Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электронная лаборатория на IBM PC. Инструментальные средства и моделирование элементов практических схем
.pdf
2.5. Зарядное устройство для аккумуляторов
на Д3 через ограничительный резистор R1 (240 Ом — для аккумулятора емкостью 0,25 А⋅÷, è 470 Îì — äëÿ 0,125 À⋅ч). При отрицательной полуволне напряжения на верхней половине вторичной
обмотки трансформатора Тр через R1 и С2 производится разряд
аккумулятора, чем и достигается выполнение п. 5.
Рассмотрим более сложное зарядное устройство (ЗУ) (рис. 2.5 и
2.6). Оно выполнено на базе коммутационной системы и блока
питания ЗУ модели HWBC1 китайского производства для NiCd- и
NiMH-аккумуляторов типа ААА (286), АА (316), С (343), D (373),
6F22 (с цоколевкой 7Д-0,125Д).
Блок питания устройства вынесен из HWBC1 и размещен в
пластмассовой коробочке из-под ЗИПа для одного из отечественных приборов (см. фото на рис. 2.5); он содержит (см. рис. 2.6) силовой трансформатор Тр, вторичные обмотки которого с помощью переключателя П1 (типа ПД13-1) коммутируются таким образом, что в положении А6В обмотка 3 подключается к диодному
мосту ДМ2, выходное напряжение которого (около 6 В) используется для зарядки на постоянном токе параллельно включенных аккумуляторов. При этом обмотки 1 и 2 подключаются к дополнительному мосту ДМ1 (на диодах КД102А), выходное напряжение которого (около 10 В) поступает на ИМС стабилизатора КР142ЕН1А
и используется для питания блоков контроля БК1—БК4 стабилизированным напряжением 5 В (устанавливается резистором R1).
В положениях 12В и 17В мост ДМ1отключается, все обмотки
включаются последовательно и на выходе ДМ2 формируется напряжение 12 или 17 В, которое в положении тумблера Т2 используется для зарядки на постоянном токе последовательно
включенных аккумуляторов АА, ААА и т. п. или одного аккумулятора типа 7Д-0,125Д, а в положении — в режиме восстановле-
Рис. 2.5. Фотография зарядного устройства
91
2. Химические источники тока (ХИТ)
ния асимметричным током, формируемым в результате использования цепочки Д1-С4 вместо ДМ2.
Блок питания (БП) соединяется с зарядным устройством в точкахА.БиВспомощью контактных пар разных диаметров и направлений (контакт-гнездо и наоборот) от старых разъемов. Во
всех режимах работы БП зарядный ток устанавливается резисторами R7 (Точно), R8 (Грубо) и контролируется стрелочным прибором М476 от магнитофона, у которого мнемоническая шкала
уровня записи (или воспроизведения) заменена на отпечатанную
на принтере равномерную шкалу на 25 делений. Пределы измерения тока — 750 или 75 мА — устанавливаются переключателем П2
(типа ПД13-1) путем изменения добавочного резистора (R10 или
R11) при измерении падения напряжения на резисторе R9 (1 Ом),
включенном последовательно в цепь заряда аккумуляторов.
В положении Р (Разряд) переключателя П2 и переключателя П3 (параллельное включение аккумуляторов) в режиме А6В
производится разряд аккумуляторов типа АА, ААА и т. п. до уровня 0,95—1 В, устанавливаемого делителем R3-R5, а в положении
750 — заряд указанных аккумуляторов до уровня 1,45—1,5 В, устанавливаемого делителем R2-R4 (используемые в схеме подстроечные резисторы — проволочные типа СП5-16ВА). Указанные уровни напряжения подаются на инвертирующие входы всех 4-х операционных усилителей (ÎÓ) (ÈÌÑ четырехканального ОУ
К1401УД2), выполняющих роль компараторов в блоках контроля
БК каждого аккумулятора. На неинвертирующие входы соответствующих ОУ через защитный резистор R16 поступают напряжения
с аккумуляторов Ак1—Ак2. Заряд каждого из этих аккумуляторов
в режиме производится через диоды Д2—Д5, которые упрощают коммутацию аккумуляторов при переходе из параллельного
в последовательное включение (положение переключателя
П3), защищают их от разряда при выключении сети, а также выполняют роль индивидуального регулятора тока заряда каждого
аккумулятора в соответствии с нелинейным участком вольтамперной характеристикой диода: с увеличением напряжения на аккумуляторе ток заряда уменьшается.
В режиме с переключателя П3г на катод защитного диода Д6 поступает положительное запирающее напряжение через
схему ИЛИ на диодах Д8 (в режиме разряда) и Д9 (в режиме заря-
92
2.5. Зарядное устройство для аккумуляторов
да), исключающее его влияние на работу БК. В режиме катод
Д6 во всех БК заземляются через резистор R21, в результате чего
напряжение на неинвертирующем входе каждого ОУ фиксируется
на безопасном уровне за счет цепи ограничения на Д6 и R16.
В режиме контролируемого заряда (в положениях А6В, 750 и 4,
3, 2 переключателей П1, П2 и П4 соответственно) положительное
напряжение на неинвертирующем входе каждого ОУ меньше напряжения на его инвертирующем входе (+1,5 В), поэтому на его
выходе формируется сигнал логического нуля. При этом на выходе инвертора U2 (1/6 ИМС 564ЛН2) формируется сигнал логической 1, что соответствует закрытому состоянию ключей на транзисторах Т2 (1/4 транзисторной сборки КТС622А) и Т3 (1/4 транзисторной сборки К1НТ251). Поскольку в положении 750 с секции
П2в на один вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ U3 (1/4
ИМС 564ЛП2) поступает сигнал логического 0, то на его выходе
Рис. 2.6. Схема зарядного устройства
93
2. Химические источники тока (ХИТ)
формируется также сигнал 0 и, следовательно, на выходе ИЛИ НЕ
U5 (1/2 ИМС 564ЛЕ6) формируется сигнал логической 1, который
блокирует работу автоколебательного мультивибратора на U4 (вторая половина ЛЕ6) и инверторе U1 (1/6 ЛН2), выход которого через эмиттерный повторитель на транзисторе Т1 (КТ645А) подключен к громкоговорителю Гр (наушник ТМ-28 от слухового аппарата). Работа мультивибратора может быть заблокирована также
переключателем П5 (типа ПД9-1); на рис. П6.2 он показан именно в этом положении, при котором сигнал логической 1 поступает
на один из входов U4 через резистор R23.
При приближении напряжения на одном из заряжаемых аккумуляторов к уровню +1,5 В начинает срабатывать ОУ и на его выходе формируется сигнал логической 1, в результате чего деблокируется мультивибратор и открываются ключи на Т2, Т3, что сопровождается миганием светодиода Д7 (типа отечественного
АЛ307Б), предусмотренного конструкцией HWBC1 для каждого
аккумулятора (см. фото), и подачей прерывистого звукового сигнала. При достижении на одном из заряжаемых аккумуляторов напряжения +1,5 В звук становится непрерывным (частота около
250 Гц), а свечение светодиода — постоянным. Заметим, что прерывистый режим работы ОУ объясняется возрастающими шумами
аккумулятора при приближении к «заветному» уровню и его частичному разряду через резистор R20 при открытом ключе на Т2.
В режиме контролируемого разряда (в положениях А6В, Р и 4
переключателей П1, П2 и П4 соответственно) положительное напряжение на неинвертирующем входе ОУ (около +1,2 В) больше
напряжения на его инвертирующем входе (+1 В), поэтому на его
выходе формируется сигнал логической единицы. При этом на
выходе U2 формируется сигнал логического 0, что соответствует
открытому состоянию ключей на Т2 и Т3, при котором «загорается» светодиод Д7, а к аккумулятору параллельно подключается резистор R20, чем обеспечивается ток его разряда около 3 мА. Поскольку в положении Р с секции П2г на один вход элемента U3
поступает сигнал логической 1, то на его выходе формируется сигнал 0, который через U5 блокирует работу мультивибратора. Когда
в конце разряда напряжение на аккумуляторе (на неинвертирующем входе ОУ) достигает значения +1 В, то на выходе ОУ формируется сигнал логического 0, что сопровождается миганием светодиода Д7 и деблокированием мультивибратора (подается звуковой
сигнал). В положениях 3 и 2 переключателя П4 неинвертирующие
94
2.5. Зарядное устройство для аккумуляторов
входы ОУ (точки У4 и У3) и входы переключения полярности элементов ЛП2 в БК4 и БК3 заземляются (ЛП2 — через R22), в результате чего исключается звуковая и визуальная сигнализация при
разряде 3-х и 2-х аккумуляторов.
Режим разряда может быть осуществлен также изменением полярности включения аккумуляторов (конструкция контактной системы HWBC1 позволяет это сделать). При этом возможны два варианта разряда: при подключенном или отключенном блоке питания. При первом варианте разряд может производиться как
постоянным, так и асимметричным током. Второй вариант возможен благодаря тому, что ЗУ соединяется с блоком питания через
контактные группы Б-В одинакового диаметра, но разного направления (так называемые папа-мама), что позволяет замкнуть
входы ЗУ по зарядному напряжению. В обоих случаях установка
разрядного тока производится резисторами R7, R8 и контролируется прибором М476. При втором варианте разряд возможен и без
изменения полярности включения аккумуляторов, однако в этом
случае необходим переключатель (типа Т2) полярности прибора.
Во всех рассмотренных вариантах контроль напряжения на аккумуляторах производится пользователем с помощью вольтметра.
Эти два режима разряда целесообразно использовать на начальном
этапе, когда требуется использовать сравнительно большие токи
разряда, которые нельзя реализовать в автоматическом режиме
(через R20 и Т3).
При последовательном включении аккумуляторов (положение
переключателя П3) используются режимы 12В, 17В блока питания. При этом заряд аккумуляторов производится, в зависимости от положения тумблера Т2, как в режиме постоянного, так и
асимметричного тока. Количество заряжаемых аккумуляторов в
этом случае (4, 3 или 2) выбирается переключателем П4 (типа ПД
13-1). Для зарядки и разряда аккумуляторной батареи типа
7Д-0,125Д используется одна контактная группа 9В (место второй
контактной группы использовано под П2).
Поскольку переключатель П4, определяющий количество заряжаемых или разряжаемых аккумуляторов (2, 3 или 4), имеет только три положения, то в случае одного аккумулятора второй заменяется его фантомом в виде металлической трубки, старым аккумулятором или сухим элементом АА или ААА с закороченным
выводами.
95
2. Химические источники тока (ХИТ)
Практика использования восьми NiMH аккумуляторов компании Camelion емкостью Q = 1800 и 2000 мА⋅ч в течение двух лет
при токе нагрузки 47 мА (КПК Psion 5mx) показывает, что после
первых 10 циклов заряд-разряд на постоянном токе при токе заряда 0,1Q отдаваемая емкость составляла в среднем около 1100 мА⋅час, а через два года она снизилась до 300 мА⋅ч, вероятно из-за систематических недоразрядов. Использование асимметричного тока
зарядки значением 0,1Q с использованием Д1-С4-цепочки позволила увеличить отдаваемую емкость почти в три раза без предварительной разрядки аккумуляторов. Заметим, что конденсатор С4
может быть заменен резистором сопротивлением 300—400 Ом.
Правда, в этом случае эффективность восстановления, как показалось авторам, несколько ухудшается. В общем же случае эффективность восстановления зависит от многих факторов и требует
индивидуальных настроек [7].
96
3. Система охранной сигнализации
В общем случае такие системы являются одной из составных
частей обеспечения безопасности охраняемых объектов (квартиры, предприятия, банка, офисного помещения и т. п.) с учетом их
местоположения и окружающих их зданий, ценности оборудования, хранимых денежных средств и информации, с учетом наличия противопожарных средств и требуемых видов сигнализации,
их надежности, с учетом необходимости в страховании имущества,
в средствах контроля несанкционированного доступа к каналам
связи и специальных служб безопасности с соответствующими инструкциями по их работе в экстремальных ситуациях и многое
другое. К чисто техническим средствам обеспечения безопасности
относятся [11]:
1. Технические средства первого уровня:
1.1. Входные стальные двери с глазком, двумя замками разных
систем, дополнительной третьей петлей и анкерным креплени-
ем ее рамы (металлические штыри, вмонтированные в стену
дверного проема на глубину 10—12 см с последующей привар-
êîé ê ðàìå).
1.2. Дверной глазок с углом обзора не менее 170 °C откидываю-
щейся с внутренней стороны защитной крышкой или простей-
шее видеоконтрольное устройство.
1.3. Замки; определяющим фактором при выборе замка (на-
кладного или врезного) является степень его защищенности.
Накладные замки меньше ослабляют полотно двери, чем врез-
ные, однако многоригельные врезные замки обеспечивает вы-
сокую устойчивость против взлома, поскольку ригели (подвиж-
ные запирающие элементы замка) фиксируют запертую дверь в
четырех направлениях: с боков, сверху и снизу. Наибольшей
степенью защищенности против отмычек являются замки с ци-
линдровыми механизмами повышенной секретности, в частно-
сти, замки Волжского автомобильного завода. Особой ориги-
нальностью отличается цилиндровый механизм HYDRA фирмы
TrioVing с тремя комплектами ключей. Первый комплект ис-
пользуется до тех пор, пока не возникло подозрение или уве-
ренность, что дубликаты ключей попали в чужие руки. В этом
случае используется второй комплект, при этом цилиндровый
механизм HYDRA автоматически подстраивается под новый
97
3. Система охранной сигнализации
комплект с исключением такой подстройки для предыдущего.
Для повышения степени защиты механические замки дополня-
ются кодовыми устройствами с ручным набором кода или ис-
пользованием программируемых карточек. Такие устройства
при необходимости строгого контроля могут быть подключены
к системам сигнализации и охраны, регистраторам времени по-
сещения помещения и т. п.
1.4. Металлические решетки (с креплением их рам и петель,
аналогичным используемым для дверей), устанавливаемых с
внутренней и наружной стороны окон, расположенных в неос-
вещенных местах или с плохо просматриваемой стороны зда-
ния, а также в наиболее доступных местах (подвалы и первые
этажи, вблизи пожарных лестниц и т. п.). Для закрывания ре-
шеток используются навесные замки и в ответственных случа-
ях — магнитные (герконовые) или поводковые (из тонкого про-
вода) датчики вскрытия.
1.5. Защитные решетки на вентиляционных каналах, освети-
тельных шахтах подвалов и других местах инженерной сети.
1.6. Механические средства охраны периметра стационарного
(капитального) типа (для предприятий) или монтируемые (и
легко демонтируемые, например, для временных выставок). Та-
кие средства имеют «благородный» эстетичный внешний вид и
часто используются в качестве элементов датчиков охраны, на-
пример, емкостного типа.
1.7. Переговорные устройства (аудио домофоны) в сочетании с
управляемым электрическим замком на входной двери офиса,
подъезда и др., исключающие непосредственный контакт с не-
знакомым посетителем; для таких устройств используются от-
дельные проводные линии связи, бепроводные или силовая
сеть переменного тока (например, переговорное устройство WI
фирмы COMMAX).
1.8. Входная двухдверная камера-шлюз с электрическими зам-
ками, позволяющая задержать злоумышленника (используется
в некоторых банках).
2. Технические средства второго уровня:
2.1. Системы охранной сигнализации — фиксируют факт не-
санкционированного доступа на охраняемую территорию с
формированием сигнала тревоги и передачи его на пульт охра-
ны и исполнительные устройства. Такие системы содержат дат-
чики, резервный источник питания и пульт-концентратор для
98
обработки информации по заданному алгоритму, обеспечения
автоматической связи с городским (районным) пультом охраны
для передачи сигналов тревоги и приема команд и возможно-
стью подключения исполнительных устройств (включение си-
рены, мигающего света, графической панели с планом помеще-
ний, системы подсветки, принтера для регистрации времени,
места и характера нарушения).
Датчики могут объединяться в зоны для контроля определенно-
го объекта или его участка с использованием:
— пассивных инфракрасных датчиков движения, срабатываю-
щих при попадании движущегося объекта, излучающего тепло (например, человека или животного), в зону их чувствительности; самым простыми являются датчики Bravo-2 фирмы DSC и Paradox Light фирмы PIROTEC, наиболее
сложными, учитывающими, например, массу объекта, — Paradox Vision-510 и UP350 фирмы Alarmcom;
— датчиков разрушения стекла, регистрирующих звук от удара
по стеклу (в однопороговых), а также звон разбиваемого
стекла (в двухпороговых датчиках) при условии регистрации
двух сигналов, следующих с интервалом не более 150 мс;
один датчик позволяет охранять стеклянные окна, витрины
2
и т. п. площадью до 10 м
; чувствительность датчиков регулируется с помощью специальных имитаторов, например,
марки DG-50 или FG-700;
— активных инфракрасных датчиков движения и присутствия,
срабатывающих при пересечении невидимых лучей инфракрасного излучения с длиной волны порядка 1 мкм, излучаемых передатчиком и принимаемых приемником, который
может быть совмещен с передатчиком при условии приема
отраженных лучей; отличаются высокой устойчивостью и
надежностью; используются для защиты внутреннего и
внешнего периметров, для бесконтактного блокирования
пролетов, дверей, лифтов, проемов, коридоров и т. п.; наибольшее распространение получили датчики фирмы OPTEX;
— фотоэлектрических датчиков, аналогичных предыдущему ти-
пу, но с охраняемой зоной между разнесенными в пространстве передатчиком и приемником;
— микроволновых датчиков, аналогичных предыдущим двум
типам по назначению, но основанных на излучении и приеме отраженных радиосигналов микроволнового диапазона и
99
3. Система охранной сигнализации
отличающихся более высокими ценами, неудовлетворительной устойчивостью к ложным срабатываниям и высоким
уровнем вредных излучений;
— ультразвуковых датчиков, аналогичных предыдущим трем
типам, но основанных на излучении и приеме отраженных
ультразвуковых сигналов частотой 20—60 кГц и отличающихся сравнительно низкой чувствительностью, неудовлетворительной устойчивостью к ложным срабатываниям из-за
перепадов температуры, акустических шумов, колебаний
влажности; находят применение, в основном, в недорогих
системах для защиты малых замкнутых изолированных объемов, например, салона автомобиля;
— вибродатчиков, реагирующих на вибрацию и удары с испо-
льзованием пьезоэффекта или явления электромагнитной
индукции; отличаются низкой стоимостью и высоким уровнем ложных срабатываний; применяются в дешевых системах автомобильной сигнализации;
— барометрических датчиков, реагирующих на флуктуации
давления воздуха в охраняемом помещении в момент открывания дверей, окон, форточек или при разрушении стен, потолка, дверей и окон;
— сейсмических датчиков, срабатывающих при изменении дав-
ления в одном из двух уложенных рядом в почву шлангов с
жидкостью при перемещении нарушителя или с использованием пъезоэлементов; оба вида таких датчиков чувствительны к посторонним вибрациям, вызываемым, например, проезжающим транспортом или сильным ветром;
— магнитных датчиков из проволочной сетки, которая уклады-
вается в почву; реагируют на перемещении человека с металлическими предметами, например оружием; малоэффективны вблизи автомобильных и железных дорог;
— емкостных датчиков, регистрирующих изменения электри-
ческой емкости между полом помещения и решетчатым
внутренним ограждением или заградительной колючей проволокой и землей;
— магнитных (герконовых) датчиков, представляющих собой
пару геркон — магнит и срабатывающих при открывании/закрывании двери или окна; обычно геркон (герметически запаянный в стеклянную трубку контакт, который замыкается или размыкается при поднесении к нему магнита)
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]