Obwody alarmowe pętli - pętla zamknięta, pętla równoległa, pętla szeregowa / pętla równoległa

W artykule omówiono kilka prostych obwodów alarmowych opartych na pętli, sklasyfikowanych jako pętla zamknięta, pętla równoległa i pętla szeregowo / równoległa. Wszystkie te projekty można dostosować i wykorzystać do różnych zastosowań związanych z alarmami bezpieczeństwa.

Przegląd

W obwodzie alarmowym pętli używany jest więcej niż jeden czujnik, każdy podłączony do określonego rodzaju pętli detekcyjnej i umieszczony w obszarach taktycznych, na lub wokół gadżetu, który ma być chroniony.

Detekcja lub obwód czujnika (który obejmuje pętlę czujnika i obwód wyzwalający) steruje a alarm przeciwwłamaniowy urządzenie lub syrena, która po zainicjowaniu generuje głośny dźwięk lub widoczne oświetlenie ostrzegawcze.

Urządzenie czujnikowe w tego typu obwody alarmowe jest ogólnie tak podstawowe, jak pojedyncze pasmo cienkiego metalowego drutu, które działa jak czujnik i jest umieszczane na obwodzie chronionego celu. Dopóki kabel pozostaje nienaruszony, obwód alarmowy pozostaje w pozycji alarmowej. W przypadku zerwania przewodu przez intruza czujnik włącza się i wysyła sygnał do obwodu wyzwalacza, generując alarm.

Ta forma czujnika faktycznie należy do kategorii systemu jednorazowego, nieresetowalnego. Te systemy bezpieczeństwa wymagają wymiany przewodu czujnika po każdym naruszeniu. (Są to obwody z zamkniętą pętlą).

Z drugiej strony, większość obwodów alarmowych stosuje określony typ przełącznik wyzwalany magnetycznie , który można zresetować i zastosować wielokrotnie, jak czujnik. Czujnik może być czasami normalnie otwartym lub normalnie zamkniętym przełącznikiem wyzwalanym magnetycznie. Ponadto, zgodnie z ustawieniami układu wyzwalania, kilka czujników można podłączyć szeregowo lub równolegle do obwodu.

Cichy alarm

Pierwszy obwód, jak pokazano na rys. 1, jest utworzony przy użyciu 1/2 z cztero-wejściowej bramki NOR 4001 CMOS z czterema wejściami, połączonych jak zatrzask ustawiania / resetowania . Gdy obwód jest w stanie resetowania (tryb gotowości) i przełącznik S1 jest otwarty, wyjście bramki U1a pozostaje w stanie logicznym niskim.

Gdy klucz (dioda LED dołączona do wtyczki mini telefonu, PLI) jest podłączony do złącza jack J2, dioda LED pozostaje zgaszona, wskazując, że nie doszło do naruszenia.

Jednak gdy tylko S1 zostanie zamknięty, może być tylko na krótko lub całkowicie, styk wyjściowy 3 układu U1-a przechodzi w stan logiczny w stan wysoki i pozostaje w stanie wysokim, aż do zresetowania obwodu. Kiedy klucz jest włożony do złącza jack J2 po naruszeniu, dioda LED świeci.

Umieszczanie klucz do J1 resetuje obwód. W stanie spoczynku obwód prawie nie pobiera prądu, dzięki czemu niezawodnie utrzymuje zdecydowane monitorowanie przez kilka miesięcy. W przypadku zadziałania czujnika (S1) przez intruza, obwód zapisuje szczegóły w tymczasowym magazynie bez dodatkowego poboru prądu.

Obwód alarmowy w zamkniętej pętli

Nasz następny obwód alarmowy, patrz rys. 2, działa przy użyciu łańcucha 3 połączonych szeregowo przełączników normalnie zamkniętych (stanowiących konfigurację pętli zamkniętej), podłączonych do bramki SCR.

Prawie dowolna liczba czujników może być połączona szeregowo i przyzwyczajona do aktywacji obwodu. W stanie spoczynku obwód pobiera około 2 mA, jednakże pobór prądu może wzrosnąć aż do 500 mA, jeśli obwód zostanie aktywowany, w zależności od specyfikacji podłączonego urządzenia alarmowego.

Działanie obwodu jest niezwykle proste. Mając wszystkie przełączniki czujników w pozycji zamkniętej i włączone zasilanie, potencjał na bramce SCR zbliża się do zera.

Jedyne zubożenie prądu następuje za pomocą R1 i zamkniętych czujników. Jednak gdy tylko którykolwiek z czujników otworzy się, na krótko lub całkowicie, prąd bramki dla SCR jest włączony przez R1.

To aktywuje SCR, umożliwiając przewodzenie uziemienia dla syreny alarmowej, która teraz zaczyna wyć. Ponadto w momencie aktywacji alarm zostaje zatrzaśnięty i trwa tak długo, jak długo przełącznik resetowania (S1) pozostaje aktywny.

Kondensatory C1 i C2 są zintegrowane z konstrukcją, aby powstrzymać ewentualne skoki napięcia przed fałszywym zainicjowaniem tyrystora.

Obwód alarmowy pętli równoległej

Nasz następny obwód alarmowy, patrz rys. 3, jest praktycznie taki sam jak obwód przedstawiony na rys. 2, z wyjątkiem tego, że czujniki są połączone równolegle, co jest znane jako konfiguracja z otwartą pętlą.

Zasadniczo ten schemat wykorzystuje normalnie otwarte przełączniki czujnika, jak pokazano poniżej.

Dowolna żądana liczba normalnie otwartych przełączników może być dołączona równolegle i wykorzystana do aktywacji alarmu. Są one dołączone do tyrystora SCR, jak pokazano na schemacie.

W trybie czuwania obwód alarmowy pobiera minimalny prąd, co czyni go doskonałym wyborem jako jednostka zasilana bateryjnie. Jednak gdy tylko którykolwiek z czujników wejściowych zostanie włączony, prąd bramki przepływa przez R1 do tyrystora, włączając go i wyzwalając klakson.

Sygnał dźwiękowy może trwać do momentu zresetowania obwodu lub całkowitego wyczerpania zasilania lub baterii.

Prostszy alarm w pętli równoległej

Pokazany powyżej przykład alarmu pętli równoległej jest w rzeczywistości bardzo oczywisty. Przełączniki od S1 do S3 są umieszczone w różnych strategicznych miejscach w pomieszczeniu, które ma być chronione przed intruzem.

Gdy tylko intruz przejdzie przez którykolwiek z tych przełączników i spowoduje jego wciśnięcie lub zamknięcie, napięcie może dotrzeć do bramki tyrystora przez przełącznik i R1. Powoduje to natychmiastowe włączenie tyrystora i zablokowanie skojarzonej syreny alarmowej.

System wyłącza się tylko poprzez wyłączenie wejścia zasilania.

Obwód alarmowy szeregowy / pętli równoległej

Poniższy obwód, jak pokazano na rys. 4, integruje alarm z rys. 2 z obwodem na rys. 3, aby zapewnić razem zabezpieczenie w pętli szeregowej i równoległej. W tym projekcie można zastosować czujniki normalnie zamknięte i normalnie otwarte do aktywacji tego samego urządzenia alarmowego.

Należy zauważyć, że podstawowa różnica między dwiema pętlami czujników jest identyfikowana przez sposób, w jaki każdy przełącznik czujnika łączy się z innymi w pętli, a także sposób, w jaki każda pętla jest podłączona do obwodu.

Pętla połączona z SCR1 utrzymuje SCR w stanie WYŁĄCZONY poprzez zaciśnięcie sworznia bramki do linii uziemienia za pośrednictwem czujników pętli. Otwarcie wszystkich tych przełączników czujników (S2-S4) odłącza połączenie uziemienia bramki, umożliwiając doprowadzenie prądu bramki do SCR1.

Pozwala to SCR1 na aktywację i uruchomienie urządzenia alarmowego. Natomiast bramka SCR2 jest utrzymywana na zerowym potencjale przez R3. Kiedy którykolwiek z powiązanych przełączników czujnika (S5-87) jest zamknięty, bramka tyrystora zostaje podłączona do dodatniego zasilania za pomocą R2, powodując jego uruchomienie i włączenie alarmu.

Gdy jeden z przełączników czujnika jest zamknięty, R2 zamienia się w bramkowy rezystor podciągający. W momencie wyzwolenia przez którąkolwiek z pętli czujnika, obwód włącza alarm tak długo, jak przełącznik S1 nie jest wciśnięty w celu wykonania operacji resetowania, co można zobaczyć połączone szeregowo z wejściem napięcia zasilania.

Należy pamiętać, że odcięcie zasilania wyzwalacza nie ma żadnego wpływu na przewodzenie tyrystora, dopóki prąd płynący przez tyrystor nie zostanie przerwany. Jak tylko przełącznik S1 jest zamknięty, powoduje to, że prąd płynący przez tyrystory staje się minimalny, wyłączając tyrystory. Kondensatory C1-C3 zapobiegają błędnemu uruchomieniu obwodu przez skoki napięcia.

Inny przykład alarmu pętli szeregowej / równoległej

Jeśli którykolwiek z przełączników S1 --- S3 zostanie otwarty, T1 / T2 zostanie polaryzowany na bazę przez R1 i zostanie aktywowany, co z kolei zatrzaśnie się na tyrystorze i uruchomi alarm.

I odwrotnie, jeśli którykolwiek z przełączników między S5 --- S6 zostanie naciśnięty lub zamknięty, SCR odbiera wyzwalanie bramki za pośrednictwem R2 i zatrzaskuje się w czasie emitowania alarmu.

Sterownik alarmu dużej mocy

Wszystkie niestandardowe obwody alarmowe, o których mówiliśmy do tej pory, zostały po prostu zaprojektowane dla urządzeń alarmowych o małej i średniej mocy ze względu na niskie parametry prądowe tyrystorów z nimi powiązanych.

Z drugiej strony obwód na rys. 5 wykorzystuje stopnie sterownika SCR dokładnie podobne do wcześniejszych modeli, ale SCR są zastępowane przez układy o większej mocy, zdolne do obsługi znacznie cięższych i głośniejsze urządzenia alarmowe .

Oba SCR z czułą bramką są podłączone do indywidualnych obwodów czujnika / sterownika. Podobnie jak w obwodzie na rys. 4, SCR1 jest wyzwalany przez normalnie zamkniętą pętlę czujnika (S2-S4), podczas gdy SCR2 jest aktywowany przez normalnie otwartą pętlę czujnika (S5-S7).

Na wyjściu (na katodzie) każdego SCR znajduje się bramka 400-PIV 6-amperowego SCR (SCR3) połączona przez oddzielną diodę sterującą i wspólny rezystor ograniczający prąd, R5.

W przypadku otwarcia któregokolwiek z normalnie zamkniętych przełączników (S2-S4), prąd bramki zaczyna płynąć przez R3, włączając SCR1, który zapala diodę LED1, ujawniając, że doszło do naruszenia jednego z normalnie zamkniętych czujników.

Jednocześnie napięcie katody tyrystora wzrasta do około 80% napięcia zasilania, powodując przepływ prądu przez D1 i R5 do bramki SCR3, włączając ją i wyzwalając klakson.

Normalnie otwarta pętla czujnika SCR2 działa dokładnie w ten sam sposób. Gdy tylko którykolwiek z normalnie otwartych przełączników czujnika (S5-57) zostanie wciśnięty, SCR2 zostaje aktywowany, świecąc LED2. Równocześnie prąd bramki jest dostarczany do SCR3, wyzwalając alarm.

Obwód alarmu wielopętlowego

Obwód (rys. 6) wyjaśniony dalej jest alarmem wielowejściowym z rozszerzeniem Lampa LED do wskazywania stanu każdego czujnika. Obwód wyzwalający działa dobrze jako wskaźnik stanu, gdy przełącznik S8 jest ustawiony w pozycji MONITOR.

Gdy S8 jest przesunięty w pozycji MONITOR, pozwala na użycie obwodu czujnika przez całe godziny pracy do monitorowania zamykania i otwierania drzwi, a także innych typowo wrażliwych miejsc, które są zabezpieczane tylko w okresach braku pracy.

Zastosowano 6-amperowy SCR, aby umożliwić sterowanie urządzeniem alarmowym o dużej mocy za pomocą systemu. Procedura działania obwodu jest bardzo prosta.

Bufor odwracający 4049 hex jest używany w celu odizolowania każdego z 6 czujników wejściowych. Podczas gdy S2 znajduje się w stanie normalnie zamkniętym, wejście U1-a na pinie 3 jest podłączone do dodatniego zasilania.

Wysoki sygnał wejściowy powoduje, że wyjście U1-a pozostaje niskie. Przy niskim poziomie wyjściowym dioda LED1 jest wyłączona, a przez diodę D1 nie płynie prąd.

Gdy S2 jest otwarty, przeciąga wejście U1-a niskie za pomocą R14, napędzając jego wyjście do ruchu w górę, powodując zaświecenie diody LED1, aw trakcie przykładając napięcie polaryzacji dla bazy Q1 przez D1 i S8.

Akion aktywuje Q1, zapewniając odpowiedni prąd bramki dla SCR1 przez R20, tak aby wyzwalał ON. To z kolei włącza sygnał dźwiękowy BZ1.

Każdy z pozostałych obwodów czujników / buforów również działa dokładnie w ten sam sposób.

Tranzystor jest podłączony do emiter-followers konfiguracja zapewniająca odpowiednią izolację wyjść buforowych i zwiększająca prąd bramki SCR, tak aby włączał się optymalnie.

Obwód można ulepszyć w celu zapewnienia bezpieczeństwa pętli szeregowej poprzez wymianę ciągu czujników (może to być 3 lub 4) przełączników dla każdego normalnie zamkniętego przełącznika zaimplementowanego w określonej pętli.

Ponadto można wykorzystać obwód po prostu jak monitor stanu, pozbywając się diod (D1-D6), a także powiązanych obwodów.

Dodatkowo, brzęczyk piezoelektryczny może być podłączony od końca diody S8 do uziemienia na wypadek, gdyby preferowany był sygnał dźwiękowy, gdy system jest używany wyłącznie do celów monitorowania. Gdy oczekuje się znacznie większej liczby unikalnych wejść, nie powinno to być wcale trudne dzięki zastosowaniu dodatkowego falownika 4049 hex w obwodzie.