Sensore di movimento a microonde per antifurto. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Sulla base del progetto proposto da A. Khabarov (vedi l'articolo "Sensore di movimento" in "Radio", 2001, n. 10), ho deciso di realizzare un sensore di movimento a microonde per il mio allarme di sicurezza. Poiché il sensore era alimentato dall'alimentatore del sistema di allarme con una batteria all'acido da 12 volt in tampone, ho escluso il raddrizzatore di rete, sostituito lo stabilizzatore DA1 con uno parametrico su un transistor e un diodo zener, e sostituito il VT2 , U1, DA3 stadi con un interruttore a transistor a tre stadi con un relè elettromagnetico all'uscita.

Un'analisi delle informazioni precedentemente scaricate da Internet sui sensori di movimento a microonde di sicurezza straniera ha rivelato le seguenti caratteristiche dei circuiti di questi sensori, vale a dire:

1. L'amplificatore di ingresso è sempre separato dall'autodina a microonde da un condensatore di isolamento e in alcuni dispositivi, insieme a un condensatore di isolamento, è incluso anche un filtro di soppressione RF a forma di L.

2. L'amplificatore operazionale di ingresso (amplificatore operazionale) è sempre invertente.

3. Tra l'amplificatore di ingresso e il comparatore c'è sempre uno, e più spesso due stadi di guadagno, separati dall'amplificatore di ingresso da un condensatore di isolamento.

Sulla base di quanto sopra, ho preso come base l'autodina a microonde di A. Khabarov e ho rifatto completamente l'intera parte a bassa frequenza. Il risultato dello sviluppo è un dispositivo, il cui schema è mostrato in Fig. 1.

(clicca per ingrandire)

L'autodyne a microonde sul transistor VT1 e la topologia del suo circuito stampato rimangono invariate. L'amplificatore del filtro di ingresso sull'amplificatore operazionale DA1 è invertente. Il filtro RF trap L3C1 impedisce al segnale a microonde di raggiungere l'ingresso dell'amplificatore operazionale DA1. Per alimentazione, l'amplificatore di ingresso è disaccoppiato dal resto del dispositivo dal filtro R18C5.

Cascate sui transistor VT2 e VT3: due stadi di guadagno dei bassi. Questo è seguito da un UPT a due stadi sui transistor VT4 e VT6. Il ruolo del comparatore è svolto dal diodo zener VD3 e dal relè K1. Il confronto avviene a soglie paragonabili alla tensione di alimentazione e tutti gli stadi sono accoppiati in c.c. mediante condensatori di isolamento, il che garantisce un'elevata stabilità termica.

Strutturalmente, il sensore è assemblato su un circuito stampato a doppia faccia (Fig. 2). Poiché la scheda non ha fori placcati, il montaggio delle parti deve essere eseguito con attenzione in modo da non bloccare l'accesso ai punti di saldatura con parti che possono essere saldate successivamente.

L'alloggiamento del sensore è un portasapone con dimensioni della cavità della parte interna 95x55x19 mm e dimensioni esterne della parte esterna 100x61 x20mm. L'alloggiamento del sensore è montato su una base in textolite o alluminio di dimensioni 180x70 mm su supporti lunghi 10 mm, attraverso i quali passano viti a testa svasata M3. I ripiani all'interno del portasapone sono dadi M3 con rondelle in textolite sovrapposte. Anche la scheda stessa è fissata con dadi M3. Attraverso i fori negli angoli della tavola passano le viti per il fissaggio del portasapone e della tavola. Attraverso il foro al centro della scheda, dal lato delle parti, è fissata una cremagliera con una filettatura passante M3. Un foro con un diametro di 3 mm viene praticato lungo l'asse di questo rack nel coperchio del portasapone. Attraverso questo foro, il coperchio del portasapone viene fissato con una vite M3 avvitata in questo rack. Il supporto può essere realizzato con qualsiasi materiale.

I conduttori della scheda possono essere stagnati, ad eccezione del risonatore e dell'antenna a fessura, che devono essere lucidati a specchio. Questo può essere fatto con pasta GOI diluita in olio per macchine. Dopo aver assemblato la scheda, il risonatore e l'antenna a fessura devono essere ricoperti con un sottile strato di colofonia diluita in acetone o alcool per evitare che si ossidino nel tempo.

Sulla base, oltre al corpo con il sensore, è installata una scatola di giunzione standard UK per il collegamento del sensore al sistema di sicurezza. La scheda del sensore è collegata ai contatti della scatola UK con un cavo a nastro attraverso una fessura nel corpo del portasapone.

Se si suppone che il sensore venga utilizzato con uno schema circolare, viene realizzato su una base non metallica e montato su una superficie non metallica dell'oggetto protetto. In questo caso, la sensibilità del sensore deve essere impostata tenendo conto del movimento delle persone nei locali adiacenti non presidiati e all'esterno dell'edificio. Con un grafico a torta, i supporti della base possono essere inferiori a 10 mm, fino al montaggio della custodia direttamente sulla base. Il sensore è fissato alla parete o altra struttura dell'oggetto con viti attraverso fori con un diametro di 4 mm, praticati agli angoli della base.

Le bobine L1 e L2 contengono 10 giri di filo con un diametro di 0,25, avvolto su un mandrino 0,8 mm.

Gli amplificatori operazionali a micropotenza, ad esempio KR1UD140, non dovrebbero essere usati come DA12, poiché hanno un'impedenza di uscita elevata e non forniscono la capacità di carico di corrente richiesta.

Il resistore R14 viene selezionato durante la regolazione del sensore, a seconda del suo scopo e delle condizioni d'uso. Minore è la resistenza di questo resistore, minore è la sensibilità. R14 è saldato ai montanti del filo guidati nei fori nel PCB.

Il relè K1 deve essere selezionato in modo che funzioni stabilmente a una tensione di 10 V. È possibile utilizzare un relè RES55A per 12 V. Non utilizzare relè non reed ad alta corrente RES10, RES15, ecc., in quanto possono fornire una grande "assorbimento" della tensione di alimentazione dovuto alla caduta di tensione sul loop e alla resistenza di protezione nel circuito di potenza installato nella centrale del sistema di sicurezza. Un grande "assorbimento" della tensione di alimentazione quando viene attivato il relè K1 può causare un processo di autooscillazione nel sensore.

Durante il test del sensore, si è scoperto che è possibile impostare facilmente la sensibilità su 3 m in assenza di falsi positivi e un diagramma di radiazione circolare. La sensibilità è regolata dal resistore R11 nell'intervallo 0,5 ... 5 M. Con una sensibilità superiore a 4 me un diagramma circolare, il sensore inizia a funzionare dal proprio rumore.

Gli impulsi generati dal sensore sono compatibili con le centrali progettate per l'utilizzo nel loop di segnalazione dei sensori pulsati a contatto magnetico ea contatto d'urto.

Quando la scheda del sensore o la sua custodia in plastica è installata su un pannello metallico 1,5 volte più grande della scheda del sensore con uno spazio di 10 mm, il diagramma di radiazione diventa un settore di 120 ° e la sensibilità aumenta di 2 volte. Durante i test a lungo termine di un tale sensore con una sensibilità di 5 m, non sono stati rilevati falsi allarmi.

La stabilità termica del sensore è stata testata riscaldandolo a +70°C e raffreddandolo a -20°C. In questo caso è stato registrato solo un cambiamento di sensibilità di circa il 20%.

Lo svantaggio del sensore è la sua elevata criticità per l'abbassamento della tensione di alimentazione. Non dovrebbe scendere al di sotto di 11 V, ma l'aumento di tensione è limitato solo dal regime termico dello stabilizzatore VT5, VD4. Se nel sistema non sono presenti sirene potenti, lo starter L4 può essere sostituito con un ponticello.

Voglio attirare l'attenzione di coloro che svilupperanno la propria scheda per il sensore: l'autodina a microonde deve essere separata dal lato dell'installazione da un circuito chiuso del circuito del filo comune, altrimenti le risposte del sensore potrebbero essere accompagnate da un "squillo" ai fronti di impulso con una frequenza di centinaia di hertz.

Autore: A.Isaev, Zheleznogorsk-Ilimsky, regione di Irkutsk.

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