиком. Либо его отсутствие (как показан S1 на схеме). Изменение выбранного переключателем S1 состояния приводит к включению звуковой сигнализации. Логика состоит из одного RS – триггера на элементах D1.1 И D1.2. В исходном состоянии на выходе триггера единица (на выходе D1.2). При включении питания конденсатор C3 создает задержку возрастания напряжения на выводе 6 D1.2. Поэтому некоторое время здесь присутствует логический ноль, который принудительно удерживает триггер в единичном состоянии. Этот же вывод служит для блокировки триггера и всей системы с помощью выключателя S2 (пока на выводе 6 D1.2 логический ноль, состояние триггера не меняется от изменения уровня на его другом входе, - выводе 1 D1.1). Пока данный триггер находится в единичном состоянии, на выходе инвертора D2.2 присутствует ноль. Который блокирует два мультивибратора на элементах D1.3-D2.5 и D1.4-D2.6. Мультивибраторы не работают, импульсы от них на базу VT2 не поступают и 5 динамик B1 молчит. Спустя какое-то время (несколько десятков секунд) после включения питания или размыкания S2 напряжение на С3 возрастает до величины логической единицы и триггер разблокируется, а вся схема переходит в режим контроля. Если теперь изменится установленное переключателем S1 нормальное состояние подконтрольного предмета (или зоны), то на вывод 1 D1.1 поступит логическая единица (или импульс, длительностью равный времени, в течение которого имело место изменение нормы). Это переключит триггер в нулевое устойчивое состояние. На выходе D1.2 установится логический ноль, на выходе D2.2 – единица. Мультивибратор D1.3 - D2.5 разблокируется и станет давать импульсы частотой около 2-3 Гц на мультивибратор на D1.4-D2.6, который в свою очередь будет давать импульсы частотой около 1 кГц. В результате на базу VТ2 пойдут пачки импульсов частотой 1 кГц, прерывающиеся с частотой около 2-3 Гц. Динамик В1 будет издавать громкие прерывистые звуки. Ограничения продолжительности звучания сигнализации зависят от цепочки С10-R12 и составляет 710 сек. Единица с выхода В2.2 поступит на транзистор VT4, который подаст питание на радиомикрофон. Ответственный за сохранность объекта вначале услышит вызов, издаваемый динамиком, а далее и все переговоры, проходящие у охраняемого объекта на расстоянии 10-50 метров. Радиомикрофон собран по принципиальной схеме [Приложение 3] . Два транзистора предусилитель низкой частоты. Транзистор VT3 генератор УКВ, используется 4М модуляция, брелок используется готовый, малогабаритный FM приемник китайского производства доработанный под плавную перестройку по диапазону. 6 Светодиод HL2 контрольный, он очень полезен при установке, выборе пространственного положения датчика относительно объекта или зоны контроля, так как он показывает оптической связи между ИК-светодиодом и фотоприемником. Выбирая положение датчика нужно заблокировать триггер (и сирену) замкнув S2, и ориентируясь на свечение HL2 расположить датчик необходимым образом. Если необходимо, чтобы сигнализация срабатывала при исчезновении подконтрольного предмета. Нужно его расположить так, чтобы в присутствие предмета светодиод горел. А если его убрать или передвинуть - гас. Когда нужно, чтобы сигнализация реагировала на появление предмета в зоне контроля, например, на проход человека, нужно расположить датчик так, чтобы в отсутствие человека в зоне контроля светодиод HL2 не горел. Но зажигался при проходе человека через эту зону. Светодиодом HL2 можно пользоваться и при налаживании схемы. Расположив перед датчиком какой-то предмет (например, картонную коробку), можно, ориентируясь по свечению HL2, настроить частоту мультивибратора D2.3-D2.4 на частоту резонанса фотоприемника HF 1 (если частоты близки или совпадают, светодиод будет гореть). 7 Литература: 1. Гаврилов Ю.С. Справочник по радио-измерительным приборам. Изд-во: «Энергия», 1986 2. Пестриков В.М. Энциклопедия радиолюбителя. Изд-во: «Наука и техника», 2001 3. Чистяков Н.И. Справочная книга радиолюбителя-конструктора. Изд-во: «Радио и связь», 1990 4. Журнал «Радио», №№ 2000 – 2008 гг. 5. Журнал «Радиоконструктор», №№ 2004 – 2008 гг. 8 9 Приложение 1 Рис. 1. Фото «Электронный сторож кейса» (слева направо: брелок-приемник, основной блок, адаптер) 1 0 Приложение 2 Рис. 2. Схема модульной сигнализации 1 1 Приложение 3 Рис. 3. Схема радиомикрофона