Loop-Alarm-Schaltkreise - Closed-Loop, Parallel-Loop, Serien- / Parallel-Loop

Der Artikel beschreibt einige einfache schleifenbasierte Sicherheitsalarmschaltungen, die in geschlossene Schleife, parallele Schleife und Serien- / Parallelschleife unterteilt sind. Alle diese Designs können angepasst und für eine Vielzahl von Sicherheitsalarmanwendungen verwendet werden.

Überblick

In einer Schleifenalarmschaltung wird mehr als ein Sensor verwendet, von denen jeder mit einer bestimmten Art von Erkennungsschleife verdrahtet und über taktische Bereiche auf oder um das zu schützende Gerät herum eingesetzt wird.

Die Detektions- oder Sensorschaltung (die eine Sensorschleife und eine Triggerschaltung umfasst) steuert a Einbrecheralarm Gerät oder Sirene, die bei der Initialisierung einen lauten Ton oder eine sichtbare Warnbeleuchtung erzeugt.

Das Sensorgerät in dieser Art von Alarmkreise ist im Allgemeinen so einfach wie ein einzelner Strang aus dünnem Metalldraht, der wie ein Sensor funktioniert und um den Umfang des zu schützenden Ziels herum angeordnet ist. Solange das Kabel ungestört bleibt, bleibt der Alarmkreis in der Alarmposition. Falls ein Eindringling das Kabel trennt, schaltet sich der Sensor ein und sendet ein Signal an den Triggerkreis, das den Alarm auslöst.

Diese Art von Sensor fällt tatsächlich unter die Kategorie eines nicht rücksetzbaren One-Shot-Systems. Diese Sicherheitssysteme erfordern, dass das Sensorkabel nach jedem Verstoß gewechselt wird. (Diese werden als Regelkreise bezeichnet.)

Andererseits wenden die meisten Alarmschaltungen bestimmte Arten von an magnetisch ausgelöster Schalter , die wie ein Sensor wiederholt zurückgesetzt und angewendet werden kann. Der Sensor kann manchmal ein normalerweise offener oder normalerweise geschlossener magnetisch ausgelöster Schalter sein. Entsprechend den Einstellungen der Triggeranordnung können mehrere Sensoren in Reihe oder parallel in die Schaltung geschaltet werden.

Leiser Alarm

Die allererste Schaltung, wie in Fig. 1 gezeigt, wird unter Verwendung der Hälfte eines 4001 CMOS Quad-NOR-Gatters mit zwei Eingängen erzeugt, das wie a zusammengesetzt ist Latch setzen / zurücksetzen . Wenn sich die Schaltung im Rücksetzzustand befindet (Standby-Modus) und der Schalter S1 geöffnet ist, bleibt der Ausgang des Gatters U1a auf logisch niedrig.

Wenn der Schlüssel (eine LED in einem Mini-Telefonstecker, PLI) an den Buchsenanschluss J2 angeschlossen ist, bleibt die LED ausgeschaltet, um anzuzeigen, dass keine Verletzung aufgetreten ist.

Sobald jedoch S1 geschlossen ist, kann der Ausgangspin 3 von U1-a nur kurz oder vollständig logisch hoch sein und bleibt hoch, bis die Schaltung zurückgesetzt wird. Wenn die Schlüssel Wird die LED nach einem Verstoß in den Klinkenstecker J2 eingesteckt, leuchtet die LED auf.

Das setzen Schlüssel in J1 setzt die Schaltung zurück. Im Leerlauf verbraucht der Stromkreis kaum Strom, so dass er eine entschlossene Überwachung über mehrere Monate zuverlässig aufrechterhalten kann. Falls der Sensor (S1) von einem Eindringling ausgelöst wird, zeichnet die Schaltung die Details in einem temporären Speicher ohne zusätzliche Stromaufnahme auf.

Alarmkreis mit geschlossenem Regelkreis

Unsere nächste Alarmschaltung, siehe Abb. 2, arbeitet mit einer Kette von 3 in Reihe geschalteten, normalerweise geschlossenen Schaltern (die die Konfiguration mit geschlossenem Regelkreis bilden), die mit einem SCR-Gate verbunden sind.

Nahezu beliebig viele Sensoren können in Reihe geschaltet und zur Aktivierung der Schaltung verwendet werden. Im Leerlauf verbraucht der Stromkreis etwa 2 mA. Wenn der Stromkreis aktiviert ist, kann sich der Stromverbrauch jedoch möglicherweise bis auf 500 mA erhöhen, abhängig von den Spezifikationen des angeschlossenen Alarmgeräts.

Die Funktionsweise der Schaltung ist äußerst unkompliziert. Wenn alle Sensorschalter geschlossen und die Stromversorgung eingeschaltet sind, wird das Potential am Gate des SCR nahe Null.

Die einzige Stromverarmung erfolgt über R1 und die geschlossenen Sensoren. Sobald jedoch einer der Sensorschalter kurz oder vollständig öffnet, wird der Gate-Strom für die SCR wird über R1 eingeschaltet.

Dies aktiviert den SCR und ermöglicht eine Erdungsleitung für das Alarmhorngerät, das jetzt zu heulen beginnt. In dem Moment, in dem diese Aktivierung erfolgt, wird der Alarm verriegelt und ertönt so lange, wie der Rücksetzschalter (S1) aktiviert bleibt.

Die Kondensatoren C1 und C2 sind in das Design integriert, um zu verhindern, dass mögliche Spannungsspitzen den SCR fälschlicherweise auslösen.

Parallelschleifen-Alarmschaltung

Unsere nächste Alarmschaltung, siehe Abb. 3, ist praktisch dieselbe wie die in Abb. 2 bereitgestellte Schaltung, mit der Ausnahme, dass die Sensoren parallel angeordnet sind, was als Open-Loop-Konfiguration bezeichnet wird.

Grundsätzlich werden in diesem Schema normalerweise geöffnete Sensorschalter verwendet, wie unten gezeigt.

Jede gewünschte Anzahl von normalerweise geöffneten Schaltern könnte parallel enthalten sein und zur Aktivierung des Alarms verwendet werden. Diese werden wie im Schaltplan angegeben an den SCR angeschlossen.

Im Standby-Modus zieht die Alarmschaltung nur minimalen Strom, was sie zu einer hervorragenden Wahl als batteriebetriebenes Gerät macht. Sobald jedoch einer der Eingangssensoren eingeschaltet ist, fließt der Gate-Strom über R1 zum SCR, schaltet ihn ein und löst das Alarmhorn aus.

Die Hupe ertönt möglicherweise weiter, bis der Stromkreis zurückgesetzt wird oder die Stromversorgung oder Batterie vollständig entladen ist.

Ein einfacher Parallelschleifenalarm

Das oben gezeigte Beispiel für einen Parallelschleifenalarm ist sehr selbsterklärend. Die Schalter S1 bis S3 sind über verschiedene strategische Positionen innerhalb einer Prämisse positioniert, die gegen einen Eindringling geschützt werden soll.

Sobald ein Eindringling über einen dieser Schalter läuft und ihn niederdrückt oder schließt, kann die Spannung über den Schalter und R1 das Gate des SCR erreichen. Dadurch wird der SCR sofort eingeschaltet und die zugehörige Alarmsirene aktiviert.

Das System wird nur durch Ausschalten des Versorgungseingangs deaktiviert.

Serien- / Parallelschleifen-Alarmschaltung

Die folgende Schaltung, wie in Fig. 4 angegeben, integriert den Alarm in Fig. 2 mit dem in Fig. 3, um einen Serien- und Parallelschleifenschutz zusammen zu bieten. In diesem Design können Sie sowohl normalerweise geschlossene als auch normalerweise offene Sensoren verwenden, um dasselbe Alarmgerät zu aktivieren.

Es ist wichtig zu beachten, dass der Hauptunterschied zwischen den beiden Sensorschleifen durch die Art und Weise identifiziert wird, in der jeder Sensorschalter mit den anderen innerhalb der Schleife verbunden ist, und auch durch die Art und Weise, in der jede Schleife mit der Schaltung verbunden ist.

Die mit SCR1 verbundene Schleife hält den SCR ausgeschaltet, indem ihr Gate-Pin über die Schleifensensoren an die Erdungsleitung geklemmt wird. Durch Öffnen aller dieser Sensorschalter (S2-S4) wird die Gate-Erdungsverbindung getrennt, sodass der Gate-Strom an SCR1 angelegt werden kann.

Dadurch kann der SCR1 das Alarmgerät aktivieren und auslösen. Im Gegensatz dazu wird das Gate des SCR2 durch R3 auf Nullpotential gehalten. Wenn einer der zugehörigen Sensorschalter (S5-87) geschlossen ist, wird das Gate des SCR über R2 an die positive Versorgung angeschlossen, wodurch dieser gestartet wird und der Alarm eingeschaltet wird.

Wenn einer der Sensorschalter geschlossen ist, verwandelt sich R2 in einen Gate-Pull-Up-Widerstand. In dem Moment, in dem es von einer der Sensorschleifen ausgelöst wird, gibt der Schaltkreis den Alarm aus, solange der S1-Schalter nicht für die Rücksetzaktionen gedrückt wird, die in Reihe mit dem Eingang der Versorgungsspannung geschaltet sind.

Beachten Sie, dass das Abschalten der Triggerversorgung keine Auswirkungen auf die SCR-Leitung hat, bis der Strom durch den SCR nicht unterbrochen wird. Sobald der Schalter S1 geschlossen wird, wird der Strom über die SCRs minimal, wodurch die SCRs deaktiviert werden. Die Kondensatoren C1-C3 verhindern, dass der Stromkreis durch Spannungsspitzen falsch ausgelöst wird.

Ein weiteres Beispiel für einen Serien- / Parallelschleifenalarm

Wenn einer der Schalter S1 - S3 geöffnet ist, wird die Basis durch T1 / T2 über R1 vorgespannt und aktiviert, wodurch der SCR aktiviert und der Alarm aktiviert wird.

Wenn umgekehrt einer der Schalter an S5 - S6 gedrückt oder geschlossen wird, erhält der SCR die Gate-Trigger über R2 und rastet ein, während der Alarm ausgelöst wird.

Hochleistungsalarmtreiber

Alle bisher erwähnten kundenspezifischen Alarmschaltungen wurden aufgrund der Niedrigstromspezifikationen der damit verbundenen SCRs lediglich für Alarmgeräte mit niedriger bis mittlerer Leistung entwickelt.

Die Schaltung in Fig. 5 verwendet andererseits die SCR-Treiberstufen, die den früheren Modellen genau ähnlich sind, aber die SCRs werden durch leistungsstärkere ersetzt, die viel schwerer handhaben können und lautere Alarmgeräte .

Beide SCRs mit empfindlichem Gate sind in einzelnen Sensor- / Treiberschaltungen angeschlossen. Ähnlich wie bei der Schaltung in Fig. 4 wird SCR1 durch die normalerweise geschlossene Sensorschleife (S2-S4) ausgelöst, während SCR2 durch die normalerweise offene Sensorschleife (S5-S7) aktiviert wird.

Am Ausgang (an der Kathode) jedes SCR befindet sich das Gate eines 400-PIV-6-Ampere-SCR (SCR3), der über eine separate Treiberdiode und einen gemeinsamen Strombegrenzungswiderstand R5 verbunden ist.

Falls einer der normalerweise geschlossenen Schalter (S2-S4) öffnet, beginnt der Gate-Strom über R3 zu fließen und schaltet den SCR1 ein, wodurch die LED1 aufleuchtet und anzeigt, dass ein Verstoß gegen einen der normalerweise geschlossenen Sensoren aufgetreten ist.

Gleichzeitig steigt die Kathodenspannung des SCR auf ungefähr 80% der Versorgungsspannung an, was dazu führt, dass der Strom über D1 und R5 in das SCR3-Gate fließt, es einschaltet und das Alarmhorn auslöst.

Die normalerweise offene Sensorschleife des SCR2 funktioniert genauso. Sobald einer der normalerweise geöffneten Sensorschalter (S5-57) gedrückt wird, wird SCR2 aktiviert und leuchtet LED2 auf. Gleichzeitig wird ein Gate-Strom an SCR3 geliefert, der den Alarm auslöst.

Multi-Loop-Alarmschaltung

Die als nächstes erläuterte Schaltung (Fig. 6) ist ein Alarm mit mehreren Eingängen mit a LED-Lampe zur Anzeige des Status für jeden Sensor. Die Triggerschaltung funktioniert gut als Statusanzeige, wenn der Schalter S8 in die Position MONITOR gestellt wird.

Wenn der S8 in die Position MONITOR geschaltet ist, kann der Sensorkreis während der gesamten Arbeitszeit zur Überwachung des Schließens und Öffnens der Tür sowie anderer typischer gefährdeter Stellen verwendet werden, die nur während der arbeitsfreien Zeit gesichert sind.

Ein 6-Ampere-SCR wird verwendet, um die Steuerung eines Hochleistungsalarmgeräts unter Verwendung des Systems zu ermöglichen. Die Arbeitsweise der Schaltung ist sehr einfach.

Ein 4049-Hex-Invertierungspuffer wird verwendet, um jeden der 6 Eingangssensoren zu isolieren. Während sich S2 in seiner normalerweise geschlossenen Situation befindet, ist der Eingang von U1-a an Pin 3 mit der positiven Versorgung verbunden.

Der hohe Eingang führt dazu, dass der Ausgang des U1-a niedrig bleibt. Bei einem niedrigen Ausgang wird LED1 ausgeschaltet, ohne dass Strom über die Diode D1 fließt.

Wenn S2 geöffnet wird, zieht es den Eingang von U1-a mit Hilfe von R14 nach unten, treibt seinen Ausgang nach oben, bewirkt, dass LED1 aufleuchtet, und legt im Verlauf über D1 und S8 eine Vorspannung für die Basis Q1 an.

Der Acion aktiviert Q1 und liefert über R20 einen angemessenen Gate-Strom für den SCR1, so dass er ON auslöst. Dies wiederum schaltet die Alarmhupe BZ1 ein.

Jeder der anderen Sensor- / Pufferschaltungen arbeitet ebenfalls auf genau die gleiche Weise.

Der Transistor ist in einem verdrahtet Emitterfolger Setup, um eine ordnungsgemäße Isolation der Pufferausgänge sicherzustellen und den Gate-Strom des SCR so zu verbessern, dass er sich optimal einschaltet.

Die Schaltung kann verbessert werden, um eine Serienschleifensicherheit bereitzustellen, indem eine Reihe von Sensorschaltern (kann 3 oder 4 sein) für jeden normalerweise geschlossenen Schalter ersetzt wird, der in der spezifischen Schleife implementiert ist.

Sie können die Schaltung außerdem einfach wie einen Statusmonitor verwenden, indem Sie die Dioden (D1-D6) sowie die zugehörige Schaltung entfernen.

Zusätzlich, Piezo-Summer kann vom Diodenende von S8 an Masse angeschlossen werden, falls ein hörbarer Ausgang bevorzugt wird, wenn das System nur zu Überwachungszwecken verwendet wird. Wenn viel mehr eindeutige Eingänge erwartet werden, sollte es überhaupt nicht schwierig sein, einen zusätzlichen 4049-Hex-Wechselrichter in die Schaltung einzusetzen.