2018961 - Устройство тревожной сигнализации

Устройство тревожной сигнализации

Реферат

Изобретение относится к сигнализирующим устройствам и может быть использовано в качестве высокочувствительного автомобильного сторожа, сигнализируя о несанкционированных открываниях дверей, багажника и капота автомобиля, попытках снятия ветрового стекла или любого из колес. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет обеспечения срабатывания как при открывании любой из дверей, капота или багажника, так и при медленных колебаниях (наклонах) корпуса автомобиля, а также расширение области применения устройства за счет обеспечения его срабатывания при попытках снятия ветрового стекла. Устройство содержит датчик наклона, в корпусе которого с крышкой, образующих гермообъем, размещены разделенные изолирующей втулкой один в другом два цилиндрических внешний и внутренний электроды. На внутренней в виде конуса поверхности внешнего электрода расположен чувствительный элемент в виде шара из проводящего материала. На хвостовике внешнего электрода размещена обмотка. Он, в свою очередь, размещен в заполняющем нижнюю часть гермообъема легкоплавком веществе (например, парафине). Внешний и внутренний электроды вывешены вертикально в гермообъеме на трех гибких проводах, отходящих от трех симметрично расположенных контактных площадок изолирующей втулки, которые связаны соответственно с внешним электродом, внутренним электродом и одним из концов обмотки, второй конец которой соединен с внешним электродом. Провода выводятся из гермообъема через отверстие в крышке и после вертикального вывешивания электродов закрепляются. Устройство содержит триггеры, счетчик, элементы ИЛИ, элементы И, генератор импульсов, ключи, инверторы, исполнительный блок, замыкающие контакты кнопок, герконовое реле, времязадающие цепочки, светодиоды, нагрузочные резисторы, развязывающие диоды, плюсовую и минусовую шины источника питания. В устройстве обеспечивается автоматическое восстановление положения внешнего и внутреннего электродов независимо от положения наклона автомобиля. 1 ил.

Известно сигнализирующее устройство, срабатывающее при несанкционированных попытках проникнуть в салон автомобиля, багажный отсек или подкапотное пространство путем открывания двери, багажника или поднятия капота [1] . Устройство содержит микровключатели, установленные на дверях, капоте и багажнике, времязадающую RC-цепь, электронный блок и исполнительное устройство, выдающее сигнал тревог.

Существенным недостатком устройства является неспособность реагировать на колебания и наклоны корпуса автомобиля, что снижает эффективность его работы и не предохраняет от снятия колес. Кроме того, устройство не защищает от снятия лобового стекла.

Наиболее близким к изобретению является устройство тревожной сигнализации, которое содержит датчик колебаний, выполненный на основе микроамперметра М 4208, три времязадающие RC-цепи, три усилителя, три ключа, преобразователь, сопротивления, два дополнительных источника питания и исполнительное устройство [2]. Устройство защищает автомобиль от несанкционированных попыток проникнуть в салон, багажник, подкапотное пространство, а также попыток снятия колес путем реагирования на колебания кузова.

Недостатком устройства является его неспособность реагировать на медленные колебания кузова, которые характерны для подъема автомобиля с целью снятия колес. Медленные открывания дверей, капота и багажника также не ведут к срабатыванию устройства. Устройство не защищает от снятия лобового стекла. Кроме того, к чисто техническим недостаткам можно отнести большие габаритно-массовые характеристики из-за наличия трех времязадающих RC-цепей, требующих конденсаторов большой емкости (для обеспечения задержки на 10,15 и 50 с), а также необходимость иметь дополнительные источники питания на 6 и 7 В кроме аккумулятора автомобиля.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет обеспечения срабатывания как при открывании любой из дверей, капота или багажника, так и при медленных колебаниях (наклонах) корпуса автомобиля, а также расширение области применения устройства за счет обеспечения срабатывания устройства при попытках снятия ветрового стекла.

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит датчик наклона и электронный блок. Датчик наклона имеет корпус 1 с крышкой 2, образующие гермообъем 3, в котором разделенные изолирующей втулкой 4 один в другом соосно размещены внешний и внутренний электроды 5 и 6, выполненные в форме стаканов. На внутренней рабочей в виде конуса поверхности внешнего электрода 5 расположен чувствительный элемент 7 в виде шара из проводящего материала. В центре основания внешнего электрода выполнен хвостовик 8 малого диаметра, на котором размещена обмотка 9. Хвостовик 8 с обмоткой 9 размещены в заполняющем нижнюю часть гермообъема 3 корпуса 1 легкоплавком веществе 10 (например, парафине). Электроды вывешиваются вертикально в гермообъеме 3 на трех гибких проводах 11,12,13, отходящих от трех симметрично расположенных контактных площадок 14,15,16 изолирующей втулки 4. Эти провода связаны соответственно с внешним электродом 5, внутренним электродом 6 и одним из концов нагревательной обмотки 9, другой конец которой электрически связан с электродом 5, выводятся из гермообъема через отверстие 17 в крышке 2 и после вертикального вывешивания закрепляются, а отверстие 17 герметизируется (для закрепления и герметизации может использоваться, например, эпоксидный клей).

В центре основания внутреннего электрода 6 выполнен хвостовик 18. Внутренний электрод 6 закрепляется на приклеиваемой к электроду 5 изолирующей втулке 4 с помощью гайки 19, что обеспечивает герметичность рабочего гермообъема 20 между внешним и внутренним электродами 5 и 6 (вместо прокладки может использоваться проклеивание по образующей клеем гайки).

Электронный блок содержит первый, второй, третий и четвертый триггеры 21,22,23 и 24, первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ 25,26,27 и 28, первый, второй, третий и четвертый элементы И 29,30,31 и 32, генератор 33 импульсов, счетчик 34, первый, второй, третий и четвертый ключи 35,36,37 и 38, первый, второй, третий, четвертый и пятый инверторы 39,40,41,42 и 43, исполнительный блок 44, первый замыкающий контакт 45 кнопки (на чертеже не показана), герконовое реле 46, первая и вторая времязадающие цепочки 47 и 48, первый и второй светодиоды 49 и 50, второй, третий, четвертый, пятый и шестой замыкающие контакты (микровключатели) 51,52,53,54,55 и 56 кнопок (на чертеже не показаны), первый, второй, третий, четвертый и пятый нагрузочные резисторы 57,58,59,60 и 61, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой развязывающие диоды 62,63,64,65,66,67 и 68, плюсовая шина 69 источника питания (на чертеже не показан), минусовая шина 70 источника питания, первый, второй и третий 71,72 и 73 выводы датчика наклона. Герконовое реле 46 представляет собой одну или несколько пар герконов с постоянными магнитами, причем постоянный магнит каждой пары закреплен в углу ветрового стекла, а геркон - на корпусе автомобиля (или наоборот) таким образом, чтобы в исходном положении постоянный магнит обеспечивал замкнутое состояние контактов геркона. Микровключатели 51-56 в исходном состоянии разомкнуты.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании контакта 45 подается питание по шине 69 и на выводе времязадающей цепочки 47 появляется высокий потенциал, которым сбрасываются триггеры 21-24 и счетчик 34 в исходное состояние. В этом состоянии указанные элементы удерживаются в течение той задержки включения, которая выбирается достаточной для того, чтобы водитель успел выйти из машины и закрыть дверь (приблизительно 20 с). С подачей питания также открывается ключ 36 (высоким потенциалом с сопротивления 57) и через него происходит заряд конденсатора второй времязадающей цепочки 48, емкость которого выбирается такой, чтобы заряд через ключ 36 происходил быстрее, чем время заряда конденсатора первой времязадающей цепочки 47. Если при останове автомобиль имеет поперечный или продольный наклон, превышающий порог срабатывания датчика несанкционированного воздействия, то шарик 7 перемыкает электроды 5 и 6 между собой. При этом на выходе инвертора 42 с подачей питания появляется единичный сигнал, поступающий на элемент И 30. Второй единичный сигнал на элемент И 30 поступает через элемент ИЛИ 25. Единичный сигнал с выхода элемента И 30 открывает ключ 37, через который подается питание на вход 73 датчика и через провод 13 на обмотку 9.

Нагреваясь, обмотка 9 разогревает вокруг себя парафин до жидкого состояния, что обеспечивает вертикальное вывешивание электродов 5 и 6 на проводах 11,12,13. Пока питание поступает в обмотку 9, горит светодиод 49, сигнализируя о нагреве. После вертикализации, когда шарик 7 размыкает электроды 5 и 6, на инвертор 42 через сопротивление 57 от источника по шине 69 поступает единичный сигнал, на выходе инвертора 42 и, следовательно, элемента И 30 нулевой сигнал, ключ 37 закрывается, а обмотка 9 обесточивается, светодиод 49 гаснет. При этом ключ 36 высоким потенциалом открывается и через него происходит заряд конденсатора во второй времязадающей цепочке 48. Параметры нагрева обмотки 9 и заряда конденсатора цепочки 48 выбираются такими, чтобы вывешивание электродов датчика и заряд конденсатора цепочек 48 происходили при максимально низких температурах окружающей среды быстрее, чем заряд конденсатора цепочки 47. После заряда конденсатора цепочки 47 снимается единичный сигнал с выходов триггеров 21-24 и счетчика 34, появляется единичный сигнал на выходе инвертора 43, обеспечивающий загорание светодиода 50, сигнализирующего о переходе схемы в дежурный режим. При открывании двери салона замыкается один из микровключателей 53-56, подаваемый через резистор 59 единичный сигнал на вход инвертора 41 исчезает, на выходе инвертора 41 появляется единичный сигнал, которым перебрасывается в единичное состояние триггер 23.

Единичный сигнал с его выхода, пройдя через элемент ИЛИ 27, поступает на первый вход элемента И 29, через второй вход которого импульсы от генератора 33 (в качестве генератора может использоваться, например, мультивибратор) поступают на счетчик 34. Частота генератора 33 составляет примерно 1 Гц. С приходом шестнадцатого импульса (т.е. через 15...20 с после открывания двери, что достаточно для отключения питания устройства хозяином автомобиля) и появлением на выходе четвертого разряда счетчика 34 единичного сигнала срабатывает триггер 24, единичный сигнал с выхода которого поступает на первый вход элемента И 32, обеспечивая прохождение по второму входу элемента И 32 импульсов генератора 33 на элемент ИЛИ 28 и далее на ключ 38, через который на исполнительный блок 44 с частотой генератора 33 поступает питание, обеспечивая его прерывистое срабатывание. В качестве исполнительного блока 44 может использоваться как стандартный звуковой сигнал или свет фар автомобиля, так и любые другие дополнительные звуковые или световые устройства. Сигнал (например, звуковой) прерывисто звучит около 2 мин до поступления на счетчике 34 сто двадцать восьмого импульса, что вызывает появление на выходе седьмого разряда счетчика 34 единичного сигнала, которым счетчик 34 обнуляется, а триггер 24 сбрасывается в исходное состояние, в результате чего закрывается элемент И 32 и прекращает работать исполнительный блок 44.

Если в этот момент дверь уже закрыта, то устройство опять становится в дежурный режим, а если нет, то вновь по поступлении в счетчик 34 шестнадцати импульсов срабатывает триггер 24 и работа устройства происходит так, как описано выше. При открывании багажника или капота замыкается контакт 51 или 52, вызывая появление на выходе инвертора 40 единичного сигнала и, следовательно, срабатывание триггера 22. Срабатывание этого триггера вызывает также попытка снятия ветрового стекла, в результате которой размыкаются контакты герконового реле 46, ключ 35 открывается и подключает к минусовой шине 70 вход инвертора 40, вызывая появление на его выходе единичного сигнала. Единичный сигнал с выхода триггера 22 поступает через элемент ИЛИ 26 на первый вход элемента И 31, через который импульсы с генератора 33 поступают на элемент ИЛИ 28 и далее на ключ 38, обеспечивая прерывистое срабатывание исполнительного блока 44. Одновременно с этим единичным сигналом с триггера 22, проходящим через элемент ИЛИ 27, открывается элемент И 29 и импульсы генератора 33 поступают также на счетчик 34 вплоть до сто двадцать восьмого импульса, по поступлении которого триггер 22, а также триггер 24, через который по поступлении шестнадцати импульсов дублируется срабатывание исполнительного блока 44, как описано выше для случая открывания двери салона, и счетчик 34 приводятся в исходное состояние и исполнительное устройство обесточивается.

Таким образом, при попытках снятия ветрового стекла и открывания капота или багажника срабатывание исполнительного блока 44 происходит сразу же без задержки срабатывания, характерной для случая открывания двери салона. В случае попыток снятия любого из колес вступает в действие датчик. Для того, чтобы снять колесо, необходимо поддомкратить или приподнять любым другим способом соответствующую сторону автомобиля. По мере подъема соответствующей стороны увеличивается угол наклона автомобиля и при превышении критического угла, который определяется конусностью рабочей поверхности электрода 5, шарик 7 выкатывается из исходного положения и перемыкает между собой электроды 5 и 6. При этом управляющий вход ключа 36 заземляется, ключ 36 закрывается и конденсатор цепочки 48 начинает разряжаться через сопротивление цепочки 48. По окончании разряда на входе инвертора 39 нулевой потенциал, а на выходе единичный, который перебрасывается в единичное состояние триггер 21. Единичный сигнал с триггера 21 поступает на элементы ИЛИ 25,26 и 27. Через элемент ИЛИ 25 единичный сигнал поступает на элемент И 30, по второму входу которого поступает единичный сигнал от инвертора 42. На выходе элемента И 30 появляется единичный потенциал, открывающий ключ 37, обеспечивающий питание нагревательной обмотки 9 до момента вывешивания электродов, когда шарик размыкает электроды 5 и 6, что вызывает появление единичного сигнала на входе инвертора 42 и закрывание ключа 37.

Через элемент ИЛИ 26 единичный сигнал с выхода триггера 21 поступает на элемент И 31, обеспечивая прохождение на ключ 38 импульсов генератора 33, вызывающих срабатывание исполнительного блока 44. Через элемент ИЛИ 27 единичный сигнал с выхода триггера 21 поступает на элемент И 29, через который импульсы генератора 33 поступают на счетчик 34 вплоть до сто двадцать восьмого импульса, по приходе которого триггеры 21,24 и счетчик 34 обнуляются. Поскольку к этому моменту электроды 5 и 6 размыкаются, то устройство вновь встает в дежурный режим. Время разряда конденсатора в цепочке 48 регулируется с помощью потенциометра своей цепочки 48, что позволяет при необходимости сделать датчик наклона нечувствительным к резким и кратным колебаниям корпуса автомобиля, характерным для случаев баловства (что бережет нервы хозяину и соседям, когда автомобиль стоит около дома), поскольку при кратковременном замыкании электродов 5 и 6 и соответствующем сопротивлении цепочки 48 конденсатор в цепочке 48 не успевает разрядиться и устройство не срабатывает. Если есть целесообразность, то датчик наклона можно настроить на срабатывание и при кратковременных наклонах (например, в лесу, а также при оставлении автомобиля на ночь на улице).

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ, содержащее датчик, первую и вторую времязадающие цепочки, первый, второй и третий ключи, первый, второй, третий, четвертый и пятый нагрузочные резисторы, первый развязывающий диод и исполнительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства и расширения области его применения путем обеспечения срабатывания устройства при попытке снятия ветрового стекла, в него введены первый и второй светодиоды, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой диоды, герконовое реле, первый, второй, третий и четвертый RS-триггеры, первая, вторая, третья, четвертая, пятая, шестая и седьмая кнопки, первые, вторые, третьи и четвертые элементы И и ИЛИ, генератор импульсов, шестой ключ, первый, второй, третий, четвертый и пятый инверторы, датчик выполнен в виде датчика наклона и состоит из герметичного корпуса, нижняя часть которого заполнена легкоплавким веществом (например, парафином), в корпусе соосно размещены установленные один в другом внешний и внутренний электроды, выполненные из проводящего материала в форме стаканов, в центре основания каждого из которых закреплены хвостовики, направленные в противоположные стороны друг от друга, на внутренней поверхности внешнего электрода, выполненной в виде конуса, расположен чувствительный элемент, выполненный в виде шара из проводящего материала, основание внутреннего электрода и торцы внешнего электрода приклеены к изолирующей втулке цилиндрической формы, выполненной из изолирующего материала, на втулке и на хвостовике внутреннего электрода симметрично расположены первая, вторая и третья контактные площадки, на каждой из которых закреплен один конец гибкого провода, другой конец каждого гибкого провода выведен через крышку корпуса, является соответственно первым, вторым и третьим выводами датчика наклона и закреплен на крышке корпуса так, чтобы внутренний и внешний электроды находились в корпусе в подвешенном состоянии, один конец первого гибкого провода электрически соединен с внешним электродом, первый гибкий провод электрически соединен с внешним электродом, второй гибкий провод электрически соединен с внутренним электродом, а третий - с одним концом обмотки, укрепленной на хвостовике внешнего электрода, размещенного в легкоплавком веществе, замыкающий контакт первой кнопки соединяет плюсовую шину через четвертый ключ с исполнительным блоком, через третий ключ - с третьим выводом датчика наклона, через последовательно подключенные пятый резистор и первый светодиод - с минусовой шиной, через второй ключ - с входом первого инвертора и через вторую времязадающую цепочку - с минусовой шиной, замыкающий контакт первой кнопки подключен к первым выводам первого, второго, третьего и четвертого нагрузочных резисторов и через первую времязадающую цепочку - к входам сброса счетчика, первого, второго, третьего и четвертого RS-триггеров и через последовательно включенные пятый инвертор и второй светодиод - к минусовой шине, второй вывод датчика наклона соединен с управляющим входом второго ключа, с вторым выводом первого нагрузочного резистора и через четвертый инвертор - с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к управляющему входу третьего ключа, выход первого инвертора соединен с S-входом первого RS-триггера, выход которого подключен к первым входам первого, второго и третьего элементов ИЛИ, выходы первого и второго элемента ИЛИ объединены и подключены к второму входу второго элемента И и первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу четвертого ключа, выход генератора импульсов соединен с вторым входом третьего элемента И и первыми входами четвертого и первого элементов И, выход последнего из которых подключен к счетному входу счетчика, выход которого соединен с S-входом четвертого RS-триггера, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу четвертого ключа, минусовая шина через размыкающий контакт герконового реле соединена с вторым выводом четвертого нагрузочного резистора и управляющим входом первого ключа, минусовая шина через первый ключ подключена к другому выводу второго резистора, и входу второго инвертора, выход которого соединен с S-входом второго RS-триггера, выход которого подключен к вторым входам второго и третьего элементов ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента И, R-вход первого RS-триггера объединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, минусовая шина через второй, третий, четвертый, пятый и шестой замыкающие контакты кнопок подключена соответственно к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому развязывающим диодам, выводы первого и второго диодов объединены и соединены с входом второго инвертора, выводы с третьего по шестой диоды объединены и соединены с вторым выводом третьего нагрузочного резистора и через третий инвертор с S-входом третьего RS-триггера, выход которого подключен к третьему входу третьего элемента ИЛИ, первый вывод датчика наклона соединен с минусовой шиной источника питания.

РИСУНКИ

Рисунок 1

Устройство тревожной сигнализации

Патент 2018961