Использование датчиков открытия двери. Охранная сигнализация своими руками Охранное устройство входной двери схем нет

В статье приводится схема простой охранной сигнализации, описание работы, резидентное программное обеспечение (прошивка). Устройство не сложно собрать своими руками. Вся информация, необходимая для этого есть в статье.

Общее описание устройства.

Охранная сигнализация собрана на PIC контроллере PIC12F629. Это микроконтроллер с 8 выводами и ценой всего 0,5 $. Несмотря на простоту и низкую стоимость, устройство обеспечивает контроль двух стандартных шлейфов охранной сигнализации. Сигнализация может быть использована для охраны достаточно крупных объектов. Управление устройством производится пультом с двумя кнопками и одним светодиодом.

Наша фирма переехала в новое здание. От предыдущих хозяев осталась старая охранная сигнализация. Она представляла собой железный коробок с красными светодиодами и сиреной над входной дверью и раскуроченный электронный блок.

Я установил маленькую плату в блок сигнализации и превратил этот хлам в современную, надежную охранную сигнализацию. В данный момент она используется для охраны двухэтажного здания общей площадью 250 м 2 .

Итак, сигнализация обеспечивает:

Контроль двух стандартных охранных шлейфов с измерением их сопротивления и цифровой фильтрацией сигналов.
Управление с помощью пульта (две кнопки и один светодиод):
- включение сигнализации;
- отключение сигнализации через секретный код
- задание секретного кода (код хранится во внутренней энергонезависимой памяти контроллера);
- индикация режима работы светодиодом пульта.
Устройство формирует временные задержки, необходимые для набора секретного кода, закрытие дверей помещения и т.п.
При срабатывании сигнализации устройство включает звуковой оповещатель (сирену).
Режим работы устройство также отображает внешним источником светового излучения.

Структурная схема охранной сигнализации выглядит так.

К основному блоку охранной сигнализации подключены:

2 охранных шлейфа с
- НЗ – нормально замкнутыми датчиками;
- НР – нормально разомкнутыми датчиками;
- Rок – оконечными резисторами.
Внешний блок звукового оповещения и индикации режима.
Источник резервного питания.
Блок питания 12 В.

Шлейфы охранной сигнализации и подключение датчиков.

Для контроля датчиков (извещателей) устройство использует стандартные охранные шлейфы. Контролируется сопротивление шлейфов. Если сопротивление цепи больше верхнего или меньше нижнего порога, то формируется сигнал тревоги. Нормальным считается сопротивление шлейфа равного оконечному резистору (2 кОм). Таким образом, если злоумышленник оборвет провода шлейфов или замкнет их, то сработает сигнализация. Таким способом отключить охранные датчики не получится.

В данном устройстве выбраны следующие пороговые значения сопротивления шлейфа.

Т.е. сопротивление шлейфа в пределах 540 … 5900 Ом считается нормальным. Выход значения сопротивления из этого диапазона вызовет срабатывание сигнализации.

Схема подключения датчиков (извещателей) к охранному шлейфу.

К одному шлейфу могут быть подключены как нормально замкнутые охранные датчики (НЗ), так и нормально разомкнутые (НР). Главное, чтобы в нормальном состоянии цепь имела сопротивление 2 кОм, а при срабатывании любого датчика вызывала обрыв или замыкание.

Для повышения помехозащищенности системы в устройстве происходит цифровая фильтрация сигналов шлейфов.

В принципе все должно быть понятно. К микроконтроллеру PIC12F629 подключены:

Два шлейфа через RC цепочки R1-R6, C1, C2, обеспечивающие
- формирование питания шлейфа;
- аналоговую фильтрацию сигнала;
- согласование с входными уровнями входов PIC контроллера.

Для определения сопротивления шлейфов используется компаратор микроконтроллера. Ко второму входу компаратора подключается внутренний источник опорного напряжения. Значения источника опорного напряжения (ИОН) для сравнения с верхним и нижним пороговыми значениями сопротивления задаются программно.

Через RC цепочки R7-R10, C3, C4 подключаются две кнопки пульта и светодиод через токоограничительный резистор R11. Устройство обеспечивает цифровую фильтрацию сигналов кнопок для устранения дребезга и повышения помехозащищенности.

Стоит пояснить назначение резистора R17. Вход GP3 микроконтроллера имеет альтернативную функцию – питание 12 В для программирования микросхемы. Поэтому у него нет защитного диода ограничивающего напряжение на уровне напряжения питания. При напряжении 12 в на этом выводе микроконтроллер переходит в режим программирования. Резистор R17 снижает напряжение на входе GP3.

Через два транзисторных ключа VT1, VT2 микроконтроллер управляет сиреной и внешней светодиодной индикацией. Т.к. эти элементы могут быть подключены длинным кабелем, транзисторы защищены от выбросов линии диодами VD4-VD7. Транзисторные ключи допускают ток коммутации до 2 А.
Напряжение 5 В для питания PIC контроллера вырабатывает стабилизатор D2. Не стоит игнорировать светодиод VD8. В его функции входит не только индикация питания, но и создание минимальной нагрузки для микроконтроллера. Если PIC контроллер будет потреблять ток менее 2-3 мА (например, в режиме сброса), то напряжение 12 В через резисторы R8, R10 может поднять напряжения питания микроконтроллера выше допустимого.
Входы для блока питания 12 В и источника резервного питания развязаны диодами VD2, VD3. В качестве диода VD2 используется диод Шоттки, для того чтобы обеспечить приоритет блоку питания при равенстве напряжений с источником резервного питания.

Я собрал устройство на плате размерами 54 x 45 мм.

Установил его в корпус старой сигнализации. Оставил только блок питания.

Пульт выполнил в пластиковом корпусе размерами 65 x 40 мм.

Программное обеспечение.

Резидентное программное обеспечение разработано на ассемблере. В программе циклически происходит переустановка всех переменных и регистров. Зависнуть программа не может.

Загрузить прошивку для PIC12F629 в HEX формате можно .

Управление охранной сигнализацией с пульта.

Пульт это маленькая коробочка с двумя кнопками и светодиодом.

Устанавливать ее лучше внутри помещения около входной двери. С помощь пульта включается и отключается сигнализация, меняется секретный код.

Режимы и управление.

При первой подаче питания устройство переходит в режим СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА. Светодиод не светится. В таком режиме устройство находится в течение рабочего дня.

Для включения сигнализации (режим ОХРАНА) необходимо нажать на две кнопки сразу. Светодиод начнет часто мигать, и через 20 секунд устройство перейдет в режим ОХРАНА, т.е. начнет контролировать состояние датчиков. Это время, необходимое на то чтобы выйти из помещения и закрыть входную дверь.

Если в течение этого отрезка времени (20 сек) нажать на любую кнопку, то устройство отменит режим охраны и вернется в режим СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА. Часто люди что-то вспоминают непосредственно перед выходом из здания.

Через 20 сек после включения устройство перейдет в режим ОХРАНА. В этом режиме светодиоды пульта и блока внешней индикации мигают примерно раз в сек. В режиме ОХРАНА происходит контроль состояния датчиков.

При срабатывании любого охранного датчика начинают часто мигать светодиоды, и сигнализация отсчитывает время, через которое прозвучит звуковой сигнал сирены. Это время (30 сек), необходимо для того, чтобы успеть отключить сигнализацию, набрав секретный код на кнопках пульта.

На пульте 2 кнопки. Поэтому код выглядит как число из цифр 1 и 2. Например, код 121112 означает, что надо последовательно нажать кнопки 1, 2, три раза 1 и 2. Код может иметь от 1 до 8 цифр.

Если код набран неправильно или не полностью, можно нажать две кнопки одновременно и повторить набор кода.

При правильно набранном коде устройство переходит в режим СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА.

Если за 30 сек после срабатывания датчика, правильный код набран не был, то включается сирена. Отключить ее можно набрав правильный код. В противном случае сирена будет звучать в течение 33 секунд, а затем устройство отключится (перейдет в режим СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА).

Остается объяснить, как устанавливать секретный код. Это можно сделать только из режима СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА.

Необходимо удерживать обе кнопки нажатыми в течение 6 секунд. Отпустить, когда засветится светодиод пульта. Это будет означать, что устройство перешло в режим задания секретного кода.

Затем подождать пока светодиод погаснет (5 сек). Устройство перейдет в режим СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА, а новые код будет сохранен во внутренней энергонезависимой памяти микроконтроллера.

Т.к. микроконтроллер устройства тактируется от внутреннего генератора невысокой точности, то указанные временные параметры могут отличаться на ±10 %.

Состояния охранной сигнализации.

Режим	Состояние светодиода	Условие перехода	Переход на режим
СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА	Не светится	Кратковременное нажатие двух кнопок	Ожидание ОХРАНЫ (20 сек).
СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА	Не светится	Удержание двух кнопок нажатыми 6 сек	Установка секретного кода
Ожидание охраны Необходимо на то, чтобы выйти и закрыть входную дверь.	Часто мигает	Время 20 сек	ОХРАНА
	Часто мигает	Нажатие любой кнопки (отмена)	СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА
ОХРАНА	Мигает раз в секунду	Срабатывания датчика
Время на отключение сигнализации кодом (30 сек) Необходимо для того, чтобы отключить сигнализацию набором кода	Часто мигает	Правильный код набран	СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА
	Часто мигает	Правильный код не набран в течение 30 сек	Звукой сигнал сирены (тревога)
Звукой сигнал сирены (тревога)	Часто мигает	Правильный код набран	СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА
Звукой сигнал сирены (тревога)	Часто мигает	Время 33 сек	СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА
Установка секретного кода	Постоянно светится	Набор кода	СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА

Практически работа с сигнализацией сводится к действиям.

Уходя из помещения. Нажать две кнопки одновременно и закрыть дверь в течение 20 сек.
Войдя в помещение. В течение 30 сек набрать секретный код.

Недостатки, возможные доработки.

Устройство может быть легко доработано для своих, конкретных условий. Все доработки касаются только аппаратной части. Программное обеспечение они не затрагивают.

Желательно установить две сирены. Одну в блоке наружной индикации и оповещения, другую – в труднодоступном месте. Ток транзисторного ключа (2 А) сделать это позволяет.
Надо бы защитить провода сирены от короткого замыкания транзисторным стабилизатором тока. В представленном варианте схемы злоумышленник может замкнуть провода сирены и при срабатывании сигнализации произойдет короткое замыкание источника питания.
При желании можно подключать мощные и высоковольтные источники света, звука и т.п. через электромагнитные реле. Допустимый ток ключей это позволяет, и ключи имеют защиту от выбросов при коммутации обмотки реле.
В качестве резервного питания можно использовать аккумулятор, добавив в схему простейшую цепь заряда.

Внешний вид установленной системы сигнализации.

Сейчас к устройству подключен только датчик открывания входной двери. Планирую, со временем, добавлять охранные датчики. Два шлейфа вполне достаточно, чтобы охранять наш двух этажный корпус.

Кстати, если используется только один шлейф, то ко второму надо подключить резистор сопротивлением 2 кОм.

На форуме сайта есть другие варианты программного обеспечения устройства. Там же можно обсудить, задать вопросы по этому проекту.

Перед выбором варианта оборудования квартиры ТС ОПС необходимо обратить внимание клиента на выполнение требований по технической укрепленности строительных конструкций квартиры (особенно для квартир повышенного риска и квартир III и IV категорий). Это позволит:

— уменьшить возможность преступного посягательства на квартиру;

— сократить номенклатуру ТС ОПС;

— уменьшить объем монтажных работ, что существенно отразится на сохранении интерьера квартиры;

— сократить работы по техническому обслуживанию и ремонту;

— сократить затраты на охрану в целом.

Первый рубеж — это ШС периметра квартиры, к которому подключают извещатели, блокирующие входную и балконную двери, окна, стены, пол, потолок и/или объем отдельных комнат (квартиры в целом).

Второй рубеж — это ШС, к которому подключают извещатели, блокирующие тайники, сейф, металлический оружейный шкаф, отдельные предметы, кнопки тревожной сигнализации. Данный ШС рекомендуется включать по схеме «без права отключения».

Если все квартиры, имеющие общий тамбур, находятся под охраной, то рекомендуется использовать ШС (блокирующий входную дверь общего тамбура) в качестве дополнительного рубежа усиления охраны*.
_______________________
* Только для автономной охраны.

Примеры блокировки строительных конструкций квартиры приведены на рисунках 1-10.

Рассмотрим основные варианты оборудования квартиры охранной сигнализацией, которые разработаны в соответствии с основными методическими положениями, изложенными в настоящих рекомендациях, в зависимости от вида охраны.

6.1 Первый вариант

Блокировка входной двери общего квартирного тамбура (выход на лестничную клетку).

Рисунок 11 — Солидарная охрана двери квартирного тамбура

Рисунок 12 — Автономная охрана двери квартирного тамбура с выходом в ПАО

Защита двери на открывание (в зависимости от материала) осуществляется с помощью соответствующего магнитоконтактного извещателя. Дверь легкой конструкции следует защищать с помощью извещателя «Провод», с последующей заделкой его декоративным материалом. Остекленные части двери, стенного проема блокируют извещателем «Фольга». Гипсолитовый, кирпичный (в полкирпича) стенные проемы блокируют извещателем «Провод», с последующей заделкой декоративным материалом или оштукатуриванием.

При автономной охране в качестве ППК допускается использовать приборы типа «Сигнал ВК» и «Сигнал-ВК-Р», которые могут организовать бесшумный вход (выход) в охраняемую квартиру. К этим приборам, имеющим автономное или резервируемое питание, разрешается подключать мощный звуковой оповещатель.

Данный оповещатель устанавливают в тамбуре над дверью. При этом следует обеспечить защиту оповещателя от вывода его из строя нарушителем. Если в одной из охраняемых квартир постоянно находится жилец, то в этой квартире (с его согласия) необходимо установить световой оповещатель в удобном для визуального наблюдения месте. При этом квартира должна быть обеспечена телефонной связью.

При организации ПАО ШС непосредственно выводят на отдельный номер ППК средней емкости. При этом установка ППК и оповещателей в тамбуре не требуется.

6.2 Второй вариант

Блокировка входной двери общего квартирного тамбура и периметра квартир, выходящих в этот тамбур

Данный вариант рекомендуется использовать при организации автономной охраны квартиры, хозяева которой отсутствуют продолжительное время. При этом (помимо входной двери тамбура) блокируют периметры отдельных квартир. Вариант блокировки приведен на рисунке 13.

При автономной охране в качестве ППК допускается использовать приборы типа «Аккорд» и «Рубин-8П», который дополнительно позволяет организовать до двух пожарных ШС. К первому входу прибора, обладающего задержкой на вход (выход), подключают ШС, который блокирует входную дверь тамбура. К остальным входам подключают ШС, которые блокируют периметры охраняемых квартир. Кроме того, входы подключения периметров квартир должны иметь возможность включения по схеме «без права отключения».

Установка оповещателей аналогична первому варианту.

При организации ПАО данный вариант применять не допускается. В этом случае ШС периметра квартиры должен быть выведен на отдельный номер ППК средней емкости. По просьбе клиентов этот номер должен включаться по схеме «без права отключения».

Рисунок 13 — Солидарная охрана входной двери тамбура и периметра отдельных квартир

6.3 Третий вариант

Блокировка входной двери квартиры (самый массовый вариант охраны).

Данный вариант рекомендуется использовать при организации всех видов охраны квартир, за исключением квартиры повышенного риска, для которой допускается применять этот вариант только при выполнении всех требований по технической укрепленности. При этом блокируют входную дверь квартиры и (при наличии) некапитальный наддверный проем. Варианты блокировки входной двери приведены на рисунках 14, 15.

Рисунок 14 — Солидарная охрана входной двери квартиры

Рисунок 15 — Автономная (централизованная) охрана входной двери квартиры

Защита двери на открывание (в зависимости от материала двери) осуществляется с помощью соответствующего магнитоконтактного извещателя. Для усиления охраны деревянной двери (за исключением полнотелых дверей с декоративной отделкой) рекомендуется защитить ее от пролома с помощью извещателя «Провод», с последующей заделкой его декоративным материалом. Некапитальный дверной проем защищают с помощью извещателя «Провод» с последующей заделкой его оргалитом или оштукатуриванием.

При автономной охране в качестве ППК допускается использовать приборы типа «Сигнал-ВК» и «Сигнал-ВК-Р», которые могут организовать бесшумный вход (выход) в охраняемую квартиру. К этим приборам, имеющим автономное или резервируемое питание, разрешается подключать мощный звуковой оповещатель.

Данный оповещатель устанавливают в квартире рядом с входной дверью (под потолком). Световой оповещатель рекомендуется устанавливать в оконном проеме, выходящем на улицу. Дублирующий оповещатель можно выводить (по согласованию) в квартиру соседа.

Места установки ППК и оповещателей должны быть выбраны таким образом, чтобы исключить возможность их быстрого вывода из строя злоумышленником.

При организации ПАО ШС непосредственно выводят на отдельный номер ППК средней емкости. При этом установка ППК и оповещателей в квартире не требуется.

При организации централизованной охраны ШС подключают к:

— объектовому блоку автоматизированных СПИ (типа «Юпитер»);

— устройству оконечному (УО) СПИ. При этом используют абонентскую телефонную линию клиента, которую переключают (на период охраны) на аппаратуру СПИ. При наличии блокиратора в телефонной линии применять нельзя. Охрана без запоминания тревожного сигнала в квартире;

— объектовому блоку устройств уплотнения типа «Атлас». Рекомендуется применять при наличии блокиратора в телефонной линии или при отсутствии телефонной линии у клиента. Охрана без запоминания тревожного сигнала в квартире;

— ППК малой емкости типа «Сигнал-ВК» без установки оповещателей. С выхода ППК сигнал поступает на УО СПИ или на объектовый блок устройства уплотнения. Охрана с запоминанием тревожного сигнала в квартире;

— квартирным ППК типа “Сигнал-41М» и «Сигнал-45», которые (при пропадании основного питания 220 В в квартире) автоматически переключают ШС на прямой контроль со стороны СПИ. При наличии в телефонной линии блокиратора применять нельзя. Охрана с запоминанием тревожного сигнала в квартире.

6.4 Четвертый вариант

Блокировка входной двери и периметра квартиры.

Данный вариант рекомендуется использовать при организации всех видов охраны, особенно для квартиры повышенного риска. При этом блокируют не только входную дверь, но и остальные строительные конструкции периметра и/или объем квартиры. В квартире IV категории в ШС разрешается включать извещатели, блокирующие пол, потолок и межквартирные некапитальные стены. Вариант блокировки приведен на рисунке 16.

Защита входной двери аналогична третьему варианту.

Защита окон, балконной двери на открывание осуществляется с помощью магнитоконтактных извещателей. Защита от разбития стекла — извещателем «Фольга». Допускается для защиты от проникновения через окна и балконную дверь использовать поверхностные (объемные) оптико-электронные извещатели типа «Фотон».

Некапитальные межквартирные стены блокируют с помощью извещателя «Провод», с последующим оштукатуриванием и oклеиванием обоями. Стены, пол и потолок можно защищать с помощью поверхностных (объемных) оптико-электронных извещателей типа «Фотон». При выборе извещателей следует отдавать предпочтение извещателям типа «Фотон-8», питание которых осуществляется по ШС.

В остальном организация данного варианта аналогична третьему варианту.

Рисунок 16 — Централизованная (автономная) охрана периметра (1-ый рубеж) квартиры и отдельных предметов (2-ой рубеж)

6.5 Пятый вариант

Блокировка сейфа, шкафа хранения оружия и боеприпасов, отдельных предметов, контроль кнопок тревожной сигнализации

Данный вариант рекомендуется использовать при организации всех видов охраны, особенно для квартиры IV категории. При этом блокируют: сейфы, тайники, оружейные шкафы, картины, статуэтки, редкие книги, дорогую оргтехнику и т. п. Вариант блокировки приведен на рисунке 16.

Защита от снятия, перемещения предмета осуществляется с помощью магнитоконтактных извещателей и извещателя «Провод». Защита от взлома осуществляется с помощью извещателя «Пик». Допускается блокировка предметов поверхностными или объемными оптико-электронными извещателями типа «Фотон». При выборе извещателей следует отдавать предпочтение извещателям типа «Фотон-8», питание которых осуществляется по ШС.

В качестве ППК можно использовать прибор типа “Сигнал — ВК-Р”, который позволяет организовать процедуру взятия/снятия дистанционно (по радиоканалу). Так же по радиокоманде этот прибор выдает тревожный сигнал.

Прибор и звуковой оповещатель устанавливают в местах, не доступных для посторонних лиц. Разрешается устанавливать любой одношлейфный прибор, имеющий выход для подключения мощного звукового оповещателя.

При организации ПАО тревожный выход ППК выводят на отдельный номер ППК средней или большой емкостей и включают по схеме «без права отключения».

При централизованной охране сигнал с тревожного выхода ППК (через объектовый блок устройства уплотнения типа «Атлас») по абонентской телефонной линии клиента или соседа по квартире поступает на ПЦН.

6.6 Шестой вариант

Оперативная, краткосрочная охрана квартиры

Данный вариант рекомендуется использовать при централизованной охране квартиры, жильцы которой желают организовать охрану на период их длительного отсутствия (выезд за границу, командировка, отпуск). Специфика данного варианта заключается в необходимости оперативного развертывания аппаратуры сигнализации, выполнения требований по надежности охраны при повышенном риске. Защиту квартиры рекомендуется осуществлять с помощью пассивных оптико-электронных извещателей типа «Фотон», которые устанавливают на путях наиболее вероятного проникновения в квартиру или в отдельную комнату, где сосредоточены все ценности.

В качестве СПИ можно использовать радиосистему типа «Струна».

Место установки объектового блока радиосистемы должно быть замаскировано, недосягаемо для посторонних лиц и находиться в зоне обнаружения извещателей (как и сами извещатели и ШС).

Несмотря на наличие в продаже большого выбора сложных охранных устройств, дополнительная установка недорогих приборов с конкретными зонами контроля в охраняемом объекте всегда необходимы и востребованы. Такие несложные устройства, как правило, состоят из датчика, реагирующего на появление нарушителя или неправомерные его действия и схемы управления сиреной. Питание выполняется от электросети и дополнительного аккумулятора.

Иногда нарушитель проникает в «мёртвую зону», недосягаемую для аппаратуры наблюдения, или установка дорогих аппаратов контроля и наблюдения экономически невыгодно. Особенно незащищёнными сигнализацией оказываются замки дверей помещений, при подборе ключей или наличия их копии войти в помещение не представляет трудностей. Чаще всего для охраны входных дверей требуется сигнал сирены небольшой длительности и мигающий светодиод, чтобы предупредить нарушителя о том, что территория находится под охраной и дальнейшие действия нежелательны.

Автономное электронное устройство позволяет обеспечить охрану дверей и окон помещения. Датчик можно использовать любого типа: герконовое реле на замыкание от постоянного магнита, или срабатывание от прикосновения к контактам сенсора Е1.

Применение в схеме для озвучивания заводской сирены ВА1 оправдано её простой конструкцией с небольшим током потребления и выходной мощностью в 120 дб. Плата сирены состоит из одной микросхемы ТС40690, усилителя на транзисторе D468 и излучателя типа ЗП-3. Сирену можно установить отдельно, или переложить компоненты с платой в подходящий пластмассовый корпус вместе со схемой охраны входной двери. При контроле состоянии окон квартиры на место контактов Е1 устанавливаются герконы.

Сигнал сирены при нарушении охраны звучит не более 5-10 секунд после кратковременного прикосновения к датчику или его замыкания на общий провод, при повторном прикосновении к датчику (дверная ручка или геркон на замыкание) сигнал охраны прозвучит через несколько секунд перерыва, достаточных для разряда конденсатора С1 через внутренний транзистор таймера DA1. Время звучания сигнала сирены регулируется резистором R8 «Время». Напряжение питания таймера DA1 и времязарядных RC цепей стабилизировано транзистором VT1.

Питание выполнено от сетевого адаптера 12В 100 мА или отдельного трансформатора с выпрямителем. При отключенном электроснабжении питание на схему подаётся от резервного аккумулятора 12В 2-4 а/час. В дежурном режиме ёмкости аккумулятора достаточно не менее чем на 1-2 месяца без подзарядки. При наличии сетевого питания аккумулятор подзаряжается от трансформатора Т1 через выпрямительный мост и ограничительный резистор R12.

Характеристики охранного устройства:
Напряжение питания 12вольт.
Ток потребления без сигнала менее 10 мА,
с сигналом не более 100мА.
Звуковое давление 120 дб
Время сигнала 5-10 секунд.
Повтор с прерыванием 5-10 сек.
Вес без блока питания не более 120 гр.

При срабатывании схемы от касания к замку дверей или к металлической дверной ручке на сенсоре Е1 наводится переменное напряжение - при касании к верхнему контакту, или понижается напряжение на входе 2 DA1 нижнего компаратора таймера при одновременном касании обеих контактов, включается сирена и в течении 5-10 секунд звучит переливающий сигнал сирены. Светодиод HL2 зажигается в перерывах звуковых сигналов, от него можно выполнить отдельное питание индикации состояния охраняемого объекта на центральном пульте. Принципиальная схема устройства охраны дверей не содержит дефицитных элементов, генератор собран на аналоговом таймере DA1, с внешними зарядными RC – цепями R2, R3, C1. Выходной усилитель мощности выполнен на мощном полевом транзисторе VT2, сирена установлена заводского исполнения с небольшой потребляемой мощностью типа VP6-D.

Блок питания на трансформаторе Т1 может заменён на заводской адаптер с характеристиками не ниже требуемых.

Для оперативной работы схемы охраны входной двери применён аналоговый таймер серии 555, хотя подойдёт и более энергоэкономичной серии 7555 или российский аналог КР1006 ВИ1.

Функциональная схема таймера DA1 состоит из элементов: двух операционных усилителей, работающих в качестве компараторов; RS – триггера; выходного усилителя и ключевого транзистора для разряда конденсатора внешней цепи. Вывод 2 используется для управления переключением выходного напряжения, вывод 3 - выход таймера; вывод 4 – сброс, не используется; Вывод 5 – контрольное напряжение, позволяет получить прямой доступ к точке делителя с уровнем 2/3 напряжения питания, использование данного вывода позволяет менять этот уровень для получения модификаций схемы. Вывод 6 - вход верхнего компаратора, используется для переключения выхода в нулевое состояние, это происходит когда напряжение на входе 6 превысит уровень 2/3 напряжения питания. Вывод 7 обычно используется для разряда внешнего конденсатора. Последовательно с конденсатором С1 обязательно устанавливается резистор для защиты разрядного транзистора от пробоя током разряжаемого конденсатора, в данной схеме эту функцию выполняет резистор R6.

Таймер на микросхеме DA1 работает в режиме ждущего мультивибратора. В исходном состоянии на выходе 3 таймера присутствует нулевой уровень напряжения, так как при подаче напряжения питания на схему, на входе 2 нижнего компаратора микросхемы DA1 напряжение выше 1/3 Uп, в этом состоянии микросхема может находиться бесконечно долго.

При появлении запускающего импульса в виде сетевого фона напряжения от руки или замыкания входа 2 на общий провод напряжение на нижнем компараторе снижается почти до нуля, переключается внутренний триггер, что приведёт к закрыванию внутреннего разрядного транзистора, конденсатор С1 начнёт заряжаться через резисторы R2,R3. В это время на выходе 3 DA1 напряжение переключится на высокий уровень. Через время зависящее от параметров R2,R3,C1 сработает верхний компаратор по входу 6 и переключит триггер в исходное состояние, открытый внутренний транзистор таймера разрядит конденсатор С1 со временем зависящим от сопротивления резистора R3, на выходе 3 напряжение перейдёт в низкий уровень, и схема вернётся в исходное состояние.

При последующем прикосновении к датчику Е1 или его замыкании на общий провод на выходе 3 будет формироваться новый одиночный импульс.

Длительность одиночного выходного импульса равна: Т=1,1(R2 + R3) C1.

Питание микросхемы таймера выполнено на транзисторе VT1, смещение на стабилитрон VD1 выполнено через резистор R9. С выхода 3 микросхемы DD1 высокий уровень через ограничительный резистор R7 поступает на вход усилителя на полевом транзисторе VT2.Преимущество установки полевого транзистора перед биполярным в том, что он работает в режиме ключа с небольшими потерями мощности на переходе, не требуется радиатор. Стабилитрон VD2 на входе VT2 защищает транзистор от возможного превышения паспортного напряжения на затворе. Состояние напряжения на стоке транзистора определяется свечением светодиода HL2 красного свечения, а наличие напряжения питания светодиодом зелёного свечения HL1. Конденсатор С1 - зарядный, назначение остальных - защита от помех и сглаживание пульсаций напряжения питания. Резистор R8 служит для установки модификаций схемы и изменения времени переключения выходного напряжения. Резистор R10 в цепи истока транзистора ограничивает ток короткого замыкания цепи нагрузки.

Аккумулятор аварийного питания GB1 подзаряжается в буферном режиме через резистор R12 от сетевого источника на трансформаторе T1 и диодном мосте VD3.

После сборки принципиальной схемы на плате размерами 90*30 к ней подключаются дополнительные элементы: Силовой трансформатор напряжением 12 вольт и ток до 100 мА и аккумулятор GB1 устанавливается внутри подходящего корпуса типа БП-1, сирену ВА-1 желательно установить отдельно.

Правильно собранная схема работает без сбоев, для «прогонки» предварительно замыкается временной перемычкой цепь входа 6 и 2 таймера в режим автогенератора, резистором R8 устанавливается время работы сирены.

Ток подзарядки аккумулятора GB1 подбирается резистором R12 в пределах 20-30 мА. Провод к датчику Е1 при длине более 50 см следует проложить в экране.

В схеме применены резисторы С1-4 или С2-29, переменные СП3-4А,СП3-23 для печатного монтажа. Конденсаторы типа КМ, электролитические - фирм VENT, SAHA, JACKCON или К50-35.

Диодный мост можно установить из сборок КЦ407А, КЦ405, 2КВР08М, S1VB A60. Трансформатор подойдёт от сетевых адаптеров типа ТПП или ТН.

Схема собирается на одностороннем стеклотекстолите и крепится рядом с входной дверью. Провода сенсора Е1 подключаются к дверному замку или ручке. На металлической двери вместо сенсора закрепить герконовый датчик охраны с магнитом, срабатывающий на замыкание при открывании двери, и подключить их к сенсору Е1.При открывании двери сирена включится через 5-10 секунд произойдёт автоматическое отключение. Светодиод HL1, предохранитель FU1 и выключатель SA1 крепятся на корпусе устройства, светодиод HL2 выводится на входную площадку или на центральный пульт контроля охраны.

Литература:

М.Путырский Оптоэлектроника. Радиолюбитель № 07,08,09 /2004 г.
И.П. Шелестов Радиолюбителям полезные схемы. Солон-Пресс. Москва 2003г.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Мой блокнот
DA1	Программируемый таймер и осциллятор	NE555	1	КР1006ВИ1	В блокнот
VT1	Биполярный транзистор	КТ3102Б	1		В блокнот
VT2	Полевой транзистор	КП501А	1		В блокнот
VD1	Стабилитрон	КС210Б	1		В блокнот
VD2	Стабилитрон	КС156А	1		В блокнот
VD3	Диодный мост	КЦ407А	1		В блокнот
С1		47 мкФ	1		В блокнот
С2, С3	Конденсатор	0.01 мкФ	2		В блокнот
С4, С5	Конденсатор	0.33	2		В блокнот
С6	Электролитический конденсатор	470 мкФ 16 В	1		В блокнот
R1	Резистор	1.2 кОм	1		В блокнот
R2	Резистор	6.8 кОм	1		В блокнот
R3	Подстроечный резистор	100 кОм	1		В блокнот
R4	Резистор	36 кОм	1		В блокнот
R5	Резистор	910 кОм	1		В блокнот
R6	Резистор	120 Ом	1		В блокнот
R7, R12	Резистор	100 Ом	2	R12 1 Вт	В блокнот
R8	Подстроечный резистор	10 кОм	1

С точки зрения надежности, для систем охранной сигнализации окна и двери являются наиболее уязвимыми для проникновения конструкциями. Соответственно, они в обязательном порядке оборудуются датчиками (извещателями) сигнализации. В первую очередь имеются в виду окна и двери, входящие в периметр охраняемого объекта.

Иногда внутренние двери помещений блокируются магнитоконтактными извещателями на открывание для повышения надежности охраны. Это могут быть входы в кабинеты, служебные и подсобные помещения. Такая блокировка преследует две основные цели:

"подстраховка" на случай, если нарушителю удалось каким- либо образом преодолеть другие защитные рубежи охраны;
обнаружение злоумышленника, спрятавшегося в рабочее время в подсобном помещении и покидающего его после сдачи объекта под охрану.

Однако, нашей целью является рассмотрение датчиков, применяемых, преимущественно в первых рубежах сигнализации. Поскольку способы проникновения через окна и двери могут быть различными, то и типы извещателей выбираются с учетом возможной угрозы. Ниже будут рассмотрены следующие способы блокировки, обнаруживающие:

разбитие охраняемой конструкции;
ее открывание (иногда говорят открытие);
пролом и проход.

БЛОКИРОВКА ОКОН НА РАЗБИТИЕ

Наиболее простым способом проникновения на объект является разбитие остекленных поверхностей - окон, витрин, витражей, стеклоблоков и пр. Для обнаружения таких попыток применяются:

акустические (звуковые) датчики;
линейные извещатели типа "Фольга";
вибрационные устройства "Окно", "ДИМК".

На этом сайте есть отдельный материал про акустические извещатели разбития стекла, поэтому подробно на этом вопросе останавливаться не буду.

Скажу только, что наиболее часто для этих целей используются датчики типа "Астра-С", "Арфа" и "Стекло". Их несомненным достоинством является установка вне остекленной поверхности. Это позволяет сохранить дизайн помещения, кроме того, объем монтажных работ при этом минимален.

Главным недостатком акустических устройств - их "беспомощность" при вынимании оконного полотна целиком. Для пластиковых окон это не принципиально, поскольку без разрушения стекла извлечь его из такой конструкции невозможно. Для рам старого типа, имеющих крепления типа штапиков или наружных уголков данный момент нужно учитывать.

От подобного недостатка избавлен способ защиты окна фольгой, наклеиваемой по периметру стекла и имеющей не менее двух переходов на раму. Вытащить полотно, не повредив шлейф сигнализации при этом невозможно. Конечно, с точки зрения эстетики этот способ не выдерживает никакой критики.

Кроме того он очень трудоемок в монтаже и обслуживании. Также такая блокировка не спасет от вырезания части стекла с его последующим извлечением. Последнее время фольга применяется редко и упомянул я ее больше для общего образования. Но на дачах деревянные окна упомянутого типа встречаются достаточно часто, так что окончательно сбрасывать со счетов этот датчик не стоит.

Теперь что касается вибрационных датчиков для обнаружения разбития . Все они закрепляются на стекле, поэтому в той или иной степени дизайн помещения ухудшают. "Окно" хорошо подходит для защиты больших поверхностей, состоящих из небольших остекленных фрагментов, например веранд и витражей.

В его состав входит несколько датчиков разбития стекла (ДРС) и блок обработки сигнала. Каждый ДРС наклеивается на охраняемую поверхность и подключается к блоку обработки сигнала. БОС подключается к шлейфу или непосредственно приемно- контрольному прибору. Реагирует такой извещатель на разбитие стекла или неразрушаемое ударное воздействие.

Датчик инерционный магнитоконтакный (ДИМК) также устанавливается непосредственно на остекленную поверхность и реагирует:

на разбитие или удар;
попытку извлечения стекла или рамы из крепежной конструкции.

То есть он реагирует как на вибрацию, так и на наклон относительно своей вертикальной оси крепления. Все перечисленные датчики, за исключением акустических дополнительного питания не требуют.

ДАТЧИКИ ОТКРЫВАНИЯ ОКОН И ДВЕРЕЙ

Для обнаружения открывания окон и дверей в охранной сигнализации используются, в основном, магнитонтактные датчики. Для массивных конструкций, например, раздвижных ворот могут применяться концевые выключатели, но такой способ используется редко, поэтому останавливаться на нем нет смысла.

Что касается магнитоконтактных датчиков открывания, то они классифицируются по двум основным критериям: назначению и конструктивному исполнению. По назначению они подразделяются на предназначенные для монтажа:

на металлические конструкции;
пластиковые и деревянные поверхности.

По конструктивному исполнению эти датчики классифицируются по способу установки:

скрытой;
и открытой.

Что касается первого критерия, то здесь все достаточно очевидно. На металл следует устанавливать датчики для металлических конструкций. Они имеют более крупные габаритные размеры за счет необходимости обеспечения зазоров между монтажной поверхностью и герконом, а также более мощные магниты.

Если вдруг необходимо срочно заблокировать на открывание металлическую дверь, а датчика соответствующего исполнения под рукой не оказалось, можно использовать любой извещатель, установив под него немагнитные прокладки толщиной порядка 1 сантиметра. Единственно, что не стоит использовать для этих целей датчики миниатюрные исполнения - там весьма слабый магнит.

Как правило датчики на открывание устанавливаются совместно с другими типами извещателей - на разбитие для окон и на пролом для дверей.

ДАТЧИКИ ДЛЯ БЛОКИРОВКИ НА ПРОЛОМ И ПРОХОД

Внешние двери, входящие в состав периметра системы сигнализации в обязательно порядке должны блокироваться "на пролом". Под проломом понимается разрушение части конструкции, в нашем случае дверного полотна, путем выпиливания, выбивания или иного подобного воздействия.

Кстати, если входная дверь имеет остекление, что не редкость для современных объектов, то дополнительно она должна блокироваться датчиком на разбитие. Но такая конструкция, даже обвешанная всевозможными датчиками, является очень уязвимым местом, поэтому владельцу подобного объекта следует принять дополнительные меры по усилению его технической укрепленности .

В идеале входная дверь должна быть глухой - металлической или деревянной полнотелой. Для защиты таких конструкций используются:

вибрационные датчики;
извещатель типа "Провод".

Последний тип представляет собой натянутый с определенным шагом обычный электрический провод сечением 0,35 кв. мм. Схема прокладки и некоторые другие вопросы применения такого датчика рассматриваются на странице про сигнализацию для гаража . Достаточно трудоемкий способ, но хорош тем, что правильном монтаже и обслуживании не дает ложных срабатываний сигнализации.

Вибрационные датчики для дверей используются гораздо чаще - они проще в установке и способны обнаружить попытку проникновения еще до разрушения конструкции. Их минусом можно считать склонность к ложным срабатываниям от вибраций, не связанных с попыткой проникновения - проезд поблизости тяжелого автотранспорта, ремонт в соседнем помещении и пр.

Достаточно часто встречается вопрос - можно ли устанавливать на окна и двери датчики движения? Можно, но следует помнить, что сработают они, когда нарушитель будет уже внутри объекта, то есть раннего обнаружения на произойдет. Кстати, такой способ блокировки называется "на проход". Если остановиться исключительно на этом варианте, то следует помнить об указанном недостатке.

А вот использование датчика движения как дополнительного способа защиты окон и дверей (в дополнение к разбитию, открыванию и пролому) надежность охраны значительно повышает. Именно поэтому для окон выпускаются комбинированные датчики, содержащие в одном корпусе акустический и инфракрасный поверхностный извещатель типа "штора".

Также могу посоветовать ознакомиться с материалом про датчики движения и охраны периметра , поскольку окна и двери входят в его состав.

БЕСПРОВОДНЫЕ ДАТЧИКИ

Применение для блокировки окон и дверей беспроводных датчиков имеет одно несомненное достоинство - отсутствие проводов и кабелей. В свою очередь это позволяет:

сохранить практически без изменений дизайн помещений;
уменьшить стоимость монтажных работ;
организовать на базе беспроводного оборудования адресную систему сигнализации.

С другой стороны, стоимость беспроводных (радиоканальных) датчиков в среднем в 3 раза выше, чем "классических" приборов. Кстати, это касается датчиков движения и разбития стекла, в также вибрационных. Если говорить про цену беспроводных датчиков открытия окон и дверей, то они обойдутся пять - шесть раз дороже обычных.

Кроме того, нужно учесть, что на одно окно может потребоваться установка 2-3 датчиков открывания. Попытка сделать сигнализацию беспроводной только частично, например использовать беспроводные извещатели для контроля разбития, а для открытия приобрести проводные магнитоконтактные извещатели сведет на нет все перечисленные выше достоинства системы.

Однако, выходом может оказаться приобретение беспроводного датчика с возможностью подключения к нему проводных извещателей. В этом случае для контроля открывания окна мы используем проводные магнитоконтактные извещатели и подключаем их к радиоканальному акустическому устройству.

Обратите внимание! Длина соединительных проводов в этом случае ограничена 1-3 метрами (зависит от типа радиоканального датчика).

Также следует учесть радиус действия (дальность передачи сигнала) беспроводной системы. Она может составлять от 100 до 300 метров в условиях прямой видимости. При использовании ретрансляторов эту величину можно увеличить.

Все сказанное в равной мере относится и к дверям, с поправкой на особенности их блокировки.

Это не охранное устройство, а скорее сигнализатор, сообщающий звуковым эффектом об открывании двери в помещение, в которое доступ ограничен. Хотя, вполне возможно использование данной схемы и в основе охранного устройства. Работает сигнализатор так: питается он от электросети, после включения питания он выдерживает время на выход из помещения и закрывание двери.

Во время этого он не реагирует на датчик. После окончания данного времени схема переходит на дежурный режим. Об этом сигнализирует зажиганием светодиода.

Если в дежурном режиме (светодиод горит) открыть дверь, раздается прерывистый звуковой сигнал. Он будет звучать все время пока дверь открыта, и еще некоторое время после закрывания двери. Затем схема вернется в дежурный режим.

Источник питания - безтрансформаторный C5-VD3-VD4-VD5. Реактивное сопротивление С5 гасит излишек напряжения сети, диоды VD3 и VD4 оставшееся напряжение выпрямляют, а стабилитрон VD5 поддерживает его на уровне 12V. Конденсатор С6 фильтрует пульсации выпрямленного напряжения.

Выключатель - S2. При включении S2 появляется напряжение питания. Начинается зарядка конденсатора С1 через резистор R1. С момента включения питания и пока этот конденсатор заряжается на выходе элемента D1.5 присутствует логический ноль. Поэтому транзистор VT1 закрыт. Напряжения на его эмиттере отсутствует. Светодиод HL1 по сути является индикатором наличия напряжения на эмиттере VT1.

Пока напряжения на эмиттере VT1 нет, открывания и закрывания двери ни к чему не приводят. Дверной датчик S1, это контактный датчик от автомобиля, - датчик открывания капота машин типа ВАЗ-2108-2109. Он установлен в дверном проеме. Пока дверь закрыта его шток прижат дверью, и контакты разомкнуты. При открывании двери шток освобождается и под действием имеющейся в датчике пружины выдвигается наружу. При этом происходит замыкание контактов датчика (у машины при этом включается лампа освещения моторного отсека). Пока напряжения на эмиттере VT1 нет, замыкание S1 не приводит к зарядке С2 и изменению напряжения на входе D1.1. Поэтому на входе D1.1 - ноль, на выходе единица. Диод VD1 блокирует систему звукового сигнала, состоящую из двух мультивибраторов на D1.2 и D1.3, а также, D1.4.

После того как С1 заряжается напряжение на выходе D1.5 увеличивается до высокого логического уровня. Транзистор VT1 открывается. Загорается светодиод HL1, показывающий готовность системы.

Если теперь открыть дверь, то через замкнутые контакты S1 напряжение с эмиттера VT1 поступает на конденсатор С2 и быстро заряжает его до уровня напряжения питания. Резистор R2 здесь нужен для ограничения зарядного тока чтобы не вывести из строя транзистор.

Напряжение на С2 поступает на вход D1.1 и на его выходе возникает ноль. Диод VD1 закрывается и больше не мешает работе мультивибраторов на D1.2 и D1.3. Они генерируют пачки импульсов, которые поступают на пьезоэлектрический динамик BF1. Он включен между входом и выходом D1.4. Это аналогично мостовому включению, поэтому реальный размах напряжения на BF1 составляется 24V. Громкость получается выше, чем при обычном включении, - между выходом элемента и шиной питания.