53_54.pdf

M I N I P R O J E K T Y

Inteligentna czujka podczerwieni

MuszÍ przyznaÊ, øe

by³o mi trudno

wymyúleÊ nazwÍ dla

projektu

prezentowanego

w†artykule. Nie jestem

w†tak komfortowej

sytuacji jak np.

muzycy, ktÛrzy mog¹

swojej kolejnej p³ycie

nie dawaÊ øadnej

nazwy, albo oznaczyÊ

j¹ po prostu cyfr¹

(patrz nowy, úwietny

Lenny Kravitz: ì5î).

Wybrany przeze

mnie tytu³ nie jest

moøe najlepiej

dobrany, ale autor ca³¹

energiÍ intelektualn¹

spoøytkowa³ na

wykonanie tego projekt

i†nie mia³ sk¹d

czerpaÊ natchnienia

podczas wymyúlania

tytu³u. Mamy nadziejÍ,

øe projekt obroni siÍ

merytorycznie, a†nie

tytularnie. Wychodz¹c

z†tego za³oøenia

przechodzimy

niezw³ocznie do

meritum.

Odpowiednio wykorzys-

tuj¹c taki ciekawy element

jak czujkÍ (detektor) pod-

czerwieni pasywnej ma³ym

nak³adem si³ i†úrodkÛw moø-

na zbudowaÊ prosty i†sku-

teczny system alarmowy.

Wystarczy ma³y czujnik

umieszczony pod sufitem

i†juø ca³e pomieszczenie

jest pod kontrol¹. Syrena

z†przetwornikiem piezo

o†wysokiej efektywnoúci za-

alarmuje s¹siadÛw, a†niepro-

szonego goúcia przynajmniej

nastraszy.

Aby taki system wykonaÊ

koniecznie trzeba coú wsta-

wiÊ miÍdzy czujkÍ, a†syre-

nÍ, aby alarm nie by³ wywo-

³ywany natychmiast. Poja-

wia siÍ jeszcze kwestia

opÛünienia uaktywnienia

alarmu po opuszczeniu po-

mieszczenia. Prezentowany

uk³ad jest wystarczaj¹co

prosty, by mÛg³ go wykonaÊ

prawie kaødy elektronik

i†zarazem wystarczaj¹co

funkcjonalny, by zaspokoi³

potrzeby tych, ktÛrzy nie

chc¹ biernie czekaÊ na wi-

zytÍ bandziora.

Uk³ad zajmuje ca³¹ lo-

gistyk¹, co oznacza, iø nie

generuje fa³szywych alar-

mÛw oraz maksymalnie

upraszcza obs³ugÍ przez

jednoznaczn¹ wizualizacjÍ

stanu pracy. Jedna dwuko-

lorowa dioda LED s³uøy do

sygnalizowania czterech

stanÛw.

Schemat elektryczny

urz¹dzenia przedstawiono

na rys. 1 . Po w³¹czeniu za-

silania kondensator C3 ze-

ruje licznik U1 przez poda-

nie dodatniej szpilki na we-

júcie MR (ang. master reset)

- wyprowadzenie nr 15 (pin

15). Wyzerowany 4017 przy-

jmuje na wyjúciu Q0 (pin 3)

stan H. Pozosta³e Q1..Q9 s¹

w†stanie niskim. Wysoki po-

ziom z†Q0 U1 przez rezystor

R4 zeruje rÛwnieø U2. Re-

zystor R5 zapewnia úwiece-

nie czerwonej po³owy LED

D7. Klucz A†uk³adu U3 jest

otwarty (droga dla pr¹du jest

otwarta). Nazwiemy taki

stan FAZ• GOTOWOåCI .

Po wykryciu zmiany tem-

peratury o†parÍ stopni

wzglÍdem t³a czujka pod-

czerwieni zwiera styki swo-

jego przekaünika i†plus zasi-

lania przez diodÍ zabezpie-

czaj¹c¹ D2 i†przewodz¹cy

klucz A†przedostaje siÍ na

wejúcie zliczaj¹ce U1 (pin

14). NastÍpuje przesuniÍcie

jedynki logicznej z†Q0 na Q1

uk³adu U1. Jednoczenie

dzieje siÍ teraz kilka rzeczy.

Mianowicie: klucz A†zostaje

zamkniÍty, dziÍki czemu

wejúcie U1 staje siÍ niewraø-

liwe na wszystkie nastÍpne

sygna³y alarmowe czujki.

Uaktywniony zostaje genera-

tor - licznik U2 (stan L†na

pin 12). Przez otwarty klucz

D†i†rezystor R6 p³yn¹ do

czerwonej LED impulsy pr¹-

du o†czÍstotliwoúci 0,7Hz.

Rys. 1.

Elektronika Praktyczna 8/98

M I N I P R O J E K T Y

nia:

1. FAZA GOTOWOåCI : úwieci

czerwona LED (stan H†na

pin 3†U1).

2. FAZA ZW£OCZNA : pulsuje

czerwona LED (H na pin

2†U1).

4. FAZA ALARMU : stan diody

LED j.w., alarm akustyczny

po czasie (H j.w.).

3. FAZA BLOKADY : úwieci

LED zielona (H na pin

4†U1).

4. FAZA OP”èNIONEGO UAK-

TYWNIENIA : pulsuje LED

zielona (H na pin 7†U1).

Kolejne wciúniÍcie SW1

spowoduje natychmiasto-

wy skok do fazy gotowoúci.

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1, R11, R12: 10k

R2, R9, R13: 1M

Ω

R4, R10, R14: 100k

Ω

Kondensatory

C1, C3: 100nF/25V

C2: 3,3nF

C4: 100

F/16V

Półprzewodniki

D1, D2, D3, D5, D6: 1N4148

D4: BAT85 (lub podobna

Schottky)

T1: BUZ10 (N−MosFet)

U1: 4017

U2: 4060

U3: 4066

Rys. 2.

Jest to FAZA ZW£OCZNA ,

w†ktÛrej legalny uøytkownik

chronionego pomieszczenia

ma 11 sekund na naciúniÍ-

cie dobrze ukrytego przycis-

ku SW1 i†unikniÍcie za³¹cze-

nia alarmu akustycznego.

Jeúli tego nie zrobi, to

uk³ad przejdzie w† FAZ

g³oúnego ALARMU . Poziom

H†na Q11 U2 wprowadza

tranzystor T1 w†przewodze-

nie. Czas trwania alarmu

jest rÛwny potrojonemu

czasowi zw³oki - czyli 33

sekundy. Potem na Q13 U2

wyst¹pi poziom H†i†przez

diodÍ separuj¹c¹ D5 wyze-

ruje U1. PrzywrÛcony zo-

stanie STAN GOTOWOåCI .

Gdy odpowiednio wczeú-

nie zostanie wciúniÍty SW1

odliczanie czasu zostanie

wstrzymane, a†czerwona LED

D7 przestanie pulsowaÊ

i†zacznie siÍ úwieciÊ jej zie-

lona czÍúÊ. Urz¹dzenie znaj-

dzie siÍ w† FAZIE BLOKADY .

Stanie siÍ tak dlatego, øe je-

dynka logiczna przesunie siÍ

z†Q1 U1 na Q2 i†poziom

H†przez diodÍ D4 wyzeruje

licznik U2. Szkodliwe drga-

nia stykÛw przycisku SW1

zignoruje obwÛd rÛøniczkuj¹-

cy na elementach R2, C1 i†R3.

Faza blokady moøe trwaÊ

dowolnie d³ugo, tzn. do mo-

mentu, kiedy zdecydujemy

siÍ opuúciÊ pomieszczenie.

W†tym celu wciskamy jeden

raz przycisk SW1, co zosta-

nie potwierdzone miganiem

zielonej LED. Uk³ad alarmo-

wy przechodzi w† FAZ

OP”èNIONEGO UAKTYW-

NIENIA i†daje nam szansÍ

opuszczenia pomieszczenia

bez wszczynania alarmu.

Mamy na to aø 45 sekund -

tak, øe poúpiech podczas wy-

chodzenia nie jest potrzeb-

ny. System czuwania uak-

tywni siÍ sam. W†fazie opÛü-

nionego uaktywniania jedyn-

ka z†wyjúcia Q3 U1 za³¹cza

dwa klucze: B†i†C. Klucz

B†zwiera bramkÍ T1 z†mas¹,

uniemoøliwiaj¹c za³¹czenie

syreny. Pr¹d zwarcia ograni-

czaj¹ rezystory R11 i†R12,

pe³ni¹ce jednoczeúnie funk-

cjÍ logiczn¹ OR. Klucz C†na-

tomiast zapewnia mruganie

zielonej LED (podobnie jak

poprzednio klucz D).

Jak wynika z†powyøszego

opisu, kolejne wciskanie

SW1 skutkuje sekwencyjnym

prze³¹czaniem faz pracy

uk³adu. Jest to rozwi¹zanie

spotykane doúÊ rzadko, a†³¹-

czy przecieø prostotÍ obs³u-

gi z†doskona³ym dzia³aniem.

Nie opisane dotychczas

wyjúcie Q4 U1 powoduje au-

tozerowanie licznika U1

w†przypadku omy³kowego

wciúniÍcia o†jeden raz wiÍ-

cej niø potrzeba i†znalezie-

nia siÍ w†niew³aúciwej fa-

zie. Wystarczy wtedy obser-

wowaÊ diodÍ LED i†kolejny-

mi przyciúniÍciami przywrÛ-

ciÊ poø¹dany stan. Rezystor

R10 ³¹cz¹cy Q4 z†MR zamie-

nia zatem U1 w†licznik pier-

úcieniowy.

Poniøej omÛwiono kolej-

ne fazy dzia³ania urz¹dze-

Montaø i†uruchomienie

Uk³ad moøna zmonto-

waÊ na p³ytce wed³ug pro-

jektu przedstawionego na

wk³adce wewn¹trz nume-

ru. Rozmieszczenie ele-

mentÛw przedstawiono na

rys. 2 .

Zalecane jest zastosowa-

nie podstawek pod uk³ady

scalone. Tych CzytelnikÛw,

ktÛrzy maj¹ zwyczaj koÒczyÊ

montaø umyciem úcieøek

denaturatem uczulam na ko-

lejnoúÊ dzia³aÒ: nigdy nie

myjemy przy nieobsadzo-

nych podstawkach. Rozpusz-

czona spirytusem kalafonia

wnika we wszystkie szczeli-

ny - a†jest doskona³ym izo-

latorem! PodwÛjn¹ diodÍ

úwiec¹c¹ D7 naleøy umieú-

ciÊ w†widocznym miejscu,

poza obudow¹ uk³adu steru-

j¹cego. Pozostawiona w†ob-

rÍbie obudowy u³atwi spra-

wÍ w³amywaczowi, ktÛry bez

wiÍkszych ceregieli zdemo-

luje uk³ad i†w†ten sposÛb

wy³¹czy alarm. Samo urz¹-

dzenie, jak i†przycisk steru-

j¹cy trzeba ukryÊ. Przewody

takøe - np. pod boazeri¹ lub

wzd³uø pÛ³ek (w garaøu

b¹dü w†piwnicy).

Oscylator kostki U2 jest

maksymalnie uproszczony -

nie zawiera dodatkowego re-

zystora przy wyprowadzeniu

nr 11. W†praktyce jest to do-

Kompletny uk³ad i p³ytki

drukowane s¹ dostÍpne

w†AVT pod oznaczeniem

AVT-1206.

puszczalne, o†ile pojemnoúÊ

C2 nie przekracza ok. 10nF.

Taka oszczÍdnoúÊ wi¹øe siÍ

z†podwyøszeniem czÍstotli-

woúci generatora o†20%

wzglÍdem wartoúci teore-

tycznej (1/2,2RC).

Stosowanie specjalnej

procedury podczas urucha-

miania urz¹dzenia nie jest

potrzebne. Po prostu nie

ma powodu, øeby po poda-

niu zasilania nie zapali³a

siÍ czerwona LED. To nie-

w¹tpliwy walor tego uk³a-

du - prostota id¹ca w†parze

z†niezawodnoúci¹. Drob-

nych regulacji wymaga

czujka podczerwieni. Nale-

øy pos³uøyÊ siÍ oryginaln¹

instrukcj¹ i†ustawiÊ czas

zwarcia stykÛw przekaüni-

ka na minimum - najwyøej

parÍ sekund. Jest to ko-

nieczne - nasz uk³ad powi-

nien skupiÊ w†sobie maksi-

mum ìinteligencjiî gwa-

rantuj¹cej pewne dzia³a-

nie. D³ugoúÊ przewodÛw

po³¹czeniowych (wszyst-

kich) nie odgrywa wiÍkszej

roli.

Andrzej Kowalczyk, AVT

Elektronika Praktyczna 8/98

R3, R5, R8: 2,2k

R6, R7: 1k

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: