У радіоаматорський літературі є чимало описів пристроїв охоронної сигналізації для автомобілів. Однак більшість цих пристроїв не можна використовувати для охорони іншого популярного засобу пересування - мотоцикла. Автор публікується нижче статті розробляв свою конструкцію спеціально для "двоколісного друга" і вважає, що вона цілком відповідає поставленої мети.
У період збирання лісових дарів природи мотоцикли, самотньо стоять уздовж доріг і просік, стають легкою здобиччю зловмисників. Правда, викрадають мотоцикли рідко, а ось розбирають їх, крадуть пальне, поки господарі збирають ягоди або гриби, досить часто.
Пропонований сторож реагує навіть на слабкий удар по корпусу мотоцикла та негайно подає сигнал тривоги. Причому сигнал - музичний і, природно, відрізняється від традиційних тривожних сигналів. Власник легко впізнає його серед інших.
При розробці охоронного пристрою довелося відразу відмовитися від використання звукового сигналу, встановленого на мотоциклі, так як він споживає від акумуляторної батареї занадто великий струм. Описуваний ж сторож в черговому режимі споживає не більше 1,5 мА, а в режимі тривоги - до 400 мА.
У пристрої застосовано датчик, подібний описаному в [1]. Основою його служить пьезоизлучатель ЗП-22, встановлений на плату без доопрацювання. Датчик можна розташувати в будь-якому місці мотоцикла, на ефективність роботи сторожа це істотного впливу не робить.
Електрична принципова схема охоронного пристрою зображена на рис. 1. При ударі по корпусу мотоцикла в датчику BQ1 виникає сигнал змінного струму, який надходить на вхід компаратора, зібраного на ОУ DA1. Поріг спрацьовування компаратора встановлюють підлаштування резистором R2. Верхнє за схемою положення движка резистора R2 відповідає мінімальній чутливості пристрою.
Якщо амплітуда негативних півхвиль сигналу датчика менше напруги на резисторі R2, транзистор VT1, що працює в режимі перемикання, залишається закритим, а вихідна напруга на його колекторі має низький рівень. Як тільки амплітуда півхвиль перевищить напругу на резисторі R2, вихідна напруга транзистора VT1 буде являти собою послідовність прямокутних імпульсів. Діод VD1 збільшує зону нечутливості транзистора VT1.
Операційний підсилювач DA1 працює в режимі максимального посилення. Струм, споживаний ОП, залежить від струму, що протікає через висновок 8; резистор R5 нормує цей струм. Якщо він знаходиться в межах 1,5...15 мкА, тоді струм, споживаний ОП DA1, дорівнює 36...170 мкА. Опір резистора R5 (в мегаомах) розраховують за формулою [2]: R5 = (u піт-0,7)/I8, де Uжив - напруга живлення ОУ,; I8 - струм через висновок 8, мкА.
Прямокутні імпульси з колектора транзистора VT1 надходять на вхід S тригера DD1.1, що призводить до переключення його в одиничний стан. На прямому виході тригера встановлюється високий рівень. Наступні імпульси, що надходять з колектора VT1 на вхід S тригера, вже не змінюють його стан.
Напруга високого рівня з виходу тригера DD1.1 через резистор R9 починає порівняно повільно заряджати конденсатор С1. Час його зарядки близько 40 с. Як тільки напруга на конденсаторі С1, а значить, і на вході R тригера досягне порогу перемикання тригера в нульовий стан, тригер переключиться і на прямому виході встановиться низький рівень, якщо до цього моменту закрився транзистор VT1 і на вхід S тригера перестали надходити імпульси.
ОУ DA1 і тригер DD1.1 живляться від параметричного стабілізатора напруги VD2R10.
Напруга високого рівня на прямому виході тригера DD1.1 відкриває транзистор VT2, і спрацьовує реле К1. Через замкнувшись контакти К1.1, К1.2 надходить харчування на сигнальне пристрій, зібране на музичному синтезаторі DD2.
Крім музичного синтезатора, воно включає в себе підсилювач звукового сигналу DA2 і динамічну головку ВА1. Музичний синтезатор DD2 живиться від окремого параметричного стабілізатора VD4R12. Синтезатор підключений так, що звучить тільки одна мелодія. Якщо необхідно змінювати мелодію, схему його включення потрібно змінити, як це показано в [3].
Підсилювач сигналу ЗЧ DA2 живиться безпосередньо від акумуляторної батареї мотоцикла. Резистор R13 запобігає самозбудження підсилювача. Ланцюг ОС утворена елементами С5, R14, R15. Резистор R15 необхідно при налагодженні підібрати так, щоб досягти максимального коефіцієнта посилення [4]. Динамічна головка ВА1 підключена до підсилювача DA2 через розділовий конденсатор С6. Вільні висновки 3-6, 9, 11 мікросхеми DD1 з'єднані із загальним дротом.
Всі деталі пристрою, крім вимикача SA1 і динамічної головки ВА1, змонтовані на друкованій платі з фольгованого склотекстоліти товщиною 1 мм. Креслення плати представлений на рис. 2.
Вимикач SA1 слід встановити в місці, відомому тільки власникові машини. Динамічна головка повинна бути захищена від навмисного пошкодження. Дифузор її бажано просочити водостійким лаком.
Плату також потрібно захистити від бризок і пилу міцної коробкою, а монтаж покрити епоксидним лаком.
Датчик коливань можна виготовити на базі звуковипромінювача ЗП-1 та інших. Мікросхему К140УД1208М можна замінити на К140УД12, а тригер К176ТМ2 - на К561ТМ2. Синтезатор УМС8 - будь-який з цієї групи; вони відрізняються лише записаними у них мелодіями. Кварцовий резонатор ZQ1 годиться будь годинної на зазначену частоту.
Замість підсилювача К174УН14 підійде TDA2003. Транзистори VT1, VT2 можуть бути будь-якими із зазначених серій. Діоди VD1, VD3 - також будь-які з серій КД521, КД522. Стабілітрон КС512А замінимо на КС212Ж, а КС139А - на КС133А або на стабистор КС119А, але зі зміною полярності включення. Реле К1 - РЭС60, паспорт РС4.569.435-02. Динамічну головку 3ГДВ-1 можна замінити на 2ГД36, 4ГД56, 6ГДВ-2. Кнопковий вимикач SA1 - П2К.
Безпомилково зібраний з справних деталей пристрій зазвичай починає працювати відразу. Резистором R2 регулюють його чутливість після розміщення на мотоциклі. Занадто високу чутливість встановлювати не рекомендується, інакше сигналізація буде реагувати на вібрацію грунту від проїжджаючого повз транспорту, і навіть на легкі потріскування остигаючого після зупинки мотоцикла.
Чутливість залежить також від місця розташування датчика коливань - при кріпленні його до рами або іншим металевим елементам конструкції чутливість може виявитися надмірним.
Для виключення акустичного зв'язку між динамічну головку ВА1 і датчиком вібрації BQ1, в результаті якої сигнал тривоги буде повторюватися безперервно без зовнішніх впливів на датчик, необхідно експериментально підібрати місце встановлення головки, жорсткість її кріплення і чутливість датчика.
Джерелом живлення сторожа служить акумуляторна батарея мотоцикла. Якщо транспортний засіб працює без батареї, її необхідно встановити.
В черговий режим пристрій включають замиканням контактів SA1. Якщо спробувати після цього маніпулювати важелями управління, зняти мотоцикл з підніжки або зрушити його з місця, сторож негайно подасть тривожний сигнал. Він буде звучати близько 40 с, за цей час мелодія встигне прозвучати повністю. Потім, при умови, що зовнішні впливи припинилися, охоронна сигналізація перейде в черговий режим.
Як відомо, на мотоциклі не так вже й багато місць, придатних для встановлення динамічної головки, тому розраховувати на те, що вдасться забезпечити відсутність паразитної акусто-механічного зв'язку між нею і датчиком (при прийнятній його чутливості), немає підстав.
Тим не менше від цієї паразитної зв'язку можна позбутися нескладної доопрацюванням сторожа. По-перше, потрібно одну з двох контактних груп реле К1 (див. схему) "перенести" в розрив плюсового проводу в точці В, причому використовувати пару замкнутих контактів реле (з висновками 11, 12 або 21, 22). Живити тригер DD1.1 слід з плюсового виводу стабілітрона VD2. По-друге, конденсатор С2, збільшивши його ємність в 2...5 разів, необхідно припаяти лівіше точки В за схемою, а на його колишнє місце встановити керамічний ємністю 0,1...0,22 мкФ.
Після цієї переробки в черговому режимі ОП і транзистор VT1 сторожа будуть працювати так, як зазначено у статті, але як тільки спрацює реле К1 і зазвучить тривожний сигнал, ОУ і транзистор VT1 виявляться знеструмленими. Через деякий час реле повернеться в початковий стан, але чутливість сторожа відновиться тільки через 0,1...0,3 с після того, як зарядиться оксидний конденсатор С2.
Література
Додаток
Оскільки усунути потріскування мотоцикла надзвичайно складно, доводиться боротися з помилковими спрацьовуваннями сторожа. Схема сигналізатора, вільного від зазначеного недоліку, показана на малюнку. Датчик вібрації BQ1 залишений той же, але дещо змінена схема його підключення до компаратора на ОП DA1.
Лічильник DD1.1 підраховує імпульси, що надходять від компаратора. Генератор на елементи DD2.1, DD2.2 і лічильник DD1.2 утворюють вузол, що виробляє імпульси обнулення лічильника DD1.1. На елементах DD2.3, DD2.4 зібраний генератор звукової частоти, його вихідні імпульси підсилює по струму транзистор VT1, навантажений динамічної головкою НА1.
Пристрій включають в черговий режим встановленим потай тумблером SA1. В цей момент імпульсу з ланцюга C2R5 обнуляє лічильники DD1.1 і DD1.2 по входу R. Генератор DD2.1, DD2.2 починає виробляти прямокутні імпульси з частотою близько 2 Гц, які враховує лічильник DD1.2.
Приблизно через 4 с на виході 8 цього лічильника короткочасно з'явиться високий рівень, який знову скидає лічильники. Надалі через кожні 4 с на вхід R лічильників будуть надходити імпульси обнулення.
Коливання напруги з датчика BQ1, що виникають в результаті вібрації рами мотоцикла, надходять на неінвертуючий вхід ОП DA1, включеного компаратором. На інвертуючий вхід ОП подана напруга з дільника - підлаштований резистора R3, яким встановлюють поріг перемикання компаратора або, інакше кажучи, чутливість.
Імпульси прямокутної форми з виходу компаратора підраховує лічильник DD1.1 входу CN. Якщо за 4 з лічильник встигне нарахувати вісім імпульсів, то на його вихід 8 з'явиться високий рівень, який дозволить роботу звукового генератора на елементах DD2.3, DD2.4. Тривалість тривожного сигналу залежить від того, як скоро лічильник зафіксує вісім імпульсів, або, інакше кажучи, наскільки інтенсивна вібрація корпусу машини.
Таким чином забезпечена нечутливість сторожа до одноразовим клацанням. При випадкових зовнішніх впливах на мотоцикл він буде давати короткі неперіодичні сигнали, і лише при спробі викрадення чи демонтажу деталей сигнал тривоги буде звучати майже безперервно.
Діод VD2 захищає пристрій від випадкової зміни полярності напруги харчування. Час накопичення імпульсів зовнішнього впливу і тривалість звучання тривожного сигналу можна збільшити, якщо конденсатор С1 замінити на інший, більшої ємності. Так, при ємності 1 мкФ тривалість майже подвоїться.
Для впевненого спрацьовування сторожа необхідно ретельно встановити необхідну чутливість компаратора підлаштування резистором R3.Перед першим включенням движок цього резистора встановлюють у середнє положення. Включають сторож і, контролюючи за допомогою осцилографа сигнал на виході компаратора і постукуючи по корпусу мотоцикла, повільно переміщують движок резистора R3 вниз за схемою, домагаючись спрацьовування сторожа.
Рекомендації щодо розміщення датчика, конструкції пристрою, монтажу динамічної головки з урахуванням можливостей акустичної зв'язку між головкою і датчиком викладені у зазначеній вище статті. Оскільки пристрій не вимагає високої температурою стабільності RC-ланцюгів, в ньому можна використовувати практично будь-які деталі.
Мікросхему К140УД608 можна замінити на К140УД6, К140УД7. Замість К561ЛЕ5 підійде К561ЛА7, в цьому випадку можна виключити діод VD1, один з входів елемента DD2.3 підключити до виходу 8 лічильника DD1.1, а інший - до точки з'єднання елементів R8 і C3.
Звукоизлучатель ЗП-22 замінимо на ЗП-5. Замість транзистора КТ972Б підійде будь із серії КТ829. Діоди КД522Б можна замінити будь-якими кремнієвими (наприклад, з серії КД521).
Сторож споживає в черговому режимі струм близько 6 мА, а в режимі тривоги - близько 300 мА. Його можна живити і від акумуляторної батареї мотоцикла, і від будь-якого іншого джерела, що забезпечує струм не менше 300 мА протягом не менше години.
Для забезпечення встановлення оптимальної чутливості та забезпечення її стабільності опір підлаштування резистора R3 краще вибрати рівним 10 кОм і в ланцюг верхнього і нижнього за схемою його висновків включити послідовно з постійного резистора опором 43 кОм.
Автор: М. Чуруксаев