安全警报中的触摸传感器。方案、说明

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拟议的文章描述了一种对触摸物体（门锁、保险箱等）做出反应的设备。它可用于安全系统。

上图。图1示出了说明该装置的操作原理的图。这里G1是交流电压发生器（电网）； Ср——小容量高压隔离电容器； D——敏感阈值元件； KP——具有导电性的被控对象； C0——其电容； Sk 是人触摸 CP 的电容。

防盗报警器中的触摸传感器

Zin远小于电容器C0的电容。因此，在待机模式（无Sk）下出现的电流I大约等于I=314.Ur.Sr。 С0/(Ср+С0)，以及传感元件输入端的电压：Uin = I.Zin，其中Zin是其输入电阻，Ur是发电机电压。电压 Uin 必须低于敏感元件的阈值。将异物连接到齿轮箱将使电容增加到 C0'=C0+ Sk，相应地，电路中的电流增加到 I'=314。 Ur.Cp.C0'/(Cp+C0')。此时，输入电压Uin'=I'.Zin。该电压必须高于阈值，然后触摸 CP 将触发警报。

上图。图2示出了该装置的示意图。输出端带有耦合电容器的交流电压发生器是连接到电网的 C9C10 电容分压器。阈值元件的输入电阻Zin=40 kOhm（它具有复杂的特性）。低通滤波器 R1C1R2C2 衰减可能的高频和脉冲噪声。

防盗报警器中的触摸传感器

运算放大器DA1和晶体管VT1组成一个经济型比较器，其信号馈送到14位计数器DD2的计数输入端。 DD1 芯片上装有一个振荡器，可产生短脉冲。它们进入计数器的输入 R 并定期将其返回到其原始状态。这些脉冲的重复周期是Tr=2·R12。制造样品中的C6为7秒。引入R14C8电路，在上电时复位DD2计数器。

晶体管VT2工作在电子钥匙模式，当计数器输出出现高电平时，打开压电警报器HA1。但只有在复位脉冲之间的间隔内，至少有 256 个具有交流电源频率的脉冲到达输入 C 时，才会发生这种情况。也就是说，如果与齿轮箱的接触持续至少Tc=Nc/F=256/50=5,12s，其中F=50Hz是网络中交流电的频率。因此，警报的最大持续时间Tmax=Tr-Tc=1,9s。事实上，其持续时间将取决于接触 CP 的时刻，它可以是 0...Tmax 内的任何时间。如果持续触摸控制面板，警报将定期重复。

电阻器 R4 - SP3-38a 或 SP3-19b，其余 - MLT 0,125。电容器 C9 和 C10（安装在电源插头或插座中）- K5-15-N70（工作电压 1,6 kV）、K73-9（630 V）或 KSO-2（500 V）。电容器C3和C5——K50-35、K50-40等，其余——KM-6、K10-17b等晶体管VT2——硅复合结构npn，电流传输系数至少为400，允许集电极电流至少 200 mA。作为DD2，可以使用KR1561IE20芯片。压电警报器 HA1 - AST-10。

在组装好的设备中，您需要在待机模式下检查输出DA1（引脚6）处的电压。如果超过1V（运算放大器输出端的最小电压通常没有标准化），则应安装较低阻值的电阻R8 - 在这种模式下，晶体管VT1必须安全关闭。

灵敏度阈值DA1 U=Upit.R4/(R3+R5)由微调电阻R4设定。仅当输入信号的幅度超过此阈值时，设备才会开始响应输入信号。

在安全系统中，几乎总是会延迟打开警报信号。这是尝试将算法上困难的功能转移到自动机时使用的技巧之一 - 从各种可能的事件中仅选择潜在危险、威胁的事件。这里采用的延迟不适用于习惯于快速（小于 Tc）打开公寓门的家庭，但它会对小偷花费太长时间（超过 2Tc）拿起主钥匙做出反应。

通过安装具有其他额定值的频率设置元件并从计数器DD2的另一个输出获取输出信号，可以改变设备的时间特性（打开警报的延迟Tc和最大声音持续时间Tmax）。因此，当 Tr=7 s 且 Nc=128（为此，电阻器 R10 连接到端子 13 DD2）时，我们有：Tc=2,56 s，Tmax=4,4 s。当 Tr = 4,8 s（为此，电容器 C6 必须为 0,68 μF）且 Nc = 128 时，我们有：Tc = 2,56 s，Tmax = 2,2 s。如果不需要这么大的延迟，并且您应该立即响应变速箱上的触摸，则将电阻器 R10 连接到计数器 DD23 的输出 7（引脚 2）就足够了。在这种情况下，警报将在 0,16 秒后响起。

由于将市电作为传感器正常工作所需的交流电压发生器，因此使用它为传感器供电非常方便。只需要选择适合任何无线电接收器或电子玩具的电压和电流负载的网络供电单元（适配器）即可。在这种情况下，可能不需要电容器 C9 和 C10：经验表明，电源本身与电源的电容耦合就足够了。

该表将帮助您选择电源，其中Upit是电源电压，Idezh是设备在待机模式下消耗的电流，Itr是在报警模式下。我们只注意到，随着 Upit 的增加，待机模式下的功耗也会增加，并且即使在 Upit = 10 V 时，AST-4,5 压电警报器听起来也足够响亮。

防盗报警器中的触摸传感器

所描述的设备本质上是一个独立的安全系统。它还可以用作更复杂设备的组成部分，从计数器 DD2 的输出中去除信号。

如果电源电压超过7V，则不能安装R8、R9、R1和VT8元件，而输出DA1应直接连接到输入C DD2。元件DD1.3、DD1.4、R14、C8也是可选的——微分电路C7R13可以连接在元件DD3的输出1.2和输入R DD2 之间。在这种情况下，图中的上部端子 R13 必须连接到公共线。

作者：Yu.Vinogradov，莫斯科

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