Простая охранная сигнализация с контролем шлейфа

Принцип работы

Сигнализация срабатывает не только при обрыве шлейфа, но и при коротком замыкании проводов. Это достигается за счет использования LC-генератора, который чувствителен к изменению параметров цепи, включая как разрыв, так и замыкание.

На транзисторе Т1 собран LC генератор по схеме ёмкостной трёхточки. Эта схема обеспечивает стабильную генерацию на заданной частоте, которая зависит от индуктивности катушки и емкостей конденсаторов, включенных в колебательный контур.

С выхода генератора через конденсатор C4 частота подаётся на каскад на транзисторе Т2. Таким образом, сигнал с генератора передается на последующий усилительный каскад для дальнейшей обработки.

Схема и компоненты

Каскад на Т2 собран по рефлексной схеме. Это означает, что транзистор Т2 выполняет одновременно функции усиления и детектирования, что позволяет упростить схему и уменьшить количество компонентов.

Переменное напряжение с базы Т2 усиливается и через C5 поступает на удвоитель напряжения на диодах D1 и D2. Удвоитель напряжения преобразует переменное напряжение в постоянное, увеличивая его амплитуду для дальнейшего использования.

Отрицательное напряжение через R4 подаётся на базу Т2 и запирает его. Это создает обратную связь, которая стабилизирует работу каскада и предотвращает ложные срабатывания.

Устойчивое состояние

В устойчивом состоянии ток в коллекторной цепи транзистора Т2 недостаточен для срабатывания реле. Это означает, что реле находится в обесточенном состоянии, и нагрузка, управляемая им, отключена. Такое положение сохраняется при условии целостности шлейфа, то есть когда проволочный шлейф не имеет обрывов и коротких замыканий.

Сопротивление шлейфа в эмиттерной цепи коллектора Т1 составляет примерно 2,7 кОм. Это сопротивление задаёт рабочую точку транзистора Т1 и обеспечивает необходимый режим работы генератора, который поддерживает устойчивое состояние. Благодаря этому сопротивлению ток через Т1 остаётся в заданных пределах, что предотвращает ложное срабатывание реле.

Настройка шлейфа

Резистор номиналом 27 кОм, определяющий сопротивление шлейфа, устанавливается на самом дальнем конце проволочного шлейфа. Такое расположение позволяет контролировать целостность всей линии: если где-то в шлейфе произойдёт обрыв или короткое замыкание, это приведёт к изменению сопротивления, что будет обнаружено схемой.

При обрыве или коротком замыкании шлейфа происходит срыв генерации. Это связано с тем, что изменение сопротивления нарушает условия самовозбуждения генератора, построенного на транзисторах Т1 и Т2. В результате ток в коллекторной цепи Т2 возрастает до уровня, достаточного для срабатывания реле, что сигнализирует о неисправности шлейфа.

Срабатывание сигнализации

В нормальном режиме работы на транзистор Т2 поступает напряжение генератора и запирающее напряжение с диодов D1 и D2, что удерживает его в закрытом состоянии. При срыве генерации на Т2 перестают поступать оба этих напряжения, и транзистор открывается за счёт тока, протекающего через резистор R3 в его базовой цепи.

Когда транзистор Т2 открывается, через его коллекторную цепь начинает протекать ток, достаточный для срабатывания реле. Реле, в свою очередь, замыкает контакты и включает исполнительную схему — например, звонок или световой индикатор. Таким образом, отсутствие генерации немедленно приводит к активации сигнализации.

Параметры и питание

Для корректной работы схемы необходимо выбрать реле с напряжением срабатывания 5 В и потребляемым током не более 50 мА. Это обеспечивает надёжное срабатывание при питании схемы от источника постоянного тока напряжением 6 В, которое подаётся на схему.

На экране приведена распиновка транзисторов КТ503 и КТ3102, используемых в схеме. Правильное подключение выводов транзисторов в соответствии с распиновкой гарантирует их корректную работу и предотвращает ошибки монтажа.

Практика

Чек-лист по материалу

• Установите резистор 27 кОм на дальнем конце шлейфа.
• Проверьте целостность шлейфа и отсутствие коротких замыканий.
• Подключите реле с напряжением 5 В и током не более 50 мА.
• Подайте питание 6 В постоянного тока.
• Проверьте срабатывание при обрыве и коротком замыкании шлейфа.

Справка

Термины из видео

Шлейф сигнализации

Проводная линия, соединяющая датчики или концевые элементы, состояние которой контролируется сигнализацией.

LC генератор

Генератор электрических колебаний, в котором частота определяется индуктивностью (L) и ёмкостью (C) колебательного контура.

Ёмкостная трёхточка

Схема LC-генератора, в которой ёмкостной делитель образует цепь обратной связи.

Рефлексная схема

Схема, в которой один транзистор используется одновременно для усиления и детектирования сигнала.

Удвоитель напряжения

Схема, преобразующая переменное напряжение в постоянное с удвоением амплитуды.

Срыв генерации

Прекращение колебаний генератора из-за нарушения условий возбуждения.