Alarmkreis für Körperbrummensensor

Die Alarmschaltung erkennt das Netzbrummsignal vom Körper eines Eindringlings und löst den Alarmton aus. Dies geschieht immer dann, wenn ein Eindringling ein potenzielles Element berührt, das als Sensor festgelegt ist, z. B. den Türknauf oder ein Objekt, das geschützt werden muss.

Wenn der Stromkreis mit dem Türknauf verbunden ist, bleibt der Stromkreis im Standby-Zustand, unabhängig von Streustörungen in der Luft. Sobald ein Eindringling die Tür berührt, werden die Schaltkreise aktiviert und der Alarm ausgelöst.

In diesem Artikel werden einige Alarmsysteme beschrieben, die Prinzipien anwenden, die sie als aufgegeben, aber nicht exklusiv einstufen. Darüber hinaus werden reale Schaltungen, die Typennummern und Werte umfassen, gemeinsam genutzt. Elektronische Hobbyisten, die diese Schaltungen bauen möchten, können dies mit nur geringem Aufwand tun.

Netzbrummsensor

Zunächst werden wir den Stromkreis beobachten, der das „Netzbrummen“ erkennt, das auftritt, wenn ein Metallgegenstand von jemandem berührt wird.

Der Schallkopf kann alles sein, von einer Schranktür mit Wertsachen im Inneren oder dem Türgriff in einem Raum.

Das Ändern der Schaltung, um in ein riesiges Alarmsystem zu passen, ist relativ einfach, obwohl es hier als unabhängig betriebsbereit definiert wird.

Abbildung 1 zeigt ein Blockdiagramm, das die Funktionsweise des Geräts zeigt.

In fast allen Gebäuden, in denen Netzkabel vorhanden sind, wird das „Netzbrummen“ von jeder Komponente erfasst, die aus einem leitenden Material besteht.

Der menschliche Körper ist eingeschlossen, weil er aufgrund seiner beträchtlichen Größe ein Brummsignal fähig erfassen kann.

In der Detektorschaltung muss der am Eingang angebrachte Metallsensor klein sein und mit einem kurzen Draht von 300 bis 500 mm Länge am Rest des Bauteils befestigt werden. Für längere Verbindungen muss ein entsprechend abgeschirmter Draht verwendet werden.

Der Sensor fließt in eine Verstärkungsregelung, bei der es sich um einen Standard-Lautstärkeregler mit variablem Dämpfungsglied handelt, das so gesteuert werden kann, dass das typische atmosphärische Streusignal vom Sensor den Alarm nicht auslöst.

Wenn der Sensor von jemandem berührt wird, wird das von seinem Körper erfasste relativ große Signal in den Sensor übertragen, was zu einem starken Eingangssignal führt, das das Gerät auslöst.

Verstärkung

Wenn das System basierend auf der verwendeten Bedingung eingeschaltet wird, unterscheidet sich der Eingangssignalpegel.

Zwei Verstärkungsstufen, die dem Sensor folgen, und eine starke Verstärkung sind erforderlich, um dem unterschiedlichen Eingangspegel gerecht zu werden, der nicht so stark ist.

Ein Kondensator in jedem der Verstärker fungiert als Tiefpassfilter. Darüber hinaus ist keine starke hochfrequente Rückkopplung erforderlich, da das Eingangssignal die wichtige Netzfrequenz bei 50 Hz mit stabilen Harmonischen bei einigen hundert Hertz ist.

Das Risiko falscher Auslöser aufgrund der Erkennung von Hochfrequenzsignalen kann durch Verengung höherer Frequenzen verringert werden.

Gleichrichter - Verriegelung

Der folgende Abschnitt korrigiert und glättet das verstärkte Signal, so dass eine positive Gleichspannung erreicht wird.

Wenn sich das System im Standby-Modus befindet, ist das empfangene Signal aufgrund des Spannungsabfalls an den Dioden in den Brückengleichrichtern zu schwach. Oft gab es überhaupt kein Signal.

Trotzdem wird beim Auslösen des Geräts ein noch stärkeres Ausgangssignal erzeugt und die Gleichspannung steigt auf ein beachtliches Niveau an.

Dieses Signal wird verwendet, um eine Inverterstufe zu starten, die eine gewisse Verstärkung liefert, nur weil ein niederohmiges Ausgangssignal größerer Größe erzeugt wird.

Das erzeugte Signal betätigt den Eingang einer Latch-Schaltung und folglich wird ein elektronischer Schalter ausgelöst.

Der Schalter verbindet die Stromversorgung mit einer Alarmgeneratorschaltung, die von einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) zum Einschalten des Lautsprechers und einem Niederfrequenzoszillator zum Steuern der Frequenz des VCO gesteuert wird.

Letzteres erzeugt ein Sägezahn-Ausgangssignal, das eine Steuerung bietet, so dass sich die Ausgangsteilung bis zu ihrem Spitzenpegel nach oben wölbt und auf die minimale Steigung absinkt, bevor sie wieder ansteigt.

Dieser zyklische Prozess garantiert ein äußerst effizientes Alarmsignal. Da die Verriegelung im Gerät enthalten ist, ertönt der Alarm ständig, auch wenn die Komponente nicht mehr vom Sensor ausgelöst wird.

Brummdetektorschaltung

Abbildung 2 beschreibt den vollständigen Schaltplan des Brummsensor-Alarms des Netzkörpers.

Der Sensor wird an die voreingestellte Verstärkungsregelung RV1 angeschlossen und anschließend wird das Signal von zwei gemeinsamen Emitterverstärkern analysiert, die um Q1 und Q2 herum aufgebaut sind. Die Kondensatoren C4 und C6 kümmern sich um die Filteraktivität.

Darüber hinaus können die Kondensatoren C3 und C5 Eigenschaften mit niedrigem Wert aufweisen, da in diesem Prozess niedrige Frequenzen verwendet werden.

Wenn man bedenkt, dass Q1 und Q2 bei extrem kleinen Kollektorstromwerten arbeiten, besitzen sie eine größere Eingangsimpedanz als die üblichen Verstärker mit gemeinsamem Emitter. Infolgedessen sind die Koppelkondensatoren für den praktischen Gebrauch ausreichend.

Während die Dioden D2 und D3 den Ausgang von Q2 gleichrichten, glättet der Kondensator C8 ihn. Wenn ein ausreichend großes Potential erzeugt wird, zwingt es Q3 zum Leiten, so dass sein Kollektorstrom niedrig wird.

Zwei NAND-Gatter, IC1a und IC1b des CMOS 4011BE Quad-NAND-Geräts mit zwei Eingängen, bilden die Latch-Schaltung.

Diese beiden Gates sind jedoch in Reihe geschaltet und fungieren als typische Wechselrichter.

Der positive Rücklaufzustand zum Auslösen des Verriegelungsvorgangs wird von R9 geliefert. Die Diode D1 stellt sicher, dass der Transistor Q3 den Eingang des Latch Low anziehen kann, ihn aber nicht in den High-Zustand bringen würde.

Eine Problemumgehung ist möglich, indem der Rücksetzschalter SW1 verwendet wird, der mit der gegenüberliegenden Seite von D1 verbunden ist.

Sobald der Ausgang des Latch im niedrigen Zustand aktiviert ist, wird Q4 eingeschaltet, wodurch schließlich die Alarmschaltung mit Strom versorgt wird.

Dies hängt von IC2 ab, bei dem es sich um einen Phasenregelkreis CMOS 4046BE handelt. Bei dieser Operation werden jedoch das VCO-Segment und ein Einphasenkomparator verwendet. Letzteres fungiert als Wechselrichterstufe, die das zweiphasige Ausgangssignal liefert.

Das Ausgangssignal betreibt den Keramikresonator X1 im Vergleich zu einem Standardspulenlautsprecher.

Der Bediener erzeugt eine kreischende Ausgabe aus dem niedrigen Antriebsstrom, der von IC2 angeboten wird und erheblich lauter als erwartet ist.

Bei Bedarf kann der Ausgang von Pin 2 von IC2 verbessert und zu einem typischen Lautsprecher geleitet werden.

Das Sägezahnmodulationssignal wird von einem Standard-Relaxationsoszillator ohne Funktion erzeugt, der von Q5 abgeleitet ist.

Einstellung

Das Einrichten der Alarmschaltung für den Brummenmelder ist nicht kompliziert. Beginnen Sie mit RV1, das für die niedrigste Empfindlichkeit geändert wurde, und erhöhen Sie es dann allmählich, bis der Alarm ausgelöst wird.

Ziehen Sie sich als Nächstes ein wenig von dieser Einstellung zurück und versuchen Sie, den Alarm zurückzusetzen. Wenn Sie feststellen, dass der Alarm wieder aktiviert wird, drehen Sie RV1 ein wenig rückwärts und starten Sie das Gerät über den Schalter SW1 erneut.