ПОД КОНТРОЛЕМ ДВЕРИ
Попцов Г.
Типовая охранная система для помещения состоит из логического блока и датчиков. Сейчас охранные фирмы обычно предлагают устанавливать датчики движения, которые срабатывают если внутри помещения кто-то или что-то перемещается. Конечно это умно и логично, так как не будет же вор стоять как статуя. Но, на мой взгляд желательно бы просигнализировать еще до того как вор проник в помещение и двигается там вызывая срабатывания датчиков движения. Вы задумывались сколько времени нужно чтобы, ну так, поверхностно обокрасть квартиру? Вор входит в помещение и берет что ему нравится и что он может унести. Чтобы войти в квартиру (не считая времени на взлом) и взять компьютер, видеотехнику, дорогой телефон и выйти нужно 2-3 минуты. А если вор работает по наводке и знает что и где брать, тогда достаточно... 30 секунд! При том, что охранники гарантируют прибытие на место в течении 15 минут. Ну где смысл в этом датчике движения, если он сообщает о том, что вор уже внутри? Только если он пьяный, и решит прикорнуть на хозяйской постели. А вот взлом двери может занять значительно больше времени. Если дверь металлическая, с очень хорошим замком, то минут за 10-15 её вскроют. Так что если сигнал поступит на пульт охраны при первом же прикосновении ломика или пилки, то надежда на поимку «по горячим следам» будет не такая уж и туманная. Очень хорошо если дверь железная. И не только из-за прочности, но и тем, что при прикосновении к ней слесарного инструмента она очень хорошо звучит. По металлу звуковые волны будут нет только хорошо распространяться, но и усиливаться от эффекта рупора. Нужен датчик, который будет реагировать на звуки металла. Я пробовал для этого использовать различные микрофоны, но проблема была в том, что микрофоны в основном предназначены для приема звуковых волн из воздуха, а не с поверхности твердого предмета. Поэтому такой датчик реагировал не только на скрежет напильника или удар молотка, но и на громкие звуки, шаги, звук лифта, звуки от дверей соседей. Снижение чувствительности позволяло избавиться от этих ложных срабатываний, но соответственно снижалась чувствительность и к слесарному инструменту.
В конечном итоге я пришел к использованию в качестве датчика древней пьезоэлектрической головки для проигрывания граммофонных пластинок (к счастью, такие головки еще встречаются в продаже). Игла, прижатая к металлической поверхности двери значительно слабее чем микрофон реагировала на внешние звуки. Хотя это тоже имело место, так как поверхность двери работает как некая мембрана большого микрофона. Но очень хорошо реагировала на прикосновение металлического предмета непосредственно к металлу двери или замка. Практически, регулируя чувствительность можно такой датчик настроить таким образом, что он не будет реагировать на громкие крики прямо перед дверью, на хлопок двери соседа напротив, но сработает даже на прикосновение ключа к замку.
Схемное решение примитивное (рис.1), - пьезоголовка, с неё переменное напряжение поступает на переменный резистор-регулятор чувствительности, а далее следует усилительный каскад, детектор и формирователь отрицательного импульса. Крепление пьезоголовки тоже примитивное, - деревянный уголок, дающий наклон примерено 15° и металлический хомут, которым все это крепится к двери. Важный момент, - краску под иголкой нужно удалить, чтобы иголка прикасалась непосредственно к металлу!
На одной двери можно установить несколько датчиков, расположив их возле мест, где наиболее вероятно действие слесарного инструмента, например, возле замка, или еще лучше так, чтобы игла касалась самого замка, возле петель, возле углов двери. Конструкция большинства железных дверей представляет собой металлический короб, либо пустой, либо заполненный звукоизолирующим или утепляющим материалом. А на нем внутренняя отделка. Поэтому очень легко найти подходящее место для датчика, сняв отделку и удалив некоторое количество заполняющего материала. Для винтов, которые держат хомут можно просверлить отверстия непосредственно в основной железной пластине двери. Отверстие желательно сделать небольшое, под резьбу М2 и нарезать в нем резьбу с помощью метчика. Винты нужно примерить и укоротить так, чтобы в собранном состоянии датчика они были либо вровень с внешней поверхностью двери, либо заглублены. Не нужно чтобы они выступали наружу. Затем отверстия можно закрасить, загрунтовать, а можно и оставить как есть. Ничего страшного если вор увидит эти винты, может быть он подумает что на них держится важная часть замка и начнет свое темное дело именно с них, - так датчик только быстрее сработает. Плату со схемой желательно установить рядом с датчиком, потому что не желательно чтобы соединительные провода с головкой В1 были длинными, так как на них может наводится фон переменного тока и даже сигнал радиовещания (детектор-то на диодах в схеме есть). Если это нежелательно, и нужно чтобы схема располагалась в каком-то основном блоке, тогда можно и так, но соединительные провода должны быть экранированы. Марка пьезоэлектрической головки мне не известна, головка монофоническая от электропроигрывающего устройства марки Ш-ЭПУ-38. Могу предположить что можно использовать любую пьезоэлектрическую головку от любого электропроигрывателя, даже стереофоническую. Единственно это может повлиять только на способ крепления её с учетом её конструктивных особенностей. В любом случае важно чтобы игла соприкасалась с металлической поверхностью двери непосредственно, а не через краску или какое-то покрытие. Вполне возможно что можно использовать не только пьезоэлектрическую, но и даже магнитную головку от высококлассного электропроигрывателя (не путайте с магнитной головкой магнитофона), но в этом случае потребуется значительно более чувствительный усилитель, так как выходной сигнал магнитной головки во много раз ниже пьезоэлектрической.
Налаживание сводится только к настройке чувствительности с помощью переменного резистора R1. При необходимости можно подрегулировать рабочую точку транзистора VT1 подбором сопротивления R2.
Схему можно сделать и на микросхеме, например, можно использовать микросхему для светодиодного индикатора уровня 34-сигнала, такую как AN6884. В этом случае даже может быть дополнительное преимущество, так как можно получить информации и о силе или интенсивности воздействия, в общем, о амплитуде акустических волн в металле, которые вызывает это воздействие. На рисунке 2 показана схема датчика на основе индикаторной микросхемы.
Выходные сигналы можно подать на схему КМОП-логики, напряжение питания может быть от 5 до 15V. Выходные сигналы -отрицательные импульсы.
Радиоконструктор 06-2011