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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Détecteur acoustique. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Sûreté et sécurité Nous présentons à nos lecteurs un capteur d'alarme de sécurité original conçu pour protéger les fenêtres intérieures. Ces dernières années, de nombreuses publications sur les dispositifs de sécurité sont apparues dans la littérature technique radio. Et ce n’est bien sûr pas un hasard : le thème de la protection de la propriété est très pertinent. Il existe de nombreux dispositifs de sécurité dont le fonctionnement repose sur divers principes physiques [1]. Tous sont conçus pour protéger les voitures, les entrepôts, les bureaux, les appartements et autres objets. Un « détecteur de sécurité » fait partie intégrante d'un tel dispositif - un dispositif technique qui signale une intrusion non autorisée dans des locaux protégés et génère des signaux d'alarme [2]. Prenons un exemple particulier. Disons que vous devez empêcher les cambrioleurs d'entrer dans votre appartement par une ouverture de fenêtre. Il existe deux manières de passer par l'ouverture de la fenêtre. La première consiste à ouvrir les parties mobiles du cadre (fenêtre) sans casser le revêtement en verre, la seconde est de briser le revêtement en verre (casser, couper, exposer le verre) sans ouvrir les parties mobiles du cadre. Traditionnellement, pour la protection dans le premier cas, des détecteurs de contact magnétiques SMK-1, SMK-3, IO 102-4, IO 102-5, IO 102-6 sont utilisés. Dans le second cas - détecteurs de contact électrique (feuille d'aluminium), détecteurs de contact à impact de surface de type "Fenêtre". Bien entendu, ces produits ne « décorent » pas l’intérieur des salons et créent des problèmes supplémentaires pour les propriétaires, par exemple lors du nettoyage des vitres. De plus, la question du secret du dispositif de sécurité n'est pas résolue. Certes, on peut également recommander des détecteurs de bruit de surface de type « Glass », mais leur coût est assez élevé. Les détecteurs acoustiques peuvent satisfaire de nombreuses exigences [3]. Le principe de leur fonctionnement est le suivant. Le microphone VM1 (Fig. 1) reçoit des signaux acoustiques de l'environnement, qui sont convertis en une tension alternative de fréquence et d'amplitude appropriées ; ils sont envoyés à un amplificateur linéaire de gain k, et de sa sortie à l'émetteur BA1, où la conversion inverse en son se produit. Le signal reproduit par l'émetteur se propage dans l'environnement avec un coefficient de transmission β et, se mélangeant aux sons de l'environnement, est transmis à l'entrée du microphone VM1, où il est à nouveau converti, puis amplifié, etc. une connexion de rétroaction entre le microphone et l'émetteur, qui est fermée par l'environnement externe.
Si l'amplificateur est réalisé à bande étroite, alors à partir de tout le spectre des signaux acoustiques arrivant au microphone, l'émetteur ne reproduira que ceux qui tombent dans la bande de fréquences de l'amplificateur. En sélectionnant la plage de fréquences de fonctionnement de 10 à 15 kHz. Vous pouvez éliminer de nombreuses interférences audio, principalement dans la plage inférieure à 10 kHz. Il est connu en théorie que dans un dispositif d'amplification avec rétroaction, des oscillations non amorties se produisent (mode d'auto-excitation), si la rétroaction est positive (équilibre de phase) et que le produit des coefficients de transmission du canal aller k et du canal inverse est supérieur à ou égal à l'unité (balance d'amplitude), alors kβ> 1. Lorsque les conditions d'équilibre de phase ou d'équilibre d'amplitude ne sont pas remplies, le dispositif est dans un état stable, c'est-à-dire en mode d'amplification linéaire. En modifiant le coefficient de transmission β, vous pouvez contrôler l'état de l'appareil en question. Ce principe est utilisé dans le fonctionnement d'un détecteur acoustique. Pour protéger la fenêtre, le microphone est placé entre les cadres de l'ouverture de la fenêtre (avec un petit effort, il peut être très bien camouflé), et l'amplificateur et l'émetteur sont situés dans la pièce. Ainsi, le microphone et l'émetteur sont séparés par une cloison vitrée, et le retour acoustique entre eux est affaibli. A la sortie de l'amplificateur, l'amplitude de la tension est insignifiante. Si un attaquant tente d'entrer dans l'appartement par une fenêtre (ouvre une fenêtre ou une fenêtre, brise ou expose une vitre), une connexion acoustique apparaîtra entre le microphone et l'émetteur et l'appareil sera excité. L'amplitude de tension à la sortie de l'amplificateur augmentera plusieurs fois. En connectant un dispositif à seuil à la sortie de l'amplificateur, on obtient un détecteur acoustique (Fig. 2).
Un filtre passe-bande actif est assemblé sur l'ampli-op DA1. Son gain est de 1000 à une fréquence de résonance de 11 kHz et sa bande passante est de 800 Hz. Les transistors de sortie VT1 et VT2 fonctionnent en mode classe B, grâce à quoi la consommation électrique en mode veille est minime. Le gain de l'appareil peut être ajusté par la résistance R4 dans la plage de 2 à 20 fois. Ceci est nécessaire pour ajuster la sensibilité du détecteur après l'avoir placé sur le chantier. De la sortie de l'amplificateur, le signal va à la tête dynamique BA1 et au dispositif à seuil, qui est monté sur les transistors VT3, VT4, la diode VD1 et la diode Zener VD2. En mode veille, les transistors VT3 et VT4 sont fermés et un niveau bas est présent en sortie du dispositif à seuil. Lorsque l'appareil, en raison des circonstances mentionnées ci-dessus, est excité, une tension positive apparaît à la base de VT3. Si elle dépasse la tension de seuil fixée par la diode Zener VD2, les transistors VT3 et VT4 s'ouvrent. Un signal « Alarme » apparaît à la sortie du dispositif à seuil - une tension positive d'environ 15 V. Cette tension peut être utilisée comme tension de commande pour divers dispositifs terminaux. En plus de ceux indiqués dans le schéma, vous pouvez utiliser l'ampli opérationnel K140UD6, le microphone MD-52, la tête dynamique 10GDV-2 ou 10GDV-4. Le fil de connexion du microphone doit être blindé. Le détecteur est configuré directement sur site. Lorsque la fenêtre est fermée, la résistance R4 fixe le gain maximum (et donc la sensibilité maximum). Si une auto-excitation se produit, le gain est réduit jusqu'à ce qu'il s'arrête. Après cela, ouvrez la fenêtre (fenêtre) ou retirez la vitre - l'appareil doit être à nouveau excité et un signal « Alarme » doit apparaître à la sortie du dispositif à seuil. Il peut arriver que l'appareil ne s'allume pas. Ensuite il faut sélectionner la position relative de l’émetteur et du microphone. Il ne faut pas oublier qu'il est conseillé de les placer de manière à ce qu'ils soient dirigés les uns vers les autres. Le courant consommé par le détecteur en mode veille est de 6 mA à partir d'une source d'alimentation -15 V et de 8 mA à partir d'une source +15 V. Le courant en mode alarme ne dépasse pas 260 mA pour chaque source. Les performances du dispositif assemblé selon le schéma proposé ont été testées pendant 30 jours sur des fenêtres mesurant 70x115 cm (le soir) et 120x170 cm (le jour). Lorsque la fenêtre était ouverte (dans ce cas β change d'environ 30 dB), le détecteur donnait toujours un signal « Alarme ». Lors des contrôles, aucun faux positif n’a été enregistré. Ainsi, l'expérience d'exploitation de l'appareil décrit permet d'évoquer les perspectives de son utilisation. De plus, il peut également être utilisé pour protéger d'autres objets, par exemple des coffres-forts. Ajout. Microphone électret dans détecteur acoustique Dans la conception décrite dans mon article "Détecteur" acoustique ", un microphone électrodynamique a été utilisé comme capteur sonore. Cela a simplifié au maximum la connexion du capteur à la puce DA1. Cependant, malgré la petite taille du microphone dynamique (quelques centimètres de longueur), sa pose et son masquage. Cela peut être une tâche laborieuse pour certains. À cet égard, j'ai décidé de modifier le circuit d'entrée de l'amplificateur de manière à pouvoir connecter un microphone à électret. Ces appareils se distinguent par leurs petites dimensions. Par exemple, un microphone de type CZN-15E, retiré d'un ancien magnétophone importé, a un diamètre de seulement 10 mm et une hauteur de 6 mm. Naturellement, il est plus facile d'installer et de dissimuler un tel capteur. La figure montre un schéma de connexion d'un microphone à électret à un amplificateur de détecteur acoustique. Les résistances R14, R15 et le condensateur C11 nouvellement introduits sont installés sur sa carte. Le microphone doit être connecté avec un fil blindé.
Il est également possible d'utiliser d'autres microphones à électret dans la conception. Je constate qu'avec un tel remplacement la sensibilité du détecteur augmente, et donc dans cette option la distance entre le microphone et la tête dynamique BA1 peut être augmentée. littérature
Auteur : I.Medvedev, Bryansk
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Commentaires sur l'article : Igor Article sympa !!!
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