Охранная и сторожевая сигнализации являются всегда популярной темой книг для любителей самоделок, и поэтому автор не удержался от соблазна включить в книгу описание одного из таких устройств. К сожалению, большинство конструкций являются типичным, уже много раз повторенными комбинациями, включаюш,и-ми в себя фотодетектор и реле.

Никто не собирается критиковать схему сигнализации, однако для ее работы требуется источник питания, который порой найти не очень просто.

Поскольку данная книга посвяш,ена фотоэлектричеству и устройствам питания, используюш,им фотоэлектрические преобразователи, то, кажется, единственно правильной предпосылкой будет рассмотреть источник света, который сам послужит источником энергии и обеспечит ею схему детектора, расположенную на некотором расстоянии от него.

Фактически такая охранная сигнализация полностью питает сама себя.

Принцип работы устройства

Необходимо начать с источника света. Луч света направляется вдоль дверного проема, окна или комнаты, образуя охранную зону. На приемном конце солнечный элемент обнаруживает наличие светового луча и преобразует его в электроэнергию.

Солнечный элемент играет главную роль в работе устройства; он не только обнаруживает свет, но и обеспечивает энергией саму схему сигнализации.

Весь секрет заключается в выборе схемы сигнализации, которая была специально разработана с целью обеспечения минимального потребления энергии. Благодаря такой характеристике схемы выходной сигнал солнечного элемента одновременно используется в качестве полезной информации о световом пучке и для энергопитания всего устройства.

ОХРАННАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ

Принципиальная схема

Схему сигнализации можно условно разделить на три части. Начнем рассмотрение с фотоэлектрического преобразователя.

фактически под солнечным элементом, о котором говорилось до сих пор, подразумевалась солнечная батарея из пяти элементов, соединенных последовательно. Полное выходное напряжение батареи составляет 1,6 В при токе около 1 мА в зависимости от реальной освещенности элементов.

Прежде всего солнечная батарея должна обеспечить питанием схему сигнализации. Это достигается зарядкой небольшой аккумуляторной никель-кадмиевой батареи. Цепь заряда содержит солнечную батарею, диодЛ1 и аккумуляторную батарею. Когда на поверхность солнечной батареи падает «охранный» световой луч, аккумуляторная батарея заряжается током, протекающим через диод DI.

Из предыдущей главы известно, что аккумуляторная батарея будет понижать зарядное напряжение примерно до 1,35 В. С этой точки зрения аккумуляторную батарею фактически можно рассматривать как стабилитрон. С учетом падения напряжения 0,3 В на диоде DI напряжение самой солнечной батареи стабилизируется на уровне 1,65 В.

Ток от солнечной батареи протекает также через сопротивления RI н R2. Величина этого тока составляет менее 250 мкА, в то время как большая часть тока идет на зарядку аккумуляторной батареи.

Резисторы RI и R2 являются важной составной частью схемы детектирования. Рассмотрим все по порядку (рис. 1).

При протекании тока через RI и R2 происходит деление напряжения. Сопротивления резисторов RI и R2 подобраны так, чтобы при освещении солнечных элементов на резисторе R1 падение напряжения составляло лишь около 0,21 В. Это напряжение складьшает-ся с падением напряжения на диоде DI (0,3 В), в результате разность потенциалов между базой и эмиттером транзистора Q1 состав-ляег 0,51 В.

Поскольку Q1 - кремниевый транзистор с минимальным напряжением смещения 0,7 В, то напряжение на базе слишком мало, чтобы открыть транзистор. При освещении солнечной батареи светом транзистор заперт и через него не течет никакого тока.

1N34A

Солнечная (-J 1

батапея

-i>i-

Переключателе q 2 "ФиксацияSI" \ Ecel23A

IkOm

. 1,35 В 1/ЗААА

ECG159

Датчик

R6 4?0 Ом

Рис. 1

Однако при прерывании светового пучка ток от фотоэлектри«;е-ского преобразователя прекращается, следовательно, через резистор R\ не течет никакого тока. Прекращается ток также через диод D1.

При этом произойдет следующее: 1 станет высокоимпедансным источником, D\-обратносмещенным диодом (из-за исчезновения напряжения от солнечного элемента) и ток потечет через R2 и переход база-эмиттер транзистора Q1. Теперь появится и коллекторный ток.

Коллекторный ток поступает на микросхему /С1 (генератор сигнала тревоги). В данной конструкции используется именно эта микросхема, поскольку она работает при крайне низком напряжении питания и потребляет весьма малый ток. При напряжении питания 1,5 В (характерном для сигнализации) микросхема LM3909 перехо-1ит в неустойчивое состояние и, следовательно, будет находиться