Датчик колебаний, как альтернатива датчику ударов

Практически каждый владелец автомобиля, оборудованного сигнализацией, знаком с ситуацией, когда охранная система считает своим долгом сработать от любого сильного и  близкого источника вибрации. В общем-то, такие случаи не считаются чем-то необычным и при их достаточно редком появлении они особо не напрягают ни самого автолюбителя, ни окружающих. Несколько иначе все обстоит тогда, когда стоянка автомобиля находится неподалеку от стройки (со всеми сопутствующими в виде отбойных молотков, компрессоров, механизмов для забивки свай и пр.) или, вообще, поблизости от военного аэродрома, на котором базируются реактивные истребители.  Тут уж сигнализация начинает «завывать» с раздражающей частотой и владелец авто вынужден либо выводить чувствительность датчика удара на самый нижний предел (такая настройка перестает быть помехой для многих «специалистов» по снятию колес) либо идти на полное отключение охранной системы. Казалось бы, положение безвыходное, однако решение проблемы все-таки есть и заключается оно в использовании вместо (или параллельно ему) штатному датчику удара, другой измерительный элемент, регистрирующий не только вибрацию и удары различного уровня, но также и  наклоны кузова автомобиля (при посадке водителя, установке домкрата, открытии багажника, снятии внешней запаски и т.т.д.). 

Первый вариант датчика колебаний

Даже в наши дни различные измерительные и бытовые приборы используют не цифровые, а стрелочные индикаторы, работа которых основана на измерении тока проходящего через катушку, в результате чего образовывалось переменное магнитное поле, взаимодействующее с полем постоянного магнита и разворачивающее, таким образом, измерительный элемент снабженный стрелкой. Как оказалось подобные стрелочные миллиамперметры в состоянии успешно функционировать в реверсивном режиме, иначе говоря, если катушка будет физически перемещаться в поле постоянного магнита (например, при изменении вектора силы тяжести) – в ее витках сгенерируются небольшие токи, которые достаточно просто измерить.

 В целом, идея состоит в размещении миллиамперметра в перевернутом состоянии, когда стрелка, снабженная небольшим грузом, начинает играть роль своеобразного маятника, при перемещении которого на выходах прибора появляется пропорциональное напряжение. Для усиления такого выходного сигнала понадобиться создать достаточно простую схему с привлечением минимума комплектующих элементов.

 В качестве  груза, прикрепленного к концу стрелки, можно использовать небольшой участок изоляции от провода соответствующего диаметра. Если применить два миллиамперметра, установленных под углом  90° по отношению друг к другу, и соединить их последовательно – появляется возможность регистрировать колебания по двум осям. В качестве основы для схемы используется операционный усилитель  741 серии (или его аналог). При помощи переменного резистора номиналом 4,7 кОм осуществляется изменение чувствительности датчика в достаточно широких пределах. Что касается типа используемого миллиамперметра, то его здесь выбор некритичен, главное чтобы последовательно с катушкой не был бы подключен резистор (впрочем, его можно просто удалить). При желании датчик можно запитать от автономной батареи. Выходной сигнал снимается между точками «ОС» и плюсом источника питания.

 Второй вариант датчика колебаний

 В данном случае  в качестве источника сигналов предлагается применить магнитную рамку  микроамперметра М476/1 в прошлые года повсеместно используемой в качестве измерителя уровня записи на многих магнитофонах, в том числе и на переносных кассетниках. Для изготовления датчика такой микроамперметр следует вскрыть (такую операцию можно сделать при помощи обычного ножа).

Далее, на конец стрелки одевается и закрепляется соответствующий груз (по весовым параметрам прекрасно подойдет кусочек трубчатого припоя диаметром 3мм и длиной в 5мм). Необходимо проследить за тем, чтобы между шкалой и грузом оставалось расстояние не менее 1,5мм. Края шкалы ограничиваем демпферами из мягкого поролона (5х5х5 мм) после чего корпус микроамперметра вновь склеиваем в одно целое.

Ниже приведена электрическая схема датчика колебаний:

Вполне понятно, что В1, в данном случае, - микроамперметр М476/1, причем полярность его подключения особого значения не имеет. В качестве основного усилителя сигнала, наводимого в рамке микроамперметра, используется операционник КР140УД1208. При незначительных колебаниях и достижении выходного напряжения операционного усилителя уровня, достаточного для срабатывания логического элемента D2.3 формируется сигнал тревоги первого уровня (на D2.1 сигнал отсутствует за счет падения напряжения на диодах VD1 и VD2). Сигнал тревоги второго уровня образуется при сильном раскачивании кузова автомобиля, когда создаются условия для срабатывания элемента D2.1. В роли сборки D2 можно применить микросхему К176ЛА7. Резистор R2 используется для подстройки чувствительности датчика. Переключатель S1 позволяет использовать датчик в охранных сигнализациях как с нормально разомкнутыми контактами, так и нормально замкнутыми.