Прибор «присутствия»

Прибор «присутствия» способен зафиксировать проникновение че­ловека в помещение и-привести в действие исполнительное охранное устройство. Его можно использовать для охраны помещений и отдель­ных предметов, для автоматического открывания дверей, а также в качестве сигнализатора, предупреждающего об опасности, и т.д.

«присутствия» такие:

Напряжение питания, В................................................................ 16

Ток потребления при покое, не более, мА...................................... 10

Ток потребления при срабатывании, не более, мА........................ 45

Максимальная чувствительность

при площади антенн 0,2 м, не менее, мм.................................. 1000

Дрейф контрольного напряжения

в диапазоне температур 20...45°С, мВ/град.................................. 3

Габариты (без антенн), мм.............................................. 129x94x40

Схема прибора «присутствия» приведена на рис, 4.7. Он состоит из генератора сигналов ультразвуковой частоты, индуктивно-емкостного моста с двумя антеннами, усилителя ультразвуковой частоты, порого­вого устройства и исполнительного реле.

Генератор выполнен на транзисторе VT1 по схеме с общим коллек­тором. В качестве индуктивности LC-контура используется первичная обмотка трансформатора Т1. Две его вторичные обмотки и конденса­торы С1...СЗ образуют симметричный LC-мост, который, благодаря ин­дуктивной связи первичной и вторичных обмоток Т1, питается пере­менным напряжением частотой 60...70 кГц. Выходное напряжение LC-моста снимается с переменного резистора R1. Настраивают мост элементами С2, R2. К обмоткам II и III подсоединены антенны WA1 и WA2 — рабочая и компенсационная.

Сигнал с выхода моста поступает на'трехкаскадный усилитель пере­менного тока, выполненный на транзисторах VT2...VT4, с коэффициен-

» Общий

VD10

ЖД226

Рис.

том усиления 2000...2590. Выходной каскад усилителя нагружен на мос­товой выпрямитель VD1 ..VD4. Выпрямленное напряжение сглаживает­ся RC-фильтром С13, R14, С14 и поступает на пороговое устройство, представляющее собой триггер Шмитта. В триггере для уменьшения гистерезиса сигнала управления до 0,05 В в эмиттерные цепи VT5, VT6 включены стабилитроны VD7...VD9 Цепочка R15, VD5, VD6 в базовой цепи VT5 обеспечивает температурную стабильность порога срабатыва­ния. Чтобы ослабить влияние нагрузочных цепей на работу триггера, исполнительное реле К1 включено в цепь коллектора дополнительного транзистора VT7, выполняющего одновременно функцию инвертора.

Прибор «присутствия» работает следующим образом. В исходном состоянии LC-MOCT сбалансирован или близок к балансу, напряжение на входе VT2 составляет 1... 1,5 мВ, а на выходе выпрямителя (в контрольных гнездах ХТ1, ХТ2) — не более 2,5...3 В. Этого напря-^- жения недостаточно для срабатывания триггера Шмитта, и реле К1 остается обесточенным. При приближении человека к одной из ан­тенн изменяется емкость соответствующего плеча LC-моста относи­тельно общего провода, и напряжение в выходной диагонали моста (на R1) увеличивается. Соответственно возрастает постоянное напря­жение на входе порогового устройства. Когда напряжение между точ­ками А и Б превысит значение 4 В, триггер Шмитта срабатывает и контактная система реле включает исполнительный механизм (пуска­тель, электромагнит, звонок, лампу и т.д.). После удаления человека от антенны на достаточное расстояние (зависит от чувствительности устройства) напряжение U_AB снижается до уровня менее 4 В, триггер Шмитта отпускает и К1 обесточивается.

В устройстве применены постоянные резисторы МЛТ и УЛМ мощ­ностью 0,125 и 0,25 Вт, переменные резисторы СПЗ-13, терморезистор ММТ-4 или ММТ-1. Конденсаторы: постоянные КТ, КМ, КД (С1, СЗ с ТКЕ группы МЗЗ или М47), оксидные — типа К50-6, К50-12, под стро­енный — типа КПК-М.

В качестве VT2, VT3, VT5.. VT7 можно использовать любые крем- ' ниевые транзисторы малой мощности с допустимым напряжением «кол­лектор-эмиттер» и «коллектор-база» не менее напряжения источника питания, при этом допустимый ток коллектора транзистора VT7 дол­жен быть выше тока срабатывания реле К1. Допустимое напряжение «коллектор-эмиттер» транзистора VT4 должно не менее чем в два раза превышать напряжение источника пигания. В устройстве применено реле РЭС-9 (паспорт РС4.524.201 или РС4.524.200). Диоды Д311 можно заменить на диоды Д2, Д9. Трансформатор Т1 изготавливается на фер- ритовом броневом сердечнике Б22, марка феррита 1500НМЗ (1500НМ2).

Обмотки II и III содержат по 100 витков провода ПЭВ 0,15 и нама­тываются первыми одновременно в два провода. Первичная обмотка содержит 20...30 витков провода ПЭШО 0,2 и наматывается поверх вторичных обмоток. При монтаже трансформатор Т1 следует устано­вить на высоте 10 мм от поверхности платы при помощи распорной втулки (капроновая пробка).

В качестве трансформатора Т2 используется согласующий транс­форматор от транзисторного приемника, выполненный на магнитопро- воде из пермаллоя. Отношение витков первичной и вторичной обмо­ток должно быть в пределах 0,4...0,6. Электромагнитное реле К1 можно заменить на любое другое, рассчитанное на напряжение 12...14 В, при этом ток срабатывания не должен превышать допустимого тока кол­лектора транзистора VT7.

Монтаж всех деталей прибора кроме антенн выполнен на печат­ной плате размером 120x85x1,5 мм (рис. 4.8). При монтаже деталей на плате следует установить разделительный экран, который выполняет­ся из гнутого латунного уголка сечением 30x5x0,5 мм длиной 118 мм. Экран надежно соединяется с общей шиной устройства. Плата поме­щается в пластмассовый корпус определенных размеров. Внешние цепи подсоединяются с помощью штырьков и гнезд от прямоугольно­го разъема типа РП10.

Антенны WA1 и WA2 выполняются из алюминиевого или медного провода 00,2...3 мм и длиной 0,7...4 м, в виде прямого отрезка или рамки.

Налаживание прибора производят при отключенных антеннах. Мон­тажную плату устанавливают на временных жестких стойках из изоля­ционного материала длиной 40...50 мм, чтобы устранить влияние на LC-мост диэлектрических свойств столешницы рабочего стола. Затем поворачивают движок переменного резистора R1 влево по схеме до упора, подключают устройство к источнику питания и измеряют ток покоя в его цепи. Он не должен превышать величину 9... 11 мА. Затем медленно поворачивают движок R1 вправо.

Рис. 4.8. Печатная плата и размещение на ней деталей прибора «присутствия»

В какой-то момент должно включиться исполнительное реле Kl, что будет заметно по резкому возрастанию тока питания до 38...45 мА, в зависимости от типа К1. Затем балансируют LC-мост переменными резистором R2 и конденсатором С2. Момент наступления баланса оп­ределяют по минимуму напряжения в контрольных гнездах ХТ1, ХТ2. Движок R1 постепенно переводят в противоположное положение, при этом напряжение U_Ab должно составлять 1,5...2 В; при большом разба­лансе оно достигает уровня 8...9 В. Срабатывание реле К1 должно происходить при напряжении в контрольных гнездах 4...4,2 В.

Правильность работы устройства проверяется следующим образом:

♦ медленным и плавным вращением С2 устанавливают контрольное напряжение, близкое к состоянию баланса (3 В);

♦ при поднесении пальца руки к одному из гнезд XI или Х2 конт­рольное напряжение должно возрастать, при поднесении к дру­гому гнезду — снижаться.

Если при балансировке минимальное контрольное напряжение до­стигается при емкости С2 «максимум», следует к С2 параллельно под­паять конденсатор емкостью 1,5...7,5 пФ типа КТ с ТКЕ группы МЗЗ, М47 и вновь повторить балансировку. Если С2 при балансировке ока­жется в положении «минимум» — дополнительный конденсатор следу­ет припаять параллельно СЗ.

Настройка реле с подключенными антеннами выполняется аналогич­но, при этом положение тела оператора и его рук в пространстве должно быть таким, чтобы оказывать наименьшее влияние на антенны. При окон­чательной настройке реле переменным резистором R1 подбирают желае­мую чувствительность устройства. Под чувствительностью следует пони­мать максимальное расстояние между человеком и рабочей антенной в миллиметрах, при котором происходит срабатывание автомата.

Пример установки реле «присутствия» в небольшом помещении для автоматического включения света показан на рис, 4.9. Антенны и реле располагают на боковой стене. Прибор стараются расположить по возможности симметрично относительно обеих антенн. Блок питания, лампу накаливания и выключатель устанавливают в удобных для пользо­вания местах. Для повышения чувствительности вывод Х5 желательно соединить проводом 00,3...0,5 мм с заземленными элементами, напри­мер, водопроводной трубой. Антенны прячут под обоями или закрыва­ют декоративными накладками. При входе в комнату свет автоматичес­ки зажигается и горит, пока человек находится в помещении. Как толь­ко комната опустеет, свет автоматически гаснет.

При монтаже элементов реле в помещении следует избегать близко­го расположения антенн (менее 1 м) от источников электромагнитного

Рис. 4.9. Схема размещения элементов аппаратуры для фиксации человека в помещении:

1 — блок питания; 2 — антенна компенсационная;

3 — прибор; 4 — рабочая антенна

поля, например, холодильника, работающей стиральной машины, теле­визора и т.д., во избежание дестабилизирующего действия на настройку реле. Если стены выполнены из армированных панелей, то для повыше­ния чувствительности реле антенны желательно разместить на расстоя­нии 40...50 мм от поверхности стен.

В качестве блока питания можно использовать любой выпрямитель с транзисторным стабилизатором напряжения. Коэффициент стабилиза­ции источника должен быть не менее 100, а нагрузочная способность — не менее 50 мА. Обязательное требование — наличие надежной гальва­нической развязки между выходными цепями источника и сетью.

5.1.

5.2.

5.3.