Охоронні системи — галузь сучасної електроніки, що бурхливо розвивається. Опубліковано величезну кількість різноманітних схем і конструкцій, які може зробити кожен, хто хоча б пару разів тримав у руках паяльник. Наприклад, «електронні охоронці» можуть попередити про проникнення зловмисника в приміщення або сигналізувати про наявність поруч диктофона для несанкціонованого звукозапису.
Нерідко одне лише миготіння світлодіодів і тривожні сигнали зуммерів, що супроводжують роботу електроніки, здатні відлякати порушника.
Зробити такі пристрої простіше простого. Використовуючи малогабаритні геркони, навіть початківець-радіолюбитель може спаяти цілий набір приладів «електронної варти». На кількох прикладах ми розповімо, якою має бути схема кожного приладу, яка технологія виготовлення таких пристроїв і навіть про те, як контролювати роботу охоронної електроніки, використовуючи технології Інтернету.
Герконами прийнято скорочено називати герметизовані контакти. По суті, це ті самі реле, але без якоря та механічного зв’язку з контактами. Контакти геркона закриті в герметичному корпусі й замикаються під дією магнітного поля (наприклад, від постійного магніта). У продажу є геркони різних розмірів і робочих характеристик, які поділяють на три основні типи: геркони замикання, перемикання та розмикання. У наведених нижче схемах використовуються лише геркони замикання з нормально розімкнутими контактами.
Розглянемо найпростішу схему індикатора магнітного поля, який можна використовувати для виявлення диктофонів із малогабаритним динаміком (рис. 1). Принцип роботи пристрою надзвичайно простий — у разі наближення індикатора до диктофона магніт динаміка замикає контакти геркона SF1, і починає світитися сигнальний світлодіод. Для виготовлення такого індикатора можна взяти світлодіод VD1 з напругою живлення 3 В і батарейку GB1 типу CR2025 або CR2032 також на 3 В. У цьому разі резистор R1 можна виключити зі схеми. Якщо ж напруга живлення вища, резистор буде потрібен, і його номінал легко розрахувати, виходячи із закону Ома для ділянки ланцюга. В індикаторі можна використовувати будь-які малогабаритні геркони.
Цьому пристрою можна надати більше «солідності», якщо додати всього один елемент — зуммер НА1 на 3 В. Справді, підключивши паралельно світлодіоду зуммер (рис. 2), отримаємо індикатор магнітного поля, під час спрацювання якого не лише вмикається світлодіод, а й лунає звуковий сигнал.
Перед використанням індикатора корисно переконатися в працездатності батарейки. Змінимо схему ще раз, підключивши світлодіод VD0 і однополюсний вимикач SA1 так, як показано на рис. 3. У цьому разі під час замикання контактів вимикача завжди буде світитися світлодіод VD0, сигналізуючи про справність джерела живлення.
Чи надійний у роботі такий прилад? Так, якщо геркон піднести достатньо близько до динаміка (диктофона з динаміком). На жаль, контакти геркона можуть не замкнутися, якщо він установлений під кутом. Більш надійним у роботі буде пристрій, схема якого наведена на рис. 4. Тут паралельно з’єднано чотири геркони SF1–SF4, які спочатку можна встановити під різними кутами до джерела магнітного поля. Таким чином, ймовірність спрацювання хоча б одного геркона буде більшою, і індикатор стане чутливішим.
Спираючись на ті самі принципи, можна створити найпростішу охоронну систему для захисту приміщень від небажаних гостей. Її схема показана на рис. 5. У цьому разі геркони встановлюють на дверях і вікнах так, щоб спочатку кожен із них щільно прилягав до невеликого магніта. Наприклад, можна встановити геркон на вхідних дверях, а магніт, що прилягає до нього, — поруч, на дверній коробці. Коли двері зачинені, контакти геркона будуть замкнуті, і світлодіод відповідної охоронної лінії горітиме. Щойно зловмисник відчинить двері, світлодіод одразу погасне, сигналізуючи про розрив електричного ланцюга.
Цікаво, що навіть така проста охоронна система може виявитися досить ефективною, якщо використовувати її разом із технологіями Інтернету. Персональний комп’ютер і вебкамера допоможуть вам щосекунди відстежувати недоторканність приміщення з будь-якої географічної точки, одночасно фіксуючи стан дверей і вікон. Достатньо направити вебкамеру на пульт із сигнальними світлодіодами. Ще більші можливості дає використання таких комп’ютерних програм, як, наприклад, вільно поширювана Easy Free Web Cam. Стверджують, що за допомогою цієї програми камеру можна використовувати й як охоронну систему з датчиком руху. Як тільки програма зафіксує зміну зображення в кадрі, камера почне зйомку, автоматично завантажить зображення на зазначений сервер, а на додачу приведе зловмисника в жах, видавши через акустичні колонки собачий гавкіт. У програмі можна налаштовувати точність визначення рухомих об’єктів у кадрі.
Взагалі, якщо проявити гнучкість мислення, можна придумати багато цікавих охоронних схем із використанням герконів. Зокрема, можна зробити кодовий замок, що спрацьовує при суворо певному розташуванні герконів і магнітів, що замикають контакти, та багато іншого. Коротко зупинимося на тому, як виготовляти прості друковані плати для таких конструкцій. Як правило, використання друкованих плат дозволяє зменшити габаритні розміри електронних пристроїв і підвищити надійність їх роботи. При друкованому монтажі з’єднання між деталями здійснюється за допомогою тонких плоских провідників, нанесених (ніби «надрукованих») на плату.
Заготовкою для друкованої плати зазвичай слугує гетинакс або склотекстоліт із наклеєною на нього тонкою мідною фольгою. На поверхню фольги лаком (можна — лаком для нігтів) наносять малюнок друкованої плати. Після висихання лаку плату занурюють для травлення в розчин хлорного заліза. Періодично похитуючи ємність із платою, забезпечують її рівномірне змивання розчином. У процесі травлення ділянки фольги під шаром лаку залишаться неушкодженими, тоді як в інших місцях мідна фольга буде видалена (витравлена). Далі треба промити плату проточною водою, висушити й видалити лак за допомогою тампона та розчинника. На поверхні плати залишиться малюнок із тонких мідних провідників. У місцях майбутнього встановлення деталей свердлять отвори діаметром 0,8–1,5 мм. Вигляд друкованої плати для індикатора магнітного поля на чотирьох герконах показано в натуральну величину на рис. 6. Бажано після пайки деталей усі місця з’єднань покрити кольоровим прозорим лаком або шелаком. З одного боку, це захищає пайку від впливу зовнішнього середовища (несприятливі атмосферні та кліматичні умови), а з іншого — надає друкованій платі закінченого вигляду з усією атрибутикою промислового дизайну.
«Моделист-конструктор» № 12’2011, А. ЗЛОБІН