Detektor akustyczny. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Detektor akustyczny. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Bezpieczeństwo i ochrona

Komentarze do artykułu

Czytelników zapraszamy na oryginalny czujnik antywłamaniowy, przeznaczony do ochrony okien w pokoju

W ostatnich latach w literaturze radiotechnicznej pojawiło się wiele publikacji na temat urządzeń zabezpieczających. I to oczywiście nie jest przypadkowe, temat ochrony własności jest bardzo istotny.

Istnieje wiele urządzeń zabezpieczających opartych na różnych zasadach fizycznych [1]. Wszystkie przeznaczone są do ochrony samochodów, magazynów, biur, mieszkań i innych obiektów. Integralną częścią każdego takiego urządzenia jest „czujka bezpieczeństwa” – narzędzie techniczne, które sygnalizuje nieuprawnione wtargnięcie do chronionego obiektu i generuje alarmy [2].

Rozważmy jeden konkretny przykład. Załóżmy, że musisz zablokować możliwość włamania do mieszkania przez otwór okienny. Przez otwór okienny możesz przejść na dwa sposoby. Pierwsza to otwarcie ruchomych części ramy (okna) bez rozbijania szyby, druga to rozbicie szyby (zbicie, przecięcie, odsłonięcie szyby) bez otwierania ruchomych części ramy.

Tradycyjnie do ochrony w pierwszym przypadku stosuje się magnetyczne czujki dotykowe SMK-1, SMK-3, IO 102-4, IO 102-5, IO 102-6. W drugim przypadku - elektryczne czujki kontaktowe (folia aluminiowa), powierzchniowe czujki stykowo-wstrząsowe typu "Okno". Środki te oczywiście nie „ozdobią” wnętrz salonów i stwarzają dodatkowe problemy dla właścicieli, na przykład podczas mycia okien. Ponadto kwestia tajemnicy urządzenia zabezpieczającego nie została rozwiązana. To prawda, że \uXNUMXb\uXNUMXbnadal możemy polecić detektory dźwięku powierzchniowego typu „Szkło”, ale ich koszt jest dość wysoki.

Czujki akustyczne mogą spełniać wiele wymagań [3]. Zasada ich pracy jest następująca. Mikrofon BM1 (rys. 1) odbiera sygnały akustyczne z otoczenia, które zamieniane są na napięcie przemienne o odpowiedniej częstotliwości i amplitudzie, podawane są do wzmacniacza liniowego o wzmocnieniu k, a z jego wyjścia do emitera BA1, gdzie zachodzi odwrotna konwersja na dźwięk. Sygnał odtwarzany przez emiter rozchodzi się w otoczeniu ze współczynnikiem transmisji β i mieszając się z dźwiękami otoczenia trafia na wejście mikrofonu BM1, gdzie jest ponownie przetwarzany, następnie wzmacniany itd. Mamy więc sprzężenie zwrotne między mikrofonem a nadajnikiem, które zamyka się w środowisku zewnętrznym.

Detektor akustyczny

Jeśli wzmacniacz jest wąskopasmowy, to z całego spektrum sygnałów akustycznych docierających do mikrofonu emiter odtworzy tylko te, które mieszczą się w paśmie częstotliwości wzmacniacza. Wybierając obszar częstotliwości roboczych w zakresie od 10 do 15 kHz. możliwe jest wyciszenie wielu zakłóceń audio, które leżą głównie w zakresie poniżej 10 kHz.

Z teorii wiadomo, że oscylacje nietłumione występują w urządzeniu wzmacniającym ze sprzężeniem zwrotnym (tryb samowzbudzenia), jeżeli sprzężenie zwrotne jest dodatnie (równowaga faz), a iloczyn współczynników przenoszenia kanału do przodu k i wstecznego β jest większy lub równy do jedności (bilans amplitudy), to kβ> 1. Gdy nie są spełnione warunki równowagi fazowej lub równowagi amplitudy, urządzenie znajduje się w stanie stabilnym, tj. W trybie wzmocnienia liniowego. Zmieniając współczynnik transmisji β można sterować stanem rozważanego urządzenia.

Zasada ta jest wykorzystywana w działaniu czujki akustycznej. Aby chronić okno, mikrofon umieszcza się między ramami otworu okiennego (przy odrobinie wysiłku można go bardzo dobrze zamaskować), a wzmacniacz i nadajnik umieszcza się w pomieszczeniu. W ten sposób mikrofon i nadajnik są oddzielone szklaną przegrodą, a akustyczne sprzężenie zwrotne między nimi jest osłabione. Na wyjściu wzmacniacza amplituda napięcia jest pomijalna.

Jeśli intruz spróbuje dostać się do mieszkania przez okno (otwiera okno lub okno, wybija lub odsłania szybę), pomiędzy mikrofonem a nadajnikiem dojdzie do połączenia akustycznego i urządzenie zostanie wzbudzone. Amplituda napięcia na wyjściu wzmacniacza wzrośnie wielokrotnie.

Podłączając urządzenie progowe do wyjścia wzmacniacza, otrzymujemy detektor akustyczny (ryc. 2).

(kliknij, aby powiększyć)

Aktywny filtr środkowoprzepustowy jest montowany na wzmacniaczu operacyjnym DA1. Jego wzmocnienie wynosi 1000 przy częstotliwości rezonansowej 11 kHz, szerokość pasma wynosi 800 Hz. Tranzystory wyjściowe VT1 i VT2 działają w trybie klasy B, dzięki czemu pobór mocy w trybie czuwania jest minimalny. Wzmocnienie urządzenia można regulować za pomocą rezystora R4 w zakresie od 2 do 20 razy. Jest to konieczne, aby wyregulować czułość czujki po umieszczeniu jej na obiekcie. Z wyjścia wzmacniacza sygnał trafia do głowicy dynamicznej BA1 i do urządzenia progowego, które jest zmontowane na tranzystorach VT3, VT4, diodzie VD1 i diodzie Zenera VD2.

W trybie gotowości tranzystory VT3 i VT4 są zamknięte, a na wyjściu urządzenia progowego występuje niski poziom. Gdy urządzenie, z powodu wyżej wymienionych okoliczności, zostanie wzbudzone, na podstawie VT3 pojawi się napięcie dodatnie. Jeśli przekroczy napięcie progowe ustawione przez diodę Zenera VD2, tranzystory VT3 i VT4 otwierają się. Na wyjściu urządzenia progowego pojawia się sygnał „Alarm” - napięcie dodatnie około 15 V. Napięcie to może być wykorzystane jako napięcie sterujące dla różnych urządzeń końcowych.

Oprócz tych wskazanych na schemacie można użyć OU K140UD6, mikrofonu MD-52, głowicy dynamicznej 10GDV-2 lub 10GDV-4. Kabel do podłączenia mikrofonu musi być ekranowany.

Czujkę konfiguruje się bezpośrednio w obiekcie. Przy zamkniętym oknie rezystor R4 ustawia maksymalne wzmocnienie (a tym samym maksymalną czułość). Jeśli w tym przypadku wystąpi samowzbudzenie, wzmocnienie jest zmniejszane, aż do zatrzymania. Następnie okno (okno) zostanie otwarte lub szyba usunięta - urządzenie należy ponownie wzbudzić, a na wyjściu urządzenia progowego pojawi się sygnał „Alarm”. Może się zdarzyć, że urządzenie się nie wybudzi. Następnie musisz wybrać względną pozycję nadajnika i mikrofonu. Należy pamiętać, że pożądane jest umieszczenie ich tak, aby były skierowane na siebie. Prąd pobierany przez czujkę w stanie czuwania wynosi 6 mA z zasilania -15 V i 8 mA z zasilania +15 V. Prąd w trybie alarmowania nie przekracza 260 mA z każdego źródła.

Działanie urządzenia zmontowanego według zaproponowanego schematu testowano przez 30 dni na oknach o wymiarach 70x115 cm (wieczorem) i 120x170 cm (w ciągu dnia). Podczas otwierania okna (w tym przypadku β zmienia się o około 30 dB) czujka zawsze dawała sygnał „Alarm”. Podczas kontroli nie odnotowano fałszywych alarmów.

Tym samym doświadczenie eksploatacyjne opisywanego urządzenia pozwala mówić o perspektywach jego zastosowania. Ponadto z powodzeniem może służyć do ochrony innych przedmiotów, takich jak sejfy.

Dodatek. Mikrofon elektretowy w detektorze akustycznym

W konstrukcji opisanej w moim artykule „Detektor akustyczny” jako czujnik dźwięku zastosowano mikrofon elektrodynamiczny. Uprościło to maksymalnie podłączenie czujnika do układu DA1. Jednak pomimo niewielkich rozmiarów mikrofonu dynamicznego ( kilka centymetrów), jego montaż i maskowanie dla niektórych może być żmudnym zadaniem.

W związku z tym postanowiłem zmodyfikować obwód wejściowy wzmacniacza w taki sposób, aby możliwe było podłączenie mikrofonu elektretowego. Urządzenia te wypadają korzystnie w porównaniu z ich małymi gabarytami. Na przykład mikrofon typu CZN-15E, wyjęty ze starego importowanego magnetofonu kasetowego, ma tylko 10 mm średnicy i 6 mm wysokości. Oczywiście łatwiej jest zainstalować i ukryć taki czujnik.

Rysunek przedstawia schemat podłączenia mikrofonu elektretowego do wzmacniacza detektora akustycznego. Na jego płytce zamontowane są nowo wprowadzone rezystory R14, R15 oraz kondensator C11. Mikrofon należy podłączyć przewodem ekranowanym.

Detektor akustyczny

Dopuszcza się stosowanie w projekcie innych mikrofonów elektretowych. Zaznaczam, że przy takiej wymianie czułość detektora wzrasta, a zatem w tym przykładzie wykonania można zwiększyć odległość między mikrofonem a głowicą dynamiczną BA1.

literatura

Nilov V. A., Chlenov A. N., Shakirov F. A. Techniczne środki przeciwpożarowe i alarmy bezpieczeństwa. - M.: NOU "Takir", 1998.
GOST 26342-84. Środki ochrony, systemy przeciwpożarowe i przeciwpożarowe. Rodzaje, podstawowe parametry i rozmiary.
Shepitko GE Adaptacyjne czujki bezpieczeństwa: informacje ogólne. - M.: GNITSUI, 1985.

Autor: I.Miedwiediew, Briańsk

Zobacz inne artykuły Sekcja Bezpieczeństwo i ochrona.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Dostęp do systemów inteligentnego domu z samochodu 07.07.2016

Volkswagen Group i LG Electronics podpisały protokół ustaleń w celu wspólnego badania i rozwoju sieciowej platformy motoryzacyjnej nowej generacji.

Specjaliści obu firm będą pracować nad projektem Cross-Over-Platform Grupy Volkswagen, którego celem jest rozszerzenie możliwości sieciowych samochodów i poprawa komfortu pasażerów. Platforma, która będzie oparta na najnowszych osiągnięciach w dziedzinie technologii chmurowych, zapewni kierowcom bezproblemowy dostęp do różnych systemów cyfrowych, takich jak „inteligentny dom” i usług związanych z określaniem lokalizacji użytkownika – podała firma.

Tym samym w najbliższych latach wysiłki obu firm będą skoncentrowane na rozwoju: technologii połączenia samochodu z możliwościami sieciowymi „inteligentnego domu”, które pozwolą kierowcom sterować systemami domowymi (oświetlenie, alarmy antywłamaniowe, gospodarstwo domowe). urządzenia) z samochodu; kontekstowa izba rozliczeniowa w celu bezpiecznego dostarczania kierowcy informacji i porad w czasie rzeczywistym; system informacyjno-rozrywkowy nowej generacji dla samochodów połączonych.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Nowe lampy LED od LG

▪ Słuchawki douszne Urbanista Phoenix TWS z wbudowaną baterią słoneczną

▪ Nowa rola DNA

▪ Innowacyjny kod kreskowy

▪ IHLP-6767DZ-11 — wysokoprądowe niskoprofilowe cewki indukcyjne

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Warsztat domowy. Wybór artykułów

▪ Artykuł Ptasie mleko. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Za jaką zieloną rewolucję Norman Borlaug otrzymał Pokojową Nagrodę Nobla? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Ładowacz pracujący w organizacji handlowej. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy