Технические средства, затрудняющие возможность несанкционированного использования автомобиля, пока остаются его необходимым оснащением. Несмотря на широкую номенклатуру предлагаемых фирменных электронных систем защиты, в технической литературе продолжается публикация новых конструкций, обладающих различными охранными функциями. Это позволяет владельцам машин выбрать для каждого практического случая противоугонное устройство с требуемым набором сервисных характеристик и наиболее приемлемым соотношением цена/качество.
Блокиратор относится к группе так называемых VRS-устройств (Vehicle Recovery System - система возврата угнанного автомобиля)( Крючков В. Электроника против грабителя. - За рулем, 1996, № 7, с. 40). Они начинают работать сразу после угона автомобиля злоумышленником. Хотя известно немало таких устройств, все они, как правило, зарубежного производства, и цена их доступна далеко не каждому.
В описываемом ниже варианте блокиратора использованы компоненты производства стран СНГ. Это обусловливает невысокую стоимость изделия в целом. К тому же набор выполняемых им функций весьма широк, а применение цифрового принципа формирования временных интервалов, защита от помех и перегрузок обеспечивают высокую надежность.
Блокиратор может быть установлен на любую модель автомобиля, оснащенного двигателем с искровой системой зажигания и номинальным напряжением в бортовой сети 12 В. Принцип действия устройства заключается в том, что после включения зажигания и запуска двигателя оно дает водителю некоторое время для того, чтобы нажать на секретную кнопку (или замкнуть геркон), переключив тем самым систему защиты в исходное состояние. Если этого не сделать, то устройство сначала подаст предупредительный местный звуковой сигнал, а затем выключит зажигание и включит аварийную звуковую (и световую - лампы указателя поворотов) сигнализацию.
При нападении на водителя, когда его насильственно выталкивают из машины во время кратковременной остановки с работающим двигателем и открытой дверью, устройство также срабатывает. В случае, когда водителю требуется, не выключая двигателя, открыть дверь, он должен после этого нажатием на секретную кнопку "обнулить" блокиратор, иначе через 16 с прозвучит предупредительный сигнал, а еще через 16 с - сигнал тревоги с одновременным выключением двигателя.
Принципиальная электрическая схема блокиратора, подключенного к бортовой сети автомобиля, представлена на рис. 1, а циклограмма работы - на рис. 2. Устройство не имеет выключателя питания и постоянно пребывает в дежурном режиме. При этом триггеры DD1.1 и DD1.2 находятся в нулевом состоянии. Низким уровнем с прямого выхода триггера DD1.1 тактовый генератор на элементах DD2.1 и DD2.2 заторможен, счетчик DD3 обнулен. Генераторы, собранные на элементах DD4.1, DD4.2 и DD4.3, DD4.4, также заторможены. В дежурном режиме блокиратор потребляет ток около 0,5 мА.
(нажмите для увеличения)
При включении зажигания на вывод 1 блокиратора поступает напряжение питания, через резистор R10 протекает ток базы транзистора VT3 и он открывается - срабатывает реле зажигания К1. Одновременно на вход S триггера DD1.1 через разряженный конденсатор С1 и резистор R7 приходит короткий импульс, который устанавливает триггер в состояние 1. Высокий уровень с прямого выхода триггера запускает тактовый генератор DD2.1, DD2.2. Номиналы цепи R18C9 подобраны таким образом, что генератор работает на частоте около 1 Гц.
Выход тактового генератора через резисторы R19, R22 и R23 связан соответственно с тактовым входом двоичного пятиразрядного счетчика DD3, с управляющим входом генератора DD4.1, DD4.2 (через промежуточный резистор R24) и с базой транзистора VT7. Счетчик DD3, находившийся в нулевом состоянии, начинает подсчет импульсов тактового генератора (отсчет времени). В течение 16 с на выходах 16 и 32 счетчика действует низкий уровень напряжения, диоды VD8 и VD9 открыты и импульсы тактового генератора не достигают входа генератора DD4.1, DD4.2 и транзистора VT7.
Если до истечения этого времени на вывод 3 устройства кратковременно подать бортовое напряжение замыканием контактов кнопки SB1 (геркона или любым другим способом), триггер DD1.1 переключится в исходное состояние и запретит работу тактового генератора DD2.1, DD2.2. Дифференцирующая цепь С4R12 сформирует импульс, который обнулит счетчик DD3 и запустит одновибратор, собранный на триггере DD1.2.
При запуске и обратном переключении одновибратора в точке соединения диодов VD5 и VD6 будут сформированы два импульса высокого уровня длительностью 0,1...0,2 с с интервалом между ними 0,5...0,7 с. Поступив на запускающий вход генератора DD4.3, DD4.4 (на вывод 1 элемента DD4.3), они вызовут появление двух пачек прямоугольных импульсов с частотой около 2500 Гц, которые через резистор R32 пройдут на вход двухтактного усилителя мощности на транзисторах VT9 и VT10. Нагрузка усилителя - пьезокерамический звукоизлучатель НА1 - воспроизведет два коротких звуковых сигнала, подтверждающих возвращение устройства в дежурный режим. В этом состоянии устройство может находиться сколь угодно долго, удерживая реле зажигания включенным.
Если к моменту появления в четвертом разряде счетчика DD3 (на выходе 16) высокого уровня на вывод 3 блокиратора не поступило обнуляющего импульса, диод VD8 закроется и разрешит работу генератора DD4.1, DD4.2, который начнет вырабатывать импульсную последовательность частотой около 10 Гц. Совместная работа тактового генератора и генераторов DD4.1, DD4.2 и DD4.3, DD4.4 дает серию из 16 звуковых сигналов, напоминающих водителю о необходимости остановить отсчет времени подачей обнуляющего импульса на вывод 3 устройства.
В случае, когда обнуляющий импульс отсутствует, через 32 с в пятом разряде счетчика DD3 (на выходе 32) появляется высокий уровень, через резистор R21 начинает протекать ток базы транзистора VT2, он открывается и закрывает транзистор VT3, что приводит к выключению реле зажигания К1 и остановке двигателя. Диод VD8 снова открывается и останавливает генераторы DD4.1, DD4.2 и DD4.3, DD4.4 - прекращается предупреждающий звуковой сигнал.
Диод VD9 закрывается, и через резистор R23 начинают протекать импульсы тока базы транзистора VT7. Транзисторы VT7 и VT8 начинают открываться и закрываться с частотой тактового генератора и периодически включают реле К3 и К4 звуковой и световой сигнализации автомобиля.
Кроме этого, через резистор R28 начинает протекать ток базы транзистора VT5. Транзисторы VT5 и VT6 открываются, и срабатывает реле К2 сирены, которая может быть применена как альтернатива или дополнение имеющемуся звуковому сигналу.
На входах элемента DD2.3 присутствует высокий уровень, а на выходе - низкий, поэтому диод VD7 открыт и запрещает поступление импульсов тактового генератора на вход счетчика DD3. До тех пор, пока зажигание не будет выключено (пока не будет снято напряжение с вывода 1 устройства), состояние счетчика DD3 не изменится, обмотка реле зажигания К1 будет обесточена, а звуковая и световая сигнализация включены. Этому состоянию соответствует интервал времени t на циклограмме (рис. 2). Его длительность зависит от того, как скоро ключ в замке зажигания будет возвращен в положение "Зажигание выключено".
Сразу после этого конденсатор С8 быстро разряжается через диод VD4 и резистор R5, на верхнем по схеме входе элемента DD2.3 появляется низкий уровень, а на выходе - высокий. Диод VD7 закрывается, работа счетчика DD3 продолжится еще в течение 32 с, пока не произойдет его переполнение и обнуление всех разрядов. Переход к низкому уровню на выходе 32 вызовет минусовой перепад напряжения на входе инвертора DD2.4. С его выхода короткий импульс высокого уровня через диод VD13 поступает на вход R триггера DD1.1 и возвращает блокиратор в дежурный режим подобно обнуляющему импульсу на выводе 3. Если повторно запустить двигатель, цикл работы повторится.
Конденсатор С8, резистор R11 и диод VD4 составляют цепь подавления импульсов дребезга контактов замка зажигания. При ее отсутствии, если выключение замка зажигания совпадет во времени с высоким уровнем на выходе тактового генератора, пачка "дребезговых" импульсов контактной группы замка зажигания через элемент DD2.3 будет передана на вход счетчика DD3 и может сразу вызвать его переполнение и возвращение устройства в дежурный режим. Это сделает возможным повторный пуск двигателя и тем самым снизит эффективность устройства.
Конденсатор С8 также предотвращает прохождение на тактовый вход счетчика DD3 импульсов, которые могут быть созданы периодическим включением и выключением замка зажигания. Таким образом, установленный временной интервал (32 с) блокирования зажигания, а также работы звуковой и световой сигнализации является минимально возможным.
Как уже отмечалось, блокиратор вступает в работу не только в момент угона автомобиля, но и когда им овладевают насильственным путем. В этом случае при открывании двери замыкаются контакты дверного выключателя SF1 и вывод 2 устройства оказывается соединенным с корпусом автомобиля. Транзистор VT1 открывается и переключает триггер DD1.1 в единичное состояние. Начинается отсчет времени так же, как при включении зажигания.
Инвертор, собранный на транзисторе VT4, запрещает работу генераторов DD4.1, DD4.2 и DD4.3, DD4.4 в третьей четверти цикла (рис. 2), когда на выходе 16 счетчика DD3 высокий уровень, но предупреждающий звуковой сигнал в этой ситуации уже не нужен. Конденсатор C3 позволяет установить триггер DD1.1 в исходное (нулевое) состояние при первом включении устройства. Конденсатор С2 снижает действие помех на входе S триггера DD1.1. Диоды VD3 и VD12 защищают входы соответствующих элементов, а диоды VD10, VD14 и VD16 - транзисторы VT3, VT6 и VT8 от пробоя ЭДС самоиндукции, возникающей в обмотках реле при быстром закрывании транзисторов. Диоды VD15, VD18 и VD19, а также VD20, VD21 служат для развязки устройства от цепей электрооборудования автомобиля.
Для питания основных узлов блокиратора предусмотрен стабилизатор напряжения на стабилитроне VD17 и транзисторе VT11. Конденсатор С13 подавляет помехи, возникающие при работе приборов электрооборудования автомобиля.
Блокиратор смонтирован на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы представлен на рис. 3. В устройстве использованы резисторы МЛТ-0,25 или МЛТ-0,125, конденсаторы - из серии КМ, оксидные - К50-35.
Большинство резисторов на плате установлено "стоймя" (перпендикулярно плате). Оксидные конденсаторы С8 и С13 размещены над корпусами микросхем DD2 и DD4 соответственно. На плате предусмотрены фольговые площадки для монтажа конденсаторов С2, С10 и С11 как обычных, так и в исполнении для поверхностного способа - со стороны печати (С11 составляют из двух по 0,033 мкФ).
Транзисторы КТ315Г можно заменить на КТ315Б, КТ315Е, а КТ361Г - на КТ361Б, КТ361Е. Вместо КТ815Г подойдут транзисторы КТ815Б, КТ815В или КТ817 с любым буквенным индексом. Диоды КД102А можно заменить на КД521А, КД522А, КД510А или любые другие с максимальным прямым током 100 мА. Стабилитрон VD17 - любой маломощный на напряжение 9...10 В; на рис. 3 показана его полярность в стабилитронном включении.
Пьезокерамический звукоизлучатель НА1 закреплен на плате на собственных проволочных стойках, которые предварительно нужно отпаять и припаять заново перпендикулярно плоскости корпуса излучателя. Стойки впаивают в плату в отверстия, обозначенные на рис. 3 буквами А, и обеспечивают этим не только крепление, но и электрический контакт корпуса с общим проводом. Два гибких вывода впаивают в два отверстия платы, отмеченные буквой Б.
Плату с деталями устанавливают в пластмассовую коробку подходящих размеров, в стенке которой напротив пьезозвукоизлучателя сверлят несколько мелких отверстий. Коробку размещают в салоне автомобиля в труднодоступном месте (например, за приборной панелью). Место установки секретной кнопки SB1 следует хорошо продумать. Она должна быть доступна, но, по возможности, малозаметна. Устройство подключают к системе электрооборудования автомобиля гибкими проводами (например, ПГВА) сечением 0,5...1 мм2 .
При исправных деталях и правильно выполненном монтаже устройство начинает работать сразу. Иногда требуется подобрать резисторы R18, R26 и R31. Подборкой резистора R18 устанавливают желаемые временные интервалы в циклограмме. От сопротивления резисторов R26 и R31 зависит частота генераторов DD4.1, DD4.2 и DD4.3, DD4.4 соответственно. При необходимости подборку можно вести не по частоте генераторов, а по громкости предупредительного сигнала.
По окончании регулировки и проверки блокиратора в работе плату следует покрыть тонким слоем эпоксидного компаунда - это повысит жесткость монтажа и влагостойкость устройства в целом. "Поверхностные" конденсаторы на плате нуждаются в обязательной защите компаундом.
Автор: С.Рыжков, г.Бишкек, Киргизия