Circuiti di allarme in loop: loop chiuso, parallelo, serie / parallelo

L'articolo discute alcuni semplici circuiti di allarme di sicurezza basati su loop, classificati in loop chiuso, loop parallelo e loop serie / parallelo. Tutti questi progetti possono essere personalizzati e utilizzati per una varietà di applicazioni di allarme di sicurezza.

Panoramica

In un circuito di allarme ad anello, viene utilizzato più di un sensore, ciascuno cablato con un certo tipo di circuito di rilevamento e inserito in aree tattiche, sopra o intorno al gadget da proteggere.

Il rilevamento o il circuito del sensore (che coinvolge un circuito del sensore e un circuito di attivazione) controlla a allarme antifurto dispositivo o sirena che, quando inizializzati, generano un suono forte o un'illuminazione di avvertimento visibile.

Il dispositivo sensore in questi tipi di circuiti di allarme è generalmente basilare come un singolo filo di filo metallico sottile, che funziona come un sensore ed è posizionato attorno al perimetro del bersaglio da proteggere. Finché il cavo rimane indisturbato, il circuito di allarme rimane nella posizione di allarme. Nel caso in cui un intruso tagli il filo, il sensore si accende e invia un segnale al circuito di attivazione, facendo suonare l'allarme.

Questa forma di sensore rientra effettivamente nella categoria del sistema one shot non ripristinabile. Questi sistemi di sicurezza richiedono che il cavo del sensore venga cambiato dopo ogni infrazione. (Questi sono noti come circuiti a circuito chiuso.)

D'altra parte, la maggior parte dei circuiti di allarme applica un certo tipo di interruttore innescato magneticamente , che può essere ripristinato e applicato ripetutamente, come un sensore. Il sensore a volte può essere un interruttore attivato magneticamente normalmente aperto o normalmente chiuso. Inoltre, in base alle impostazioni della disposizione del grilletto, diversi sensori potrebbero essere collegati in serie o in parallelo nel circuito.

Allarme silenzioso

Il primo vero circuito, come mostrato in Fig.1, viene creato utilizzando 1/2 di un gate NOR a 2 ingressi quad CMOS 4001, assemblato come un impostare / ripristinare latch . Quando il circuito è in condizione di reset (modalità standby) e l'interruttore S1 è aperto, l'uscita del gate U1a rimane a livello logico basso.

Quando la chiave (un LED collegato all'interno di una presa mini fono, PLI) è collegata al connettore jack J2, il LED rimane spento, indicando che non si è verificata alcuna violazione.

Tuttavia, non appena S1 è chiuso, può essere solo brevemente o interamente il pin di uscita 3 di U1-a diventa logico alto e continua ad essere alto fino a quando il circuito non viene ripristinato. Quando il chiave viene inserito nel connettore jack J2 a seguito di un'infrazione, il led si accende.

Mettendo il file chiave in J1 ripristina il circuito. In condizione di riposo, il circuito consuma pochissima corrente, il che gli consente di mantenere un monitoraggio risoluto per diversi mesi in modo affidabile. Nel caso in cui il sensore (S1) venga attivato da un intruso, il circuito registra i dettagli in una memoria temporanea senza ulteriore assorbimento di corrente.

Circuito di allarme ad anello chiuso

Il nostro prossimo circuito di allarme, vedere la Fig. 2, funziona utilizzando una catena di 3 interruttori normalmente chiusi collegati in serie (che costituiscono la configurazione ad anello chiuso), collegati a un cancello SCR.

Quasi un numero qualsiasi di sensori potrebbe essere collegato in serie e abituato ad attivare il circuito. Nella condizione di inattività, il circuito consuma circa 2 mA, tuttavia l'assorbimento di corrente può eventualmente aumentare fino a 500 mA se il circuito è attivato, a seconda delle specifiche del dispositivo di allarme collegato.

Il funzionamento del circuito è estremamente semplice. Avendo tutti gli interruttori del sensore in posizione chiusa e l'alimentazione accesa, il potenziale al gate dell'SCR diventa vicino allo zero.

L'unico esaurimento di corrente è tramite R1 e sensori chiusi. Tuttavia, non appena uno qualsiasi degli interruttori del sensore si apre, brevemente o completamente, la corrente di gate per il SCR viene attivato tramite R1.

Questo attiva l'SCR, abilitando una conduzione a terra per il dispositivo di allarme acustico, che ora inizia a gemere. Inoltre, nel momento in cui si verifica questa attivazione, l'allarme si blocca e continua a suonare per tutto il tempo in cui l'interruttore di ripristino (S1) rimane attivato.

I condensatori C1 e C2 sono integrati nel progetto per impedire a possibili picchi di tensione di avviare falsamente l'SCR.

Circuito di allarme ad anello parallelo

Il nostro prossimo circuito di allarme, vedere Fig. 3, è praticamente lo stesso del circuito fornito in Fig. 2, con l'eccezione che i sensori sono montati in parallelo, che è nota come configurazione ad anello aperto.

Fondamentalmente, questo schema utilizza interruttori del sensore normalmente aperti come mostrato di seguito.

Qualsiasi quantità desiderata di interruttori normalmente aperti potrebbe essere inclusa in parallelo ed essere impiegata per attivare l'allarme, questi sono collegati all'SCR come indicato nello schema.

In modalità standby, il circuito di allarme assorbe una corrente minima, il che lo rende una scelta eccellente come unità alimentata a batteria. Tuttavia, non appena uno dei sensori di ingresso viene attivato, la corrente del gate si sposta tramite R1 verso l'SCR, accendendolo e facendo scattare l'allarme acustico.

L'avvisatore acustico può continuare a suonare fino a quando il circuito non viene ripristinato o l'alimentatore o la batteria si esauriscono completamente.

Un allarme di loop parallelo più semplice

L'esempio di allarme di loop parallelo mostrato sopra in realtà è molto autoesplicativo. Gli interruttori da S1 a S3 sono posizionati in varie posizioni strategiche all'interno di un locale che deve essere protetto da un intruso.

Non appena un intruso attraversa uno di questi interruttori e lo fa abbassare o chiudere, la tensione può raggiungere il gate dell'SCR tramite l'interruttore e R1. Questo attiva istantaneamente l'SCR e blocca la sirena di allarme associata.

Il sistema si disattiva solo spegnendo l'ingresso di alimentazione.

Circuito di allarme serie / parallelo

Il circuito seguente, come mostrato in Fig. 4, integra l'allarme in Fig. 2 con quello in Fig. 3 per caratterizzare insieme la protezione in serie e in parallelo. In questo progetto è possibile utilizzare sensori normalmente chiusi e normalmente aperti per attivare lo stesso dispositivo di allarme.

È importante notare che la differenza principale tra i due loop di sensori è identificata dal modo in cui ogni interruttore di sensore si associa agli altri all'interno del loop e anche dal modo in cui ciascun loop è collegato al circuito.

Il loop collegato a SCR1 mantiene l'SCR spento fissando il suo pin di gate alla linea di terra tramite i sensori di loop. L'apertura di tutti questi interruttori dei sensori (S2-S4) scollega il collegamento a terra del gate, consentendo l'applicazione della corrente di gate a SCR1.

Ciò consente all'SCR1 di attivare e far suonare il dispositivo di allarme. Al contrario, il gate di SCR2 è mantenuto a potenziale zero attraverso R3. Quando uno qualsiasi degli interruttori dei sensori associati (S5-87) è chiuso, il gate dell'SCR viene collegato all'alimentazione positiva per mezzo di R2, provocandone l'avvio e attivando l'allarme.

Con uno degli interruttori del sensore chiuso, R2 si trasforma in una resistenza di pull-up del gate. Nel momento in cui viene attivato da uno qualsiasi dei loop del sensore, il circuito continua a suonare l'allarme per tutto il tempo in cui l'interruttore S1 non viene premuto per le azioni di ripristino, che può essere visto collegato in serie con l'ingresso della tensione di alimentazione.

Si noti che l'interruzione dell'alimentazione del trigger non ha alcun impatto sulla conduzione dell'SCR, fino a quando la corrente attraverso l'SCR non viene interrotta. Non appena l'interruttore S1 viene chiuso, la corrente attraverso gli SCR diventa minima, disabilitando gli SCR. I condensatori C1-C3 impediscono al circuito di essere innescato in modo spurio da picchi di tensione.

Un altro esempio di allarme serie / parallelo

Se uno qualsiasi degli interruttori S1 --- S3 viene aperto, T1 / T2 ottiene la polarizzazione della base tramite R1 e viene attivato, che a sua volta si blocca sull'SCR e suona l'allarme.

Al contrario, se uno qualsiasi degli interruttori tra S5 --- S6 viene premuto o chiuso, l'SCR fa scattare il cancello tramite R2 e si blocca mentre suona l'allarme.

Driver di allarme ad alta potenza

Tutti i circuiti di allarme personalizzati di cui si è parlato finora sono stati semplicemente progettati per dispositivi di allarme di bassa e media potenza a causa delle specifiche di bassa corrente degli SCR ad essi collegati.

Il circuito di Fig.5, invece, fa uso degli stadi del driver SCR esattamente simili ai modelli precedenti, ma gli SCR vengono sostituiti con quelli di maggiore potenza, in grado di gestire molto più pesanti e dispositivi di allarme più rumorosi .

Entrambi gli SCR del gate sensibile sono collegati a singoli circuiti sensore / driver. Simile al circuito in Fig. 4, SCR1 è attivato dal circuito del sensore normalmente chiuso (S2-S4), mentre SCR2 è attivato dal circuito del sensore normalmente aperto (S5-S7).

All'uscita (al catodo) di ogni SCR troviamo il gate di un SCR da 6 ampere 400-PIV (SCR3) collegato tramite un diodo driver separato e un resistore limitatore di corrente comune, R5.

In caso di apertura di uno qualsiasi degli interruttori normalmente chiusi (S2-S4), la corrente del cancello inizia a fluire tramite R3, accendendo l'SCR1, che accende il LED1 rivelando che è avvenuta un'infrazione in uno dei sensori normalmente chiusi.

Contemporaneamente, la tensione del catodo dell'SCR sale fino a circa l'80% della tensione di alimentazione, facendo sì che la corrente si sposti attraverso D1 e R5 nel gate SCR3, accendendolo e facendo scattare l'allarme acustico.

Il circuito del sensore normalmente aperto di SCR2 funziona esattamente allo stesso modo. Non appena uno qualsiasi degli interruttori del sensore normalmente aperti (S5-57) viene premuto, SCR2 si attiva, illuminando il LED2. Inoltre, contemporaneamente, una corrente di gate viene erogata a SCR3, attivando l'allarme.

Circuito di allarme multi-loop

Il circuito (Fig. 6) spiegato di seguito è un allarme multi-ingresso con estensione Lampada a LED per indicare lo stato di ogni sensore. Il circuito trigger funziona bene come indicatore di stato quando l'interruttore S8 viene spostato sulla posizione MONITOR.

Con S8 spostato nella posizione MONITOR, consente di utilizzare il circuito del sensore durante le ore di lavoro per monitorare la chiusura e l'apertura della porta e anche altri luoghi tipicamente vulnerabili che sono protetti solo durante i periodi di inattività.

Un SCR da 6 ampere viene utilizzato per consentire il controllo di un dispositivo di allarme ad alta potenza utilizzando il sistema. La procedura di funzionamento del circuito è molto semplice.

Un buffer invertente esadecimale 4049 viene utilizzato per isolare ciascuno dei 6 sensori di ingresso. Mentre S2 è nella sua situazione normalmente chiusa, l'ingresso di U1-a sul pin 3 è collegato all'alimentazione positiva.

L'ingresso alto fa sì che l'uscita dell'U1-a rimanga bassa. Con un'uscita bassa, il LED1 è spento, senza che la corrente entri nel diodo D1.

Quando S2 è aperto, trascina l'ingresso di U1-a basso per mezzo di R14, spingendo la sua uscita a muoversi in alto, facendo illuminare il LED1 e nel corso applicando una tensione di polarizzazione per Q1 base tramite D1 e S8.

L'acione attiva Q1, fornendo una corrente di gate adeguata per SCR1 tramite R20, in modo che si attivi. Questo a sua volta accende l'allarme acustico BZ1.

Anche ciascuno degli altri circuiti sensori / buffer funzionano esattamente allo stesso modo.

Il transistor è cablato in un emettitore-seguace configurato per garantire il corretto isolamento delle uscite del buffer e migliorare la corrente di gate dell'SCR in modo che si accenda in modo ottimale.

Il circuito può essere migliorato per fornire una sicurezza ad anello in serie sostituendo una stringa di sensori (può essere 3 o 4) interruttori per ogni interruttore normalmente chiuso implementato all'interno del circuito specifico.

È inoltre possibile utilizzare il circuito semplicemente come un monitor di stato eliminando i diodi (D1-D6) e i circuiti associati.

Inoltre, cicalino piezo potrebbe essere collegato dall'estremità del diodo di S8 a terra nel caso in cui si preferisca un'uscita udibile quando il sistema viene utilizzato solo a scopo di monitoraggio. Quando sono previsti molti più input univoci, non dovrebbe essere affatto difficile impiegando un ulteriore inverter 4049 esadecimale nel circuito.