- •Активный инфракрасный охранный извещатель вектор 3а с макетированием в пакете electronic workbench
- •Программа работы
- •Методические указания
- •1. Описание работы активного инфракрасного извещателя «Вектор-3а»
- •1.1 Принцип работы активных инфракрасных извещателей
- •Рассмотрим режим «тревога»
- •2. Расчет основных устройств извещателя
- •2.1. Расчет периода и длительности импульса передатчика
- •2.2. Расчет емкостей мультивибратора и ждущего мультивибратора
- •2.3. Расчет усилителя тока передатчика
- •2.4. Расчет входного устройства приемника Определение значения полезного сигнала снимаемого с входного устройства приемника
- •Определение выигрыша коэффициента преобразования для импульсного светового сигнала по отношению к постоянной засветке от Солнца (рис.5)
- •2.5. Расчет усилителя приемника Расчет сопротивления r17
- •Расчет емкостей конденсаторов с6 и с7
- •Выбор операционного усилителя
- •2.6. Анализ принципа действия временного анализатора
- •2.7. Расчет выходного устройства извещателя
- •Выбор микросхем, добавочных источников напряжения, типа реле и светодиода
- •Расчет сопротивлений r19 и r20
- •3. Экспериментальные исследования извещателя
- •3.1 Исследование передатчика
- •3.2 Исследование входного устройства приемника Описание работы имитатора входного устройства
- •Экспериментальное определение значения r14-1
- •Определение выигрыша в коэффициенте преобразования при импульсной засветке фотодиода по сравнению с постоянной засветкой
- •Компенсация задержки создаваемой реле
- •Исследование усилителя приемника
- •3.4. Оценка правильности срабатывания регистра сдвига
- •Анализ помехозащищенности извещателя
- •3.5. Исследование выходного устройства
- •3.6. Исследование имитатора приемника в сборе
- •3.6.1 Режим «норма»
- •Режим «тревога»
- •4. Выводы
- •Литература
Рассмотрим режим «тревога»
При перекрытии луча на время не менее 80 мс в импульсной последовательности будет отсутствовать не менее четырех импульсов, стоящих рядом, и на выходе ячейки 4 ИЛИ-НЕ будет единица, что приведет к выдаче тревожного извещения на контрольную панель. Индикатор начинает светиться.
Если нарушитель оборвет или закоротит шлейф сигнализации с целью его блокировки, то это все равно приведет к включению «ТРЕВОГИ» на контрольной панели, так как сопротивление шлейфа не равно Rшс . Светодиод VD4 используется для проверки работоспособности извещателя. Оператор, проходя по помещению, нарушает зоны, что приводит к пропаданию импульсного сигнала и соответствующему срабатыванию выходных устройств; светодиод зажигается, сигнализируя о «ТРЕВОГЕ».
Чтобы нарушитель не мог тестировать зону обнаружения оператор перемычкой может отключить светодиод.
2. Расчет основных устройств извещателя
Извещатель состоит из передатчика и приемника. Основные устройства передатчика изучались в курсе «Электроника», поэтому только вкратце остановимся на принципе их расчета и большее внимание уделим приемнику.
2.1. Расчет периода и длительности импульса передатчика
При ширине нарушителя – d и максимальной скорости его движения – V нарушитель пересечет луч за время t:
t≤(d/V)
Для надежности обнаружения необходимо чтобы за это время t пропало несколько (N) сигналов от извещателя, то есть
t=N∙T.
Отсюда,
T≤d/(V∙N)
Максимальная скорость движения ограничена физическими способностями человека (V≤3м/c), ширина тела определяется физиологическими размерами человека (d≤0,2м), количество импульсов определяющих надежную фиксацию нарушения обычно берется равным 4 (N=4).
Минимальная длительность импульса определяется инерционными свойствами излучающего и принимающего диодов и повышенными требованиями к усилителю в области высоких частот. Обычно τи≈20 мкс
Рис.1
ПРИЕМНИК
Utact U1
ВРЕМЕННОЙ АНАЛАЗАТОР
Рис. 2a
Рис.2 b
2.2. Расчет емкостей мультивибратора и ждущего мультивибратора
С целью уменьшения токов потребления применяем микросхемы КМОП серии.
Длительность импульса (рис. 2а, рис.6) мультивибратора (DD1.1; DD1.2; DD4.2) определяется по формуле [2]
, [2]
где а≈1 – коэффициент.
Для получения разных результатов для каждой из бригад зададим значение Т в соответствии с таблицей 1.
Таблица 1
-
П/п бригады
1
2
3
4
5
6
7
Т (мс)
16
17
18
15
14
13
12
При заданных R3=100 кОм и рассчитанном в пункте 2.1 значении Т емкость конденсатора С1 будет равна
Емкость ждущего мультивибратора
При заданном значении R4=100 кОм и τu=20 мкс находим С2.
Сопротивление R2 устанавливают для уменьшения токов протекающих через защитные диоды DD1.1 при перезаряде конденсатора C1; R1 ограничивает входной ток DD1.1 при включении.