Емкостная охрана периметра: прибор «Радиан ОС-079»

Введение и контекст

Автор начинает видео с приветствия и обозначает тему — старая электроника и ностальгия. Он вспоминает, как много лет назад показывал место своей службы, и отмечает, что сейчас воинская часть выглядит запущенной, хотя предприятие, судя по появлению новых цехов на местах старых, живо.

Когда автор пришёл в воинскую часть, был интересный входной тест: давали железку и оценивали, что ты понимаешь и умеешь. Ему показали прибор охраны периметра. Автор не только починил прибор, но и детально рассказал, как он устроен и работает, что обеспечило ему военно-учётную специальность и весёлое прохождение двух лет службы.

Прибор «Радиан ОС-079» массово выпускался советской радиоэлектронной промышленностью и относился к охранным системам для периметра. Автор отмечает, что технологий охраны периметра много: от радарных систем до противоподкопных датчиков, но есть базовые системы, используемые практически всегда.

Принцип емкостной охраны

На картинке показаны антенные полотна системы емкостной охраны. Антенные полотна не бесконечны, имеют разрывы секций и висят на изоляторах. Если нарушитель с обратной стороны начнёт кусать колючую проволоку, система сработает, придут люди и зададут ненужные вопросы.

Система достаточно надёжная и не является изобретением наших времён. В первых системах не было ни FPGA, ни микроконтроллеров — это были сугубо аналоговые системы. Автору не удалось найти документацию на старые системы, но на новую реализацию он нашёл документацию в интернете.

Идея такова: есть провод нулевого потенциала, локально заземлённый, и два антенных полотна. Сравниваются как антенное полотно с нулевым потенциалом, так и полотна друг с другом. Это позволяет простыми техническими способами вычитать помехи. В более сложных схемах добавляется генераторный провод для компенсации внешних помех от сотовых телефонов, грозы и статического электричества, а также для защиты от воздействия на длинную линию связи.

Устройство прибора «Радиан ОС-079»

Автор показывает прибор «Радиан» своего армейского детства. Снизу находится разъём для подключения к докстанции, на которую прибор насаживался и крепился карбинами. Сверху — забавная ручка, с которой можно взять парочку приборов и идти по охраняемому периметру.

В лючке находятся основные настройки, конфигурация и средства проверки. Внизу расположена кнопка вскрытия, которую невозможно открыть без срабатывания; она достаточно чувствительная. Также есть переключатели чувствительности двух антенных полотен и два переключателя под крышечкой для настройки конфигурации антенных полотен; их закрывают, потому что конфигурацию почти никогда не меняют.

Средства проверки включают разъёмы А, Б и питание. Обычным тестером можно стать на разъёмы и продиагностировать или настроить прибор, посмотреть, что творится с антенными полотнами. Тут же предохранители. Порядок действий: вскрыл, записал, произвёл действие, проверил, закрыл, опечатал, ушёл.

Внутреннее строение

Автор заглядывает внутрь прибора и отмечает, что в этом экземпляре уже поковырялись нехорошие люди. Он сожалеет, что прибор представляет музейную ценность, но идеи важны, потому что прибор не один десяток лет охранял предприятие.

В правом верхнем углу стояло реле с посеребрёнными контактами, которое украли. Здесь же жил согласующий трансформатор, который делал отрицательное напряжение питания. Видны несколько транзисторов МП-42. Также разорили переключатели подстройки чувствительности — там были диски и резисторы.

Блок питания вверху — обычный линейный стабилизатор, который из 24 В делал напряжение для питания двух важных узлов. Под ним находятся два генератора сигналов (генератор один и генератор Д). Они делают частоты для левого и правого антенных полотен и соединяются с полотнами через согласующие трансформаторы в правом нижнем углу. Частота уходит на антенное полотно, возвращается через переключатели регулировки чувствительности на блок сравнения. Блок сравнения содержит трансформаторы на ферритовых горшках. Второй блок определял, шум это, импульс или реальная сработка, то есть это блок автоподстройки чувствительности.

Элементная база и надежность

По схеме прибор не сложнее самого примитивного металлоискателя: два генератора, блок согласования, детекторы и блок подстройки чувствительности. Больше ничего нет. Он простой, но это надёжное устройство. Сотни километров периметра было под охраной.

В приборе использованы транзисторы МП-42, реле с посеребрёнными контактами, согласующий трансформатор для отрицательного напряжения питания. Автор подчёркивает, что схема не сложнее примитивного металлоискателя, но обеспечивала охрану сотен километров периметра.

Заключение и выводы

Автор говорит, что интересные решения бывают не только на базе микроконтроллеров. Некоторые вещи прекрасно решались и 50 лет назад, и больше аналоговой техникой. То, что с трудом решается с цифрой, может быть решено на технологиях из шестидесятого года. Иногда нужно подсматривать, куда идти и что создавать.

Автор искренне рад, что ему удалось ещё раз взглянуть на это чудо инженерной мысли, потому что здесь есть интересные решения, по крайней мере, с трансформаторами и с методикой определения изменения ёмкости. Это здорово с точки зрения инженерной мысли, крайне интересно. Надеется, что это пригодится или хотя бы развлечёт зрителей.

Практика

Чек-лист по материалу

• Изучить принцип сравнения сигналов с двух антенных полотен и нулевого провода.
• Ознакомиться с расположением и назначением органов настройки и проверки прибора.
• Понять функцию двух генераторов и согласующих трансформаторов.
• Разобраться в работе блока сравнения и автоподстройки чувствительности.
• Оценить простоту и надежность аналоговой схемы по сравнению с современными цифровыми решениями.

Справка

Термины из видео

Емкостная охрана периметра

Способ обнаружения нарушителя, основанный на изменении емкости между антенными полотнами и землей при приближении или касании.

Антенное полотно

Провод или система проводов, закрепленных на изоляторах, образующих чувствительный элемент емкостной системы охраны.

Блок сравнения

Узел прибора, который сравнивает сигналы с антенных полотен и нулевого провода для выделения полезного сигнала на фоне помех.

Автоподстройка чувствительности

Блок, который автоматически регулирует порог срабатывания, отличая реальное изменение емкости от шумов и импульсных помех.

Согласующий трансформатор

Трансформатор, обеспечивающий согласование выхода генератора с антенным полотном и гальваническую развязку.