Самодельная охранная сигнализация
К сожалению, спрос на охранную сигнализацию у нас все возрастает и возрастает. Причем специалистами особо ценятся самодельные сторожевые устройства, так как к ним злоумышленнику труднее подобрать «отмычку». Ведь в большинстве случаев собственная технология изготовления электронного сторожа обеспечивает ему повышенную степень секретности. Скорее всего именно поэтому среди многочисленных публикаций на тему охранной сигнализации так мало оригинальных и по настоящему интересных решений – опубликованные схемы становятся настоящими «учебниками» для нежелательных «гостей».
Но тем не менее мы приводим здесь описание достаточно эффективного и простого охранного устройства, универсального по техническим возможностям и несложного для самостоятельного изготовления.
Как известно, наиболее простые охранные системы реагируют на нарушение охранной электрической цепи (размыкание конечных выключателей, разрыв проводника шлейфа и т.д.), которое происходит при проникновении посторонних на защищенную территорию.
Принципиальная схема такого устройства приведена на рис. 1. Здесь на двери и окна помещения устанавливаются датчики, а территория окружается защитным шлейфом.
Рис. 1. Схема охранного устройства («С» – место подключения к схеме входных цепей отдельных каналов)
В схеме применены три транзистора, тиристор и два светодиода. Исполнительный (сигнальный) механизм Н может быть звуковым, световым или комбинированным. Датчиком охранной системы служит шлейф ШЛ1, подключенный к разъемам Х1 и Х2. Шлейф представляет собой петлю из провода, замыкающую накоротко электрическую цепь устройства. Вместо шлейфа (или последовательно с ним) к разъемам Х1 и Х2 разрешается подключить один или несколько нормально замкнутых концевых выключателей.
Работает схема следующим образом. Ток, протекающий через резистор R1, создает прямое смещение на базе транзистора VT1 и открывает его. При этом светодиод VD1 горит, сигнализируя о рабочем состоянии системы защиты в режиме ожидания.
Напряжение на коллекторе транзистора VT1 близко к нулю, поэтому транзисторы VT2 и VT3 закрыты, светодиод VD2 не горит, а тиристор VS1 закрыт.
При разрыве проводника шлейфа (или размыкании конечного выключателя) транзистор VT1 закрывается, что приводит к отпиранию транзисторов VT2 и VT3. Светодиод VD1 гаснет, светодиод VD2 загорается, сигнализируя о нарушении в охранной цепи, отпирается тиристор VS1, что и включает цепь звуковой или световой сигнализации Н. Лучше всего в цепь тиристора VS1 включить электромагнитное реле, управляющие выбранной вами сигнализацией (последняя подключается к источнику электропитания, минуя схему охранного устройства, так что не создает дополнительной нагрузки на блок питания). Заметим, что замыкание порванного шлейфа (или конечного выключателя) не приводит к прекращению сигнала – тиристор VS1 остается открытым до тех пор, пока система не будет выключена нормально замкнутой кнопкой – выключателем SB1.
При желании нетрудно усовершенствовать систему, предусмотрев несколько охранных цепей (шлейфов или групп концевых выключателей) для отдельных охраняемых объектов.
Схема многоканальной сигнализации приведена на рис. 2. Точнее здесь дана схема только с двумя независимыми каналами и шлейфовыми датчиками, но число каналов ограничивается лишь мощностью блока питания, причем в качестве датчиков в каналах подойдут не только шлейфы, но и конечные выключатели. Заметим, что входные цепи отдельных каналов не отличаются от входных цепей схемы, приведенной на рис. 1, а сигналы со всех каналов поступают на одну шину и подключаются к схеме (см. рис. 1) в точке «С».
Рис. 2. Схема входных цепей двухканальной сигнализаций
В схемах охранных устройств, приведенных на рис. 1 и 2, использованы следующие радиодетали. Транзисторы VT1 (VT1.1…VT1.n), VT2 и VT3 – КТ375А, светодиоды VD1 (VD1.1…VD1.n) – АЛ307В или АЛ307Г (зеленый цвет), диод VD2 – КД226Б, светодиод VD3 – АЛ307А или АЛ307Б (красный цвет), тиристор VS1 – КУ202А. Резисторы: R1 – 2,2 кОм, R2 – 10 кОм, R3 – 1 кОм, R4 – 10 кОм, R5 – 1 кОм, R6 – 10 кОм, R7 – 1 кОм. Конденсаторы: С1, С2 и С3 емкостью по 0,1 мкФ.
Шлейф ШЛ1 изготавливается из эмалированного провода диаметром 0,15…0,18 мм марки ПЭ, ПЭВ или ПЭВ-2. Длина провода до 0,5 км. Разъемы Х1 и Х2 – приборные типа КМ3, разъем Х3 – обыкновенная двухполюсная вилка.
При изготовлении устройства пригодны резисторы практически любых типов (МЛТ, ОМЛТ, УЛИ, УЛМ, МТ, ВС). Все конденсаторы – типа МБМ.
При выборе нагрузки тиристора VS1 необходимо учитывать рабочий ток тиристора и возможности блока питания. Указанная марка тиристора допускает ток нагрузки до 10 А, что позволяет включить несколько сигнальных автомобильных ламп. Тиристор, а также транзистор VT2 необходимо устанавливать на теплоотводе – алюминиевой пластине площадью порядка 13 см2.
Вместо транзисторов марки КТ375А подойдут другие транзисторы типа n-p-n малой и средней мощности, например, КТ315, КТ342А, КТ3102, МП35…МП38 и другие.
Светодиоды АЛ307 разрешается заменить любыми другими, подобрав соответственно номиналы резисторов R3 и R7 по рабочему току светодиодов. Желательно использовать в качестве VD1 излучатели зеленого свечения, а в качестве VD3 – красного.
Тиристор VS1 марки КУ202А заменит другой с подходящим током нагрузки.
Для сигнализации о нарушении не возбраняется воспользоваться извещателями, питающимися непосредственно от сети (или от аккумулятора), для чего в качестве нагрузки тиристора VS1 используют реле типа РЭС-10 (паспорт РС4.529.031). Данное охранное устройство подключается к источнику постоянного тока с напряжением 12 В.
На рис. 3 приведена принципиальная схема универсального блока питания, который позволяет питать охранное устройство не только от сети переменного тока, но и от 12-вольтового аккумулятора, причем переход на питание от аккумулятора при отсутствии напряжения в осветительной сети происходит автоматически.
Рис. 3. Схема блока питания
Блок питания содержит понижающий трансформатор Т1 с индикатором включения (неоновой лампочкой HL1), плавким предохранителем FU1 и выключателем сетевого напряжения SB1. Напряжение, снимаемое с понижающей обмотки II, выпрямляется мостом из диодов VD1…VD4 и поддерживается на заданном уровне интегральным стабилизатором – микросхемой DA1. Напряжение на выходе стабилизатора на 1,5…2 В больше напряжения заряженного аккумулятора GB1. Диод VD6 предотвращает возможность разряда аккумулятора через электронную схему блока питания, диод VD7 предохраняет аккумуляторную батарею GB1 от напряжения блока питания, а диод VD5 защищает интегральную микросхему DA1 от разрядного тока конденсатора С2.
Конденсаторы С1 и С2 фильтруют пульсации напряжения после выпрямителя, а резистор R4 выполняет роль имитатора нагрузки стабилизатора при отключенной полезной нагрузке.
Трехвыводная интегральная микросхема марки DV1084 позволяет получить стабилизированное напряжение до 32 В при токе нагрузки до 5 А.
Значение стабилизированного напряжения определяется резисторами R2 и R3: U=1,25x(1+R2/R3). Напряжение на входе микросхемы (вывод 3) должно быть выше напряжения стабилизации минимум на 3 В, но микросхема способна работать и при большей разнице входного и выходного напряжений.
В схеме блока питания используются следующие радиоэлементы. Трансформатор Т1 либо стандартный, например типа ТПП268-127/220-50 или ТН20-127/220-50, либо самодельный (о последнем ниже). Диоды VD1…VD4 – КД226А, диоды VD5, VD6 и VD7 – КД203А, интегральная микросхема DA1 – DV1084 (SD1084). Резисторы: R1 – 220 кОм, R2 – 860 Ом, R3 – 100 Ом, R4 – 100 кОм. Конденсаторы С1 и С2 – по 2000 мкФ типа К50 на напряжение 25 В. Индикаторная лампа HL1 – неоновая лампочка тлеющего разряда марки ТН-0,2, разъем Х1 – обыкновенная двухполюсная вилка, разъем Х2 – двухполюсная розетка, выключатель SB1 типа П1Т, плавкий предохранитель FU1 типа ПМ на ток 2 А.
Для изготовления устройства подойдут резисторы практически любого типа (ИЛТ, ОМЛТ, УЛИ, УЛМ, МТ, ВС). Силовые диоды VD1…VD4 заменит диодная сборка КЦ409Ж или 2Ц414А.
Вместо интегральной микросхемы DV1084 можно поставить импортные трехвыводные стабилизаторы напряжения LM317, LM338 (Sanyo), МА7812 и МА7815 (Tesla), mA7812UC (Philips) или отечественные микросхемы серии К142.
Понижающий трансформатор Т1 выполняет в схеме важную роль гальванической развязки между электрической сетью и элементами схемы охранного устройства, обеспечивая безопасность при прикосновении к токонесущим элементам охранного устройства. Поэтому использовать другие конструктивные решения для понижения напряжения нельзя.
Самодельный трансформатор лучше всего изготовить на базе телевизионного трансформатора кадровой развертки типа ТВК-110, ТВК-110Л1, ТВК-110Л2, ТВК-70 или TBK-70Л2. Для получения нужного напряжения следует отмотать от вторичной обмотки трансформатора 50 витков (вторичная обмотка содержит 146 витков и при подаче на первичную обмотку напряжения 220 В напряжение на «родной» вторичной составляет 25 В).
Подходящий трансформатор Т1 также можно изготовить, используя трансформаторное железо типа Ш, УШ или ШЛ. Сечение сердечника трансформатора 4…5 см2. При наличии броневого сердечника УШ 16x32 первичная обмотка I должна содержать 3100 витков провода диаметром 0,21 мм марки ПЭВ-2, а вторичная обмотка II – 180 витков провода той же марки диаметром 0,69 мм. Между первичной и вторичной обмотками желательно проложить слой экранирующей обмотки из провода ПЭВ-1 диаметром 0,21 мм (на схеме не показана) для повышения электрической безопасности охранного устройства. Заземленная экранирующая обмотка и надежная изоляция между «рабочими» обмотками обеспечивают надежную гальваническую развязку и безопасность эксплуатации трансформатора.
Для качественной работы схемы от сети и от аккумулятора в блоке питания необходима стабилизация напряжения (если выпрямленное напряжение окажется ниже напряжения на аккумуляторе, будет происходить постоянная разрядка последнего).
Сама же охранная система, выполненная по предлагаемым схемам, мало чувствительна к значению питающего напряжения, поэтому в том случае, если аккумулятор использовать не предполагается, можно просто отказаться от стабилизации питающего напряжения – работоспособность системы сохранится даже при колебаниях напряжения от 9 до 15 В. Таким образом в этом случае выпрямленное напряжение после конденсатора С1 фильтра подается непосредственно на охранный блок.
Однако простота предлагаемого охранного устройства «обеспечивает» ему и некоторые недостатки. Так, ток покоя системы достаточно высок и составляет около 15…20 мА на один охранный канал. Более совершенные (и более сложные) системы потребляют ток на порядок меньше.
Блок питания и сама схема охранного устройства монтируются отдельно в виде самостоятельных конструкций, помещенных в защитные корпуса.
На корпусе блока питания предусмотрены выключатель питания и индикатор включения. На корпусе охранного устройства, где помещаются все элементы охранной схемы независимо от числа охранных каналов, установлены сигнальные светодиоды и кнопка сброса сигнала. Светодиоды сигнализируют как о дежурном режиме каналов системы (зеленый сигнал), так и о нарушении границы охраняемого объекта (красный сигнал).
Клемные коробки для подключения шлейфов, линий конечных выключателей и сигнальных устройств лучше поместить в отдельные закрывающиеся корпуса.
Монтаж схем выполняется на печатных платах, внешний монтаж – многожильным монтажным проводом во влагостойкой изоляции.
Читателям интересующимся вопросами самостоятельного изготовления охранных устройств, рекомендую книгу Н.И. Сидорова «Устройства охраны и сигнализации для квартир, дач и автомобилей. Справочник домашнего мастера». СПб, Лениздат, 1996.
Это, пожалуй, единственный доступный широкому читателю источник информации по данному вопросу, который позволяет самостоятельно воспроизводить довольно сложные охранные системы.
