ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Вид излучения.........................инфракрасные лучи ..............................с частотной модуляцией 10 кГц Режим работы...............импульсный с частотой 2 Гц Расстояние до определяемого объекта .................................0,5 м Продолжительность подачи сигнала ....................................1,5 минуты Потребляемый ток.......................................100 мА Напряжение питания..............................7,5— 12 В Габаритные размеры.........................140x37x95 мм Это устройство можно применить для охраны какого-либо объекта или как сигнальный датчик в приборах автоматики самого разного назначения. Его особенностью является компактность конструкции и полная автономность работы за счет объединения в одном корпусе ИК-излучателя и приемника отраженного сигнала. После включения устройство через 6 секунд переходит в дежурный режим. Срабатывая на присутствие постороннего объекта, оно в течение 1,5 минуты выдает звуковой сигнал, а после автоматически переходит в дежурный режим, о чем сигнализирует включение светодиода. Звуковой сигнал можно прерывать вручную кнопкой «Сброс», через 6 сек. устройство вновь переедет в дежурный режим. Принципиальная электрическая схема устройства приведена на рис.1.
На элементах DD1.1 и DDI.2 собран генератор прямоугольных импульсов с частотой 2 Гц. На элементах DD1.3 и DD1.4 выполнен управляемый генератор импульсов с частотой 10 кГц, который начинает вырабатывать колебания только при подаче положительного сигнала логической «1» на вывод 8 DDI.3.
Сигнал с генераторов поступает на составной транзистор VT6 и VT7, в цепь коллектора которого включен инфракрасный светодиод VD3. Таким образом, светодиод работает в импульсном режиме с частотой коммутации 2 Гц, Импульсный режим работы выбран с целью экономии энергии аккумуляторной батареи. Фотоприемник собран на микросхеме DD2. Прием инфракрасных колебаний ведется на фотодиод VD2.
Так как микросхема DD2 питается от напряжения +5В, то на элементах VD1 и R2 собран параметрический преобразователь на +5В от +9В. Для предотвращения проникновения помехи по цепям питания используется фильтр питания микросхемы DD2 на элементах R1 и С1. Конденсаторы С2 и СЗ, С4 являются элементами, задающими режим работы микросхемы DD2. Далее сигнал подается на компаратор, который выполнен на элементе DD3.3. При равенстве сигналов на его входах по частоте и фазе на выходе DD3.3 (вывод 10) формируется логический «0», при различии частот на выходе DD3.3 наблюдается хаотическое изменение уровней «0» и «1». Поэтому при попадании на фотоприемник «паразитных» сигналов, компаратор выдает сигнал ошибки. Этим обеспечивается надежная безошибочная работа устройства. На элементах С8 и RI1 собрана схема задержки перехода устройства в дежурный режим nпосле нажатия кнопки «Сброс» или после включения устройства. Это необходимо для того, чтобы человек мог успеть выйти из зоны охраны после включения устройства. В устройстве применены микросхемы серии К176. Их можно заменить на однотипные из серий К561, К564 без изменения рисунка платы. Конденсаторы К50-35 можно заменить на K50-I6, остальные из серии К10-7В могут заменяться на КД. Транзисторы КТ315Б можно заменить на КТ315 с любой буквой, КТЗ102А, Б, КТ816Б — на КТ602Б, КТ814Б. Фотодиод ФД320 — на ФД263. Светодиод АЛ156 — на два последовательно соединенные АЛ107Б, АЛ307 — на АЛ102Б. Резисторы — типа МЛТ-0,125, МЛТ-0,25, Стабилитрон KTI47A заменяется на КС156А. Диода КД522Б — на КД521 с любой буквой. Динамическая головка — ДЭМШ. Платы передатчика и фотоприемника приведены на рис. 2,3 и 4,5 соответственно.
В наши дни домашней системе безопасности уделяется пристальное внимание. Однако эти системы обеспечения безопасности являются очень дорогими для реализации.
В данной статье мы поможем вам создать простейшую сигнализацию своими руками на ИК лучах, используя фотодиод и инфракрасный светодиод.
Ранее мы уже публиковали другую охранную сигнализацию, схема которой базировалась на лазерном луче и фоторезисторе. Однако есть вероятность, что вор может увидеть лазерный луч и легко обойдет сигнализацию. Данная схема даст вам представление о том, как работают охранные сигнализации на инфракрасных лучах.
Необходимые компоненты:
Таймер NE555 Фотодиод ИК-светодиод Транзистор BC548 Зуммер с генератором на 12В Резистор (100к, 1к x 2) Конденсатор (100мкф)
Работа сигнализации на ИК лучах
Основным компонентом (датчиком) здесь используется фотодиод и ИК-светодиод. Посредством них мы создаем замкнутый контур вокруг дома.
Таймер NE555 в данной схеме работает в моностабильном режиме. ИК-светодиод непрерывно посылает инфракрасный луч на фотодиод. В результате на выводе триггера (вывод 2) таймера NE555 находиться положительное напряжения от Vcc.
Следовательно, на его выходе (вывод 3) будет низкий уровень, поскольку высокий выходной уровень возникаете, когда на входе триггера низкое напряжение.
Когда злоумышленник пересекает ИК-луч, прерывается цепь между фотодиодом и светодиодом. Таким образом, на 2 выводе напряжение падает, а на выводе 3 возрастает. Транзистор, подключенный к выходу через резистор R3, подает питание на зуммер и раздается сигнал тревоги.
Если вам нужно включить световую сигнализацию или подключить очень мощную сирену, тогда вам нужно вместо зуммера подключить реле. Для увеличения дальности действия можно использовать фокусирующую линзу или использовать серию ИК-светодиодов.
При настройке, как можно определить попадает ИК луч на фотодиод или нет? Для этого мы можем использовать камеру или временно для настройки фокуса установить обычный светодиод вместо ИК-светодиода.
Для питания ИК-светодиодов вы можете использовать две 1,5В батареи (размер АА). Фотодиод должен быть подключен в режиме обратного смещения (т. е. анодом к отрицательному, а катод к положительному выводу).
В наши дни ИК-датчики используются практически во всех сферах жизни. Они встречают нас при входе в здания, раскрывая нам двери. Провожают нас из туалета, и в целом регулярно следят за нами и оберегают. Широкое применение детекторы получили в охранных сигнализационных системах. Оптико-электронные инфракрасные (ИК) детекторы являются самыми популярными на текущий момент. Следят они и за защитой помещений от вторжения, и за защитой периметров. Широкий выбор моделей подходящего внешнего вида и характеристик, делают их такими популярными средствами обнаружения.
Охранный датчик ИК
ИК датчики движения обнаруживают сам факт проникновения нарушителя на вверенную им зону. Как только вторжение произошло, прибор немедленно посылает тревожный сигнал на средство оповещения. Такими средствами становятся оконченные устройства, системы передачи извещений или охранно-пожарные приемно-контрольные приборы. В свою очередь системы могут передавать сигнал дальше, на пульты наблюдения или охраны. Как работает ИК-детектор?
ИК аппарат воспринимает изменения уровня инфракрасного излучения температурного фона. Иными словами он создает тепловую карту охраняемой области и следит за ее изменением. Так если там появляется новый объект с отличной температурой, а температура человека значительно отличается от температуры табуретки или столба, да еще когда этот объект начинает передвигаться по этой карте, сразу срабатывает сигнал.
Чувствительный сенсор устройства определяет излучение в диапазоне 5-15 мкм. С легкостью определяет излучение человеческого тела или тела животного. В данный рабочий диапазон попадают температуры тел двадцати-сорока градусов Цельсия. Соответственно чем горячее объект, тем сильнее его излучение. Если сравнивать работу датчика с работой телевизионного пульта, то тот воспринимает волны короче 1мкм при видимом человеку спектре в области 0.45-0.65 мкм.
Пассивными извещателями называют те, которые ничего не излучают и только воспринимают температуру от живого существа. Проблемы устройства возникают от того, что любой объект даже при нуле градусов излучает много в ИК-диапазоне. Хуже того что излучает даже сам прибор и его корпус.
Устройство датчика ИК
Раньше такие приборы могли работать только при сильном охлаждении, и были непрактичными. Нынешние детекторы не способны получить точные измерения объекта, однако для их эффективной работы достаточно просто отследить передвижение, основываясь на изменении разности излучения, чем они успешно и занимаются.
Для срабатывания ИК-пассивного устройства необходимо следующее:
предполагаемый преступник должен передвигаться поперечно лучу детектора; двигаться нарушитель должен в определенном моделью устройства скоростном интервале; чувствительности устройства должно хватать, чтобы различать температуру объекта сквозь одежду и на фоне пола и стен.
Инфракрасные детекторы состоят из трех основополагающих элементов:
оптическая система, формирующая зону обнаружения; пироприемник, фиксирующий тепловое излучение; блок обработки, реагирующий на сигналы передвижений объектов в зоне контроля.
Монтаж устройства
Инфракрасный прибор имеет ряд преимуществ перед другими, и одним из них является простота монтажа. Формат крепления прибора практически неограничен. Потолок, стены, углы, всё доступно для него. Зависит это лишь от конкретно взятой модели.
Для грамотного определения, сколько необходимо приобретать датчиков и как их размещать, надо разобраться с планом охраняемого помещения. Необходимо заранее продумать, как может попасть нарушитель на объект. Какие проходы следует обеспечить наблюдением, и под каким углом следить. Важно не забывать о том, что движения преступника должны быть перпендикулярны работающему датчику для больше точности.
Определив сколько входов нужно накрыть детекторами, и справляется ли один прибор, избегая слепых зон, можно приступать к приобретению и монтажу. При монтаже важно соблюдать предельно допустимые высоты, и размещать строго в отведенном интервале и с учетом характеристик прибора.
Приборы с объемным обнаружением желательно размещать в углу помещения на расстоянии, до двух с половиной метров от пола. Так область будет покрываться наиболее плотно.
На потолке размещают модели с требованиями к соблюдению интервала высоты, от двух с половиной до трех с половиной метров.
Приборы поверхностного обнаружения применяют для охраны периметров окон, дверей, или подходов к определённым ценным объектам.
Линейные детекторы применяют для обеспечения безопасности в длинных и нешироких коридорах.
Как обмануть ИК-прибор?
Если знать все слабости прибора, обмануть его становиться несложно. Так нагрев помещение до температуры тела, датчик перестанет различать нарушителя на общем фоне. Такой обман сам по себе подразумевает плохую работу устройств в летнее время или в жарких климатических зонах. Читайте также: Достоинства охранного датчика Рельеф
Распространённым обманом становиться и заграждение своего тела за щитом комнатной температуры. Так прикрывшись ширмой, или толстой шкурой комнатной температуры и передвигаясь достаточно медленно, можно беспрепятственно преодолеть охраняемую зону.
Не так давно можно было поступить и проще, сломав прибор или выведя его из строя ИК-лампой. Однако на текущий момент почти все устройства обладают защитой от такого рода помех, и отправляют сигнал тревоги при любой своей неисправности.
Простым способом является и простое загораживание предмета. Но для этого приходится быть рядом с ним, желательно в то время когда он отключен. А значит нужно заранее знать, где он расположен, заблаговременно загородить и только потом воспользоваться этой лазейкой.
Существуют специальные способы защиты от таких хитростей:
комбинированные датчики, в которых совмещены ИК и микроволновые технологии. Они лишены недостатков только инфракрасного аналога. Тревожный сигнал в таком случае будет подан сразу же, если устройство будет чем-то перегорожено, и это будет мешать его нормальной работе; функция под названием «Ближняя зона» также позволяет при помощи дополнительной линзы заглядывающая под другим углом. Эта линза позволяет заметить возможного преступника в своей мертвой зоне, из которой он собирается загородить прибор.
Ложные вызовы
Охранный датчик ИК, как и все его аналоги, имеет неприятную особенность в виде ложных срабатываний. С этим активно борются разработчики устройств. Они создают особые настройки, создают хитрые системы контроля, дополнительные защиты.
Ложняки вызваны срабатыванием устройства от помех, засветок, вибраций. Срабатывают на животное даже когда это совершенно не нужно. Для защиты от всех этих проблем существуют особые рекомендации.
Аппарат необходимо защищать от проникновения в него потоков воздуха и пыли. А значит, размещение его должно быть вдали от сквозняков или систем вентиляции, а корпус в свою очередь не должен иметь трещин и повреждений.
Чтобы избежать засветок, достаточно просто размещать устройство в тени. Избегать попадания в него прямых солнечных лучей, а также бликов от иных источников.
Строение датчика ИК
Избавиться от электромагнитных помех поможет отключение всех возможных источников или хотя бы большинства из них, на время постановки устройства на охрану. К таким помехам могут относиться лампы, не работающие на основе накаливания.
От вибраций прибор защитит установка его на несущую стену или иной капитальной конструкции неподверженной сильной вибрации.
Не стоит направлять устройство на работающий обогреватель или заведомо находящиеся в движении объекты (шторы, ветки). От влияния животных прибор защитит только глубокая настройка определенных моделей.
Всего помехи существуют трех основных типов – тепловые, электромагнитные и посторонние. Влияние каждого из них нужно учитывать, выбирая устройство для себя. Заранее необходимо продумать, как будет обустроена защита устройства от ложных срабатываний. Обдумать монтирование устройства и возможное поведение преступника. Наилучшим решение остается приобретение комбинированного с ИК устройства, оно исключает влияние на слабые места того или иного типа устройства, перекрывая их сильными сторонами другого. Итог
Безопасность, предоставляемая устройством перекрывает возможные расходы на него. ИК в этом плане обладает преимуществом по цене и качеству. При этом он безопаснее для самого человека по сравнению с любым аналогом. ИК устройствами можно не только обеспечить охрану своего жилища, но и автоматизировать работу многих систем в доме. Технология имеет бешеную популярность, и пока что достойных конкурентов у нее нет.
