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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Capteur de sécurité économique. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Sûreté et sécurité La caractéristique la plus importante d'un système de sécurité est sa consommation d'énergie en mode veille. Un diagramme schématique d'un capteur de sécurité économique qui génère un signal d'alarme lorsqu'il touche un objet contrôlé (CP) est illustré à la Fig. 1. L'objet contrôlé peut être, par exemple, une serrure de porte.
Le générateur de tension alternative auquel va répondre le capteur est un diviseur capacitif C6C7 connecté au réseau de courant alternatif. La tension à l'entrée du dispositif à seuil (élément DD1.1) dépend du courant apparaissant dans le circuit C6C7R10R2C1R1Cкп, où Скп est la capacité connectée à la boîte de vitesses. La résistance R1 et le condensateur C1 atténuent les interférences haute fréquence. En mode veille, la capacité propre de la boîte de vitesses est faible. Dans ce cas, le courant traversant R1 doit être si faible que la tension à l'entrée de l'élément DD1.1 soit inférieure au seuil de commutation. Lorsque vous touchez la boîte de vitesses, sa capacité augmente et le courant augmente. S'il atteint une valeur à laquelle la tension à l'entrée DD1.1 dépasse le seuil de commutation, alors une séquence d'impulsions rectangulaires apparaîtra à la sortie de l'élément DD1.1, suivie d'une fréquence de 50 Hz. Le compteur DD2, comptant les décroissantes de ces impulsions, générera sur sa sortie 28 (sortie du 9ème chiffre) au bout de 5,12 s un signal de haut niveau, qui enclenchera la sirène piézo HA1. L'appareil contient un générateur infra-basse fréquence (éléments DD1.2-DD1.4), dont la sortie produit des impulsions d'une durée de 2 ms avec une période de répétition de 10 s. Ces impulsions arrivent à l'entrée R du compteur DD2 et le ramènent périodiquement à son état zéro d'origine. Par conséquent, la durée du signal d'alarme du capteur ne dépassera en aucun cas 5 s. Mais si vous continuez à toucher le panneau de commande, les signaux d'alarme se répéteront. Le temps sélectionné de 5 s devrait être suffisant pour le propriétaire, qui déverrouille habituellement rapidement sa porte avec une clé, et il est peu probable qu'il soit suffisant pour quelqu'un qui vient avec un passe-partout. Bien entendu, ce temps peut être modifié en commutant la résistance R7 sur une autre sortie du compteur DD2. Le rendement élevé du capteur en mode veille est assuré par la résistance R6, qui abaisse la tension d'alimentation des microcircuits à 3,5...4 V. Uniquement avec une telle alimentation, le courant consommé par l'appareil (principalement le courant traversant du mode transitoire dans le générateur infra-basse fréquence) est réduit à 15 μA. Le circuit imprimé de l'appareil est constitué d'un stratifié de fibre de verre recouvert des deux côtés d'une épaisseur de 1,5 mm (Fig. 2).
La feuille sous les pièces sert uniquement de fil commun pour le capteur - les connexions à celui-ci depuis les bornes des condensateurs, résistances, etc. sont représentées par des carrés noircis. Les broches 7 DD1 et 8 DD2 sont pliées sur le côté avant l'installation. Les carrés avec un point clair au centre montrent la position des cavaliers qui percent la carte et relient les bornes négatives des condensateurs C4 et C5 à la feuille du fil commun. Aux endroits où les conducteurs traversent la feuille, des cercles de protection d'un diamètre de 1,5 à 2 mm doivent être gravés. Le transistor VT2 est monté au-dessus de la puce DD2 ; avant cela, ses bornes doivent être pliées. Presque toutes les résistances de l'appareil sont MLT-0,125 (R4 - KIM-0,125). Condensateurs C1 - KM-6, C2 - K10-176, C3 - KM-5, C4 et C5 - tous condensateurs à oxyde de tailles appropriées. Les condensateurs C6 et C7 de type K15-5-N70-1.6 kV sont installés dans une fiche d'alimentation standard ou spécialement conçue, qui est connectée à la carte avec un fil de montage flexible de la longueur requise. Le capteur a une sensibilité élevée et la capacité propre du CP ne peut donc pas être trop grande. Sinon, le capteur sera déclenché par sa propre capacité et sa sensibilité devra être réduite. Cela peut être fait en utilisant la résistance R2 de résistance inférieure et (ou) le condensateur C1 de capacité supérieure. Une légère diminution de la sensibilité du capteur (2...3 fois) peut être obtenue en connectant son entrée au CP via un petit condensateur (10...50 pF). Bien que la grande capacité interne du CP réduise dans tous les cas le signal utile. Le capteur est installé à proximité de l'objet contrôlé. La longueur du conducteur allant au panneau de commande ne doit pas dépasser 30...50 cm. La source d'alimentation peut être n'importe quelle batterie de 6 volts capable de fournir le courant consommé par la sirène. Le capteur peut faire fonctionner presque toutes les sirènes piézo-électriques nominales de 12 volts : presque toutes conservent une puissance acoustique suffisante tout en réduisant considérablement la tension d'alimentation. La sirène AS-10 sonne assez fort même avec une alimentation de 6 volts ; le courant qu'elle consomme dans ce mode est de 80...90 mA. Avec un courant de veille de 15 µA, la durée de vie de la batterie d'alimentation sera déterminée par son autodécharge. Vous n’avez pas à vous soucier d’alimenter le capteur, équipé d’une batterie au lithium de 1400 223 mAh, pendant plusieurs années. Par exemple, les batteries DL19,5A (dimensions 39x36x245 mm) et DL17 (45x34xXNUMX mm) ont cette capacité. Le lecteur se posera peut-être une question, puisque pour le fonctionnement normal du capteur, un signal d'alimentation de 50 Hz est nécessaire, pourquoi ne pas alimenter le capteur lui-même à partir de celui-ci ? Car, tout d’abord, le système de sécurité ne doit pas dépendre de l’alimentation électrique de l’objet protégé, qui peut être retiré dans l’espoir de désactiver sa protection. Lorsque l'alimentation est coupée, le niveau du signal à la sortie du diviseur capacitif du capteur diminue, mais pas jusqu'à zéro. Même avec une déconnexion à deux fils (et le commutateur ne coupe souvent qu'un seul fil), l'amplitude des interférences le long des fils parallèles peut être tout à fait suffisante pour un capteur doté d'une impédance d'entrée élevée. Même si, bien entendu, rien ne nous empêche de réaliser dans un tel cas un générateur autonome à allumage automatique (il est inséré dans l'interstice du fil provenant du diviseur capacitif). Et en conclusion - à propos des capteurs «guides» 50 Hz. Il semblerait qu'aucun contact particulier ne soit nécessaire entre le capteur et le réseau électrique : il suffit de toucher simplement l'entrée du sondeur à ultrasons pour qu'un signal de captation apparaisse à sa sortie. Mais de tels capteurs, qui fonctionnent si bien sur une paillasse de laboratoire, étant équipés d'une source d'alimentation par batterie et installés là où ils sont nécessaires, fonctionnent de manière extrêmement instable et, le plus souvent, ne fonctionnent pas du tout. La raison est simple : sur un banc de laboratoire, lorsque le capteur est connecté à une alimentation réseau (!), il est connecté au réseau électrique via la capacité entre enroulements du transformateur réseau, mais avec une alimentation autonome, une telle connexion n'existe pas. . Dans la conception décrite, cette connexion est introduite explicitement - via un diviseur capacitif. Les résistances R1 et P10 doivent être dimensionnées pour une puissance d'au moins 0,25 W. Ceci est nécessaire pour éviter les claquages électriques à la surface des résistances. Auteur : Yu.Vinogradov, Moscou
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