Акустический датчик

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: охрана авто

Опубликовано: 20.03.2017 17:55

Просмотров: 2570

При разработке охранной системы для автомобиля всегда возникает вопрос о том, какой датчик лучше использовать. Контактные датчики просты и надежны, они практически не дают ложных срабатываний, но реагируют только на факт вторжения. Пъезосенсоры чувствительны и реагируют даже «на недобрый взгляд», но очень много дают ложных срабатываний, а при сниженной чувствительности они почти бесполезны. Инерционные датчики на базе магнитодинамической системы измерительного прибора более надежны в смысле минимума ложных срабатываний и максимума защиты, но механически они очень ненадежны и могут выйти из строя, например, от динамических нагрузок, возникших при резком торможении (сила инерции срывает маятник вместе с катушкой).
Описываемый в этой статье датчик сделан на базе электретного микрофона, который устанавливают так, что его металлический корпус контактирует механически с металлом кузова автомобиля.

Для того чтобы отличить «недобрый взгляд» от кирпича датчик снабжен пятипозиционным селектором уровня, который оценивает степень опасности воздействия и сообщает об этом охранной системе.
Принципиальная схема показана на рисунке. При каком-либо воздействии на автомобиль в его кузове распространяются акустические колебания. При более значительных воздействиях, таких как разбивание или попытка разбивания стекла, попытка вскрытия дверей и т.д. возникают не только значительные колебания, распространяющиеся по металлу кузова, но и колебания распространяющиеся по воздушной проводимости. Весь этот шум регистрирует электретный микрофон М1, который расположен внутри салона автомобиля так, что его корпус механически прижат к металлической детали кузова автомобиля (поперечина под передним сиденьем), а вход для колебаний по воздушной проводимости не закрыт и направлен внутрь салона.
При возникновении шума, независимо от его происхождения, на выходе микрофона возникает переменное напряжение, которое усиливается транзисторным каскадом на VT1 и поступает на вход микросхемы А1. Микросхема А1 - поликомпараторный индикатор уровня сигнала, рассчитанный на индикацию уровня на шкале из пяти светодиодов. В данной схеме светодиоды заменены резисторами R6-R10 такого сопротивления, чтобы выходные сигналы микросхемы соответствовали логическим уровням КМОП-логики.

В отсутствие шума на всех выходах датчика есть логические единицы. При незначительном уровне воздействия (упала веточка на крышу, рядом кто-то чихнул) логический ноль возникает на выходе 1 ур. (1 уровень опасности). В этом случае, например, сигнализация должна издать либо короткий и негромкий звук, либо мигнуть фарами.
Если уровень шума будет больше, ноли возникнут уже на 1 ур. и 2 ур. Так, с увеличением уровня шума будет возрастать и число выходов с логическими нулями. Логическое устройство сигнализации должно обрабатывать эти данные и принимать соответствующие ответные меры. Например, на 1-м и 2-м уровнях - мигание фарами, на 3-м и 4-м уровнях к миганию фар добавляется и сирена, а на 5-м уровне к миганию фар и сирене добавляется рожок повышенной громкости, блокировка двигателя и еще что-нибудь. В простейшем случае логическое устройство сигнализации может состоять из нескольких триггеров или одновибраторов.
Общая чувствительность датчика регулируется при помощи переменного резистора R1. С его помощью устанавливают чувствительность, чтобы при легком постукивании пальцем по кузову автомобиля ноль возникал на выходе 1 ур., а на выходе 5 ур. только при хлопке дверью салона (это примерно так как при попытке разбить стекло).
Следует заметить, что применение этого датчика не означает отказ от контактных датчиков в дверях автомобиля, - при осторожном открывании двери ключом или отмычкой этот датчик может и не сработать (или только по первому-второму уровню), но контактный обязательно сработает на любое открывание двери. Поэтому большой эффективности можно достигнуть используя этот датчик совместно со стандартным набором контактных датчиков.
Датчик может служить и другим целям, например измерять уровень шума на каком-то объекте.
Климов А. радиоаматор 10-2005