3. 6. Система предупредительной сигнализации

3. 6. СИСТЕМА ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Электронная автоматическая система промышленного изготовления типа «Сирена» предназначена для подачи сигнала тревоги при проникновении на охраняемые объекты посторонних лиц и при срабатывании установленных на объектах специальных датчиков, выполняющих роль конечных выключателей. Рассматриваемое устройство имеет универсальное применение, так как рассчитано на использование во всех климатических зонах страны для охраны как стационарных, так и подвижных объектов.

Наилучшие результаты при применении устройства предупредительной сигнализации типа «Сирена» можно получить, если использовать его в комплексных системах охраны и оповещения совместно с другими электронными и электромеханическими устройствами, и особенно при охране стационарных объектов.

Примерная схема размещения датчиков в контрольных точках охраняемых объектов приведена на рис. 3. 10. Электрическая схема, включающая комплект блоков и самостоятельных узлов, которые образуют систему, предусматривает возможность подключения к соответствующим клеммам не менее четырех датчиков. С их помощью осуществляется наблюдение и охрана как помещения в целом, так и отдельных его частей или нескольких близко расположенных объектов одновременно.

В схеме, приведенной на рис. 3. 10, приняты следующие обозначения; светодиод VD1 типа АЛ307Б; датчики Д1— Д4, конструкции которых даны в главе 3. 2; однополюсный переключатель S1 типа «тумблер»; перемычка X1 прово-

Рис. 3. 10. Схема размещения датчиков в контрольных точках охраняемых объектов.

лочная , блок громкоговорителей (БГ); БЭ; сигнальная лампа H1.

Работает система предупредительной сигнализации, как правило, в автономном режиме, от восьми последовательно соединенных элементов типа 373, устанавливаемых в специальный отсек БП. Данная система сигнализации может быть легко переведена на электропитание от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50Гц. Для этого необходимо использовать покупной или самодельный блок электропитания с выходным стабилизированным напряжением 10...12 В и током нагрузки не менее 500мА, принципиальная электрическая схема которого приведена на рис. 3.11. Подключается БП к клеммам 4 и 6 электронного блока системы.

Следует сказать, что в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя допускается использовать в качестве встроенного источника электропитания элементы, приведенные в табл. 3.1, или аккумуляторы типа НКТЦ-35-1, а также другие аналогичные им по техническим характеристикам и размерам. Хорошие результаты дает применение аккумуляторной батареи типа 8НКГ-10Г, которая сохраняет работоспособность в очень жестких условиях эксплуатации и обладает повышенными техническими характеристиками, надежностью и долговечностью.

С целью сохранения секретности промышленных изделии данной системы БЭ при установке на место не вскрывается и весь электромонтаж производится наружными соединениями к контактам, выведенным на лицевую панель БЭ. При этом принцип работы БЭ сторожевого устройства не поддается определению из-за отсутствия принципиальной и монтажной электрических схем. И как указывалось ранее, из-за отсутствия комплекта КД эти изделия не могут быть отремонтированы в домашней лаборатории.

Конструктивно основной электронный блок сторожевого устройства выполнен в виде прямоугольного пластмассового корпуса, который имеет габаритные размеры, не превышающие 185Х110Х70 мм. Размеры сетевого блока электропитания определяются в основном конструкцией примененного в ней понижающего трансформатора питания Т1 и не превышают следующих данных 120Х80Х70 мм. На лицевой панели БЭ установлены все основные органы управления и контактные клеммы, которые служат для подключения к ним монтажных проводников, идущих от датчиков. Эти клеммы имеют соответствующие обозначения.

К контактам 2 и 3 подключается скрытно устанавливаемый выключатель S1. Он должен быть недоступен посторонним лицам. Внешний источник питания, работающий автономно или от сети переменного тока, подключается к клеммам 4 и б (4 и 5). При этом на клемму 4 подается напряжение постоянного тока с положительного (плюсового) контакта, а на клемму б — с отрицательного (минусового). На выходных клеммах 1 и 2 действует напряжение питания со знаком «+» так же, как и на клеммах 4. К клеммам 5 и 10 подключается обрывной шлейф, выполненный из тонкого медного провода. К клеммам 13 и 14 — сирена или блок громкоговорителей. Шлейф-датчик подключается к клемме 10 (+) и к одному из минусовых выводов.

На лицевой панели БП устанавливаются ручки управления, держатели предохранителей, выходные клеммы и индикаторная лампа H1, а также светодиод VD2. Элементы БП собираются на печатной плате, изготавливаемой из фольгированного стеклотекстолита толщиной до 2 мм. Как видно из принципиальной схемы (рис. 3.11), БП включает в свой состав входные питающие цепи, сетевой понижающий трансформатор Т1, выпрямительное устройство, собранное на полупроводниковых диодах и электролитических конденсаторах, стабилизатор напряжения и выходные цепи.

Подключение БП к сети переменного тока осуществляется с помощью электрического соединителя X1 типа «вилка» к унифицированной розетке. Общее включение электропитания обеспечивается переключателем S1 типа «тумблер». Предохранители F1 и F2 защищают входные цепи БП от коротких замыканий и перегрузок.

На входе БП собран световой сигнализатор изменения сетевого напряжения на светодиоде VD2 и световой сигнализатор о подаче напряжения на сторожевое устройство на лампе H1 Первый сигнализатор работает только в том случае, если напряжение переменного тока превысит значение 235...240 В, в этом случае светодиод начинает светиться в мигающем режиме. Лампа накаливания H1 работает постоянно, пока замкнуты контакты переключателя S1. Ее равномерное свечение свидетельствует о том, что напряжение сети находится в пределах номинальных значений и на выходных обмотках трансформатора действует расчетное напряжение. Первый сигнализатор начнет работать в мигающем режиме только в том случае, если напряжение питающей сети превысит номинальное значение. Основой этого сигнализатора является динистор VS1, который срабатывает в следующем порядке. После замыкания контактов переключателя S1 сетевое напряжение поступает на однополупериодный выпрямитель, собранный на полупроводниковом диоде VD1, выпрямляется и подается через резистор R1 на ДН. С движка переменного резистора R2 часть напряжения поступает на электролитический конденсатор С1, который начинает заряжаться. До тех пор, пока напряжение на этом конденсаторе не достигнет напряжения пробоя динистора, последний находится в закрытом состоянии. В момент достижения повышенного значения напряжения динистор пробивается и конденсатор С1 разряжается через него и последовательно соединенные с ним резистор R4 и светодиод VD2, который вспыхивает. Затем конденсатор опять заряжается, после чего процесс повторяется снова. Так происходит постоянно до тех пор, пока напряжение в сети не снизится до предельных оптимальных значений. Работает этот сигнализатор в независимом режиме.

Блок питания подключается к БЭ электрическими соединителями Х2 и ХЗ. При этом соединитель Х2 подключается к клеммам 5 или 6, а ХЗ — к клемме 4 электронного блока. Здесь необходимо сделать предупреждение. БП, выполненный в металлическом корпусе, не должен иметь гальванической связи с системой предупредительной сигнализации, так как его корпус может иметь положительный потенциал.

В БП применен унифицированный сетевой трансформатор питания серии «Габарит», который рассчитан на подключение к сети переменного тока напряжением 127 или 220 В частотой 50 Гц. Вместо покупного трансформатора может быть применен самодельный трансформатор, который изготавливается на броневом магнитопроводе типа Ш или ШЛ (ШЛМ). Особое внимание следует обратить на сопротивление изоляции между витками обмоток трансформатора и магнитопроводом. Чем выше сопротивление, тем больше электрическая прочность и тем надежнее эксплуатация такого трансформатора. В домашней мастерской это достигается довольно простым способом. При рядовой намотке каждый слой провода покрывается нитролаком и высушивается в течение 2 ч. Между слоями обмотки прокладывается слой конденсаторной бумаги, который также покрывается изоляционным лаком. Каждая обмотка трансформатора, в том числе и экранная, должна быть также разделена слоем изоляционного материала, но с большим коэффициентом магнитной проницаемости. Очень хорошие результаты можно получить, если после полного изготовления весь трансформатор залить в форму эпоксидной смолой. Перед этой операцией выводные клеммы должны быть облужены припоем марки ПОС-60.

Сетевой понижающий трансформатор TI обеспечивает заданное выходное напряжение, поступающее на выпрямитель, полную гальваническую развязку входных цепей и сети переменного тока от вторичных электрических цепей схемы и достаточную электробезопасность при настройке и ремонте устройства предупредительной сигнализации.

Трансформатор Т1 имеет одну катушку, установленную на центральном стержне магнитопровода с активной площадью поперечного сечения стали не менее 6 см2. Моточные данные сетевого понижающего трансформатора питания самодельной конструкции приведены в табл. 3.12. На выходных обмотках трансформатора действует переменное напряжение 12 В при номинальной нагрузке.

Таблица 3.12. Моточные данные сетевого понижающего трансформатора питания T1, примененного в системе предупредительной сигнализации

Выпрямитель собран на четырех полупроводниковых диодах VD3—VD6 по однофазной двухполупериодной мостовой схеме, которая характеризуется высокими электрическими параметрами. На выходе выпрямителя действует постоянный ток с повышенной частотой пульсации. Выпрямитель имеет высокий кпд, удобен для электрического монтажа, не требует предохранительных прокладок при установке, защищает включенные в него полупроводниковые диоды от механических повреждений, на них действует пониженное обратное напряжение, и сама схема позволяет полнее использовать имеющуюся габаритную мощность сетевого трансформатора.

Выпрямленное напряжение постоянного тока 12...15 В поступает на компенсационный стабилизатор напряжения, собранный на транзисторах VT1—VT3. В качестве РЭ применен мощный транзистор VT1. Ток ограничения определяется величиной сопротивления резистора R8. При сборке и монтаже стабилизатора необходимо выполнить условие, при котором суммарное напряжение стабилизации в цепях полупроводниковых стабилитронов было бы равно примерно 11...12 В. Здесь необходимо учитывать также, что при увеличении тока нагрузки напряжение на входе стабилизатора уменьшается: и тем больше, если меньше габаритная мощность трансформатора.

При изготовлении БП и установке системы сигнализации на конкретном объекте используются следующие покупные комплектующие ЭРИ и ЭРЭ: транзисторы VT1 типа КТ803А, V'Т2 — КТ815В, VТ3-КT814B; выпрямительные диоды VD1 типа Д226Б, VD3-VD6—105А; стабилитроны VD7 типа Д815Д, VD8 — Д815Д, VD9 - Д814Д, VD10 — Д814Д, VD11 Д815Д; динистор VS1 типа КН102Д; конденсаторы С1 типа К73-11-1608-0,033 мкФ, С2 — К50-6-25В-4000 мкФ, СЗ — К.10-7В-25В-П33-100 нФ, С4 — К50-6-25В-6.8 мкФ; резисторы RI типа ВСа-0,5-47 кОм, R2 — СП4-2Ма-0,5Вт-100 кОм, R3 — ВСа-0,5-10 кОм, R4 — ВСа-0,25-10 Ом, R5 — ВСа-0,25-110 Ом, R6 — ВСа-0,5-680 Ом, R7 — ВСа-0,5 330 Ом, R8 — ВСа-0,5-2,7 кОм, R9 — ВСа-0,25-2,7 кОм, R 10 — СП4-2Ма-1Вт-1 кОм;

электрические соединители X1 типа <<вилка», Х2, ХЗ — КМЗ-1;

светодиод VD2 типа АЛ107Б; предохранители плавкие F1, F2 типа ПМ 1-0,5 A, F3 — ПМ 1-0,25 А; переключатель двухполюсный S1 типа П2Т-1-1; сигнальная лампа H1 типа МН- 6.3-0,22 A.

Система предупредительной сигнализации дает возможность подключить к ней дополнительно индикаторную лампу, работающую постоянно в мигающем режиме, аккумулятор автомобильного типа и звуковую сирену типа С205-6. Схема подключения этих устройств приведена на рис. 3.12. При монтаже дополнительных устройств применены следующие комплектующие ЭРЭ: транзисторы VT1 типа КТ315Б, VT2 — КТ819А; электромагнитное реле К7 типа РЭН-34 (паспорт ХП4.500.030-01); сирена ВА1 типа С205-6; аккумуляторная батарея GB1 с напряжением постоянного тока 12 В.

В качестве датчиков, устанавливаемых на дверях, окнах, капотах, воротах и т. д., применяются малогабаритные переключатели типа КМ1-1, выключатели типа МТ-1, переключатели типа П2К. Для монтажа используется провод марки МГШВ с площадью поперечного сечения по меди от 0,2 до 0,4 мм2.

Схемы подключения датчиков и дополнительных устройств приведены на рис. 3.10 и 3.12. Необходимо отметить, что к контактам 1 и 5 или 1 и 6 подключается датчик, устанавливаемый на входных дверях, так как система обеспечивает при этом задержку на выдачу звукового сигнала на 10 с. Этого времени хватает на то, чтобы отключить систему от питания при входе в помещение или охраняемый объект выключателем S1, скрытно установленным в укромном месте, что позволяет избежать подачи сигнала тревоги. К контактам 7 или 9, 5 или 6

Рис. 3.12. Схема подключения звуковой сирены к электронному блоку системы предупредительной сигнализации.

подключаются датчики, устанавливаемые на окнах, форточках, внутренних дверях и других открывающихся объектах, когда необходимо подать сигнал тревоги немедленно.

К контактам 10 и 5 или 10 и 6 подключаются проводники шлейфа, уложенного по периметру охраняемого помещения или территории. Проводники шлейфа могут быть наклеены на стекла окон. Шлейф выполняется из тонкого провода, металлической фольги или комбинированного токопроводящего материала. Обрыв проводников шлейфа приводит к мгновенному срабатыванию системы. При указанном включении шлейфа бывают случаи ложного срабатывания. Для предотвращения ложных срабатываний тогда, когда не применяется в качестве датчика шлейф, необходимо установить перемычки, замыкающие все три выходных контакта 5, 6 и 10 между собой.

К контактам 13 и 14 подключается акустическое устройство, входящее в комплект поставки системы. Как правило, на охраняемом объекте устанавливается один датчик на входной двери Д3 (см. рис. 3.10) и могут быть установлены параллельно друг другу датчики Д1, Д2 в количестве до 24 шт. При подключении датчика-шлейфа Д4 между контактами 6 и 10 не должно быть металлической перемычки. Установка датчиков в автомобиле и подключение системы предупредительной сигнализации типа «Сирена» к аккумулятору изложены в руководстве по эксплуатации.

Правильно собранная охранная сигнальная система в дополнительной наладке и регулировке не нуждается. Однако при сборке и монтаже элементов БП необходимо:

проверить выходное напряжение на вторичных обмотках сетевого трансформатора, поступающее на выпрямитель в режиме холостого хода; оно должно быть равно 12...13 В;

проверить вольтметром выпрямленное напряжение постоянного тока в контрольных точках А и Б как в режиме ожидания, так и под нагрузкой при подаче звукового и светового сигналов;

проверить выходное стабилизированное напряжение постоянного тока на электрических соединителях Х2 и ХЗ (см. рис. 3.9), которое должно быть равно 12 В под нагрузкой и до 14 В в режиме холостого хода.

В блоках системы можно применить другие комплектующие ЭРЭ, аналогичные по своим техническим характеристикам использованным. Так конденсаторы типа К50-3 можно заменить на конденсаторы типов К50-6, К50-12, К50-16, К50-20; резисторы типа ВСа — на ВС, МТ, МЛТ, ОМЛТ, С1-4; транзисторы типа КТ803А — на КТ819Б—КТ819Г; диод Д226Д — на КД102Б, Д237А, диоды типа Д105А — на Д226, Д237Б, КД105Б; могут быть применены также переключатели типа П2К.

Основные электрические параметры

и технические характеристики

системы предупредительной сигнализации типа «Сирена»

Номинальное напряжение питающей сети

переменного тока, В ..................... 220

Номинальное напряжение автономного источника

питания, В ......................... 12

Номинальная частота питающей сети

переменного тока, Гц ................... 50

Коэффициент нелинейных искажений питающей сети

переменного тока, %, не более ............. 12

Пределы изменения напряжения питающей сети

переменного тока, при которых сохраняется

устойчивая работа системы, В ............. 187...242

Пределы изменения напряжения автономного

источника питания, В ................... 9...14

Пределы изменения частоты питающей сети

переменного тока, Гц ................... 49...51

Максимальный ток нагрузки при питании от

автономного источника постоянного тока, мА . . . 500

Амплитуда пульсации выпрямленного напряжения, В,

не более ............................ 0,3

Коэффициент стабилизации напряжения постоянного

тока автономного источника электропитания,

не менее ............................ 300

Ток, потребляемый системой предупредительной

сигнализации в режиме холостого хода, мА,

не более ............................ 5

Уровень звукового давления сигнала тревоги

на расстоянии 1 м от источника. дБ . ....... 100

Koличество устанавливаемых на охраняемых на объекте

датчиков,шт ............... ....... 24

Длина шлейфа ,не менее ................. 100

Cопротивление шлейфа, кОм, не более ......... 5

Время срабатывания устройства при обрыве

шлейфа, мс, не более .................... 0,1

Время срабатывания устройства при размыкании

контактов датчиков, с, не менее ............. 2

Длительность звучания сигнала тревоги

после срабатывания системы, с, не менее ...... 500

Диаметр центральной жилы монтажного провода

в изоляции, соединяющего датчики с БЭ

устройства, мм, не менее ................. 0,2

Срок службы, ч, не менее .................. 5000

Срок гарантии, мес ...................... 24

Вероятность безотказной работы системы при риске

заказчика в=0,92, не менее ................ 0,95

Сопротивление изоляции токопроводящих частей

системы, МОм, не менее ................. 5

Условия эксплуатации:

температура окружающей среды, °С ........ —40...+45

относительная влажность воздуха при температуре 25 °С, %, не более ....... 85±3

атмосферное давление воздуха, мм рт. ст. ..... 200...900

Рис. 3. 11. Принципиальная схема блока питания сторожевого устройства.