Автосторож на одной микросхеме CD4001

03.04.21

[Домашняя]

 

Простая схема на «жесткой логике», тем не менее весьма эффективна при охране автомобиля. Схема разработана под карбюраторную модель BA3-21063, но можно с успехом применить и на любом другом автомобиле, как карбюраторном, так и инжекторном. Различие только в способе подключения реле блокировки двигателя. В карбюраторной автомашине его размыкающие контакты имеет смысл включить в разрыв провода, подающего питание на катушку зажигания. В инжекторной могут быть разные варианты в зависимости от схемы, например, можно этим реле отключать питание бензонасоса или подключить его к электронному блоку управления двигателем, если у него есть вход для блокировки. Автосторож простейшего типа, поэтому не имеет никаких электронных датчиков. Есть два входа, - один подключается к схеме дверных выключателей внутрисалонного освещения, а второй - к выходу замка зажигания автомобиля. Система срабатывает при открывании дверей и при включении зажигания. Сразу же после срабатывания включается мигание фар и блокировка двигателя, а сирена включается примерно через 5-10 секунд после этого. Задержка включения сирены нужна для того чтобы водитель мог заблокировать систему скрыто расположенным переключателем. Впрочем, возможен и вариант временной блокировки системы извне с помощью магнитного брелка, и в этом случае, работа сирены без задержки. Но об этом будет рассказано в конце статьи. Продолжительность звучания сирены, блокировки двигателя и мигания фар равно времени в течение которого дверь открыта или зажигание включено плюс, еще 1 минута. После завершения сигнализации, если двери закрыты и зажигание выключено, схема возвращается в режим охраны. Включается и выключается схема по питанию с помощью скрытно расположенного выключателя. Включенное состояние индицируется светодиодом Так как включение и выключения производится из салона, то после включения питания предусмотрена задержка в 1 минуту, в течение которой система на датчики не реагирует. В это время водитель может выйти из машины, закрыть и запереть двери. Принципиальная схема построена на одной микросхеме CD4001, представляющей собой аналог таких отечественных микросхем как К561ЛЕ5 и К176ЛЕ5. Микросхема состоит из четырех логических элементов «2ИЛИ-НЕ», выполнена по КМОП технологии («полевая») поэтому микросхема потребляет микроамперы и её элементы имеют очень высокое входное сопротивление, а так же встроенные защитные диоды между входами и выводом положительного питания. Рассмотрим работу схемы (рис.1) по порядку с момента включения питания.

Питание включают выключателем S1. После включения питания начинается зарядка конденсатора С1 через резистор R5. Поэтому исходно напряжение на R5 равно логической единице. Это напряжение поступает на один из входов элемента D1.1 и делает элемент D1.1 безразличным к изменению логического уровня на его втором входе. В результате схема не воспринимает срабатывания датчиков. В процессе зарядки С1 напряжение на резисторе R5 постепенно снижается и примерно через 1 минуту достигает низкого логического уровня. Как только это произойдет на одном входе элемента D1.1 установится логический ноль. В таком состоянии он будет реагировать на изменение уровня на его втором входе. Система выдавала время на выход из салона, закрывание дверей, и перешла в охранный режим. Предположим, открыли дверь. Замкнулся дверной датчик и потянул катод диода VD1 к общему минусу питания. Диод откроется и напряжение на выводе 1 элемента D1.1 упадет до логического нуля. Теперь на обоих входах элемента есть нули, а на его выходе - единица. Эта единица через диод VD2 и токоограничительный резистор R6 быстро заряжает конденсатор С2 до напряжения логической единицы. На выходе элемента D1.2 устанавливается логический ноль. Далее происходит три момента.

1.         Открывается ключ на транзисторах VT4- VT5 и через реле К1 блокирует двигатель машины (в карбюраторной машине размыкающие контакты этого реле нужно включить в разрыв питания катушки зажигания, в инжекторной - в разрыв питания бензонасоса или к входу блокировки электронного блока).

2.         Запускается мультивибратор D1.3, который вырабатывает импульсы с частотой около 1 Гц. Эти импульсы поступают на транзисторный ключ VT6-VT7, который периодически открываясь пропускает ток через обмотку реле К2. Замыкающие контакты этого реле нужно подключить так, чтобы они включали напряжения на фары автомобиля. Фары автомобиля мигают, - так начинается беззвучная фаза сигнализации.

3.         Начинается зарядка конденсатора С4 через резистор R8. Конденсатор должен зарядиться до напряжения, достаточного для открывания транзисторов VT2 и VT3. На это уходит около 5-10 секунд. Затем ключ на VT2 и VT3 открывается и включает ток на сирену F1. После того как двери будут закрыты на выходе D1.1 снова установится логический ноль. Конденсатор С2 станет медленно разряжаться через резистор R7 и примерно через 1 минуту напряжение на С2 снизится до логического нуля. Ключи закроются и схема вернется в режим охраны. Для срабатывания на включение зажигания в схеме имеется каскад на транзисторе VT1. Напряжение на его базу поступает с выхода замка зажигания. Пока зажигание выключено напряжения на выходе замка зажигания нет, поэтому транзистор закрыт. При включении зажигания напряжение на базу VT1 подается, он открывается и понижает напряжение на выводе 1 D1.1 до нуля. То есть происходит тоже самое что и при открывании двери. Детали. Для монтажа используется радиолюбительский набор, состоящий из пластмассовой коробки-корпуса размерами 105x80x35 мм, в комплекте с элементами крепления и макетной печатной платой соответствующего размера. В корпусе размещается электронная схема, транзисторные ключи, а реле крепятся в автомобиле возле соответствующих мест управления. Никаких разъемов или клемм нет. Соединение со схемой автомобиля выполнено отрезками монтажных проводников длиной по 10-15 см, с разделанными залуженными концами. К этим проводникам путем скрутки подключаются более длинные проводники, идущие к элементам схемы автомобиля, реле, сирене, выключателю. Скрутки изолируются ПВХ- изолентой. Корпус крепится в салоне под приборной панелью. Реле - автомобильные, такие как применяются в монтажной коробке переднеприводных автомобилей ВАЗ. Замыкающее реле четырехконтактное. В качествен размыкающего реле используется переключающее с пятью контактами. Микросхему CD4001 можно заменить на К561ЛЕ5 или К176ЛЕ5. Транзисторы ВС557 можно заменить на КТ3107, КТ361. Транзисторы BD176 можно заменить на КГ814 или КТ816. Транзистор ВС547 - на КГ3102 или КТ315. Все диоды можно заменить любыми аналогами, например, КД522, КД521. Светодиод - любой индикаторный, любого цвета, можно мигающий одноцветный или многоцветный. В общем, любой индикаторный светодиод. Все конденсаторы должны быть на допустимое максимальное напряжение не ниже 15V. Желательно на месте С1 и С2 использовать конденсаторы с минимальным током утечки. При большом токе утечки этих конденсаторов схема работать не будет. В общем, желательно использовать новые конденсаторы, а не выпаянные из неисправной аппаратуры. Сирена - стандартная пьезосирена для автосигнализаций. При налаживании схемы можно все временные выдержки и интервалы изменить как угодно. Время задержки после включения питания зависит от параметров цепи C1-R5, время сигнализации после закрывания дверей - от цепи R7-C2, время задержки включения сирены - от цепи C4-R8, частота мигания фар - от цепи R15-C5. Можно исключить задержку включения сирены и сделать временную блокировку сигнализации при помощи магнитного брелка. Для этого необходим геркон и магнит. Геркон прикрепляют при помощи скточ-ленты к стеклу автомобиля изнутри салона. Его можно замаскировать какой-то наклейкой на стекле. Магнит можно вмонтировать в брелок для ключей машины. Геркон нужно подключить параллельно конденсатору С1. При поднесении магнита к стеклу, за которым находится геркон его контакты замыкаются и разряжают конденсатор С1. Схема переходит в состояние выдержки времени после включения питания, теперь будет минута на то чтобы отключить питание сигнализации. Чтобы в таком варианте сирена включалась сразу после срабатывания (надобности в задержки её включения теперь нет, так как задержка включается герконом), нужно убрать из схемы конденсатор С4. В этом же варианте можно обойтись без сирены, используя как источник звука автомобильный сигнал. Теперь ключ VT2-VT3 не нужен, но появилось реле КЗ, которое управляет автомобильным сигналом. На рисунке 2 показана схема с этими изменениями. К схеме можно подключить и дополнительные датчики, например, контактный датчик открывания багажника, (рис.2).

Радиоконструктор №3 2012г стр. 36

Домашняя

Дата последнего изменения этого узла 03.04.2021