RU177351U1

RU177351U1 - SECURITY ALARM ELECTRONIC SENSOR

Info

Publication number: RU177351U1
Application number: RU2016152301U
Authority: RU
Inventors: Роман Александрович Шатохин; Евгений Алексеевич Хворов
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2016-12-28
Publication date: 2018-02-16

Abstract

Полезная модель относится к технике охранной сигнализации, а именно к устройствам, реагирующим на изменение состояния контролируемого (охраняемого) объекта, и может быть применено для контроля блокировки дверей, окон, гаражных ворот, ячеек хранения, контейнеров различного назначения и других конструктивных элементов, открывание или смещение которых должно сопровождаться выдачей специального тревожного сигнала в месте срабатывания или/и на пульт централизованного наблюдения. Технический результат заключается в повышении надежности охранной системы из-за отсутствия возможности ее блокировки. Технический результат достигается тем, что электронный датчик охранной сигнализации включает элемент Холла, усилитель холловской разности потенциалов и компаратор, причем компаратор выполнен по двухпороговой схеме.The invention relates to a security alarm technique, namely, devices that respond to a change in the state of a controlled (guarded) object, and can be used to control the blocking of doors, windows, garage doors, storage cells, containers for various purposes and other structural elements, opening or the displacement of which must be accompanied by the issuance of a special alarm signal at the place of operation and / or to the central monitoring console. The technical result is to increase the reliability of the security system due to the lack of the possibility of its blocking. The technical result is achieved by the fact that the electronic alarm sensor includes a Hall element, an amplifier of the Hall potential difference and a comparator, the comparator being made according to a two-threshold circuit.

Description

Полезная модель относится к технике охранной сигнализации, а именно к устройствам, реагирующим на изменение состояния контролируемого (охраняемого) объекта, и может быть применено для контроля блокировки дверей, окон, гаражных ворот, ячеек хранения, контейнеров различного назначения и других конструктивных элементов, открывание или смещение которых должно сопровождаться выдачей специального тревожного сигнала в месте срабатывания или/и на пульт централизованного наблюдения.The invention relates to a security alarm technique, namely, devices that respond to a change in the state of a controlled (guarded) object, and can be used to control the blocking of doors, windows, garage doors, storage cells, containers for various purposes and other structural elements, opening or the displacement of which must be accompanied by the issuance of a special alarm signal at the place of operation and / or to the central monitoring console.

Известен ряд магнитоконтактных извещателей, выполненных на основе геркона, подключенного к линии сигнализации с размыканием линии (шлейфа) сигнализации при перемещении магнита относительно неподвижно установленного геркона.A number of magnetic contact detectors are known, made on the basis of a reed switch connected to an alarm line with opening an alarm line (loop) when moving a magnet relative to a fixed reed switch.

Недостаток данных извещателей заключается в том, что основным элементом их конструкции является герметичный магнитный контакт (геркон), устанавливаемый в корпусе на неподвижной части охраняемого объекта в зоне действия магнита. Наличие подвижных контактных элементов ведет к их механическому износу, что снижает время работы и надежность охранной системы в целом.The disadvantage of these detectors is that the main element of their design is a sealed magnetic contact (reed switch), which is installed in the housing on the fixed part of the protected object in the area of operation of the magnet. The presence of movable contact elements leads to their mechanical wear, which reduces the operating time and reliability of the security system as a whole.

Решением некоторых проблем, связанных с применением герконовых датчиков является их замена на электронные извещатели на основе датчика Холла. Из уровня техники известны бесконтактные электронные датчики охранной сигнализации на основе датчика Холла [Шатохин, Р.А. Охранная сигнализация с датчиком Холла / Р.А. Шатохин // Радиомир. - 2009. - №2. - с. 18-20], [Шатохин, Р.А. Использование интегральных датчиков Холла в охранных системах и системах ограниченного доступа / Р.А. Шатохин // Теоретические и практические аспекты технических наук. Сборник статей Международной научно-практической конференции. Уфа, 2014. - с. 123-128].The solution to some problems associated with the use of reed sensors is to replace them with electronic detectors based on the Hall sensor. The prior art non-contact electronic alarm sensors based on the Hall sensor [Shatohin, R.A. Burglar alarm with Hall sensor / R.A. Shatokhin // Radio World. - 2009. - No. 2. - from. 18-20], [Shatokhin, R.A. The use of integrated Hall sensors in security systems and limited access systems / R.A. Shatokhin // Theoretical and practical aspects of technical sciences. Collection of articles of the International scientific-practical conference. Ufa, 2014 .-- p. 123-128].

Наиболее близким аналогом заявляемого электронного датчика является датчик на основе элемента Холла ДХК-0,5А используемый в охранной сигнализации [Шатохин, Р.А. Охранная сигнализация с датчиком Холла / Р.А. Шатохин // Радиомир. - 2009. - №2. - с. 18-20].The closest analogue of the proposed electronic sensor is a sensor based on the Hall element DHK-0.5A used in burglar alarms [Shatokhin, R.A. Burglar alarm with Hall sensor / R.A. Shatokhin // Radio World. - 2009. - No. 2. - from. 18-20].

Датчик охранной сигнализации содержит элемент Холла ДХК-0,5А, усилитель холловской разности потенциалов DA2.1 и компаратор на основе операционного усилителя DA2.2. На логических элементах DD1.1-DD1.4 выполнены таймеры, работа которых связана с эксплуатацией охранной сигнализации, непосредственного отношения к работе охранного датчика, данные модули не имеют.The security alarm sensor contains a Hall element DHK-0.5A, an amplifier of the Hall potential difference DA2.1, and a comparator based on the operational amplifier DA2.2. Timers are implemented on the logic elements DD1.1-DD1.4, the operation of which is associated with the operation of the security alarm, these modules do not have a direct relationship to the operation of the security sensor.

Работает известный датчик следующим образом.The known sensor operates as follows.

После закрытия двери и установки в режим охраны датчик Холла ДХК-0,5А находится в постоянном магнитном поле магнита, установленного на подвижной части охраняемого объекта. При этом на выходе элемента Холла ДХК-0,5А присутствует некоторое постоянное напряжение (холловская разность потенциалов), пропорциональное величине напряженности магнитного поля при данном взаимном положении элемента Холла ДХК-0,5А и постоянного магнита. Далее напряжение с выхода элемента Холла ДХК-0,5А поступает на операционный усилитель DA2.1 и затем усиленное напряжение поступает на вход компаратора DA1.2. На второй вход компаратора поступает опорное напряжение с резистивного делителя. Уровень опорного напряжения, при котором происходит переключение компаратора, регулируется переменным резистором. Этим переменным резистором производится настройка датчика при первичной его установке па охраняемый объект.After closing the door and setting the guard mode, the Hall Sensor DHK-0.5A is in a constant magnetic field of a magnet mounted on the moving part of the guarded object. At the same time, at the output of the Hall element DHK-0.5A, there is some constant voltage (Hall potential difference) proportional to the magnitude of the magnetic field at a given relative position of the Hall element DHK-0.5A and a permanent magnet. Further, the voltage from the output of the Hall element DHK-0.5A is supplied to the operational amplifier DA2.1 and then the amplified voltage is supplied to the input of the comparator DA1.2. The second input of the comparator receives the reference voltage from a resistive divider. The reference voltage level at which the comparator is switched is controlled by a variable resistor. This variable resistor adjusts the sensor during its initial installation on a protected object.

При установке в режим охраны элемент холла ДХК-0,5А находится в магнитном поле магнита, при этом на выходе компаратора (элемент DA2.2) логическая единица. При удалении магнита от элемента Холла ДХК-0,5А на выходе компаратора возникает низкий логический уровень, что соответствует переходу датчика в режим тревоги. Переход датчика в режим тревоги происходит только при уменьшении величины магнитного поля в области расположения элемента Холла ДХК-0,5А.When installed in the security mode, the hall element DHK-0.5A is in the magnetic field of the magnet, while the output unit of the comparator (element DA2.2) is a logical unit. When the magnet is removed from the Hall element DHK-0.5A, a low logic level occurs at the output of the comparator, which corresponds to the sensor switching to alarm mode. The sensor goes into alarm mode only when the magnetic field decreases in the area of the location of the Hall element DHK-0.5A.

Недостатком указанного датчика является то, что данный датчик блокируется сильным сторонним магнитным полем. При создании сильного стороннего магнитного поля в области расположения элемента Холла ДХК-0,5А отсутствие относительно слабого магнитного поля, создаваемого штатным магнитом охранной системы, может не вызвать переключения сигнализации в режим тревоги.The disadvantage of this sensor is that this sensor is blocked by a strong external magnetic field. When creating a strong external magnetic field in the area of the Hall element DHK-0.5A, the absence of a relatively weak magnetic field created by the standard magnet of the security system may not cause the alarm to switch to alarm mode.

В основу предлагаемого изобретения поставлена задача создания устройства датчика охранной сигнализации, лишенного недостатка, связанного с его блокировкой сильным сторонним магнитным полем.The basis of the invention is the task of creating a device alarm sensor, devoid of the disadvantage associated with its blocking by a strong external magnetic field.

Технический результат заключается в повышении надежности охранной системы из-за отсутствия возможности ее блокировки.The technical result is to increase the reliability of the security system due to the lack of the possibility of its blocking.

Результат достигается тем, что электронный датчик охранной сигнализации включает постоянный магнит, элемент Холла и компаратор, причем компаратор выполнен по двухпороговой схеме на основе резистивного делителя напряжения.The result is achieved by the fact that the electronic alarm sensor includes a permanent magnet, a Hall element and a comparator, and the comparator is made according to a two-threshold circuit based on a resistive voltage divider.

На рисунке изображена электрическая схема заявляемого двухпорогового электронного датчика охранной сигнализации.The figure shows the electrical circuit of the inventive two-threshold electronic alarm sensor.

Устройство содержит постоянный магнит 1, интегральный датчик Холла 2, подключенный к схеме двухпорогового компаратора, резисторов 3, 4, 5, 6, обеспечивающих работу компараторной схемы в заданном режиме, одиночных интегральных компараторов 7, 8 и резистора 9.The device contains a permanent magnet 1, an integrated Hall sensor 2, connected to a two-threshold comparator circuit, resistors 3, 4, 5, 6, which provide the comparator circuit in a given mode, single integrated comparators 7, 8 and resistor 9.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После закрытия двери и установки в режим охраны датчик Холла 2 находится в постоянном магнитном поле магнита 1. При этом на выходе интегрального элемента Холла 2 присутствует некоторое постоянное напряжение, пропорциональное величине напряженности магнитного поля при данном взаимном положении датчика Холла 2 и постоянного магнита 1. При первичной установке датчика на охраняемый объект производится его настройка переменным резистором 6. Далее схема, на основе двухпорогового компаратора, отслеживает это напряжение и в случае его изменения, увеличения или уменьшения в заданных пределах происходит переключение компаратора, т.е. изменение выходного напряжения компаратора. Величина порога напряжения, при котором не происходит срабатывание охранного устройства, устанавливается резистором 5. Эта величина фактически является чувствительностью датчика к изменению величины напряженности магнитного поля, действующего на датчик Холла 2. Данная регулировка является индивидуальной для конкретного объекта охраны и определяется требованием к надежности охранной системы по отношению к охраняемому объекту.After closing the door and setting the guard mode, the Hall sensor 2 is in a constant magnetic field of magnet 1. At the same time, a certain constant voltage is present at the output of the Hall 2 integral element, proportional to the magnitude of the magnetic field at a given relative position of the Hall sensor 2 and the permanent magnet 1. At the primary installation of the sensor on the protected object is carried out by its variable resistor 6. Next, the circuit, based on a two-threshold comparator, monitors this voltage even if it changes , increase or decrease within the specified limits, the comparator switches, i.e. change of the output voltage of the comparator. The voltage threshold at which the security device does not operate is set by resistor 5. This value is actually the sensitivity of the sensor to a change in the magnitude of the magnetic field acting on the Hall sensor 2. This adjustment is individual for a particular object of protection and is determined by the reliability requirement of the security system in relation to the protected object.

Изменение напряжения на выходе элемента Холла 2, т.е. срабатывание охранного устройства, может произойти, если изменится величина напряженности магнитного поля в месте размещения датчика Холла 2, т.е. в следующих случаях:The voltage change at the output of the Hall element 2, i.e. the operation of the security device may occur if the magnitude of the magnetic field at the location of the Hall sensor 2 changes, i.e. in the following cases:

1. Несанкционированное открытие двери, взлом. В результате взлома произойдет изменение положения магнита 1 относительно датчика Холла 2, что приведет к изменению напряженности магнитного поля в месте размещения датчика Холла 2 и, следовательно, к изменению напряжения на выходе датчика Холла 2.1. Unauthorized door opening, hacking. As a result of hacking, the position of magnet 1 relative to the Hall sensor 2 will change, which will lead to a change in the magnetic field strength at the location of the Hall sensor 2 and, consequently, to a change in the voltage at the output of the Hall sensor 2.

2. Блокировка датчика с помощью постоянного магнита большой мощности. При этом произойдет увеличение напряженности магнитного поля вокруг датчика Холла 2, что также вызовет срабатывание охранной сигнализации. Следует заметить, что в случае использования традиционного герконового датчика данная блокировка может быть успешной.2. Lock the sensor using a permanent magnet of high power. In this case, an increase in the magnetic field around the Hall sensor 2 will occur, which will also trigger an alarm. It should be noted that in the case of using a traditional reed switch, this lock can be successful.

Выходное напряжение двухпорогового компаратора поступает на блок управления или на силовой модуль исполнительного устройства.The output voltage of the two-threshold comparator is supplied to the control unit or to the power module of the actuator.

Claims

An electronic alarm sensor including a permanent magnet, a Hall element and a comparator, characterized in that the comparator is made according to a two-threshold circuit based on a resistive voltage divider.