Источник питания, В - Сеть 50…60 Гц
Потребляемая мощность -15 Вт
Количество импульсов в мин.-50
Продолжительность работы не ограничено
Выходное напряжение В: Без нагрузки - 5300
С нагрузкой 500 Ом. - 4800
Энергия удара, Дж: Максимальная - 8
На нагрузке 500 Ом-4,5
Рисунок 4 - Генератор периметровой системы превентивной охраны с оптическим определителем
Периметровая система превентивной охраны с оптическим определителем интервала и автоматической подачей напряжения на ограждающую линию в момент попытки проникновения, предназначена для охраны периметра на территориях временного размещения людей и техники. Её общий вид приведен на Рисунке 4.
Система состоит из:
диэлектрических опор 1,
инфракрасного излучателя 2,
стального провода 3,
интервала установки 4,
блока управления 5,
высоковольтного блока 6,
источника питания 7,
приемника инфракрасного излучения 8,
системы тревожной сигнализации 9.
Стальной провод натягивают между опорами на расстоянии 1,2 метра от поверхности грунта. На провод подается высоковольтный потенциал электрического напряжения. Вдоль электропровода на расстоянии интервала возможного перемещения объектов направляют узкий инфракрасный луч, который регистрируется оптическим приемником. Интервал устанавливается в зависимости от подвижности объектов в данное время, так как возможность проникновения в ночное время преступного элемента возрастает в несколько раз. При подходе к лучу, нарушитель перекрывает его своим телом, а отсутствие луча регистрируется приемником. Результатом чего является подключение высокого напряжения к стальному проводу, которое наносит электроудар нарушителю. Когда объект покидает охраняемую территорию после нанесения ему превентивного электрического удара, система отключает высокое напряжение с электроограждения.
Для повышения взломостойкости систему превентивной периметровой электроохраны необходимо секционировать с перекрытием зон, и совмещать с различного вида детекторами движения и системами оповещения о проникновении. Применение периметровой системы превентивной охраны предполагает её автономность и скрытность, поэтому питание необходимо производить от аккумулятора, а высоковольтный блок, блок управления и систему тревожной сигнализации, объединить.
ГЛАВА 3. ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ
3.1 Генератор высоковольтных импульсов для схемы превентивной охраны периметра
Применение генератора высоковольтных импульсов в схеме системы превентивной охраны периметра позволяет производить охрану больших территорий.
Рисунок 5 - Генератор высоковольтных импульсов Схема электрическая принципиальная.
Предлагаемый генератор высоковольтных импульсов, принципиальная электрическая схема которого приведена на Рисунке 5, обеспечивает импульсы длительностью 0.01ч015 секунды (60-70 импульсов в минуту) и напряжение относительно земли 6-7 кВ. Так как выходное сопротивление генератора велико, то при прикосновении электропроводящего объекта к изгороди, выходное напряжение уменьшается с 6ч7 кВ до 10ч15 вольт, в течение такого времени, которое недостаточно для смертельного поражения человека электрическим током.
В состав генератора импульсов дополнительно входит охранная сигнализация. Она срабатывает при отсутствии импульсов высокого напряжения на изгороди, обрыва провода или падения стоек и провода на землю, попадания растительности на провод изгороди. Особенно сигнализация необходима для охраны объекта в ночное время.
Генератор высоковольтных импульсов представляет собой преобразователь низковольтного постоянного напряжения в импульсное высоковольтное напряжение. Он содержит два последовательно включенных преобразователя напряжения. Первый из них - несимметричный мультивибратор на транзисторах VT1 и VT2. Нагрузкой транзистора VT2 служит первичная обмотка повышающего трансформатора ТV1. С его вторичной обмотки последовательность коротких импульсов с амплитудой 150 вольт поступает ко второму преобразователю, собранному по схеме тиристорного генератора импульсов. Выходные импульсы со вторичной обмотки Т1 после выпрямления диодами VD2 и VD3 заряжают накопительный конденсатор СЗ. Когда напряжение на СЗ достигает напряжения включения динистора VS2, открывается тиристор VS1, и конденсатор СЗ разряжается на первичную обмотку трансформатора ТV2. Разрядный импульс тока через первичную обмотку вызывает появление на вторичной обмотке высоковольтного импульса. По окончании разряда конденсатора СЗ тиристор VS1 закрывается, и конденсатор заряжается вновь. Частота повторения импульсов мультивибратора - десятки килогерц, а частота импульсов, подаваемых на провод изгороди, - от одного до нескольких герц. Регулируется частота импульсов мультивибратора, поступающих на тиристорный генератор импульсов. Это позволяет получить от маломощного генератора, питающегося от источника в 12 вольт, мощные высоковольтные импульсы. То есть, генератор потребляет меньше электроэнергии от источника питания, что весьма немаловажно. В зависимости от частоты импульсов, установленной резистором R2, потребляемый ток составляет 50ч70 миллиампер.
Источником питания служит аккумуляторная батарея в 12 вольт. Если переключателем SA1 отключить охранную сигнализацию, то генератор импульсов можно питать от солнечной батареи 9 Вольт на 120 миллиампер.
Выходные импульсы с клеммы Х1 подаются на провод изгороди. Второй конец провода изгороди подключен к клемме Х2, к которой подключен также высоковольтный провод, который располагается вблизи затвора транзистора VT3. При наличии высоковольтного напряжения на втором конце провода изгороди будет иметься следующая ситуация: транзистор VT3 будет закрыт, VT4 - открыт, транзистор VT5 - закрыт. При этом реле К1 - обесточено, и, следовательно, питание не поступает на сирену. Сирена выполнена на базе микросхемного стабилизатора напряжения DA1. На микросхеме DA1 и транзисторах VT6 и VT7 собран генератор прямоугольных импульсов звуковой частоты. Транзистор VT6 должен иметь коэффициент передачи тока не менее 30, а VT7 - не менее 100. Налаживание сирены сводится к установке устойчивой генерации подстроечным резистором R10. Частоту генерации изменяют подбором конденсатора С6. На выходе включен мощный громкоговоритель ВА1.
Детали. Трансформатор Т1 выполнен на броневом ферритовом сердечнике диаметром 30 миллиметров. Его I обмотка содержит 35 витков ПЭВ-2 0,45 мм, а II обмотка - 800 витков ПЭЛ 0,16 мм. Чашки магнитопровода с зазором 0,2 миллиметра стянуты винтом и гайкой. В качестве трансформатора можно использовать промышленные дроссели, например, Д303-0,16 и Д3чД16, имеющие две обмотки. Трансформатор Т2 - строчный от телевизора ТВС110ГЦ15 или катушка зажигания от автомобилей. Реле К1 типа РЭС-9 (паспорт РС4.524.203). Громкоговоритель ВА1-5 типа ГДШ-10-8 или любой другой с сопротивлением звуковой катушки 8 ом.
Правильно собранный генератор высоковольтных импульсов в наладке практически не нуждается. Для электроизгороди требуется хорошее заземление, которое подключается к клемме Х3.
Действие генератора проверяют осторожно, поднося руку к проволоке, подключенной к клемме X1. На расстоянии 10 миллиметров должна проскочить искра с сухим треском разряда, при этом в руке будет ощущаться легкое покалывание. Животные попадают под напряжение на меньшем расстоянии от провода - 3ч4 миллиметра.
3.2 Применение в качестве усилителя микросхем стабилизаторов напряжения типа КР142ЕН12
При конструировании стабилизированных блоков питаний различной аппаратуры, как правило, используют микросхемные стабилизаторы напряжения. Большая номенклатура таких микросхем предоставляет конструкторам широкую возможность их выбора для создания стабилизатора с требуемыми параметрами. В некоторых случаях, однако, для построения относительно мощных стабилизаторов вполне применимы маломощные микросхемы. Примером этого может служить построение стабилизатора напряжения, встраиваемого в сетевой адаптер. Такие адаптеры, особенно импортные, в большинстве случаев, обеспечивают выходной ток до 0,5 ампера и не содержат стабилизатора напряжения.
Если для повышения «качества» выпрямленного напряжения будет необходим стабилизатор, то можно использовать микросхемы ИМС, указанные в [1]. Сегодня наиболее доступны микросхемы серии КР142. Для получения выходного напряжения 9 вольт обычно выбирают микросхемы КP142EH8A и КР142ЕН8Г. Однако они обеспечивают ток нагрузки до 1ч1.5 ампер при еще большем токе короткого замыкания (КЗ). Из-за этого при возникновении аварийной ситуации могут выйти из строя трансформатор и выпрямительные диоды адаптера. Чтобы избежать этого, нужен стабилизатор с током нагрузки до 0.5 ампер и током КЗ не более 0,6 ампера. Но найти микросхемы с такими параметрами и с выходным напряжением 9 вольт затруднительно.