Охрана автомобиля


На главную страницу
Практические схемы
Автолюбителю
Антенны
Телефония
Электропитание
Для быта
Шпиономания
Звук
Охрана
Компьютер
Другие схемы
Каталог схем
Программы
Полезные советы
Справочное
Теория
Рекламодателям
Наши опросы
 


Охрана автомобиля с оповещением по радиоканалу - 1







Устройство может использоваться для охраны любого автомобиля, гаража или другого удаленного до 500...1000 метров объекта.

В условиях города срабатывание звуковой сирены многих раздражает, особенно если это происходит ночью. Более надежным будет подключать охрану к системе оповещения по радиоканалу. Милиция рекомендует не отключать звуковой сигнал, даже если у вас установлена система радиоохраны. Однако ночью она вряд ли привлечет внимание окружающих с целью поимки воров.

Радиосторож состоит из трех основных блоков: передающего, приемного и стационарного источника питания с зарядным устройством для приемника. Радиопередатчик управляется блоком временных интервалов и при срабатывании датчиков начинает излучать высокочастотный радиосигнал, модулированный импульсным кодом. Приемник на фоне помех и других сигналов выделяет "свой" и включает звуковое оповещение хозяина. В случае тревоги может включаться также и звуковой сигнализатор, установленный на автомобиле.

Дальность устойчивого приема на открытой местности составляет не менее 1 км, но в условиях большого города из-за отражений и поглощения сигнала препятствиями, а также помех в эфире расстояние может уменьшиться. Чтобы быть уверенным в том, что высокочастотный сигнал нормально принимается приемником в данном месте, при включении блока охраны схема обеспечивает режим проверки радиоканала через 4 мин после установки в режим "охрана". Этого времени вполне хватит, чтобы дойти домой, где включенный приемник устанавливается в удобное место. При необходимости приемник соединяется со стационарным блоком питания. В этом случае может происходить подзаряд аккумуляторов приемника.

Приемник в переносном варианте питается от аккумулятора с напряжением 3...4 В, а передатчик может иметь смешанное питание — от аккумулятора автомобиля и резервной батареи. При использовании трех аккумуляторов типа Д-0,26 непрерывная автономная работа приемника может составлять 118 часов (около пяти суток).

Габаритные размеры блока, устанавливаемого на автомобиле, — 140х140х30 мм, радиоприемника— 127х67х25 мм.

Радиопередатчик

Схемы - охранные устройства. Высокочастотная часть передатчика

Для работы охранных устройств с оповещением по радиоканалу Государственным комитетом по радиочастотам выделена фиксированная частота 26,945 МГц. А чтобы обеспечить для передатчика ее высокую стабильность в широком температурном диапазоне (-40...+60°С), необходимо использовать кварцевую стабилизацию частоты.

Передатчик собран по классической схеме (рисунок выше). Высокочастотный сигнал с автогенератора на транзисторе VT1 через промежуточный усилитель на VT2 подается на оконечный усилитель VT4. У промежуточного усилителя коллекторный контур настраивается с помощью сердечника катушки L2 на первую гармонику задающего генератора. Катушка L2 имеет неполное включение, что увеличивает добротность контура. Усилитель на VT2 позволяет уменьшить влияние изменения режима оконечного каскада на работу задающего автогенератора, а также обеспечивает достаточный уровень сигнала для работы усилителя мощности.

Оконечный усилитель: работает в режиме класса С. Ключевой режим хотя и имеет меньшее усиление, но он самый экономичный при хорошей термостабильности. Импульсная мощность ВЧ сигнала, подводимого к антенне, около 2 Вт. Для согласования каскада усилителя с низким входным сопротивлением антенны и уменьшения уровня высших гармоник в сигнале применен двухзвенный П-фильтр из элементов C12-L4-C14-L5-C16. Для точной настройки выходного фильтра предусмотрены элементы настройки: С13, С15 и подстроечный сердечник в катушке L4.

Импульсная модуляция ВЧ сигнала осуществляется в каскаде промежуточного усиления при помощи транзистора VT3. Конденсаторы С5 и С6 обеспечивают заваливание фронтов выходного сигнала.

Форма выходного сигнала

Это необходимо, чтобы ограничить спектр высокочастотного сигнала (отведенная полоса канала 10кГц).

Выход передатчика соединяется с антенной высокочастотным кабелем с 50-омным "волновым сопротивлением через разъем XW1. Вблизи от антенны расположено согласующее устройство, состоящее из катушки L6 (в экране). Длина соединительного кабеля от согласующего устройства до основного блока составляет 1,64 м или кратна этому значению (3,28 м).

Все остальные элементы высокочастотной части схемы располагаются на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм с размерами 115х35 мм, которая помещается в экранированном отсеке корпуса блока охраны (zip-файл с рисунками всех плат для этого устройства).

В схеме применены детали: резисторы типа С2-23, постоянные конденсаторы К10-17, при этом СЗ...С7, С12, С14 и С16 выбираются с минимальным ТКЕ (М75, М47, МЗЗ), подстроечные С13 и С15 типа К4-236 или К4-216. Использован кварцевый резонатор РК169МВ-14ЕП-26945К-В. Катушки выполняются на диэлектрических каркасах диаметром 5 мм, и их вид показан для L1, L2 и L4 на рисунке.

Конструкция катушки

Катушка L5 должна иметь конструкцию, которая обеспечивает её горизонтальное расположение на плате (это снижает влияние полей близко расположенных катушек друг на друга).

Расположение катушек

Намотка выполняется виток к витку проводом ПЭТВ-2 или ПЭЛ-2: L1 содержит 14 витков проводом диаметром 0,23 мм; L2 14 витков с отводом от середины, L4 — 10 витков, L5 — 10 витков проводом диаметром 0,42 мм.

Подстроечные сердечники могут быть из любого высокочастотного феррита с резьбой М4. Катушка дросселя L3 выполняется проводом диаметром 0,12 мм на корпусе резистора МЛТ-0,5 с сопротивлением 1...1.8 кОм и содержит 50 витков.

Катушка L3

После намотки у всех катушек провод фиксируется клеем "Момент", БФ-4. А для того чтобы сердечники катушек от вибрации при эксплуатации системы в жестких условиях не смещались, их до вкручивания в каркас катушки смазываем несохнущим вязким герметиком.

Поляризованное реле К.1 подойдет типа РЭС32Б РС4.520.204, РС4.520.212 или РС4.520.220. Транзистор VT4 можно заменить на КТ925Б.

На корпусе передатчика устанавливается высокочастотное гнездо XW1 (розетка приборная) типа СР-50-73Ф ГУ3.640.073Сп, а на кабеле от согласующего с антенной устройства — вилка кабельная СР-50-74Ф ГУ3.640.706Сп.

Антенна с согласующим устройством

Антенна соединяется с согласующим устройством гибким многожильным проводом (длиной 100...200 мм). Согласующая катушка L6 выполняется на каркасе, рис. 2.54, и содержит 25 витков провода ПЭВ диаметром 0,23 мм. Соединение с блоком передатчика осуществляется высокочастотным кабелем РК50-2-16 или аналогичным.

Антенна передатчика может иметь два варианта исполнения. Обе конструкции обеспечивают ее скрытую установку внутри салона автомобиля (вблизи стекла). Это хотя и сильно снижает эффективность (КПД) антенны, но зато исключает повреждение радиоканала системы до срабатывания охраны.

Первый вариант выполняется из стальной проволоки длиной примерно 140...160 мм и диаметром 1,5...2 мм, что позволяет ее расположить над стеклом по дуге и закрепить концы стержня под уплотнительную резиновую прокладку стекла переднего или заднего вида. Она не мешает обзору водителя, а снаружи автомобиля при близком рассмотрении будет казаться, что стекло, имеет в этом месте внутреннюю трещину.

Второй вариант может быть установлен только вблизи стекла заднего вида, а для изготовления антенны взят трехпроводный телефонный кабель, имеющий форму в виде пружинящей спирали (ее удобно закрепить вблизи стекла по диагонали ее с помощью резиновых присосок). Такой провод используют в отечественных телефонных аппаратах для соединения разговорной трубки с аппаратом. Все провода спаиваются между собой и соединяются с согласующим устройством. Согласующее устройство с помощью лепестка экрана крепится к корпусу автомобиля под обшивкой в любом удобном месте.

Эквивалентная антенна

Для предварительной настройки радиопередатчика потребуется изготовить эквивалентную антенне нагрузку, состоящую из четырех включенных параллельно резисторов на конце 50-омного кабеля длиной 1,64 м. Резисторы подойдут типа МЛТ или С2-23 мощностью 1 Вт. Выводы у них скручиваются между собой и припаиваются к кабелю при минимальной длине.

Настройка начинается с задающего кварцевого автогенератора. Для этого между выводами 1 и 2 схемы временно устанавливается резистор номиналом 150 Ом, а также перемычка между выводами 1 — 4. Питание подается на выводы 1 (+12 В) и 3 (общий провод) при подключенном эквиваленте антенны. Далее, вращая подстроенные сердечники L1, L2 и L4, добиваемся на выходе (на эквивалентной нагрузке) максимальной амплитуды сигнала.

Для обеспечения надежной работы передатчика задающий автогенератор настраивается на точку максимальной устойчивости колебаний. Выполняется это следующим образом: вкручиваем сердечник в катушку L1 до получения максимального уровня сигнала генератора, после чего поворачиваем подстроечник на пол-оборота назад, пока не будет заметно уменьшение сигнала. Настройку автогенератора можно также выполнять по максимальному току потребления. Такая методика подробно описана в литературе. При этом необходимо помнить, что работа передатчика в режиме непрерывного сигнала (без модуляции несущей) допускается кратковременно (не более 1 мин), так как транзистор VT4 не имеет теплоотвода — при усилении импульсно-модулированного сигнала он и не нужен.

Измерив амплитуду высокочастотного напряжения на нагрузке, например с помощью высокочастотного осциллографа (С1-99) или вольтметра, можно определить выходную мощность передатчика по формуле:

Формула, где

U — действующее значение напряжения сигнала, [В];

Um — амплитуда сигнала на нагрузке, [В];

R — сопротивление нагрузки, [Ом].

Низкочастотный вольтметр, подключенный к гнездам XS1, XS2, будет измерять Um (стрелочный прибор обеспечивает достаточную точность для определения мощности).

Для удобства настройки приведена таблица с уже посчитанными по этой формуле значениями мощности в зависимости от измеренного напряжения (для нагрузки сопротивлением 45 Ом), а промежуточные значения можно посчитать по формуле.

Um, B

8 9 10 11 12 12,5 13 13,5 14 14,5

U, B

5,66 6,36 7,07 7,77 8,48 8,84 9,19 9,54 9,9 10,25

P, Вт

0,77 0,90 1,11 1,34 1,60 1,73 1,88 2,02 2,18 2,34


Если измеренная мощность будет меньше чем 1,8 Вт (из-за низкого коэффициента усиления транзистора VT4), то вместо резистора обратной связи по постоянному току R9 можно установить перемычку. В схеме элементы, отмеченные "*", могут потребовать подбора.

Рабочая частота передатчика не должна отклоняться от номинальной 26945 кГц более чем на 1,34 кГц (измеряем частотомером ЧЗ-63 на эквиваленте нагрузки в режиме кратковременной работы передатчика без модуляции). Окончательная настройка выполняется при подключенной цифровой схеме блока управления.

Блок управления

(кликните на рисунок для просмотра увеличенного изображения в новом окне)

Схема управления


Управление включением передатчика, а также формирование временных интервалов и модулирующего сигнала осуществляет схема, приведенная выше (кликните на рисунок для просмотра увеличенного изображения в новом окне). Она собрана на КМОП микросхемах, что позволяет получить малое потребление тока в ждущем режиме. При этом все основные временные интервалы получены без использования электролитических конденсаторов, что обеспечивает высокую надежность работы и стабильность параметров в широком температурном диапазоне.

Питание на схему блока охраны подается группой контактов поляризованного реле (К1.1). Реле К1 является герметичным и имеет две обмотки. Оно не требует постоянного питания для фиксации контактов в нужном положении. Кнопка SB1 выполняет включение охраны, а скрытно установленная кнопка SB2 выключает блок.

Для того чтобы исключить быстрое выключение охраны вором, вместо одной кнопки SB2 можно использовать несколько последовательно соединенных или же установить миниатюрное гнездо многоконтактного разъема, в ответной части которого припаивается нужная перемычка. Временная установка в гнездо такого "ключа" отключит охрану.

В начальный момент подачи питания короткий импульс, сформированный цепью C2-R4 и C4-R5, устанавливает триггеры микросхемы D2 в исходное состояние (лог. "О" на выходе D2/1, лог. "1" на D2/12). Датчик на двери водителя F1 подключен на вход элемента D1.1, а конденсатор С1 предотвращает срабатывание элемента D1.1, а значит, и триггера D2.1 от дребезга контактов датчика при его переключении.

Схема переходит в ждущий режим охраны, когда после выхода из машины будет закрыта дверь водителя. В этом случае по фронту положительного перепада напряжения на входе D2.1/3 триггер переключится и появится сигнал лог. "1" на входе D2.2/9, что разрешает срабатывание D2.2 от очередного замыкания любых охранных датчиков.

При включении режима ОХРАНА лог. "1" на входе D1.4/9 разрешает работу автогенератора на элементах микросхемы D1.3 и D1.4 (все временные соотношения в устройстве зависят от частоты этого генератора). При этом будут работать счетчики D3 и D4. Индикатором перехода схемы в режим ОХРАНА является мигание светодиода HL1. Через интервал времени, задаваемый двоичным кодом на входах счетчика D4, на выходе D4/23 кратковременно (около 1 с) появится лог. "1" (через 4 мин). Проходя через элементы D7.2 и D7.3, высокий уровень включает коммутатор D5.2, который подает питание на задающий автогенератор передатчика.

Форма модулирующих импульсов

На элементах микросхем D8, D9 и D11 собран формирователь пачки из 7 модулирующих импульсов. Работа такого формирователя подробно описана в литературе.  А если вместо микросхемы D8 установить К561ИЕ8, число импульсов в пачке может быть увеличено до 8 или 9.

При срабатывании датчика F1 ВЧ сигнал будет прерывистым, а звуковая сирена включится через 6 с на интервал времени 18 с. Режим работы сирены 18 с и пауза 6 с будут повторяться в течение времени, пока на выходе счетчика D10/12 не появится лог. "1". Этот уровень через диод VD7 подается на обнуление триггера D2.2, что вернет счетчики D6 и D10 в исходное состояние. Время работы сигнализации в режиме ТРЕВОГА после однократного срабатывания любого датчика зависит от положения переключателя SA2.

В случае постоянного замыкания любого другого датчика F2...Fn звуковой сигнал будет включен без задержки и непрерывно. Высокочастотная модуляция передатчика будет также непрерывной (пачками импульсов). По длительности интервала, в течение которого работает звуковой сигнализатор, хозяин сможет определить, какая группа датчиков сработала, и отличить сигнал именно своей охраны.

Включение звукового сигнализатора выполняет высокий уровень сигнала с выходов счетчика D6.2. Через диоды VD8, VD9 он поступает на управление коммутатором D5.3. Транзистор VT1 подает питание на звуковой сигнализатор (ток нагрузки транзистора может быть до 5 А). Показанное на схеме включение транзистора позволяет закрепить его непосредственно на корпусе передатчика, обеспечивая теплоотвод, что избавляет от необходимости использовать дополнительный радиатор.

При желании в сигнализацию можно ввести функцию кратковременной звуковой индикации установки режима ОХРАНА.

Доработка схемы



Дополнительно установленный транзистор VT2, показанный на схеме (рис. "а"), позволяет включить звуковой сигнализатор на 1 с (пока идет заряд конденсатора С7 от появившегося напряжения лог. "1" на выходе D2.1/1) при переходе схемы в режим ОХРАНА.

Для подключения к сигнализации датчика с нормально замкнутыми контактами в схему нужно внести изменения, показанные на рис. "б", а для подключения датчика колебаний можно воспользоваться рекомендациями, приведенными в статье [Ожегов А. Автосторож. — Радио, 1995, N 10, с. 50.].

При правильном монтаже устройство будет работать сразу, а настройка схемы заключается в установке резистором R7 частоты автогенератора 600 Гц на элементах D1.3, D1.4 и проверки формируемых временных интервалов:

а) появление сигнала проверки радиоканала — кратковременное включение передатчика через 4 мин после первоначального включения и установки ре жима ОХРАНА (интервал при необходимости можно увеличить во время первоначальной настройки с помощью цифрового двоичного кода на входах счетчика D4);

б) включение звукового сигнализатора через 6 с после открывания двери водителя и чередование интервалов: работа сигнализатора 18с — пауза 6 с;

в) включение звукового сигнала и работа передатчика при срабатывании любого другого датчика F2...Fn.

Светодиод с красным цветом свечения (включаемый коммутатором D5.4) позволяет обеспечить контроль за состоянием датчиков F2...Fn, а также формирование сигнала на включение сирены без ее подключения.

Топология печатной платы для схемы управления не разрабатывалась, а монтаж выполняется на универсальной макетной плате. Корпус передатчика может быть изготовлен из любого токопроводящего материала и состоит из двух отсеков, в одном из которых расположена плата управления. При этом конструкция корпуса должна предусматривать защиту от проникновения влаги внутрь.

Для удобства настройки и проверки режимов работы блока охраны на корпусе передатчика установлен переключатель SA1 (из серии ПГ2-5). Он позволяет, не вскрывая корпуcа, проверить все основные параметры передатчика. Так при замкнутых контактах датчика F2 и положении SA1: 1 — на выходе XW1 будут пачки из 7 импульсов; положение 2 — непрерывная генерация для измерения частоты и мощности передатчика; 3 — модуляция меандром, что обеспечивает удобство настройки каскадов передатчика, а так же измерение частоты низкочастотного задающего генератора на D1.3, D1.4 (сигнал снимается с эквивалента нагрузки после детектора - см. схему эквивалентной антенны, приводимую выше).

Сдвоенный светодиод HL1 можно заменить двумя обычными с разным цветом свечения. А в качестве диодов VD1...VD3 и VD6...VD10 могут использоваться любые импульсные. Транзистор КТ825 может иметь любую последнюю букву в обозначении. Микросхемы серии К561 заменяются аналогичными из серий КР1561 или 564.

Основным источником питания всего устройства является аккумулятор автомобиля, но предусмотрено подключение и резервного источника напряжением 12,6 В (G1). В ждущем режиме ОХРАНА блок потребляет не более 2,5 мА

(в основном за счет работы светодиода). При включении высокочастотного блока передатчика потребляемый ток не должен превышать 150 мА (если модуляция осуществляется пачками импульсов).

Окончательная настройка передатчика выполняется после установки на автомобиль. Для этого потребуется изготовить индикатор поля  или любой аналогичный из опубликованных в литературе [Миль Г. Электронное дистанционное управление моделями. Пер. с немецкого, — М.: ДОСААФ, 1980.], с помощью которого можно настроить антенну передатчика сердечником катушки L6 на максимальное излучение.



Положение 1 переключателя SA1 в индикаторе поля позволяет предотвратить повреждение механизма измерительного прибора при транспортировке (катушка L1 имеет 11 витков провода МТ диаметром 2,51 мм на каркасе диаметром 25 мм с отводом от третьего витка, а дроссель L2 типа ДМ — 0,2-60 мкГн.

Продолжение (радиоприемник, дешифратор, источник питания).


















© 2001-2017 RadioMan.RU - Охрана автомобиля











Рейтинг@Mail.ru