Для настройки ключа на частоту срабатывания замка ключ подключают ко входу замка с помощью двухполюсного штекера и измеряют напряжение участка база-эмиттер транзистора V6 в схеме замка. Внутреннее сопротивление измерительного прибора должно быть по меньшей мере сравнимо с сопротивлением потенциометра R7 замка, который на это время должен быть отсоединен. При медленном изменении сопротивления резистора R7 мультивибратора стрелка прибора, отклонение которой сначала наступает при подключении ключа и чаще всего составляет 0,2...0,3 В, в первый момент отходит назад, при достижении же резонансной частоты напряжение растет примерно до 0,6 В, в результате якорь электромагнита притягивается. Если при достижении резонанса напряжение на измерительном приборе резко не увеличивается, то это значит, что напряжение за ограничительными звеньями слишком мало — потенциометр R3 в замке (см. рис. 6.25) следует несколько «подкрутить» (в образце замка его ползунок стоит примерно в среднем положении). Как только замок начинает «резонировать», расход энергии на входе каскада Шумахера падает. Следовательно, после настройки установку ползунка потенциометра R3 изменять нельзя, иначе каскад не сработает.
Для повышения помехозащищенности настройку потенциометра R3 на срабатывание электромагнита следует проводить при минимальном напряжении батареи. Если же опасности открывания замка с помощью электронной «отмычки» (в виде генератора звуковых частот) нет, то напряжение батареи можно принять несколько большим, что повысит надежность срабатывания.
Рис. 6.20. Печатный монтаж (а) и расположение элементов (б) ключа по рис. 6.19. Выводами +, — и «Выход» служат стойки из проволоки диаметром 1 мм, связывающие эту плату с платой питания (см. рис. 6.21, б).
В устройстве по схеме на рис. 6.19 можно применять транзисторы КТ315Г и КТ358В. В качестве источника питания используется аккумуляторная батарея из двух дисковых элементов Д-0,1.
Рис. 6.21. Плата питания для ключа по рис. 6.19 (аккумуляторы крепятся на фольгированной стороне):
а — печатный монтаж; б — вид сбоку на плату в сборе; все проволочные элементы выполняются из проволоки диаметром 1 мм; в — расположение элементов
Рис. 6.20, 6.21 и 6.22 иллюстрируют образец одного из практических вариантов ключа. Его корпус был выполнен из пластмассы. Размеры платы для сборки генератора звуковых частот (рис. 6.20) составляют 24X39 мм, ее углы срезаны. Она устанавливается в верхней части корпуса фольгированной стороной вверх. Под нею расположена плата питания с двумя дисковыми аккумуляторами. Платы электрически и механически соединяются друг с другом с помощью стоек из проволоки диаметром 1 мм, на которую надевается изоляция. Штекеры подключения ключа к замку, изготовленные из бронзовой проволоки диаметром 1 мм и заостренные спереди, расположены на плате питания (рис. 6.21). Ответные клеммы должны быть как можно меньше видны на двери снаружи. Внутри установлена планка с контактными пружинами, которых касаются штекеры при открывании замка. Длина штекеров определяется особенностями установки этой планки на двери.
Рис. 6.22. Возможный вариант корпуса ключа. На штекеры надевается защитный пластмассовый колпачок
Конструкция ключа с четырьмя штекерами позволяет обойтись без выключателя. Дополнительные сведения о работе замка и ключа могут быть получены из рис. 6.21. Перемычка между контактами замка замыкает цепь мультивибратора ключа только до тех пор, пока ключ вставлен в замок. Благодаря этому можно не бояться забыть выключить питание, аккумуляторы же требуют лишь периодической подзарядки, так как потребление тока ключом, составляющее всего около 1 мА, теоретически позволяет использовать ключ в течение 100 ч. Но саморазряд аккумуляторов (примерно на 1 % в сутки) требует подзарядки по меньшей мере через 2...3 месяца. При этом рекомендуется оставлять ключ в пружинных контактах на ночь. Так как эти контакты подключаются к источнику питания замка через резистор достаточно большого сопротивления, то ток через них будет всего лишь 1...2 мА.
Необходимо следить, чтобы оба аккумулятора не могли касаться друг друга. Следует исключить также возможность контакта разнополюсных частей корпусов обоих аккумуляторов с помощью коротких проволочных упоров, устанавливаемых на плате питания (рис. 6.22).
Приведенный пример реализации ключа не может оказаться оптимальным для всех. Поэтому ниже описаны некоторые варианты ключа, позволяющие, кроме того, упростить его постройку.
6.4.3. Варианты ключа
Прежде всего питание на схему ключа можно подавать с самого замка. Поскольку напряжение питания замка может быть больше 2 В, то в нем должен быть предусмотрен соответствующий делитель напряжения. Тогда в ключе хватит трех штекеров, а толщина его корпуса составит лишь около 8 мм (если штекеры расположить на второй плате).
Следующим шагом в миниатюризации ключа является установка в нем только одной половины мультивибратора при питании ее также через замок. Это устройство можно разместить на плате всего 20X25 мм. Но в любом случае должен быть потенциометр для настройки частоты. На штекеры следует надеть небольшой колпачок, но и при этом габариты ключа не превысят 13X27X42 мм. Пять штекеров необходимы, когда разделение схемы на две части производится по точкам, обозначенным на рис. 6.19 крестиками. Для защиты от возможных помех параллельно участку база-эмиттер второго транзистора (расположенного в замке), но в обратном направлении, рекомендуется установить кремниевый диод (например, типа SAY 30). Теперь осталось совсем немного для следующего шага: комбинацию из двух включенных в противоположных направлениях диодов можно подключить непосредственно к минусу питания, в то время как с помощью еще одного штекера из «минусовой» цепи ключа на массу замыкается только эмиттер второго транзистора. В этом случае ключ может быть настроен — уже не случайно — с помощью генератора помех.
6.4.4. Варианты замка
Описанные выше возможности изменения конструкции ключа частично касаются и замка. Так, в последнем примере в замке (особенно при высоком напряжении мультивибратора) можно даже пренебречь частью устройства до конденсатора С4.
Усложнит все устройство переключение мультивибратора на вторую частоту, предусмотрев в замке (начиная с коллектора транзистора V5) цепь второго канала. Если задать определенную последовательность ввода обеих частот и использовать ограниченное «время удержания» транзистора V5, то второй канал можно использовать только тогда, когда якорь электромагнита притянут, в то время как в первом канале выходной транзистор благодаря задержке еще открыт. Посредством периодического переключения (с помощью кнопки или второго, «переключающего мультивибратора», генерирующего частоту около 0,5 Гц) замок можно держать открытым, пока в него вставлен ключ. Такой замок достаточно надежен, и электронная «отмычка» здесь также не поможет.
Устройство значительно упрощается, хотя его надежность и несколько снижается по сравнению с исходной схемой (см. рис. 6.16), если постоянное напряжение ключа, показанного на рис. 6,19, использовать в качестве второго канала. Это напряжение разветвляется на входе устройства, подается (для защиты от высоких помеховых искажений) на высокоомный усилитель с встроенным диодным ограничителем, подобным прямому каналу, и отсюда поступает, например, на базу транзистора V5, для которого теперь резистор R5 не нужен. В мультивибраторе можно предусмотреть, например, кнопку и установить пятый штекер, благодаря которым постоянное напряжение непосредственно на вход не подается. В результате не только повышается надежность того, что злоумышленник не найдет необходимые контакты (если он вообще сможет заметить в двери небольшие отверстия), но и благодаря зарядке конденсатора при нажатии кнопки транзистор V5 включается (кратковременно) и, следовательно, приводит к открыванию замка только при разрядке этого конденсатора в течение определенного времени.
6.5. ЭЛЕКТРОННЫЙ ЗАМОК С АКТИВНЫМ ФИЛЬТРОМ
Благодаря большому усилению при довольно малом объеме, а также вследствие снижения их стоимости операционные усилители являются серьезным конкурентом устройств, собираемых на транзисторах, но лишь там, где не требуется обработка высокочастотных сигналов. Ограничение их применения, обусловленное повышенным напряжением питания (а иногда и необходимостью в двух источниках питания), не имеет значения, когда это напряжение легко получить и когда короткие периоды работы прерываются длинными паузами. В последнем случае могут быть использованы — в зависимости от требуемого напряжения — или малогабаритные батареи на 9 В, или подзаряжаемые никелеВо-кадмиевые аккумуляторы. Кроме того, может быть применен меньший по объему трансвертер (преобразователь напряжения),
который при современном состоянии электронной техники позволяет получать достаточно стабильное напряжение питания до 1 В при относительно низкой мощности — до нескольких сотен милливатт. Один из вариантов такого трансвертера описан в разделе 6.5.5.
6.5.1. Полосовой фильтр низких частот
на базе операционного усилителя
Как видно из рис. 6.23, операционный усилитель А109 позволяет реализовать низкочастотный фильтр с помощью очень малого количества элементов, причем размеры фильтра достаточно небольшие. Селективные свойства этого фильтра — при определенной зависимости от температуры и напряжения — представляют интерес для целого ряда схемных решений. Резонансная частота такого фильтра рассчитывается по формуле
Вследствие неизбежных допусков на номиналы элементов в фильтре обязательно должна быть предусмотрена возможность его настройки на резонансную частоту посредством изменения сопротивления того или другого резистора или емкости определяющего частоту конденсатора. Это, в свою очередь, приводит к изменению добротности (и самого усиления). Один из способов борьбы с этим отрицательным эффектом (зависящим также от характеристик источника питания) представлен на рис. 6.24. Разумеется, что подстроечный резистор не должен перекрывать слишком большой диапазон частот, если нежелательны связанные с этим изменения переходной характеристики самого фильтра.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 |
Основные порталы (построено редакторами)