2.6 Охранные датчики

Охранные датчики представляют собой либо отдельные устройства в собственном небольшом пластиковом корпусе, либо могут быть интегрированы в базовый блок автосигнализации. Типов датчиков довольно много, и попытаемся рассказать о наиболее важных:

Датчик удара (шок-сенсор). Датчик фиксирует удары, постукивание, хуже - покачивание, звон стекла. Эффективен для извещения об ударах по кузову и стеклам, о неудачной парковке соседа по стоянке, о попытках механического взлома, о попытках проникновения в салон через разбитое окно.

Датчик движения.Датчик фиксирует перемещение автомобиля в нескольких координатах, в том числе наклоны кузова. Эффективен для извещения о любом несанкционированном движении автомобиля, например, об эвакуации автомобиля со стоянки, о попытке буксировки, о включенной передаче при дистанционном старте двигателя, о хищении (демонтаже) колес.

Ультразвуковой датчик (ультрасоник). Правильнее называть такой датчик датчиком объема. Датчик фиксирует перемещение объектов внутри акустически замкнутого пространства, например, в салоне автомобиля с закрытыми окнами.

Эффективен для извещения о проникновении в салон или кузов (только при закрытых плотно окнах и дверях).

Датчик объема. Другие названия - радарный, радиоволновый, микроволновый датчик.

Конечно, такие датчики не являются датчиками объема в буквальном смысле этого слова. Датчик фиксирует перемещение объекта в радиусе чувствительности. В отличие от ультразвукового, рабочая зона действия существует как в закрытом объеме объекта, так и за его пределами. Эффективен для извещения о проникновении в салон, кузов, или опасно близком приближении к самому автомобилю. Часто используется для раннего предварительного оповещения о приближении к автомобилю.

Хорошо себя зарекомендовали Комбинированные датчики, сочетающие в себе анализ сразу нескольких физических событий. Как правило, такие датчики дают меньшее количество ложных извещений о тревожных событиях.

Магнито-контактный датчик состоит из магнито-контактной группы и радиопередатчика. Магнито-контактная группа состоит из отдельного магнита и контактной пары нормально-замкнутого типа с проводным подсоединением. В нормальном состоянии магнит удерживает контактную пару в замкнутом состоянии. Когда дверь или окно открываются, контакт размыкается и датчик посылает сообщение базовой станции (при этом загорается красный светодиодный индикатор)

Датчик, предназначенный для защиты дверей и окон, должен монтироваться таким образом, чтобы радиопередатчик и контактная пара были расположены на неподвижных элементах конструкции, а магнит на подвижной части двери или окна.

Его на крепить в наиболее удобное и безопасное для датчика место. Размещайте как можно выше. Это максимально увеличит дальность радиопередачи. Не стои распологать магнито-контактную группу на металлических поверхностях. При монтаже датчика на металлические конструкции зазор между контактной парой и магнитом не должен превышать 3мм, когда дверь или окно находятся в закрытом состоянии. Для деревянных конструкций этот расстояние может составлять до 8мм., но в любых случаях надо стараться делать его минимальным. Для подъемных окон контактная пара и магнит не должны скользить вдоль друг друга, а должны располагаться таким образом, чтобы движение окна приводило к появлению зазора между ними.

Современная элементная база позволяет сегодня создавать датчики с использованием цифровой обработки. Этот путь открыли однокристальные микроконтроллеры, те же, что могут управлять самой сигнализацией. По сложности управляющая программа датчика зачастую превосходит программу, которая управляет процессором базового блока всей сигнализации. Словом, разработка хорошего датчика относительно сложна, прежде всего, с математической точки зрения.

2.7 Тревожный оповещатель

Тревожный оповещатель -- это чувствительный прибор, преобразующий контролируемый параметр в электрический сигнал (рис 7.). Особенность датчиков для систем охранной сигнализации состоит в том, что они реагируют, в основном, на неэлектрические составляющие. Измерение неэлектрических величин - очень сложная задача и при этом приборы должны обеспечивать высокую надежность и достоверность контроля, которые достигаются за счет применения новейших разработок в области обработки сигнала, а также сочетания двух и более различных физических принципов обнаружения в одном приборе -- это устройства, оповещающие о нарушениях шлейфов. По принципу действия различаются на:

- световые;

- звуковые (звонки громкого боя или пьезоэлектрические сирены);

- устройства автодозвона (отправляют речевые сообщения о тревоге по нескольким запрограммированным телефонным номерам);

- устройства сдачи на пульт централизованного наблюдения



Рис. 2.7 тревожные извещатели

Пожарная сигнализация предназначена для регистрации очагов возгорания на территории охраняемого объекта (квартиры, офиса, складов и т.д.) и оповещения о нем (подачей световых или звуковых сигналов, передачей сигнала о возгорании на пост Охраны или в Пожарную Часть). Охранно-пожарная сигнализация любой степени сложности состоит из трех основных компонентов: датчиков (извещателей), приемно-контрольного прибора (ПКП) и оповещателей различного принципа действия. Хотя охранная сигнализация и пожарная сигнализация выполняют различные задачи, принцип построения этих систем одинаков. Более того, некоторые компоненты (например, ПКП, оповещатели) могут быть использованы в обоих типах сигнализации. Возможно построение единой охранно-пожарной сигнализации на одном (или группе однотипных) ПКП.

Контрольная панель - центральное устройство системы охранной сигнализации. Как правило, выполняются на базе микропроцессора, который и определяет все функции системы. Параметры программы задает пользователь, в зависимости от поставленной задачи и логики построения всей системы в целом. По способу подключения датчиков к приемно-контрольным панелям охранные устройства подразделяются на:

- проводные

- беспроводные.

В проводных системах связь между всеми устройствами системы осуществляется по кабелю. В беспроводных системах каждый датчик оснащается собственным передатчиком, а контрольная панель - многоканальным приемником. Беспроводные системы охранной сигнализации более удобны при монтаже и последующей эксплуатации. Они могут дополняться сервисными устройствами дистанционного управления и контроля. Исполняющие устройства - подключаются к центральному пульту управления с помощью проводной или беспроводной связи и представляют собой практически любые электротехнические приборы: акустические сирены, управление освещением, системы видео наблюдения, системы оповещения, системы управления доступом и пр.

2.8 Система видеонаблюдения

Системы видеонаблюдения на предприятиях и учреждениях уже не новинка и не дань моды, а необходимость. Они помогают отслеживать производственные процессы, помогают контролировать трудовую дисциплину, технику безопасности, сохранность и безопасность собственности. Следует отметить, что активней они внедрены на предприятиях и в организациях с частной формой собственности. В Республике Беларусь распространены в основном системы на базе видеорегистраторов и плат видеоввода. Видеорегистраторы представляют собой записывающее устройство видеосигнала на жесткий диск (винчестер) в цифровой системе. Они отличаются качеством видеосигнала при просмотре и при записи, а так же количеством ввода видеокамер. Плата видеоввода представляет собой плату, которая встраивается в персональный компьютер. Они так же отличаются качеством обработки видеосигнала и количеством ввода видеокамер. Качество видеосигнала зависит так же от качества видеокамеры, от качества объективов, усилителей и др. Современные системы видеонаблюдения обладают высокой надежностью, большой функциональностью, простотой интерфейса и стабильностью работы. Системы видеонаблюдения позволяют организовать визуальный контроль происходящих событий на проходных, на производстве, в местах массового скопления граждан, в офисах и т. д.

Отображение видеоинформации производится на мониторе либо на стандартном компьютерном дисплее, имеются функции настраиваемого полноэкранного изображения, возможно отображение любого количества телекамер на экране. Существует возможность до 16-ти кратного и большего увеличения в цифровом формате. В режиме увеличения пользователь может перемещать отображаемый участок сцены. Можно выделять и увеличивать произвольный фрагмент сцены, что удобно для детального анализа событий и идентификации людей, предметов, номерных знаков автомобилей и т.п. Встраиваются функции ручной и автоматической коммутации видеокамер, в том числе обусловленной приходом сигналов тревоги, наличие движений в кадрах и т. п. Возможен удаленный сетевой мониторинг и управление с помощью ПО клиента или WEB-браузера. Функция виртуального видеомагнитофона в режиме запись/просмотра видеоинформации позволяет работать с обычным видеомагнитофоном. Все функции - запись, воспроизведение, перемотка и т.п. легко доступны оператору через кнопки экранного интерфейса. Прямой мгновенный поиск нужной информации реализуется путем задания номера канала, времени и даты интересующей видеозаписи. Любое экранное изображение видеокадра может быть распечатано на подключенный к системе принтер или экспортирован в формате BMP или JPG на дискету, флэш-память для изучения. Видеозаписи, сделанные системой, могут быть экспортированы в формат AVI и просмотрены на другом компьютере. Запись видеоданных производится на внутренние дисковые накопители по принципу ленты, замкнутой в кольцо, когда текущие (самые свежие) видеоданные замещают самые старые. Записи осуществляются одновременно по всем камерам, могут осуществляться непрерывно, по сигналу детектора движения или по команде оператора. Имеется возможность использования для каждой камеры настройки сигнальных условий, продолжительности интервала записи и частоты кадров для автоматической регистрации охранных событий. Используются алгоритмы сжатия видеоинформации, что позволяет в режиме реального времени сжимать цифровую информацию в двадцать и более раз. Возможна настройка коэффициента сжатия, исходя из степени важности каждого видеоканала, общего количества информации, подлежащей сохранению, размера свободного дискового пространства и пропускной способностью каналов передачи данных.

2.9 Датчик двери и однодверные системы доступа

Датчик двери предназначен для своевременного информирования обслуживающего персонала о несанкционированном проникновении в помещение. Датчик двери представляет собой электромеханическое устройство к планке с одной стороны крепится корпус, внутри которого расположен шток. На штоке с помощью штифта закреплен экран. С другой стороны к планке крепится корпус, в отверстии которого расположена пружина сжатия, а на лыске корпуса закреплен постоянный магнит. В скобе установлена колодка с герметизированными контактами. К выводам герметизированных контактов припаяны проводники кабеля. Для исключения залипания герметизированных контактов во время транспортирования и хранения датчика постоянный магнит зашунтирован экраном с помощью штифта. Перед эксплуатацией штифт удаляется из штока. Корпус и скоба закрыты кожухом, который крепится к корпусу винтом. До начала работы датчика двери необходимо удалить штифт из штока. При закрывании двери шток перемещается поступательно, экран полностью перекрывает постоянный магнит, в результате чего герметизированные контакты размыкаются. При открывании двери шток с экраном под действием пружины выталкивается. В этом случае герметизированные контакты замыкаются, т.к. экран освободил магнит. При последующих закрываниях и открываниях двери герметизированные контакты соответственно размыкаются-замыкаются.

Однодверные системы предназначены для защиты помещений от прохода посторонних лиц и обеспечения быстрого и удобного доступа персонала. Эти системы эффективны при установке на входные двери, двери кабинетов и служебных помещений офисов, банков, магазинов. Они не требуют подключения к компьютеру, все операции осуществляются ими автономно.Однодверные системы имеют энергонезависимую память для хранения списка карт доступа и могут управлять одним электрическим замком. Программирование списков доступа осуществляется с помощью специальных мастер-карт. Эти системы, в силу своей экономичности, особенно удобны для небольших учреждений и организаций с малым количеством дверей и штатом сотрудников 20-30 человек.

Принцип действия их заключается в: контроллер системы управляет замком, установленным на дверь. Доступ в помещение осуществляется при поднесении карты к считывателю на расстояние до 13 см (в зависимости от модели системы), при этом карту не обязательно вынимать из бумажника или сумки. При необходимости возможна скрытая установка контроллера (антенны) в стене или с обратной стороны двери, т.к. бесконтактные карточки срабатывают через бетон, дерево и другие неметаллические материалы. Список карт, открывающих замок, устанавливается и изменяется с помощью специальной карты программирования. Системы могут работать с любыми электрическими замками и защелками они могут использоваться в сочетании с сетевыми системами контроля доступа, если находящиеся на вашей территории объекты требуют различных уровней контроля. При этом одна и та же карточка может служить пропуском на все объекты. Одной из разновидностей таких систем являются видеодомофоны, которыне предназначены так же для контроля доступа к дверям, но в отличие от однодверных систем видеодомофоны позволяют смотреть и записывать информацию про посетителей или нарушителей.

Видеодомофоны с бесконтактными картами (брелками) доступа предназначены для обслуживания входных дверей офисов, подъездов и квартирных блоков жилых зданий, коттеджей, бизнес-центров и обеспечивают защиту от доступа в помещения посторонних. Отличительные особенности видеодомофонов: повышенная вандалозащищенность, удобство монтажа, работа с любыми типами электрических замков, возможность установки в стену здания и на различные типы дверей, удобство открывания замка бесконтактной карточкой, высокое качество изображения и звука, удобный набор номера и вызова квартиры, четкая и крупная индикация, позволяющая видеть набираемый номер квартиры в любое время суток. Оптимально рассчитанные временные параметры работы обеспечивают наибольшее удобство пользования, поставка в аудио- и аудио-видео- вариантах. Многоабонетские домофоны предназначены для обслуживания подъездов многоквартирных жилых домов и бизнес-центров. Вместо обычных ключей, кодового набора или магнитных брелков используются бесконтактные, срабатывающие на расстоянии электронные брелки или карты. Дальность считывания карт - до 5 см., что позволяет жильцам не доставать их из бумажника или сумки для того, чтобы открыть дверь в подъезд. Наружный блок домофона имеет вандалозащитное исполнение. Грамотно установленный видеодомофон поможет Вам обеспечить безопасность в Вашем офисе или квартире, оградит Вас от подозрительных лиц, непрошеных посетителей, просто неприятных Вам людей, а так же внесёт некоторый комфорт в Ваш быт и прекрасно впишется в любой интерьер. Но видеодомофон не является законченной охранной системой. И если Вы ставите задачу обеспечения полноценной защиты, то помимо видеодомофона рекомендуется установить и систему контроля доступа.

В состав современных видеодомофонов входят следующие базовые компоненты:

- блок вызова;

- встроенная видеокамера с инфракрасной подсветкой ;

- видеомонитор;

- электромагнитный/электромеханический замок;

Блок вызова это сердце любого видеодомофона. Блок вызова включает в себя: встроенную видеокамеру с инфракрасной подсветкой, динамик и микрофон для связи с посетителем. Видеокамера находится в прочном металлическом корпусе вызывного блока, который покрыт ударопрочной порошковой эмалью, металлический козырек дает дополнительную защиту от атмосферных осадков и избыточного освещения, что помогает обеспечить долгий срок службы. Точечное выходное отверстие видеокамеры сводит к минимуму возможность механического повреждения линзы.

Инфракрасная подсветка дает возможность увидеть посетителя в полной темноте на расстоянии 1 метра.

В блоке вызова предусмотрена защита от хищения: при попытке демонтажа или обрыва провода блока вызова громкоговоритель монитора видеодомофона издаст громкий сигнал тревоги.

Задача видеомонитора - показывать, что происходит за вашей дверью, и осуществлять двустороннюю аудиосвязь с посетителем. Важным фактором в обеспечении безопасности является то, что Вы можете в любой момент времени увидеть, а, сняв трубку и услышать, что происходит перед Вашей дверью. Монитор видеодомофона может иметь блок памяти на 16 или 64 кадра с генератором даты и времени, который автоматически срабатывает при нажатии кнопки вызова на панели, либо может производить запись в ручную, при нажатии кнопки «запись» на мониторе. Просмотр записанных кадров производится последовательно, начиная с последнего кадра. При полном заполнении памяти стирается самый первый кадр и поверх его записывается новый. Современные мониторы видеодомофона обладает высокой надежностью и хорошими техническими характеристиками, а качественное изображение позволяет Вам безошибочно распознать посетителя.

2.10 Электрический замок

По своей конструкции электрические замки относятся к группе замков, в которых перемещение ригеля осуществляется с помощью электромагнита (соленоида) (рис.8). За счет применения ригеля оригинальной конструкции эти замки надежно защищают дверь от взлома и обеспечивают быстрое открытие и закрытие двери. Разработчики рекомендуют устанавливать электрические замки на сплошные внутренние и уличные двери офисов и зданий, которые будут находится под управлением системы контроля доступа (СКД).

В электрических замках применен облегченный ригель специальной конструкции, состоящей из двух симметричных подвижных деталей особой формы. Благодаря такому техническому решению, после закрытия двери обе детали ригеля входят в ответную часть замка и фиксируются, блокируя дверь и защищая ее от открытия и взлома. Кроме того, такой ригель обеспечивает быстрое закрытие и открытие замка, что особенно важно для входных уличных и внутренних дверей с высокой частотой открывания.
Для сплошных внутренних дверей рекомендуется использовать электрический замок, поскольку он является «нормально открытым» и при отсутствии управляющего напряжения дверь всегда находится в отпертом состоянии.

Для дистанционного запирания всех дверей с такими замками, например в ночное время суток, контроллер СКД подает на электрические замки напряжение питания, и замки одновременно запирают двери, которые можно открыть только ключем или внутренней ручкой.Электрозамки управляются дистанционно, путем подачи напряжения 12 В постоянного тока, и могут быть использованы совместно с аудио- и видео- домофонами любых типов, кодовыми панелями, считывателями магнитных карт и электронных ключей и т.п. Электрозамки могут применяться для построения "шлюзовых" систем из двух и более дверей, а также в любых других случаях, когда необходимо дистанционно открывать дверь.

Рис. 2.10.1 Электромеханический замок, замки электромагнитные Доводчики дверей Защелки электрические

Различают два основных класса электрозамков: электромагнитные и электромеханические. Электромагнитные замки - это электромагнит в чистом виде: при подаче на него напряжения ответная механическая планка притягивается. Если нет напряжения, то нет и удержания. За счет отсутствия механически перемещающихся деталей и простоты конструкции электромагнитные замки имеют самую высокую надежность. Усилие отрыва для электромагнитных замков исчисляется несколькими сотнями килограмм .К недостаткам электромагнитных замков можно отнести то, что они открываются при отсутствии напряжения. Но это можно легко исправить, используя бесперебойный источник питания, который с аккумулятором 7Ач обеспечивает работоспособность замка без отсутствия сетевого напряжения более 15 часов. Часто электромагнитные замки используются в составе многоквартирных аудиодомофонных систем, например .В этом случае, он открывается либо кодом с вызывной панели, или с трубки из квартиры или просто кнопкой внутри подъезда перед выходом. Также он может открываться контроллерами с помощью соответствующих ключей. В отличие от электромагнитных, электомеханические замки работают не непрерывно, а в импульсном режиме, то есть напряжение на замок подается кратковременно при его открытии, а все остальное время замок обесточен. При отсутствии напряжения открыть электромеханические замки изнутри можно расположенной на них механической кнопкой, а снаружи - ключом, который входит в комплект поставки. Конструктивно электромеханические замки бывают накладные и врезные.

Для питания электромеханических замков не обязательно использовать стабилизированное напряжение, но необходимо обратить внимание, чтобы источник питания был рассчитан на достаточно большие токи, необходимые для открытия электромеханических замков. Можно рекомендовать блок питания, рассчитанный на ток до 2 А.Следует также отметить, что использовать электрозамки как средство от злоумышленников не стоит. Они ставятся для удобства, для того, чтобы не бегать каждый раз к калитке встречать очередного гостя. На ночь или на время длительного отсутствия следует дублировать электрозамки обычными механическими.Совместно с электрозамками можно использовать дверные доводчики.

Электромагнитные замки закрываются, прижимая с помощью сильного магнитного поля металлическую пластину, закрепленную на двери к установленному на дверной коробке замку. При отключении питания такой замок автоматически открывается, что соответствует требованиям пожарной безопасности. Электомеханические замки надежно защищают дверь от взлома и обеспечивают быстрое открытие и закрытие двери. Разработчики рекомендуют устанавливать электрические замки на сплошные внутренние и уличные двери офисов и зданий, которые будут находится под управлением системы контроля доступа (СКД). В отличие от аналогов, в новых замках A применен облегченный ригель специальной конструкции, состоящей из двух симметричных подвижных деталей особой формы. Благодаря такому техническому решению, после закрытия двери обе детали ригеля входят в ответную часть замка и фиксируются враспор, блокирую дверь на несанкционированное открытие и взлом. Кроме того, такой ригель обеспечивает быстрое закрытие и открытие замка, что особенно важно для входных уличных и внутренних дверей с высокой частотой открывания. Для сплошных внутренних дверей тоже рекомендуется использовать электрический замок. Для дистанционного запираний всех дверей с такими замками, например в ночное время суток, контроллер СКД подает на электрические замки напряжение питания и замки одновременно запирают двери, которые можно открыть только ключем или внутренней ручкой, после чего замки снова автоматически запираются до снятия напряжения. Помимо управления с контроллера СКД на электрический замок можно подавать напряжение, используя кнопку выхода или таймер. Но наиболее эффективно управлять замками будет контроллер СКД, который помимо управления состоянием замка протоколирует все факты его отпирания или запирания, используя информацию микропереключателя замка, фиксирующего положения ригеля. В случае выхода из строя, один электрический замок можно заменить на другой в считанные минуты.

2.11 Вспомогательные системы контроля доступа

Турникеты и калитки

Отличительные особенности электромеханических турникетов и калиток:

- Турникеты и калитки обладают высокой пропускной способностью;

- Обеспечивают контроль доступа в обоих направлениях. Для каждого направления можно задать различные режимы работы;

- Управление турникетами и калитками может осуществляться как от пульта дистанционного управления (радиопульта), так и от системы контроля доступа;

Встроенные оптические датчики поворота планок (створок) фиксируют реальный факт прохода через турникет, что обеспечивает корректный учет рабочего времени в системах контроля доступа.

Возможность выбора режима управления - импульсный или потенциальный - обеспечивает корректную работу турникетов и калиток PERCo в СКУД любых производителей. В турникетах и калитках реализован плавный автоматический доворот планок (створок) в исходное положение после каждого прохода. Отсутствие инерции и плавность работы механизма вращения. Встроенные светодиодные блоки индикации с пиктограммами служат для указания направления прохода и состояния турникета/калитки. Механическая разблокировка с помощью ключа обеспечивает свободное вращение преграждающих планок/створок турникетов в обоих направлениях и позволяет быстро освободить проход.

Для экстренной разблокировки турникетов предусмотрена возможность подключения устройств аварийной разблокировки (пожарной сигнализации).

Дополнительно организовать свободный проход через турникеты в экстренных ситуациях возможно за счет применения планок «Антипаника» и дополнительных поворотных секций ограждений Антипаника.

Дополнительно к турникетам могут быть подключены датчики контроля зоны прохода и сирена, которые сообщают о попытке несанкционированного прохода через турникет. Турникеты и калитки имеют низкую потребляемую мощность и безопасное для человека напряжение питания. Турникеты монтируются на анкерных болтах в прочных бетонных полах (основаниях) без закладных элементов фундамента. Возможность комплектации ограждениями, сочетающимися по дизайну и вариантам исполнения с турникетами и калитками PERCo, позволяет оформить интерьер проходных в едином стиле, организовать дополнительный аварийный выход и сформировать зоны прохода любой необходимой конфигурации, исходя из размеров проходной, планировки и требований безопасности (рис 9).

Рис. 2.11.1 Калитка механическая односторонняя

Калитка представляет собой вертикальную стойку из хромированной трубы диаметром 60 мм и высотой 1020 мм. Внизу стойки расположен фланец диаметром 190 мм, на котором имеются 3 отверстия диаметром 11мм для крепления стойки калитки к полу. Сверху фланец закрывается декоративным колпаком из нержавеющей стали, скрывающим фланец и крепежные болты.На стойке калитки расположены 2 вращающихся кольца, к которым крепится дуга. Сама стойка неподвижна, что позволяет непосредственно к ней крепить поперечные трубы ограждений. Стыковка осуществляется с помощью специальных муфт, которые крепятся к стойке винтами. Поперечная труба может вставляться в муфту и фиксироваться винтом. На верхнем кольце находятся 2 стопорных винта, позволяющих фиксировать дугу как в закрытом так и в открытом положениях. Могут быть установлены как винты под отвертку, так и винты с головкой диаметром 15 мм для закручивания рукой. Калитка укомплектована дугой из нержавеющей стали с пластиковой вставкой. Ширина калитки с установленной дугой - 860мм. Диаметр трубы из которой сделана дуга - 25мм. Стандартный размер дуги - 700х183мм. При необходимости возможно изготовление дуг других размеров. Дуга крепится к стойке калитки с помощью узла, представляющего собой два прочных стальных стержня диаметром 21.5 мм, на которые дуга одевается и фиксируется винтами М8. Материал из которого изготовлена вставка в стандартном варианте - ПВХ пластик белого цвета, толщиной 4мм. На вставке нанесены информационные знаки: с одной стороны изображена белая стрелка на синем круге, на другой стороне - белый прямоугольник на красном круге. Знаки наносятся методом шелкографии.

Сверху на изображение наклеивается прозрачная защитная пленка.

Калитки выпускаются правые и левые. Дуга правой калитки р поворачивается только в одну сторону, по часовой стрелке (при виде сверху). Дуга левой калитки - против. При попытке пройти в обратном направлении дуга представляет собой преграду.

Автоматические ворота и шлагбаумы

Автоматические ворота - это не только надежное средство защиты дома, но и незаменимый элемент вашего комфорта. Неоспоримым преимуществом откатных, сдвижных или секционных ворот является то, что они открываются автоматически, то есть при нажатии кнопки пульта. Это облегчает ежедневный ритуал въезда-выезда в гараж и на территорию участка. Летом оценить это преимущество сложнее, но когда погода оставляет желать лучшего - льет дождь или на улице сильная метель, а вам не надо вылезать из теплого салона автомобиля, чтобы долго возиться с воротами - вот тогда вы сможете по-настоящему оценить, что автоматические ворота - это гораздо больше, чем просто дань моде.

Шлагбаум используется в тех местах, где необходимо ограничить поток и доступ автомобилей, а использование ворот является нецелесообразным. Шлагбаумы устанавливают для автоматизации въезда-выезда в крупных жилищных комплексах, автоматические шлагбаумы часто можно встретить на автостоянках и паркингах, в гаражах, на железнодорожных переездах и на любых других объектах, где требуется контроль движения автотранспорта (рис 10).

Конструкция шлагбаума: автоматический шлагбаум состоит из четырех основных элементов: корпуса с силовым механизмом, блока управления, стрелы и подставки для стрелы. Стрелы для шлагбаумов производятся из алюминия, на них крепятся защитные резиновые накладки, а также могут быть прикреплены дополнительные лампы освещения и сигнализация. Подставка для стрелы может быть установлена рядом со шлагбаумом или может перемещаться вместе со стрелой.Модельный ряд автоматических шлагбаумов варьируется в зависимости от условий в которых будет работать шлагбаум: от ширины проезда, интенсивности движения транспорта и необходимой скорости открытия шлагбаума (рис 10).

Биометрические системы распознавания - основаны на анализе индивидуальных биометрических признаков человека: отпечатков пальцев, тембра голоса, рисунка сетчатки глаза, формы кисти руки. Надо отметить, что биометрические системы распознавания, использующие для распознавания индивидуальные характеристики человека (в данном случае, отпечаток пальца), являются наиболее надежными и удобными системами. Такой «пропуск» поистине уникален - его нельзя забыть, потерять или передать другому. Он не изнашивается, его просто невозможно украсть.



Рис. 2.11.2 шлагбаумы и системы автоматического управления доступам

Биометрические системы распознавания

Например, устройства дактилоскопического доступа устанавливаются перед входом в охраняемое помещение. При установке системы регистрируется администратор, который в дальнейшем может регистрировать и удалять пользователей. Для идентификации и прохода в помещение достаточно нажать кнопку ввод, после чего включится сканер, и приложить зарегистрированный палец к стеклу сканера. В случае положительной идентификации электрозамок откроется, в противном случае система вернется в первоначальное положение. Вся процедура идентификации и входа в помещение занимает до 5-ти секунд.

И даже поврежденная поверхность пальца, менее чем на 30%, не повлияют на идентификацию. В случае серьезного повреждения надо просто зарегистрировать другой палец. Вероятность снятия и подделки отпечатка равна нулю, т.к. для этого необходима специальная технология, дорогостоящее оборудование и участие в процедуре самого хозяина пальца.

Еще лучший результат дает комбинирование идентификации по отпечатку пальца и проксимити - карте. Это обеспечивает 100% защиту от несанкционированного доступа.

Таким образом в данной части дипломного проекта мы рассмотрели различные виды СКД и попытались по немного рассказать о каждом из них. Как видно ,все выше изложенные СКД являются просто необходимыми для обеспечения безопасности, будь то офис, банк, гараж или жилой дом. Я попытался в полной мере предоставить информацию о наиболее нужных СКД с точки зрения доступа в подъезд или жилой дом. Из прочитанной мной информации и различных технических характеристик ,как мне кажется ,наиболее подходящий контроль доступа для двери является кодовый замок . Поэтому в следующем этапе дипломного проекта я попытаюсь в полной мере изложить достаточное количество информации для того , что бы полностью убедить вас о необходимости использования разработанного мной элемента СКД -- электронного кодового замка.

3. Выбор и обоснование элементной базы и материалов конструкции

3.1 Выбор и обоснование элементной базы

Критерием выбора радиоэлементов в любом РЭС является соответствие технологических и эксплуатационных характеристик РЭС заданным условиям работы и условиям эксплуатации.

Проведем сравнительную оценку заданных условий эксплуатации и допустимых эксплуатационных параметров радиоэлементов, используемых в данном изделии.

Из технических условий на РЭС и справочной литературы [8] имеем следующие данные об условиях эксплуатации применяемой элементной базы:

Основными критериями выбора типа конденсаторов являются:

- номинальная емкость и допустимые отклонения емкости;

- номинальное напряжение;

- тангенс угла потерь;

- сопротивление изоляции и ток утечки;

- температурный коэффициент емкости;

- Масса-габаритные параметры;

Конденсаторы по возможности следует выбирать с минимальными габаритами и массой.

В качестве задающего конденсатора (С9 220пФ 1%) следует выбрать тип К10-43, т.к. только этот тип имеет необходимый допуск на номинальное значение. Остальные конденсаторы типа К10-17 (керамические низковольтные). Электролитические конденсаторы типа К50-27, кроме С7 и С8 - К50-35.

Основными критериями выбора типа резисторов являются:

- номинальная мощность и предельное напряжение;

- номинальное сопротивление и допуск;

Таблица 4.1 - Основные электрические и габаритные параметры некоторых типов конденсаторов

Тип	Номинальное напряжение, В	Группа ТКЕ	Диапазон номинальных емкостей, * - пФ ^ - мкФ	Допуск, % (ряд промежу- точных емкостей)	Габаритные размеры
					диаметр (ширина)	длина	Высота
К10-17	25; 50 25; 40	П33 М47 Н50 Н90	2,2…10000* 2,2…12000* 680…2200000* 2200…220000*	5;10; 20 (Е24) +50/-20; (Е6)	1,5…12	1,3…8,6	1,8…5,5
К10-43	50	МП0	21,5…44200*	1; 2;5 (Е192)	4…16,5	2,9…12	2,4…6,5
К50-27	160 450	---	10…470 ^ 2,2…220 ^	-10/+30 (Е3)	9…34	34…92	---
К50-35	25	---	22…2200 ^	-20/+50 (Е3)	6…18	12…40	---

Таблица 4.2 - Основные климатические и надежностные параметры некоторых типов конденсаторов

Тип	Диапазон рабочих температур, оС	Предельная относительная влажность воздуха	Предельное атмосферное давление	Минимальная нараборка, ч.
К10-17	-60…+150	До 95% при 35оС	10-6…800мм р.ст.	10000
К10-43	-60…150	До 95% при 35оС	10-6…800мм р.ст.	10000
К50-27	-20…+75	До 95% при 40оС	1,3…2500ГПа	2000*
К50-35	-20…+75	До 95% при 40оС	1,5…2500ГПа	1500*

Примечание: * - при температуре 70 оС.

- температурный коэффициент сопротивления;

- различные функциональные характеристики;

- соответствие температурному режиму работы;

- ряд промежуточных значений;

- габаритные размеры;

Рассмотрим три пита постоянных резисторов (Табл. 4.3):

- С2-33Н;

- С2-10;

- МЛТ;

Таблица 4.3 - Основные параметры резисторов типа С2-33Н,С2-10,МЛТ

Тип	Ном. мощ-ность, Вт	Темпер. режим работы, 0С	Пред. отн. Влажность, %	Диапазон ном. сопротивлений	Допуск, % (ряд пром. знач.)	Габаритные размеры, мм
						ширина	длина
С2-33Н	0,125 0,25 0,5 1 2	-30…125	98 при 40оС	1ом …3Мом 1ом …5,1Мом 1ом …5,1Мом 1ом …10Мом 1ом …10Мом	1;2; 5; 10 ряд Е24; Е96	2,2 3 4,2 6,7 8,8	6 7 10,2 13 18,5
С2-10	0,125 0,25 0,5 1 2	-20…125	98% при 40С	10ом …9,88ком 1ом …9,88ком 1ом …9,88ком 1ом …9,88ком 1ом …9,88ком	0,1; 0,5; ряд Е192	2 3 4,2 6,6 8,6	6 7 10,8 13 18,5
МЛТ	0,125 0,25 0,5 1 2	-30…125	98% при 40С	8,2ом …3Мом 8,2ом …5,1Мом 1ом …5,1Мом 1ом …10Мом 1ом …10Мом	2;5; 10 ряд Е24; Е96	2,2 3 4,2 6,6 8,6	6 7 10,2 13 18,5

Из табл. 4.3 видно, что параметры резисторов практически одинаковы.

Резисторы выбираем типа С2-33Н, т.к. они имеют более широкий диапазон рабочих температур, в этом типе есть резисторы точные +/- 1% и общего назначения +/-10%, диапазон номинальных сопротивлений шире, чем у остальных типов резисторов.

Два резистора R2 (47Ком) и R24 (2,2Ком) - переменные. Основные требования, предъявляемые к ним следующие: соответствие номинальной мощности, диапазон номинальных сопротивлений, габаритные размеры.

Рассмотрим некоторые типы переменных резисторов (см. таблицу 4.4):

Таблица 4.4 - Основные параметры переменных резисторов типа СП5-16ВА, СП3-1, СП5-16ВВ

Тип	Ном. мощ-ность, Вт	Диапазон ном. сопротивлений	Допуск, % (ряд пром. знач.)	Габаритные размеры
				ширина, мм	длина, мм	высота, мм
СП5-16ВА	0,25 0,5 1	3,3ом …22Ком 3,3ом …33Ком 4,7ом …47Ком	5; 10 Е6;	11 13 16,5	11,5 11,5 11,5	---
СП3-1	0,25	470ом…1Мом	20; 30 Е6;	15,5	16,5	8,2
СП5-16ВВ	0,125 0,05	10ом …6,8Ком 47ом …47Ком	---	8 6	6 4,2	---

Выбираем резисторы типа СП5-16ВВ. Их главное преимущество: минимальные габаритные размеры и, следовательно масса.

Основными критериями выбора типа диодов являются:

- прямое предельное напряжение и ток;

- обратное предельное напряжение и ток;

Таблица 4.5 - Основные параметры диодов типа КД 209А, КД 247А, КД 522Б.

Тип	Iпр.ср.,А	Uобр.max.,В	Uпр.ср.,В	Iпр.ср.,А	Iобр.ср.,mA	Масса, г
КД 209А	0,7	400	1	0,7	0,1	0,5
КД 247А	0,3	200	1	0,4	0,05	0,5
КД 522Б	0,1	60	1,1	0,1	5	0,15

Данные диоды удовлетворяют требованиям прямого и обратного предельного напряжение и тока, обладают небольшой массой и габаритными размерами. Внешний вид диодов типа КД 209А, КД 247А, КД 522Б представлен на (рис 4.1) [9]:

Рис 4.1 Внешний вид диодов КД 209А, КД 522Б, КД 247А

Выбираем стабилитрон VD13 на 5,6В. Это КС 456А (рис 4.2), его основные параметры:

- Напряжение стабилизации - 5,6В;

- Максимальный (минимальный) ток стабилизации - 55(3) мА;

- Масса -- 1г.

- В качестве светодиода VD20 выбираем АЛ336К. Его основные параметры:

- Предельный ток - 10 мА;

- Предельное напряжение питания - 2В;

- Масса - 0,35г;



Рис 4.2 Внешний вид стабилитрона КС 456А

В ССД все транзисторы, кроме VT1 используются в режиме ключей, поэтому основными параметрами для выбора являются:

- Максимальная рассеиваемая мощность транзистора;

- Uкэ не менее 12В;

- Iк не менее 200мА;

- Uкэ нас не более 0,3В при Iкэ=50мА;

- Максимальная частота f не более 4МГц;

VT1 используется как в режиме ключа, так и в режиме усиления, поэтому кроме перечисленных параметров, для него важной характеристикой является коэффициент усиления. В качестве транзисторов выбираю КТ 6114А, КТ6115Б.

Таблица 4.6 - Основные параметры транзисторов типа КТ 6114А, КТ 6115Б, КП 505А

Тип		Uкбо(и),В	Uкэо(и), В	Iкmax(и), мА	Iкбо, мкА	Pкmax(т), Вт, при t=25оС	Масса, г
КТ 6115Б	p-n-p	40	25	1500	150	1	0,25
КТ 6114А	n-p-n	40	25	1500	150	1	0,25
КП 505А	p-n-p	300	300	1000	100	1	0,25

Таблица 4.7 - Основные климатические и надежностные характеристики транзисторов типа КТ 6114А, КТ 6115Б, КП 505А.

Тип	Диапазон рабочих температур, оС	Предельная относительная влажность воздуха	Предельное атмосферное давление	Минимальная нараборка, ч.
КТ 6115Б	-20…+125	До 98% при 35оС	10-6…800мм р.ст.	10000
КТ 6114А	-20…+125	До 98% при 35оС	10-6…800мм р.ст.	10000
КП 505А	-20…+125	До 98% при 35оС	10-6…800мм р.ст.	10000

Рис 4.3 Внешний вид корпуса транзисторов КТ 6114А, КТ 6115Б, КП 505А

Выбираемый микроконтроллер должен обладать минимум 16 цифровыми линиями ввода вывода и шестью аналоговыми. Также он должен довольно легко программироваться (по возможности без программатора).

С точки зрений программирования очень привлекательны микроконтроллеры, в которых реализована так называемая ISP-технология (In-System Programming -- внутрисхемное программирование). Для того чтобы загрузить в микроконтроллер новый программный код, его не нужно вынимать из платы: программирование производится внутрисхемно через специальные выводы. Более того, для некоторых модификаций не нужен даже программатор -- "прошивка" осуществляется через параллельный порт компьютера. Естественно, что наиболее приемлемое решение -- использование в системе именно такого микроконтроллера, который не требует дополнительных средств для прошивки.

Для реализации поставленной задачи выбран микроконтроллер PIC16F870-4/4IP.

Он имеет 8 Кбайт внутрисхемно программируемой флэш-памяти программ с ресурсом 1000 циклов перезаписи, 2 Кбайт встроенной EEPROM (электрически стираемой программируемой постоянной памяти), 256 байт ОЗУ, 16 линии ввода/вывода, три таймера, сторожевой таймер, аппаратно поддерживает SPI интерфейс. Тактовая частота -- 0...24 МГц (один машинный цикл выполняется за 12 тактов, следовательно, максимальная производительность -- два миллиона операций в секунду).

Выбор именно этого микроконтроллера обоснован следующим. Микроконтроллеры имеют обширный набор инструкций, что облегчает программирование на низком уровне (например, поддерживаются операции над отдельными битами). ISP-технология ускоряет отладку и облегчает разработку, аппаратная поддержка SPI интерфейса позволяет подключать флэш-память без дополнительного протокола. 2 Кбайт встроенной EEPROM можно использовать для хранения информации, сохранность которой должна быть обеспечена независимо от наличия внешнего питания. 16-х линий ввода/вывода вполне достаточно для реализации описываемой системы.

Сторожевой таймер гарантирует работоспособность системы при воздействии сильных электромагнитных помех, которые могут привести к зависанию контроллера. Сторожевой таймер представляет собой независимую подсистему в микроконтроллере, которая каждые N тактов проверяет состояние одного бита в статус-регистре микропроцессора. Если этот бит, установлен, происходит сбрасывание микроконтроллера в начальное состояние, а если сброшен, -- устанавливается в 1 и проверка прекращается. Соответственно выполняемая программа должная с периодичностью не более N тактов сбрасывать этот бит. Если этого не происходит, значит, работа микроконтроллера была нарушена внешней помехой и при следующем срабатываний сторожевого таймера микроконтроллер будет сброшен в начальное состояние.

Структурная схема микроконтроллера PIC16F870-4/IP приведена на рис.4.4 [10].

Проведем анализ приведенных характеристик ЭРЭ на предмет их соответствия заданным условиям работы изделия.

Рис 4.4 Структурная схема микроконтроллера PIC16F870-4/IP

Заданный температурный диапазон -10…+60С. Очевидно, что все элементы удовлетворяют данному требованию, т.к. их интервалы рабочих температур шире заданного. То же имеем и с диапазоном давлений и относительной влажностью воздуха - задано 80% влажность, а большинство элементов работают при влажности до 98%.

3.2 Выбор материалов конструкции

Выбор материалов конструкции производится согласно требованиям, изложенным в ТЗ. Материалы конструкции должны обладать следующими свойствами:

- иметь малую стоимость;

- легко обрабатываться;

- быть легкими;

- обладать достаточной прочностью и жесткостью;

- сохранять свои физико-химические свойства в процессе эксплуатации;

- удовлетворять требованиям технической эстетики;

Приступая к проектированию прибора, конструктор, прежде всего, должен выбрать материал деталей, определить параметры их изготовления и способы соединения, как сборочных единиц, так и в сборке прибора и его устройств. Выбор материала на начальной стадии проектирования характерен как для машиностроения, так и для приборостроения [11].

Техническая характеристика и работоспособность приборов во многом зависит от правильности выбора материалов для отдельных деталей. В приборостроении применяют обширную номенклатуру технических материалов. Специфика их работы состоит в том, что они испытывают разнообразные внешние воздействия: механическую нагрузку, электрические и магнитные поля, световые потоки, радиационное облучение и т.д. Часто эти факторы действуют одновременно, поэтому при выборе материалов для отдельных деталей приборов приходится учитывать до 20-30 характеристик разных свойств материалов.

При выборе материала для детали прибора необходимо предварительно сформулировать требования, к материалу исходя из конкретных условий работы данной детали, представить весь ее технологический цикл обработки и влияние этого цикла на характеристики собираемого материала [11]. Все применяемые в приборостроении материалы делят на металлические и неметаллические. Металлические в свою очередь, подразделяют на конструкционные сплавы общего назначения (черные и цветные металлы) и специальные сплавы с особыми физическими свойствами (магнитные материалы, сплавы с малым и заданным температурным коэффициентом расширения, сплавы с особыми упругими свойствами и т.д.). Неметаллическими могут быть материалы органического и неорганического происхождения. К первым относятся пластмассы и волокнистые изоляционные материалы, ко вторым стекла, слюда, керамика. Иногда классифицируют материалы по их применению: оптические, контактные, смазочные и т.д.

Покрытия в приборостроении помогают улучшить характеристики применяемых в приборостроении материалов. Детали с покрытиями лучше противостоят вредному действию коррозийно-агрессивных сред, атмосферы, изнашиванию, циклическим контактным нагрузкам и т.д.. Они имеют хорошие декоративные свойства. По выполняемым функциям покрытия подразделяют на защитные, защитно-декоративные, декоративные и специальные. По виду наносимого материала - на металлические, неметаллические, неорганические, неметаллические полимеры и лакокрасочные. Особое место среди покрытий занимает покрытие для защиты от коррозии.

ГОСТ 9.306-5 на покрытия металлические и неметаллические органические классифицирует покрытия по способу получения, функциональным и декоративным свойствам, а также способу дополнительной обработки покрытия. Покрытия классифицирую еще в зависимости от условий эксплуатации.

При выборе покрытий следует учитывать изменение размеров деталей, а так же изменение свойств материала детали в процессе нанесения покрытий и разность потенциалов между металлом покрытия и деталью, и между покрытиями сопрягаемых деталей.

Корпус должен обеспечивать требуемую жесткость и прочность при малой массе, поэтому в процессе его производства чаще всего применяют прокат толщиной до 2мм в виде листов, лент, гнутых профилей из сталей, алюминиевых, магниевых и титановых сплавов [11]. Рассмотрим марки некоторых типовых представителей номенклатуры материалов, применяемых в производстве корпусов.

Сталь 10 КП ГОСТ 1050-74 - низкоуглеродная, конструкционная, высокой пластичности; хорошо сваривается и деформируется в холодном состоянии. Применяется для изготовления статически умеренных нагруженных деталей и узлов, когда при их производстве необходимы значительные пластические деформации: гибка, высадка, холодная штамповка, обработка и др.

Наиболее высокопластичный из алюминиевых сплавов - альминиево-марганцовый АМц ГОСТ 4784-74, обладающий повышенной коррозийной стойкостью. Как и другие алюминиевые сплавы, он в три раза легче стали; для обеспечения мягкости и вязкости при штамповке и гибки применяется в отожженном состоянии; рекомендуется для изготовления деталей, когда необходима высокая пластичность и свариваемость.

Более прочный и более жесткий, чем АМц, сплав Д16 используется в виде плакированных листов (при изготовлении они покрываются с двух сторон тонкими листами мягкого коррозийно-стойкого алюминия). Из Д16 производятся несущие конструкции, постоянно не соприкасающиеся в морской водой, воспринимающие средний механические нагрузки и работающие при нормальных температурах.

Титан обладает высокой прочностью и жесткостью , сравнимой с твердостью стали, коррозийно стоек (последнее свойство выше чем у нержавеющей стали), почти в два раза легче стали. Однако в морской воде в контакте с медными сплавами и нержавеющей сталью подвержен электрохимической коррозии. Его теплопроводность в 4 раза ниже, чем у стали, электропроводность - в 30 раз слабее, чем у меди. Для штамповки применяют листы марки ВТ1-0 ОСТ1 90013-71, причем изготовление деталей несущей конструкции затрудняется из-за быстрого износа оборудования. Стоимость титана и его сплавов значительно выше стоимости стали. ВТ1-0 применяют для изготовления несущих конструкций, к которым предъявляют требования высокой прочности, коррозионной стойкости, а также производства элементов, работающих в условиях высоких температур до 573о…623оК.

Пресс-материал АГ-4 ГОСТ 20437-75 производится на основе модифицированной феноло-формальдегидной смолы и минерального наполнителя. В зависимости от последнего материал выпускается в виде спутанного волокна или ленты, покрытых смолой. АГ-4 имеет высокие механические и электрические свойства, мало зависящие от температуры и влажности; из него изготавливают детали РЭС, работающие при повышенной влажности и температуре, требующие высокой механической прочности и электроизоляции, элементов, эксплуатируемых в условиях тропического климата.

Основную роль в несущей конструкции ССД играет корпус, в связи с этим прочность конструкции будет зависеть от материала корпуса. Обычно ответственные детали несущих конструкций выполняют из сталей.

Для этих целей используется сталь углеродистая качественная конструкционная марок 05,08, 10, 15, 10, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 58, 60, с содержанием углерода от 0,06 до 0,65 %. Обозначение марки соответствует среднему содержанию углерода в сотых долях процента. По степени раскисления выпускается сталь спокойная (в обозначении не указывается) полуспокойная - пс марок 08пс, 10пс, 15пс, 20пс, и кипящая - кп марок 05кп, 10кп, 15кп, 20кп.

Поставляется горячекатаная и калиброванная - круглая, квадратная, шестигранная, в виде листов, полос, лент, проволоки и др.

По качеству отделки поверхности выпускается материал следующих групп:

- I - особо высокой отделки - холоднокатаный, поверхность без следов коррозии и цветов побежалости, Rа 0,8…1,6, на лицевой стороне дефекты не допускаются;

- II - высокой отделки - холоднокатаный, без следов коррозии, цвета побежалости не более 50 мм от края;

- III - повышенной отделки - холоднокатаный, поверхность без следов коррозии, допускаются цвета побежалости по всей поверхности;

- IV - обычной отделки - горячекатаный, поверхность травленая или не травленая, допустимы следы изгиба, общая рябизна, тонкий не отделившийся слой окалины;

При листовой штамповке предусмотрены стали: по способности вытяжки для глубокой - Г и нормальной - Н вытяжки, при требовании контроля штампуемости - ШТ.; по точности проката - лист нормальный - Б и повышенной - А точности; по плоскостности - особо высокой - ПО, высокой - ПВ, улучшенной - ПУ и нормальной - ПН точности. Исходя из вышеуказанного запишем сортамент и марку стали для изготовления корпуса:

Б-ПН-1,5 ГОСТ 19904-74

Лист 5-II - Г-10КП ГОСТ 16523-70 - лист холоднокатаный, нормальной точности (Б), нормальной плоскостности (ПН) толщина 1,5 мм из стали категории 5 по контролируемым свойствам, качество поверхности по группе II , для глубокой вытяжки (Г) марка стали 10КП, свойства и качество поверхности по ГОСТ 16523-70.