Мы не раз публиковали охранные устройства, измеряющие различные поля: акустическое, электрическое или электромагнитное. А сегодня предлагаем электронный сторож, реагирующий на… гравитационное поле. Природа его мало изучена, тем не менее стоит «нарушителю» приблизиться к вашему прибору, и сразу зазвучит сигнал. А обмануть прибор можно только с помощью антигравитации.
Самое же интересное — поскольку гравитационное поле проникает через любые преграды, то датчик можно расположить даже внутри стального сейфа. При этом он очень прост. Посмотрите на рисунок.
Чувствительный датчик — ящик из оргстекла, наполненный водой, в которую погружены два капилляра, уровень воды в которых изменяется при приближении человека.
Поскольку вода является хорошим токопроводом, капилляры могут служить коммутаторами электрических цепей. Для этого в них нужно ввести тонкие металлические электроды. У того капилляра, где происходит подъем уровня жидкости, нижний край электрода установите на расстоянии порядка 1–2 мм выше уровня «невозбужденного» водяного столбика. У второго капилляра, наоборот, электрод на ту же величину погрузите в воду. Третий электрод будет постоянно находиться в воде общей емкости. Так у вас получатся коммутаторы, соответственно замыкающий и размыкающий электрические цепи.
На рисунке 1 показана конструктивная схема держателей электродов — это полые колпачки, надеваемые на верхушки трубочек-капилляров. Внутрь колпачка сквозь отверстие свободно проходит электрод. Его положение фиксирует боковой винт. К верхним концам электродов припаиваются провода, идущие к электронному сигнализатору, изображенному на схеме.
Источником «звуковых» электрических сигналов служит генератор на цифровой интегральной микросхеме DD1, с четырьмя логическими ячейками типа «2ИЛИ-НЕ». Ячейки DD1.1, DD1.2 совместно с времязадающими элементами C1, R5 являются собственно генератором, а включенные параллельно ячейки DD1.3, DD1.4 играют роль предварительного усилителя мощности.
В выходном каскаде устройства стоит транзистор VT1, нагруженный трансформатором Т1 с динамической головкой ВА1.
Трансформатор может быть взят выходной от портативного радиоприемника и должен быть рассчитан на головку с сопротивлением звуковой катушки 8 Ом. Поскольку не требуется музыкальное воспроизведение сигнала, подойдет и малогабаритный динамик-«пищик» типа 0,5ГДШ-26-8.
Чтобы звуковой сигнал был убедительнее, звучал прерывисто, в схему введен еще один генератор, действующий с частотой около 1 Гц. Он «запрятан» в светодиоде HL: кроме светоизлучающего элемента, HL содержит встроенный инфранизкочастотный генератор с прерывателем тока. Когда питание подведено к светодиоду, он сам себя периодически включает и выключает.
Слабые токи коммутаторов направляются на входы 3, 9 микросхемы DA1, являющейся микросборкой из нескольких слаботочных транзисторов. Когда ток с замыкающегося датчика SA1 («Л» на рис. 1) поступает на вход 9, отпирается соответствующий транзистор сборки, с коллектором которого (вход 7) связан светодиод НL1 — последний начинает последовательно включаться и выключаться, запуская и останавливая звуковой генератор, управляя входом 2 ячейки DD1.1.
Поскольку датчик «П» (SA2 на рис. 2) действует в противофазе с первым, для согласования с ним в сборке DA1 задействован еще один транзистор — его вывод 4 также связан со светодиодом и дублирует каналы датчиков.
При желании работу сигнализации можно сделать более информативной, если ввести еще один звуковой генератор со своим акустическим выходом и своим мигающим светодиодом; в этом случае вместо сборки используйте для связи с датчиками одиночные транзисторы серии KT315, электроды датчиков установите, как у «Л» на рисунке 1, а в схеме второго звукового генератора измените емкость конденсатора С1 на 0,033 мкФ. Тогда при приближении человека к «гравитационному» датчику слева замкнувшийся коммутатор SA1 вызовет сигнал одной тональности; подход же справа замкнет SA2, что будет сопровождаться сигналом более высокой тональности.
Как видите, получается действенная охранная сигнализация, которая подсказывает, на каком направлении нас ждет вторжение на охраняемый объект.
Мы раскрыли все потенциальные возможности, заложенные в сигнальную систему. Но на первых порах можно отказаться от тонального генератора, усилительных каскадов и звукоизлучателя, ограничившись, например, световой сигнализацией. Включать мигающий светодиод сможет один транзистор, связанный с «мигалкой» своим коллектором, а базой — с датчиком «Л». Возможен и еще более упрощенный сигнализатор, где сравнительно дефицитный мигающий светодиод заменен на обычный, типа АЛ307Б.
Источником питания при этом могут стать два гальванических полуторавольтовых элемента типоразмера АА. Для более четкого срабатывания такого сигнализатора в цепи базы транзистора установите резистор с меньшим номиналом сопротивления.
Капилляры — их длина около 50 мм — можно найти в школьном кабинете химии или в медицинском кабинете. Можно изготовить их и самим. Для этого проведите острием резака по полоске оргстекла и наклейте на нее сверху такую же полоску.
Ю. ПРОКОПЦЕВ