alarm samochodowy

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Prosty w montażu alarm samochodowy
2218
Do czego to służy?
Chyba nikomu z Czytelników EdW nie
trzeba tłumaczyć, do czego służy alarm
samochodowy. W urządzenie takie wy−
posażona jest obecnie większość samo−
chodów. Alarmy samochodowe bywają
bardzo różne, od bardzo prostych do
skomplikowanych systemów wyposażo−
nych w awaryjne źródła zasilania i stero−
wanych drogą radiową. Jednak cel za−
stosowania autoalarmu jest zawsze ten
sam: ochrona naszego cennego pojazdu
przed złodziejami.
Rys. 1. Schemat ideowy alarmu.
62
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/97
O skuteczności autoalarmów wiele
można napisać, zarówno ocen pozytyw−
nych jak i negatywnych. Jedno jest jed−
nak pewne: zawsze lepiej mieć w samo−
chodzie urządzenie alarmowe (może
z wyjątkiem pewnych, szczególnych
przypadków) niż ufać jedynie w skutecz−
ność zabezpieczeń mechanicznych.
I jeszcze jedno: lepiej założyć w samo−
chodzie kilka elektronicznych i mecha−
nicznych zabezpieczeń, niż jeden system
alarmowy, który może zostać unieszkod−
liwiony za pomocą jednego tylko zabie−
gu. Ponadto wierzcie we własne siły, au−
tor już wielokrotnie podkreślał, że prosty
lecz nietypowy alarm amatorski może
być większą przeszkodą dla złodzieja niż
znany mu produkt nawet najbardziej re−
nomowanej firmy.
Proponowany układ jest konstrukcją
dość nietypową, ponieważ nie potrzebu−
je jakichkolwiek czujników sygnalizują−
cych włamanie czy też próbę uruchomie−
nia samochodu. Jak to jest możliwe,
przecież układ alarmowy musi “dowie−
dzieć się” o próbie sforsowania drzwi
lub uruchomienia silnika? Potrzebne są
wiązki dodatkowych przewodów, czujni−
ki umieszczone w drzwiach, podłączenie
instalacji alarmowej do układu zapłono−
wego, słowem masa roboty z okablowa−
niem wnętrza samochodu. Nic podobne−
go, nasza autoalarm wystarczy podłą−
czyć do pokładowej instalacji elektrycz−
nej samochodu i oczywiście, dołączyć
do niego układy wykonawcze: klak−
son, syrenę, światłą kierunkowska−
zów itp.
Działanie układu opiera się na zupeł−
nie innej zasadzie niż działanie większoś−
ci typowych autoalarmów. Zamiast pro−
wadzić dodatkowe przewody i instalo−
wać czujniki będziemy jedynie mierzyć
napięcie panujące w instalacji samocho−
du. Ale zacznijmy od początku....
Podczas jazdy napięcie w instalacji
elektrycznej samochodu przekracza 14V,
a po wyłączeniu silnika szybko spada
i stabilizuje się na poziomie ok. 12,6V.
Zatem mówienie o samochodowej insta−
lacji 12V jest pewnym uproszczeniem,
akumulator, na którym bez obciążenia
wystąpi takie napięcie, nadaje się już tyl−
ko na złom. Nie jest też do końca praw−
dą, że po wyłączeniu stacyjki z akumula−
tora nie jest pobierany żaden prąd. Jakiś
niewielki prąd płynie zawsze, choćby
przez zawilgocone przewody.
Jak już wspomniano napięcie na nie−
obciążonym lub słabo obciążonym aku−
mulatorze stabilizuje się na pewnym po−
ziomie i bardzo powoli spada. Jeżeli jed−
nak do akumulatora dołączymy jakiekol−
wiek obciążenie, to napięcie skokowo
obniży się o kilkanaście−kilkadziesiąt mili−
woltów. Zjawisko to wystąpi szczególnie
wyraźnie po dołączeniu do akumulatora
rysunku 1. No tak, zno−
wu aż się roi od NE555! Tylko na okrasę
dodany został jeden wzmacniacz opera−
cyjny i od wyjaśnienia jego roli rozpocz−
niemy opis układu. Wzmacniacz TL081
pracuje w układzie komparatora napię−
cia. Jego wejście odwracające połączo−
ne zostało z plusem zasilania, a wejście
nieodwracające pomiędzy dzielnik napię−
cia utworzony przez rezystancję R2 i R1
+ PR1. A zatem na wejściu 3 napięcie
jest w stanie stabilnym odrobinę mniej−
sze niż na wejściu 2 i na wyjściu wzmac−
niacza panuje stan “niski”. Jeżeli teraz
do akumulatora dołączymy jakiekolwiek
obciążenie, to napięcie na wejściu 2
spadnie o kilkadziesiąt miliwoltów, poni−
żej napięcia na końcówce 3. Napięcie na
tym wyprowadzeniu także się obniży, ale
po czasie określonym pojemnością kon−
densatora C1. Tak więc, po powstaniu
kryterium alarmu, wyjście wzmacniacza
będzie przez chwilę w stanie “wysokim”
i sterowany z niego tranzystor T1 będzie
przewodził. Za pomocą potencjometru
montażowego PR1 możemy w szero−
kich granicach zminiać czułość układu.
Praktyka wykazała jednak, ze nasz alarm
pracuje najlepiej przy wartości PR1 ok.
300k
W
.
Przewodzenie tranzystora T1 spowo−
duje powstanie krótkiego impulsu ujem−
nego na wejściu wyzwalającym uniwib−
ratora U2. Zdaniem tego układu jest spo−
wodowanie opóźnienia włączenia alar−
mu, tak aby kierowca miał czas na jego
wyłączenie. Z elementami takimi jak na
schemacie czas ten wynosi ok. 6 sek.
rysunku 1
i może być w szeroki zakresie zmieniany
przez dobór wartości R7 i C3.
Jeżeli w czasie generowania impulsu
przez U2 zasilanie układu nie zostało wy−
łączone, to opadające zbocze tego impul−
su spowoduje wyzwolenie drugiego ge−
neratora monostabilnego − U3. Czas
trwania impulsu generowanego przez
ten układ jest znacznie dłuższy i z ele−
mentami podanymi na schemacie wyno−
si ok. 45 sek. Stan wysoki z wyjścia
Q U3 zostaje doprowadzony do wejścia
zerującego generatora multistabilnego
zbudowanego na układzie U4. Układ ten
zaczyna generować ciąg impulsów pros−
tokątnych o częstotliwości ok. 2Hz, cyk−
licznie włączając i wyłączając przekaźnik
PK1, do którego dołączone są urządzenia
wykonawcze. Jeżeli zasilanie nie zosta−
nie wyłączone, to po zakończeniu się im−
pulsu generowanego przez U3 układ po−
wraca do stanu czuwania.
Omówienia wymaga jeszcze rola kon−
densatora C4 i rezystora R6. Stan niski,
trwający przez chwilę po włączeniu zasi−
lania na wejściach zerujących U2 i U3 za−
bezpiecza przed uruchomieniem alarmu
przez stany nieustalone tuż po włączeniu
zasilania. Natomiast tranzystor T2 zwiera
do masy bazę tranzystora T1 podczas
trwania alarmu. Zabezpiecza to przed
wzbudzaniem się układu na skutek
“traktowania” przez układ wejściowy
skoków napięcia zasilania wywołanych
przez układy wykonawcze, jako kryte−
rium alarmu.
Montaż i uruchomienie
Na
rysunku 2
rysunku 2 przedstawiono roz−
mieszczenie elementów na płytce dru−
kowanej. Płytka została wykonana na la−
minacie jednostronnym i szczęśliwie
uniknięto stosowania jakichkolwiek zwo−
rek. Zostało to jednak okupione koniecz−
noscią zastosowania zbyt wielkiej jak na
kondensator elektrolityczny 1µF obudo−
wy pod C9. Przeprowadzenie dwóch
ścieżek pomiędzy wyprowadzeniami te−
go kondensatora było (chyba) jedyną
możliwością zaprojektowania płytki bez
zworek. Montaż układu wykonujemy
w typowy sposób, z jednym wyjątkiem:
przekaźnik PK1 musimy zamocować po−
ziomo, najpierw przyklejając go do płytki,
a następnie przylutowując jego wypro−
wadzenia za pomocą kawałków sreb−
rzanki. Takie właśnie zamocowanie prze−
kaźnika zostało podyktowane wymiarami
zalecanej obudowy, która poza tym jed−
nym utrudnieniem idealnie nadaje się do
umieszczenie w niej naszego układu.
Niezależnie od przyklejenia stosunkowo
ciężkiego przekaźnika, warto go dodat−
kowo przymocować za pomocą obejmy
wykonanej ze srebrzanki lub odcinka dru−
tu. Na płytce przewidziano dodatkowe,
odpowiednio oznakowane punkty lutow−
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/97
63
żarówki, nawet o małej mocy. Rezystan−
cja zimnego włókna żarówki jest bowiem
wielokrotnie mniejsza niż po jego roz−
grzaniu. Właśnie zjawisko nagłego spad−
ku napięcia wykorzystamy jako sygnał
dla naszego alarmu. Spadek napięcia wy−
stąpi w przypadku otwarcia drzwi samo−
chodu (oczywiście jeżeli samochód po−
siada przy drzwiach styki włączające
lampkę oświetlenia kabiny, ale tak jest
prawie we wszystkich samochodach),
przy próbie uruchomienia silnika czy włą−
czenia stacyjki. To co autor napisał o bra−
ku konieczności prowadzenia dodatko−
wych przewodów nie do końca jest jed−
nak prawdą. Na przykład cud techniki, ja−
kim jest bez wątpienia Fiat 126, posiada
styk włączający lampkę oświetlenia tylko
przy drzwiach od strony kierowcy. W ta−
kich więc “samochodach” warto doro−
bić styk także w drzwiach od strony pa−
sażera. Wiemy już, jakie zalety posiada
proponowany układ i zapewne domyśla−
my się, jakie ma wady. Przejdźmy więc
do szczegółowej analizy zasady jego
działania.
Jak to działa?
Schemat elektryczny układu przedsta−
wiony został na
rysunku 1
rysunku 1
rysunku 2
rysunku 2
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
PR1: 470k
W
(500k
W
) pot.
montażowy
R1, R7: 100k
W
R2: 100
W
R3: 5,6k
W
R4: 22k
W
R5: 560
W
R6, R10: 10k
W
R8: 1k
W
R9, R11, R12: 220k
W
Kondensatory
C1: 47µF/16V
C2, C5, C6, C8: 10nF
C3, C10: 100µF/16V
C4: 10µF/16V
C7: 220µF/16V
C11: 100nF
Rys. 2. Płytka drukowana alarmu.
nicze do wlutowania takiej obejmy. Po−
zostałe elementy montujemy już normal−
nie, pamiętając, że montaż musi być wy−
konany wyjątkowo starannie. Nasz auto−
alarm będzie bowiem pracował w naj−
bardziej niekorzystnych warunkach, jakie
możemy sobie wyobrazić. Będzie nara−
żony na skrajne temperatury, wstrząsy,
wilgoć i agresywne związki chemiczne
(sól!). Z tego też względu dyskusyjna
jest sprawa stosowania podstawek pod
układy scalone. Jeżeli je zastosujemy, to
muszą to być podstawki naprawdę dos−
konałej jakości. Kiedyś ktoś powiedział,
że łatwiej było skonstruować elektronikę
do programu APOLLO, niż niezawodny
układ zapłonowy do samochodu!
Po optycznym sprawdzeniu popra−
wności montażu przystępujemy do jego
przetestowania. Jeżeli posiadamy zasi−
lacz z płynnie regulowanym napięciem,
do możemy układ wypróbować w warsz−
tacie. W przeciwnym wypadku musimy
go prowizorycznie zamontować w samo−
chodzie. Po dołączeniu zasilania gwał−
townie obniżamy napięcie o kilkanaście−
kilkadziesiąt miliwoltów (w samochodzie
włączamy np. lampkę oświetlającą kabi−
nę kierowcy). Po ok. 10 sek. powinien
zadziałać przekaźnik PK1. Jeżeli tak się
nie stanie, to musimy poszukać błędu
w montażu. Jeżeli nasz układ działa po−
prawnie, to musimy wykonać jeszcze
jedną czynność montażową: zabezpie−
czyć przed wilgocią płytkę układu. Najle−
piej uczynić to za pomocą specjalnego
lakieru poliuretanowego w spray u. La−
kiery takie znajdują się w ofercie handlo−
wej AVT pod nazwą “Plastik 70” firmy
Kontakt Chemie. Autor przestrzega nato−
miast przed stosowaniem lakierów nitro
i innych “wynalazków”, których skutecz−
ność jest co najmniej wątpliwa. Oczy−
wiście, w wypadku zabezpieczenia lakie−
Półprzewodniki
D1: 1N4148 lub odpowiednik
T1, T2: BC548 lub odpowiednik
U1: TL081 (TL071, TL061)
U2, U3, U4: NE555
Różne
Z1, Z2: ARK3
PK1: RM−82/12V
Obudowa typu KM29B
rem nie wolno używać podstawek pod
układy scalone.
Do wyjść przekaźnika możemy dołą−
czyć elementy wchodzące w skład wy−
posażenia samochody, czyli najczęściej
klakson i np. światła pozycyjne. Można
też zastosować np. syrenę alarmową,
ale w takim przypadku przekaźnik lepiej
dołączyć do wyjścia układu U3, a nie U4.
Nie ma potrzeby (ani możliwości) instalo−
wania żadnego dodatkowego wyłącznika
alarmu. Jego zadanie pełni przełącznik
włączający zasilanie naszego układu.
Układ montujemy w dostarczonej
w kicie obudowie i umieszczamy w dob−
rze ukrytym miejscu we wnętrzu samo−
chodu. Z oczywistych względów autor
nie podaje tu przykładów takich miejsc.
Na rysunku 3
rysunku 3 pokazano przykładowy
schemat połączenia autoalarmu z insta−
lacją elektryczną samochodu.
Zbigniew Raabe
Zbigniew Raabe
Komplet podzespołów z płytką jest
dostępny w sieci handlowej AVT
dostępny w sieci handlowej AVT
jako "kit szkolny" AVT−2218.
jako "kit szkolny" AVT−2218.
Rys. 3. Przykładowy schemat połączenia autoalarmu.
64
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/97
Rezystory
Kondensatory
Półprzewodniki
Półprzewodniki
Różne
rysunku 3
Komplet podzespołów z płytką jest
dostępny w sieci handlowej AVT
[ Pobierz całość w formacie PDF ]