1

CURS 1

Sistemele de securizare sant reprezentate de echipamentele si componentele utilizate pentrudetecţie, avertizare şi alarmare si care servesc la asigurarea unui climat de siguranţă pentrudesfăşurarea activităţilor umane, pentru protejarea proprietăţii. Activitatea umană, viaţa sau proprietatea pot fi serios afectate de apariţia unor dezastre naturale,sau de acţiunea iresponsabilă, antisocială a factorului uman. În acest sens, au apărut şi şi-audezvoltat activitatea, firme specializate în conceperea, şi montarea de echipamente şi sisteme ceutilizează tehnici sofisticate de securitate ce au ca obiect protejarea oamenilor şi a bunuriloracestora. Sistemele de securizare se regăsesc în practică sub forma echipamentelor de detecţie,avertizare , alarmare si supraveghere a zonelor aeroportuare, a traficului, a zonelor aglomerate ,pentru instituţii financiar-bancare, pentru transportul banilor şi valorilor, de protecţie prevenire sialarmare a populatiei civile contra dezastrelor naturale, de personalizare si a accesului, deprevenire a crimelor şi infracţiunilor. O categorie aparte de echipamente şi sisteme de protecţie sunt cele care au ca obiect acţiunea desupraveghere a calităţii mediului şi de prevenire a poluării acestuia.

SC HEM A BLO C A U N UI SI ST EM DE SE CU R I ZARE

E le me n te l e c omp o ne n te a l ea c e s t u i s i s t e m s un t :

B E -Bl oc Ene r ge t i cE N - E ne r g i eR T -Re c e p t o r r a d io c o ma n dăBC -B loc Co ma n dăB A -Bl oc deA ve r t i za re / Ala rma reR E -Ra d i o Em i ţă t o rM O D -M ode mU C -U ni t a t e de Co n t ro lS i - Se n zo r iLi - l i n i i de l e gă tu răP- Pe r ime t r u l P ro t e j a t

Funcţionarea întregului sistem se desfăşoară în jurul unităţii de control U.C. Această unitaterealizată în general cu circuite integrate specializate pe o structură hard cu microprocesor saumicrocontroler, este de fapt un microcalculator specializat ce guvernează funcţionarea întreguluisistem. Astfel, U.C. gestionează informaţiile primite de la senzorii Si şi decizionează în bazasoftului instalat, dacă în perimetrul protejat P s-a produs un eveniment şi dacă este cazul să iniţiezeprocedura de alarmare. Alarmarea se realizează prin blocul de alarmare locală BA, optic O şiacustic A şi ∕ sau prin intermediul modemului MOD către un post telefonic fix sau prin intermediulradioemiţătorului RE, către un telefon mobil sau către reţeaua internet.

2

Accesarea unităţii de control UC, activarea sau dezactivarea acesteia se poate realiza local prinintermediul blocului de comandă BC sau de la distanţă prin intermediul radioreceptorului detelecomandă RT. Întregul sistem primeşte energie electrică din reţea, prin intermediul unui bloc energetic BE.Acest bloc poate fii o sursă acumulatoare ce funcţionează temporar, în cazul alimentării cutensiune continuă, sau un bloc U.P.S. (Unintreruptibile Power Suply) în cazul în care esteobligatorie alimentarea cu 220V∕50Hz. Este posibil ca acest bloc energetic să primească energie dela panouri fotoelectrice, în cazul obiectivelor ce nu beneficiază de o reţea de alimentare cu energieelectrică. Legătura între elementele componente ale sistemului se realizează prin liniile de legătură Li. Acestea pot fi linii de legătură cu contact fizic (prin fire conducătoare) sau linii de legătură fărăcontact fizic (legătură optică, acustică, radio, etc.). Legăturile cu contact fizic se realizează cu fire sau cabluri conductoare electrice ascunse, şiprezintă avantajul că pot fi utilizate şi ca suport energetic pentru alimentarea circuitelor electronicede amplificare, adaptare, etc. ce echipează elementele senzoriale. Legăturile fără contact fizic,presupun existenţa unei alimentări separate a modulelor periferice (senzori, blocuri de avertizare ∕alarmare, radiomodemuri, etc.) realizată în general cu baterii alcaline, acumulatoare sau celulefotovoltaice (solare) prin acest tip de legături realizându-se numai conexiuni informaţionale.

LINII DE LEGATURA

Între diversele componente ale unui sistem de securizare se stabilesc legături (conexiuni) Li detip informaţional şi ∕ energetic. Principalele linii de legătură sunt realizate între unitatea de controlUC şi elementele senzoriale Si. Acestea din urmă, au rolul de a informa UC. asupra stării zonei în care sunt amplasate. Cum îngeneral Si sunt componente active, ele necesită o sursă de alimentare. Această sursă de alimentare (9 sau 12 Vcc) se poate realiza local, cu baterii alcaline sauacumulatori. Consumul unui echipament senzorial este extrem de mic, astfel că o baterie alcalinăde 9V(6F22) poate asigura o autonomie de 2 ani. În situaţia alimentării cu surse proprii, acesteechipamente sunt dotate cu circuite specializate care sesizează scăderea capacităţii bateriei .Dinmomentul sesizarii, echipamentul respectiv emite periodic ( la intervale de ordinul zecilor deminute) semnale sonore (bip) de atentionare pentru schimbarea bateriei. Chiar şi în această situaţie echipamentul este funcţional încă 3-4 săptămâni. Atunci când echipamentul nu este prevăzut a funcţiona cu sursă locală, se impune folosirea uneilegături prin fire conductoare, prin care se alimentează de blocul energetic B.E.. Deoarece seutilizează fire pentru alimentare, în asemeni situaţii se mai utilizează şi alte fire, pentru transmisiainformaţiei. Acest tip de legătură utilizează ca mediu de transmisie conductoarele de legătură, astfel căinformaţia nu poate fi accesată decât prin conectarea galvanică pe firele transmiţătoare deinformaţie. Din punct de vedere al accesului la informatia vehiculata, legatura galvanica este ceamai sigura deoarece de cele mai multe ori conductoarele sant ascunse fiind ingropate in pereti sauin sol contactul galvanic cu acestea neputandu-se realiza de la distanta ci numai prin prezenta petraseul lor.

3

Pentru ca reţeaua de cabluri să nu poată fi sabotată (tăiată sau scurtcircuitată) la capătul celordouă conductoare de alimentare se montează o rezistenţă de sarcină Rs care permite circulaţia unuicurent dinspre BE cu o valoare riguros stabilită. Anularea acestui curent (tăierea cablurilor) saucreşterea lui la valori foarte mari (scurtcircuitarea cablurilor) conduc la ideea că reţeaua de cabluria fost sabotată şi în acest caz se declanşează alarma. Deşi simplu acest tip de legătură prezintă mai multe dezavantaje:

- Costul cablurilor de legătură este ridicat, mai ales atunci când suprafaţa protejată P este mare, şideci lungimile legaturilor devin importante.

- Necesită o manoperă ridicată pentru mascarea şi îngroparea cablurilor.- Pozarea aparenta care se impune uneori deranjeaza din punct de vedere estetic

Întrucât în marea majoritate a aplicaţiilor informaţia furnizată de un senzor este binară (0 sau 1),corezpunzând in general cu starea contactelor releelor de ieşire ce echipează cu precădere senzoriisistemelor de alarmare, s-a pus problema minimizarii numarului cablurilor de legătură. Acestlucru a devenit posibil prin utilizarea unei singure perechi de conductoare, pe care se facealimentarea cu energie electrică şi se vehiculează şi informaţii. Informaţiile sunt legate în acest caz de codul de identificare al senzorului, cod ce însoţeşteinformaţia legată de un eveniment. Acest gen de legătură se numeşte legătură prin curenţi purtători. Principiul metodei este foarte simplu şi constă în injectarea unui curent de înaltă frecvenţă (ceconstitue flux informaţional), într-o linie de alimentare în curent continuu (ce constitue un fluxenergetic). Să presupunem că se pune problema transmiterii unei informaţii de la un senzor pecare-l vom numi emiţător Txi , către unitatea de control UC, pe care o vom numi receptor Rx. Atâtreceptorul cât şi emiţătorul sunt alimentate de la aceeaşi sursă de curent continuu BE. Sursa BE,poate fi un redresor stabilizat in cazul in care alimentarea se realizeaza din reteaua de curentalternativ, sau o sursa autonoma realizata cu acumulatoare fara intretinere cu Pb, NiCd,NiMh,LION, si celule fotovoltaice, sau turbine eoliene.

4

Se o bse r vă c ă pe l i n i a c om ună c i rc u l ă a t â t c u re n t c o n t in uu , c â t ş i c u re n tde î na l t ă f r e c ve n ţă p ro du s de T x i . Pe c i r c u i tu l de a l i me n ta re i n c u re n tc o n t i nu u a l e c h i pame n te l o r c one c t a t e l a l i n i a c om una , su n t p re vă z u te f i l t r ede t i p t r e c e j o s , r e a l i za t c u do uă ind uc t i v i t ă ţ i L ş i c on de n sa t o r u l C . Î n

c u re n t c on t inu u re z i s t e n ţ ai nd uc t i v i t ă ţ i l o r L e s t e ne g l i j a b i l ă .

D e D e a se me ne a , c onde nsa t o ru l C s t ăî nc ă rc a t l a t e ns i une a c o n t i nuă dea l i me n ta re Ua , r e a l i za nd o f i l t r a res up l ime n ta ra s i o de c u p la re .C u re n t u l p r od us de t e ns iu ne a deî na l t ă f r e c ve n ţă U h f , n u p oa t es t ră ba t e r e a c t a n ţ e l e i n duc t i ve L ,

e ve n t ua l a t e ns i une r e gă s i t ă du pă p a rc u r ge re a i nd uc t iv i t ă ţ i l o r L , f i i ndsc u r t c i rc u i t a t ă de c o n de nsa to ru l C .

C on s ide râ nd f o f r e c ve n ţa de t ă i e re , s ec o ns t a t ă c a pe n t ru f re c ve n ţe ma i m ic ide c â t f o a t e nua re a sc a de p ra c t i c l a 0 ,i a r pe n t r u f re c ve n ţe ma i ma r i de f o ,a t e nua re a să de v i nă ma x imă a m ,

o

mdB

a

aa log10)( .Pe n t ru u n ra p o r t 2

0

a

am, s e

o b ţ ine o a t e n ua re dBa dB 3)( .

Ca ra c t e r i s t i c a f i l t ru lu i t r e c e j o sî n p l a n u l a t e n ua r e - f re c ve n ţă

Î n c e p r i ve ş t e t e n s i une a de î na l t ă f r e c ve n ţă Uhf , a c e a s t a p ro duc e unc u re n t c e t r a ve rse a z ă c o nde nsa t oa re l e de de c u p la re Cx , t e ns i une a c on t in uăU a ne pu tâ nd u - l e t r a ve r sa . C on de n sa toa re l e C x , f o r me a ză de f a p t un f i l t rut r e c e s us .

5

Caracteristicile filtrului trece sus în planulatenuare-frecvenţă

Pentru ca acest sistem să funcţioneze cât mai corect este de dorit ca frecvenţa fo să fie cât maiînaltă. Transmisia de curenţi purtători se poate realiza şi pe reţeaua de curent alternativ de 50 Hz,deoarece tensiunea de înaltă frecvenţă Uhf, este caracterizată de frecvenţe de ordinul a 150-400KHz, putându-se separa foarte comod de cele două frecvenţe (50 Hz respectiv fHF). Se utilizeaza banda de frecvente cuprinsa intre 150Khz si 400Khz pentru a nu apare interferentecu transmisiile radio pe unde lungi (max.110Khz) si superior sub frecventa intermediara (455Khz),utilizata la radioreceptoarele superheterodina. Trebuie menţionat faptul că detecţia realizată de senzor, în această situaţie însemnează generareacu ajutorul unui oscilator intern a frecvenţei Uhf. Recunoaşterea de către unitatea de recepţie Rx, amesajului de înaltă frecvenţă transmis de senzor se face după demodularea (decodificarea) acestuiaîn cadrul receptorului. Prin codificarea semnalului de înaltă frecvenţă, se pot transmite informaţii seriale analogice (cumodulaţie MA sau MF) sau digitale. Avantajul acestei metode constă în aceea că utilizează o liniede legătură constantă cu doar două fire.

6

CURS 2

Datorită dezavantajelor pe care le prezintă legăturile cu contact fizic, cât şi din dorinţa asigurăriiunei posibilităţi comode de modificare a arhitecturii sistemelor de protecţie şi supraveghere, s-audezvoltat în ultima vreme tehnici sofisticate de transmisie a informaţiei fără fir sau altfel spus –fără contact fizic-wireless. Liniile de legatura fara contact fizic,se intalnesc sub forma legaturilor acustice, optice sauradio.Indiferent de tipul lor, mediul de transmisie erste atmosfera, calitatea unei legaturi faracontact fizic depinzand nu numai de performantele echipamentelor utilizate la emisie si la receptieci si de conditiile momentane de propagare prin atmosfera.

Transmisia acustică – se poate realiza în domeniul frecvenţelor audibile (15 Hz ÷ 15 000 Hz),sau în domeniul ultrasunetelor (16 KHz ÷ 60 KHz) şi constă în punerea în mişcare a aerului (careeste un mediu elastic) de undele sonore emise de emiţătorul acustic şi propagarea lor din aproapeîn aproape până la receptor. Viteza undelor sonore în aer este de 340 m/s, ea putând fii puternicinfluenţată de temperatură, umiditate etc. Distanţele pe care se pot realiza aceste transmisii pot atinge sute de m sau Km. Caracteristicaeste în general omnidirecţională.

Transmisia optică – se realizează în domenul vizibil sau invizibil (în general infraroşu), deci îndomeniul frecvenţelor 1 000 GHz ÷ 5 000 GHz). O radiaţie optică se propagă în linie dreaptărezultând de aici în general necesitatea ca emiţătorul şi receptorul „să se vadă”, deci să fie situatepe o axă de aliniament optic iar între ele să nu fie situate corpuri opace. Foarte utilizată în ultimavreme este transmisia laser ce se realizează şi în domeniul vizibil, distanţele la care se pot realizalegături în cazul unei atmosfere calme, atingând cîţiva Km.

Transmisia radio – este cea mai utilizată legătură din seria celor fără contact fizic. Avantajulconstă în distanţele la care se pot realiza legăturile. Frecvenţele utilizate în domeniul undelor radio, se întind de la 10 KHz până la aproape 10 GHz.Propagarea undeor radio este mai puţin perturbată de factorii atmosferici, distanţele la care se potrealiza legături radio , fiind în general influenţate de gradul de ionizare al atmosferei. Undele rediose propagă în toate direcţiile (omnidirecţional) dacă nu se folosesc antene speciale direcţionale.

Datorită reflexiilor din ionosferă, se potrealiza legături radio la nivelul Terei. În general, putem spune deci că realizareaunei legături fără contact fizic se poaterealiza printr-o radiaţie (în generalelectromagnetică) generată de un emiţător,radiaţie care se propagă prin mediulatmosferic până la receptor. În general oundă electromagnetică este o undătransversală care are două componente: ounda electrică, perpendiculară pe o undamagnetică, şi ambele perpendiculare pe

direcţia de propagare. Cele două componente au o variaţie sinusoidala cu valoarea instantanee: unde:

y = Ymaxsin(ωt+φ) φ- este faza initiala Ymax – este amplitudinea maxima

ω=2Пf f=1/T este frecventa [hz]

T-este perioada [ s ]

7

Pentru realizarea unor legături la distanţe mari se pune problema ca unda electromagnetică săaibă o frecvenţă suficient de ridicată. Majoritatea fenomenelor tehnice, se desfăşoară cu frecvenţe mici. Se impune deci transmisiaunor semnale de frecvenţe mici (variaţii lente) pe suporturi (semnale purtătoare) caracterizate defrecvenţe mari. Prin semnal, înţelegem în general evoluţia în timp a unuia sau mai multorparametri ai unei mărimi fizice. Evoluţia în timp a unui semnal se numeşte formă de undă.Semnalele pot fii continue sau analogice şi discrete sau numerice.

În general, pentru transmisia fără legătură fizică, (cum este cazul transmisiei radio), se utilizeazăca suport un semnal purtător cu variaţie în timp sinusoidală modulat cu semnalul de frecvenţăjoasă, purtătorul informaţiei. Prin modulare, se înţelege modificarea unui parametru al unui semnal(denumit semnal purtător) în concoordanţă cu evoluţia unui alt semnal (numit semnal modulator)de frecvenţă mai mică şi care reprezintă mesajul sau informaţia utilă. Modularea se poate realiza înamplitudine (MA) în frecvenţă (MF) durată, fază, etc. Pot fii modulate atât semnale continue cât şicele discrete. Procesul de modulare se desfăşoară la emiţător iar pentru extragerea mesajului sau a informaţieiutile la receptor se face operaţia de demodulare (sau detecţie).

Modulaţia de amplitudine MA.

În acest caz, semnalul modulator m(t) (mesajul), modifică amplitudinea semnalului purtător p(t),între emiţător şi receptor transmiţându-se semnalul sA(t) care are aceiaşi frecvenţă cu a purtătoarei.

Modulaţia de frecvenţă MF. În acest caz, semnalul modulator m(t), modifică frecvenţa semnalului purtător p(t), între emiţător şireceptor, transmiţându-se semnalul sf(t), care are amplitudinea constantă.

8

Un caz particular al transmisiei cu modulaţie de frecvenţă MF, ete transmisia realizată demodemurile (modulatoarele) folosite în tehnica de calcul. În acest caz, transmisia este digitală detip serial. În tehnica de calcul un cuvânt este format dintrun număr de biţi (0 sau 1), numărul lordeterminând lungimea cuvântului. Transmiterea unui astfel de cuvânt, se realizează serial, modulatorul calat pe frecvenţa fo,generând fo + ∆t pentru 1 logic, respectiv fo - ∆f pentru 0 logic. În general frecvenţa fo este deordinul Kilo-hertzilor, fiind însă dependentă de viteza sau rata de transmisie.

Cunoscând viteza (rata) transmisiei [N cuvinte/sec], lungimea cuvântului [n biţi), rezultă că duratatransmisiei unui bit este tb=

nN 1 [s] şi de aici perioada minimă şi implicit se poate determina

frecvenţa purtătoarei fo. Transmisia serială a unor cuvine binare, prin generarea a două frecvenţe (fo + ∆f), respectiv (fo -∆f), suprapuse peste o frecvenţă purtătoare, nu permite totdeauna o uşoară secretizare saupersonalizare a informaţiei. În acest sens se utilizează circuite specializate pentru codarea saucodificarea informaţiei, numite encodoare şi circuite specializate de decodificare sau decodarenumite decodoare. Evident un circuit de tip encoder se utilizează la emiţător, iar la receptor se

9

utilizează un decoder. Există o gamă largă de asemenea circuite specializate necesare codării saudecodării personalizate a unui cuvânt binar ce este transmis serial.

Sunt de remarcat în acest sens circuitele MC145026, MC145027, MC145028, SC 41343, SC41344 ale firmei MOTOROLA, sau TCM 5089, TEA 5500, MM 35200, UM 3750, etc.

Un reprezentant tipic al acestei game, este UM 3750 care este un encoder / decoder realizat întehnologie CMOS/LSI. Acest circuit conţine un oscilator intern ce poate oscila pe o frecvenţătipică fo de 100 KHz, dar a cărei valoare poate fi modificată în limitele ±15% cu ajutorul grupuluiRC conectat la pinul 13.

Acest circuit poate funcţiona ca encoder (Mode select=1) furnizând impulsuri modulate îndurată cu frecvenţa fo pe pinul 17 Tx/Rx o{ut, forma impulsurilor fiind determinată de„personalizarea” realizată pe intrările A1 ... A12..În funcţie de configurarea acestor intrări (0 sau 1)se pot realiza 4096 coduri diferite. Pentru a funcţiona ca decoder (Mode select=0), circuitulprimeşte informaţia serială pe pinul 16. Dacă grupul RC are aceiaşi valori ca ale circuitului identicutilizat ca encoder (deci aceiaşi frecvenţă de rezonanţă fo) şi dacă există o aceiaşi configurare acelor 12 biţi de „personalizare” cu cei ai encoderului şi dacă sunt recepţionate 4 cuvinte succesiveidentice (nici un bit eronat), atunci ieşirea 17 Tx/Rx out basculează în 1 logic şi rămâne în aceastăstare până la încetarea emisiei. Circuitele MC145027, sau MC145028 utilizează pentru cei 9 biţiai cuvântului de programare cele 3 stări logice (0,1 şi impedanţă mare) (tree state), rezultând 19683de combinaţii posibile. Ultimele tipuri de circuite realizate pentru personalizare sunt cele de tip „cod săritor” ce constaudin cipuri ce au inscripţionate un număr foarte mare de coduri. La fiecare emisie, este transmis un cod nou, care este recunoscut de decodorul ce de fapt este totun cip specializat în jurul unei memorii ce conţine toate codurile inscripţionate în „encoderul” cucod săritor.

10

Concluzionând, putem considera că liniile de legătură, sau altfel spus modalitatea de transmiterea informaţiei între senzorii Si amplasaţi în suprafaţa mărginită de perimetrul protejat şi unitatea decontrol Uc se poate face:

a.1-prin mai multe perechi de conductoare (fire)

a)-cu contact fizic: a.2-printr-o pereche de fire

(prin pereţii purtători)

Linii de legătura

-în domeniul vizibil b.1-optic: -în infraroşu

-laser

-în domeniul audibil b)-fără contact b.2-acustic fizic - cu ultrasunete

- radioTrebuie mentionat faptul ca cea mai sigura legatura este cea cu contact fizic, sabotarea acesteiaimplicand cunoasterea traseului si cnectarea fizica pe circuit Legăturile fără contact fizic, utilizează atmosfera terestră ca mediu prin care se realizează,rezultând de aici ideea că sunt uşor supuse posibilităţilor de identificare, analiză şi în finalsabotare. Desigur sofisticarea mijloacelor de criptare, personalizare au condus la dezvoltareatehnicilor de depistare, interceptare (prin tehnici de scanare) şi prin apariţia softurilor specializatede decriptare. Din aceste motive nu se poate spune că există un sistem de protecţie sausupraveghere inviolabil. Este necastfel încât sabotarea să devină dacă nu imposibilă, oricum foartedificilă.

11

CURS 3

Se vor prezenta în continuare exemple concrete de realizare a unei linii de legătură.-Legături cu contact fizic:

Acest tip de legătură, se realizează cu conductoare electrice între unitatea de control UC şisenzorii Si. Trebuie remarcat faptul că ieşirea la aceşti senzori nu este continuă (analogică), ciprezintă o caracteristică de tip releu, adică un contact aflat în stare de supraveghere (stand by)închis sau deschis, şi care la apariţia unui eveniment, basculează în stare opusă închis sau deschis.Pe lângă conexiunile pe care le implică cunoaşterea stării ieşirii, în general mai sunt necesarecircuite de alimentare pentru fiecare senzor.

În cazul a, fiecare senzor este legat cu minim două conductoare cu UC. Este recomandabil ca înstarea de veghe (stand by) ieşirile senzorilor să nu se afle într-o aceiaşi stare (normal închis saunormal deschis), pentru a nu se putea identifica în scopul sabotării un algoritm de funcţionare.

Acest tip de legătură, pemite identificarea senzorului şi deci a zonei în care s-a produs uneveniment. De asemeni informaţia vehiculată este greu de cunoscut fiind necesar accesul laconductoare. Prezintă dezavantajul celui mai mare număr de conductoare necesar.

În cazul b, linia de legătură este formată din două conductoare, la capătul opus UC existândconectată o rezistenţă de sarcină Rs. În acest fel prin circuit se stabileşte un curent de control Ic,monitorizat de UC. Starea de veghe pentru senzorii Si este caracterizată de contacte normaldeschise. La apariţia unui eveniment, are loc închiderea unui contact şi deci scurtcircuitarea liniei,curentul Ic crescând la valoarea de scurtcircuit.

Dispariţia curentului Ic, conduce la concluzia că linia a fost sabotată prin tăiere. Şi în acest cazUC trebuie să declanşeze procedura de alarmare. În cazul c, starea de veghe este caracterizată de contactele normal închise ale senzorilor Si. Prinînserierea lor se obţine un circuit închis în stare de veghe. Deschiderea circuitului conduce evidentla concluzia că s-a produs un eveniment. Sabotarea liniei, indiferent în ce zonă se poate realiza prinscurtcircuitarea acesteia cât mai aproape de UC, făcând astfel sistemul inoperant. Variantele b şi c, utilizează un număr redus de conductoare faţă de a, dar nu permite cunoaştereazonei unde s-a produs evenimentul. Acest tip de legături se utilizează la senzorii cu contact magnetic (Reed) utilizaţi pentru protecţiala intruziune şi care se monteză pe tocurile uşilor sau ferestrelor.

12

Un exemplu de legătură ce minimizează numărul cablurilor de conexiune, este legătura realizatăprin curenţi purtători , prezentată în continuare. Metoda în sine, presupune existenţa unei reţele dealimentare monofazică de 220 Vca ce se întinde în interiorul şi exteriorul unui obiectiv ce trebuieprotejat. Fiecare element senzorial Si va fii considerat în continuare ca un element ce activează unmicroemiţător Txi. Informaţia transmisă în cazul unui eveniment în zona unde este plantat senzorulSi (împreună cu emiţătorul Txi), va fi recepţionată de un receptor specializat Rx, amplasat lângăunitatea de control UC. Microemiţătorul Txi, este realizat cu un circuit integrat oscilator LM555, care oscileaza pefrecventa proprie f0 atunci cand prin intermediul contactului normal deschis al senzorului Si ,rezistenta R11 eate conectata la +5V

Microemitatorul Txi Perioada de oscilaţie To, depinde de elementele de circuit R11,R12, C8 prinrelaţiaTo =0,7(R11+2R15)C8=0,7 93 10221047 =1,03mS

f0=0

1

T=

31003,1

1

=969Hz˜1000Hz

Frecvenţa f0, modulează în durată generatorul de curenţi purtători format cu 4 porţi NAND, alecircuitului SN7406. Porţile I şi II, realizează un circuit monostabil cu durata stării instabile de150μs, iar porţile III şi IV, un circuit basculant astabil, care în funcţie de valorile lui R18 şi C12,oscilează pe frecvenţa de 100 KHz. Tranzistorul BC107, alimentat prin R20 de tensiuneanestabilizată de 12v obţinută după redresarea tensiunii din secundarul transformatorului Tr cuajutorul redresorului R, realizează o amplificare a impulsurilor obţinute de la poarta III, pe care leinjectează în reţeaua 220V/50Hz prin intermediul condensatoarelor C13 şi C14. Acestecondensatoare cu dielectric stiroflex sau policarbonat trebuie să fie de bună calitate şi să reziste lacel puţin 600Vca. (Ele realizează separarea galvanică şi izolarea microemiţătorului Txi de reţea).

13

„Personalizarea” fiecărui senzor, sau microemiţător se realizează prin particularizarea perioadeiTo, adică prin modificarea lui R11, R15, C8, astfel că la recepţie după măsurarea lui To se poate ştiicare microemiţător a fost în emisie. Trebuie remarcat faptul că această identificare este posibilănumai atunci când este în emisie un singur microemiţător. Receptorul Rx realizat în cadrul acestei legături este realizat în continuare:

Semnalul de 100KHz, este extras din reţeaua de 220V/50Hz, prin intermediul condensatoarelorC1 şi C2, şi separat de componenta de 50Hz, prin intermediul filtrului trece sus de tip RC, realizatcu condensatoarele C3- C5 şi rezistenţele R1- R3. Semnalul astfel filtrat este aplicat pe baza

14

tranzistorului T1. Polarizarea acestui tranzistor este astfel aleasă, încât în absenţa semnalului, pecolectorul său se află un potenţial cuprins între 3 şi 5V. Emitorul este decuplat cu condensatorul C7pentru mărirea amplificării în ca. Tranzistorul T2 joacă rolul de etaj final, în absenţa semnalului, potenţialul pe colectorul său fiind0V. Cu ajutorul diodei D şi a condensatorului C8 se realizează eliminarea componentei purtătoarede 100KHz, realizându-se astfel demodularea. Semnalul furnizat la ieşire, este dreptunghiular cudurata de 150 μs şi perioada T0 dependentă de senzorul Si care a validat transmisia. Trebuie menţionat faptul că această legătură se poate realiza numai pe circuitul monofazatcorespunzătoare unei aceleiaşi faze. De asemenea transmisia nu poate depăşi contorul de energie,datorită bobinei de curent a acestuia, ce se comportă ca filtru trece jos. Legătura este funcţională încazul întreruperi tensiunii reţelei prin utilizarea unui U.P.S.

-Legături fără contact fizic:

-Legătura în infraroşu: Radiaţia în infraroşu trebuie înţeleasă ca o undă electromagnetică invizibilă ochiului uman şicaracterizată de o perioadă cuprinsă între 800nm şi 4-5μm. Această legătură se realizează cuajutorul unor emiţătoare de unde infraroşii (LED-uri cu spectrul în infraroşu) şi a unor receptoare(fotodiode) de unde infraroşii. Condiţia esenţială ca aceste elemente să se afle în legătură, este caputerea radiată Pr (pentru LED) şi sensibilitatea relativă S (pentru fotodiodă) să prezinte un maximla o aceiaşi lungime de undă.

Pentru realizarea legăturii, este necesar ca cele două componente LED-fotodiodă, să seafle pe aceiaşi linie (legătură optică directă), mediul să fie propice propagării luminii (să fietransparent). Pentru mărirea distanţei de legătură, la ora actuală se utilizează LED-urisupraintens alimentate în impulsuri cu vârfuri de curent de ordinul amperilor, şi prevăzutecu sisteme optice de focalizare. Si in cazul acestei transmisii, senzorul Si activeazaemitatorul Txi ce aplica impulsuri de curent unui LED emitator in infrarosu. Emitatorul realizat in acest caz este realizat cu un circuit integrat encoder/decoderTEA5500, radiatia infrarosie fiind generata de dioda LED de tip CQY 89 A. Acest circuitintegrat permite obtinerea a 59047 combinatii posibile (coduri) prin configurarea intrarilorE1 – E10 , care pot lua valorile 0, sau 1.Configurarea circuitului ca encoder se realizeaza cupinii E1,E2 aflati in 1 lgic, iar ca decoder cu E1,E2 aflati in 0 logic . Pinul 2 al circuitului seconecteaza prin intermediul unui condensator Cosc la 1 logic, in acest fel circuitul oscilandpe o frecventa f0 . Contactul unui senzor Si in cazul unui eveniment, aplica nivel logic 0 peintrarea E6 (ca exemplu) realizand astfel uncuvant unic pentru Si . Trenul de iompulsurimodulate in durata cu configuratie specifica (generata de Si ) va fi aplicat diodei LED ,prinintermediul tranzistorului T1 de tip PNP cu rol de amplificator in curent. Radiatiaparticulara emisa la activarea senzorului Si va fi receptionata de fotodioda FD aflata lareceptie si conectata intre pinii 1, 16 ai circuitului specializat LS486 .Trebuie mentionat ca

15

Emitatorul Tx emite permanent serial, cuvinte de o anumita configuratie, pentru ca logicade comanda UC sa fie informata asupra corectei functionari (nu a fost obturata transmisia)

Modificarea configuratiei cuvantului transmis( prin alocarea intrarii E6 la 0 logic) esteinterpretata ca eveniment la senzorul Si . Incetarea oricarei transmisii este interpretata ca incercarede sabotare, declansinda-se alarmarea. Acesta situatie se poate datora si conditiilor atmosferice.

Receptor in infrarosu

16

CURS 4

LEGATURA LASER Fenomenul LASER – (de la iniţialele denumirii în limba engleză a fenomenului – LightAmplification by Stimulated Emision of Radiation) constă în emisia stimulată a unei radiaţii, îndomeniul vizibil, ultraviolet sau infraroşu. Se cunoaşte faptul că un electron aflat pe o orbită (nivelenergetic) este caracterizat de o anumită energie specifică caracteristică elementului respectiv.Pentru a trece de pe un nivel energetic fundamental, pe un nivel energetic superior, electronul vatrebui să primească o energie din exterior egală cu diferenţa dintre nivelurile energetice respective.Revenirea de pe un nivel energetic superior pe cel fundamental se realizează cu emisia unui fotonde energie care va avea o energie de asemenea egală cu diferenţa dintre cele două nivele deenergie. Această dezexcitare poate fi radiantă, procesul fiind denumit emisie spontană, sau poate fine-radiantă, această energie fiind transferată altui electron. Emisia unui foton prin revenireaelectronului la nivelul energetic fundamental poate fi stimulată de un foton care are aceiaşi energieegală cu diferenţa dintre cele două nivele. Fotonul stimulator nu pierde în acest fel energie, dar în urma acestui proces se vor obţine doifotoni identici. Rezultă un fenomen în avalanşă ce conduce la amplificarea numărului de fotoniemişi şi astfel la apariţia emisiei monocromatice (deoarece fotonii se obţin prin emisie stimulată,toţi au aceiaşi energie şi implicit aceiaşi lungime de undă, caracteristică mediului în care seproduce stimularea). Pentru realizarea laserelor semiconductoare, se folosesc de regulă cristale deGaAs şi GaAlAs dopate cu impurităţi acceptoare de Zn şi impurităţi donore de Te. Cel mai adesea semiconductoarele emit în infraroşu dar şi în domeniul vizibil. Fenomenul laserapare intr-o diodă semiconductoare LASER la un anumit curent (curent de iniţiere). Acest curentare valori ridicate, fiind foarte aproape de curentul maxim admis de diodă. Pentru a controlacurentul prin dioda LASER, este necesar să se cunoască momentul apariţiei efectului laser şimenţinerea acestuia. Acest lucru se realizează cu ajutorul unei fotodiode amplasate în aceiaşi capsulă, pe traseul optical radiaţiei LASER. Exemplu în acest sens este dioda LASER CQL800PHILIPS.

17

Deoarece efectul laser apare de la o anumită putere în sus este necesară disiparea căldurii cuajutorul unui radiator termic. Curentul prin diodă este reglat cu ajutorul tranzistorului BC640, larândul său comandat de ieşirea din amplificatorul operaţional din circuitul integrat LM358. Generatorul de curent astfel realizat, primeşte informaţia asupra emisiei diodei LASER, de lafotodioda (F). Strălucirea fascicolului LASER, este reglată cu ajutorul potenţiometrului P prinbucla de reglare realizată cu fotodioda F şi amplificatorul LM358. Condensatorul C2, introduce oconstantă de timp (o întârziere) pentru creşterea lentă a curentului prin dioda D, mai ales lapunerea în funcţiune a montajului. Radiaţia LASER produsă de CQL800 are lungimea de undă λ=680 nm, deci este vizibilă, deculoare roşie. Recepţia acestui spot luminos se realizează cu un echipament optic şi a unui elementfotosensibil (cu sensibilitate maximă la radiaţie cu λ=680nm) care de cele mai multe ori conţineetajul de amplificare integrat (seria SFH 5110-36). Decodarea şi prelucrarea semnalului captatdepinde de logica internă folosită, nu în puţine rânduri prelucrarea semnalului fiind realizată deUC. LEGATURA CU ULTRASUNETE Ultrasunetele sunt unde elastice corespunzând comprimării şi dilatării succesive a unui mediuelastic. Ele se propagă în spaţiu sub forma undelor longitudinale cu o frecvenţă mai mare de 20KHz. Se folosesc până la frecvenţa de 200 MHz. Viteza ultrasunetelor în aer este de 340 m/s fiindputernic dependentă de temperatură. Legătura se realizează utilizând un emiţător de ultrasunete şi respectiv un receptor, ambele

acordate pe aceiaşi frecvenţă. Cu precădere în domeniul echipamentelor de securizare se utilizează frecvenţa de 40 KHz.

Emiţătorul de ultrasunete Tx, este realizat cu un circuit integra TMS3835 pilotat cu un circuit decuarţ. Frecvenţa generată de 40 KHz este amplificată cu tranzistorul T, ce are ca sarcinătransformatorul AT. Acesta ridică tensiunea la valoarea necesară excitării transductoruluipiezoelectric 400ST. Apariţia unui eveniment concretizată prin închiderea contactului Si, permitealimentarea emiţătorului şi implicit radierea în spaţiul înconjurător al undelor ultrasonore cufrecvenţa de 40 KHz.

18

Receptorul Rx, utilizează un transductor piezoelectric de tip 400SR conectat la intrarea unuiamplificator realizat cu tranzistorele T1 şi T2. După detecţia realizată cu diodele D1, D2 şi filtrareacu C5, se obţine o tensiune continuă, ce prin intermediul potenţiometrului VR, este aplicatătranzistorului final ce are sarcină releul Rel. Legăturile în ultrasunete se realizează la distanţe relativ scurte (până în 20-30m), fiind uşorperturbate de armonici superioare ale sunetelor şi zgomotelor. Este de remarcat faptul că pot deranja animalele domestice, care le percep. LEGATURA RADIO Presupune utilizarea unor microemiţătoare amplasate în zona în care sunt plasaţi senzorii şi aunui radioreceptor în vecinătatea UC. Există la ora actuală o diversitate de microemiţătoaredestinate telecomenzilor, operând cu puteri de ordinul mW în benzi de radio frecvenţă operatespecial (433,92MHz, 418 MHz, 224,5 MHz, 27 MHz, etc). În teren deschis se pot realiza legăturipe distanţe de ordinul sutelor de metri, aceasta depinzând de configuraţia terenului, prezenţaobstacolelor şi nu în ultimul rând de o antenă degajată şi corect amplasată. O gamă reprezentativăsunt radioemiţătoarele de tip Tx-SAW/433S-Z şi radioreceptorul de tip AC-Rx, sauradioemiţătoarele şi radioreceptoarele din seria MIPOT. Un microemiţător MIPOT este realizat în tehnologie hibridă, pe o placă de alumină cudimensiunile de 38mm×38mm, şi este alcătuit dintr-un circuit oscilator bazat pe utilizarea unuirezonator cu unde de suprafaţă şi un circuit de formare a semnalului transmis. Posedă o ieşireacordată pe 50Ω ce permite conectarea unei antene exterioare cu care poate furniza aproape 10mWîn emisie. Tensiunea de alimentare poate fi cuprinsă între 11-13V, curentul absorbit în emisie fiindde aproximativ 3,5mA. Microemiţătorul din seria MIPOT, este acordat în banda de 433, 92MHz,special alocată telecomenzilor, viteza maximă a datelor serie, deci pentru modulaţie ON-OF nupoate depăşi 9,6 Kbps.

Microemiţătoarele MIPOT sunt oferite în variantele superreacţie sau superheterodină de înaltăsensibilitate şi selectivitate. Un microreceptor conţine:

-Un etaj de intrare ce asigură adaptarea pe 50 Ω a etajului de RF.-Un amplificator de RF format din două etaje ce asigură decuplajul între etajul de intrare şi mixer

realizat cu tranzistoare MOSFET dublă poartă.-Un oscilator cu unde de suprafaţă.

19

-Un comparator pe ieşire ce furnizează semnal compatibil TTL şi CMOS.

Modalitatea de realizare a unei legături radio, utilizând microemiţătoare/receptoare MIPOT.

În cazul acestei legături, se utilizează un microemiţător MIPOT, un microreceptor MIPOT şi 3circuite encoder/decoder UM3750. La emisie se utilizează un circuit codor UM3750, şi contactele S1 şi Si ale senzorilor, ce potconfigura două cuvinte distincte cu A1=0 şi A7=0. La recepţie se utilizează două decodoareUM3750, ce vor selecta cele două cuvinte (I cu A1=0 şi al II-lea cu A7=0) ce vor determinaanclanşarea releului Rel 1 (la închiderea lui S1) sau a lui Rel 2 (la închiderea lui Si). Legătura radio, are avantajul unei mobilităţi deosebite, arhitectura zonei protejate punându-semodifica permanent, prin modificarea amplasamentului senzorului Si şi al microreceptoruluiaferent. Consumul redus permite o funcţionare de durată cu baterii alcaline. Aceste microemiţătoare seutilizează la telecomenzile utilizate pentru activare/dezactivare. Deoarece puterea lor de emisie este extrem de mică, (sub 10 mW), este important ca laamplasarea unui senzor prevăzut cu microemiţător radio, să se verifice raza lui de acţiune, şi mai

20

ales capacitatea redusă de a realiza legături prin pereţi de beton armat, sau din zone ecranate. Înacest sens se utilizează sisteme de microemiţătoare duble ”TWIN WAY” cum este cel propus desistemul anti-efracţie DIAGRAL. Acest sistem constă în utilizarea a două emiţătoare ce folosesc două purtătoare diferite, îmbinândîn mod inteligent performanţele de propagare a unei purtătoare una de 27 MHz ce permite o maibună penetrare a pereţilor în general, şi una de 433,92MHz caracterizată de o bună directivitate şi obună reflexie din pereţi. Puterile de emisie reduse sunt adaptate din dorinţa ca informaţia codificată ce are loc întreemiţătoare şi receptor să nu se propage atât de departe încât să poată fii înregistrată, scanată şiprelucrată în vederea sabotării sistemului.

21

CURS 5

SENZORI

Sunt elemente componente ale oricărui sistem de securizare, rolul lor fiind acela de a pune înevidenţă apariţia unui eveniment detectabil din punct de vedere funcţional şi care se desfăşoară înzona de supraveghere a senzorului respectiv. În general un senzor în accepţiunea generală cuprindeun element sensibil sau traductor T, ce converteşte o mărime ne-electrică (lumină, temperatură,vibraţie, zgomote, etc.) specifică unui anume eveniment, într-o mărime electrică prelucrabilă, careeste în general amplificată de un amplificator electronic A şi adaptabilă printr-un circuit deadaptare CA, la linia de legătură cu UC.

Senzorul(sau elementul sensibil) poate fii:-pasiv;-activ (generator).

Această clasificae din punct de vedere energetic prezintă particularitatea că un acelaşi fenomenneelectric poate modifica, un parametru fizic al unei componente electrice pasive, sau poate generao tensiune electromotoare.SENZORI PASIVI

*Senzori rezistivi – fac parte din categoria traductoarlor parametrice, la care un fenomen electricnumit mărime de intrare, conduce la modificarea rezistenţei senzorului. Modificarea rezistenţei seproduce ca urmare a faptului că mărimea de intrare poate afecta una din mărimile de dependenţă arezistenţei:

R=ρS

l unde ρ– constantă de material– denumită rezistivitate;

l– lungimea elementului rezistiv; S– secţiunea elementului rezistiv. În general, majoritatea traductoarelor rezistive au la bază principiul modificării rezistivităţii ρ.

22

*Fotorezistenţele sunt acele rezistenţe a căror valoare se modifică sub acţiunea luminii. Evidentaceastă modificare are loc într-un anumit domeniu spectral. În general fotorezistenţele suntsensibile pentru radiaţii cu λ=1-10μm. La baza construcţiei unei fotorezistenţe stă un material semiconductor iar funcţionarea sebazează pe modificarea lăţimii stratului de valenţe cuprins între banda de conducţie şi banda deblocare. În construcţia fotorezistenţelor pentru domeniul vizibil (400 μm-700 μm) şi infraroşuapropiat (700μm-1400μm) se utilizează materiale din săruri (CdS, CdSe, CdTe) iar pentru cele celucrează în infaroşu depărtat (1,2-4μm) sulfuri şi selenuri pe bază de plumb (PbS, PbSe). În aceastăcategorie se află elementele senzoriale PIR-MELDER, caracteristice detectoarelor pirometricepasive de mişcare.

Dependenţa R=f(Φe) este aproximativ o dreaptă cu panta negativă. Se construiesc fotorezistenţecu puteri pe care le pot disipa de 50mW- 1W. Aceste fotorezistenţe echipează echipamentele ce funcţionează la diverse grade de iluminare, labariere optice, la detectoare de fum, la activarea unor stări pe timp de noapte, la activareailuminatului odată cu lăsarea întunericului, etc. *Magnetorezistenţele sunt acele rezistenţe a căror valoare se modifică sub acţiunea unui câmpmagnetic. Sunt confecţionate din semiconductoare de tip NiFeCo sau NiFeMo, rezistenţamodificându-se în raport de 2%-5% din valoarea în cavitate ecranată. Se construiesc pentruintensităţi ale câmpului magnetic cuprinse între ±1000A/m - ±20000A/m. Echipează echipamente pentru studiul calităţii. Echipează echipamente pentru studiul calităţiimediului.Trebuie menţionat că valoarea maximă acceptabilă pentru om este de 100μT.

Liniaritatea caracteristici este de aproximativ 3%. Sunt mult mai rapide decât senzorii Hall. *Termorezistenţele funcţionează pe baza modificării mişcării Browniene a atomilor sub acţiuneatemperaturii, deci a modificării rezistivităţii ρ a materialului. Legea de variaţie a rezistenţei cu temperatura este de forma: R=R0(1+ )......2

21n

nTTT

23

Unde: R0 – rezistenţa la temperatura de referinţă τ0

T – supratemperatura T=τA-τ0

ΤA – temperatura termorezistenţei.

Dependenţa R=f(τ) este aproximativ liniară deoarece ponderea termenilor cu n ≥ 2 esteneglijabilă. Cu suficienă aproximaţie R=R0(1+ )T . Termorezistenţele sunt confecţionate din metale pure pretioase. Pt sau din aliaje de NiCr.Materialul este sub formă de fir cu diametrul 25μm-250μm şi care este bobinat pe un suport izolantdin sticlă sau alumină.

Termorezistenţele sunt utilizate ca elemente traductoare sensibile la apariţia degajărilor de gaze.Principiul constă în încălzirea unui fir la o temperatură oarecare rodusă de un curent constant.Întrucât curentul este constant, rezultă că tensiunea măsurată la capetele firului este directproporţională cu rezistenţa acestuia. Prezenţa unui gaz combustibil (metan, oxigen), provoacă o oxidare puternică la suprafţa firului,creşterea temperaturii şi implicit a tensiunii la bornele sale. *Termistoarele sunt realizate din materiale semiconductoare, funcţionarea bazându-se pemodificarea lărgimii stratului de valenţă dintre benzile conductive şi blocarea suba cţiuneatemperaturii. Caracteristica statică a termistoarelor este puternic neliniară, putând ajunge în funcţiede tehnologie la caracteristici tip tigger. Termistoarele se întâlnesc cu caracteristici statice crescătoare (PTC – positive temperaturecoefficient) sau cu caracteristici statice descrescătoare (NTC – negativ temperature coefficient).Termistoarele cu caracteristică trigger sunt utilizate în sistemele de avertizare contra incendiilor.

*Senzori capacitivi funcţionează pe baza principiului de modificare a capacităţii unuicondensator plan.

24

În practică se utilizează diferite forme de condensatoare plane, rezultând expresii diferite alecapacităţii.

Senzorii ce utilizează traductoare capacitive, permit punerea în evidenţă a vibraţiilor, auumidităţii, fiind utilizaţi în special la echipamentele privind monitorizarea calităţii mediului, laaccelerometrele utilizate pentu detectarea mişcărilor seismice, a zgomotelor, la senzorii pentruîmprejmuiri etc.

SENZORI ACTIVI (GENERATORI)Sunt caracterizaţi de apariţia unei tensiuni electromotoare, la acţiunea mărimii de intrare.

*Senzorul piezoelectric (piezoceramic) – are la bază efectul piezoelectric ce constă în apariţiaunei polarizări pe feţele unui cristal semiconductor, sub acţiunea unui efort mecanic. Fenomenuleste reversibil. Sunt confecţionaţi din cuarţ sau titanat de bariu, sau Seignette.

25

Acest tip de senzor este foarte utilizat în echipamentele securizare, la echipamentele de sesizareaudio la sesizarea şocurilor, la producerea şi recepţionarea ultrasunetelor, la construcţia senzorilorde geam spart, la sistemele de alarmare, la detectarea presiunilor, etc. *Senzorul inductiv: Se bazează pe legea inducţiei electromagnetice.

Într-o spiră (conductor) de lungime l ce se deplasează cu viteza v pe o direcţie perpendiculară peliniile de câmp magnetic de inducţie B, se induce o tensiune electromotoare e.

e = B vl Fenomenul este reversibil în sensul că aplicând o tansiune unei spire aflate în câmp magnetic deinducţie B, rezultă prin spiră un curent I şi implicit apariţia unei forţe ce se exercită asupra spirei. f = iK i - unde este fluxul ce traversează planul spirei.

Legea inducţiei electromagnetice, stă la baza funcţionării sistemelor electromecanice sau amicrofoanelor dinamice inteligente pentru măsurarea (punerea în evidenţă) a zgomotelor, laconstrucţia geofoanelor utilizate în sistemele de supraveghere seismică, etc. *Senzorul Hall se bazează pe efectul Hall descoperit în 1879 de Hall şi care constă înapariţia unei tensiuni electromotoare pe feţele opuse ale unui cristal parcurs de un curentelectric şi aflat într-un câmp magnetic.

EHall=EH(B)+ EH(F)+ EH(F)+ EH(T)

Tensiunea Hall furnizată, depinde de inducţie (B), de curentul (I), de forţa (F) şi detemperatură (T). Se folosesc la construcţia senzorilor de proximitate, de deplasare, la detectareacâmpului magnetic. *Senzori piroelectrici transformă energia termică în energie electrică. Se utilizează ladetectarea mişcării.

PE = Tp

unde: p - coeficient piroelectric de material

- constantă de dielectricT - supratemperatura

26

T = amb-0

- amb- temperatura ambiantă- 0-temperatura iniţială

Funcţionarea multor senzori de tip piroelectric, se bazează pe efectul Seebek-Peltier ce constă înapariţia unei tensiuni electromotoare între două metale diferite şi a căror joncţiune (sudură) se aflăla temperaturi diferite. Fenomenul este reversibil, astfel că dacă în locul voltmetrului V se aplică odiferenţă de potenţial, prin cele două conductoare va circula un curent ce va conduce la răcireaunei suduri şi la răcirea celeilalte. Tensiunea Seebek indusă atunci când cele două suduri sânt supuse unei diferenţe de temperatură

T , este foarte redusă ca valoare (de ordinul μv/°C). E = aSK T unde aSK este coeficient de material, coeficient Seebek.

Efectul Seebek-Peltier, caracterizează şi anumitetipuri de semiconductoare cu un coeficient SeebekaSK mai mare şi cu randamente de conversie depână la 10%. La ora actuală se realizează baterii termoelectriceformate din mai multe elemente semiconductoareînseriate. *Senzori fotoelectrici se bazează pe efectulfotovoltaic descoperit de Becquerel în anul 1839, şi

constă în apariţia unei tensiuni electromotoare sub acţiunea luminii. Fenomenul este cu atât maievident la semiconductoare. O celulă fotovoltaică semiconductoare din siliciu, se compune dintr-o plăcuţă de siliciu de tip npe care prin depunere de impurităţi acceptoare se obţine o secţiune p şi astfel o joncţiune pn. Celedouă feţe ale plăcuţei pot fi conectate într-un circuit electric, prin intermediul unor electrozitransparenţi.

Sub acţiunea lumini (formată din fotoni) electronii din atomii stricturi cristaline ies din starea încare se aflau iniţial şi se deplasează liber în reţea. Sub acţiunea acestei energii de activare ceconduce la deplasarea liberă a electronilor în reţea, va creşte conductibilitatea electrică asemiconductorului şi astfel polarizarea joncţiunii. Desigur fenomenul este mult mai complex.Fenomenul fotoelectric apare numai de la o anumită energie a fotonilor, aceasta depinzând degradul de iluminare a fotonilor şi de lungimea de undă a radiaţiei respective. Prin înserierea decelule fotovoltaice se obţin surse autonome de alimentare. Funcţionând tampon cu bateriiacumulatoare, în timpul zilei se asigură alimentarea şi încărcarea acumulatorilor, asigurându-seastfel autonomia în alimentarea pe 24 h a echipamentelor autonome amplasate în diferite zone desupraveghere sau protecţie. Randamentul acestor „baterii solare”, nu depăşeşte însă 10%, iar preţullor actualmente este extrem de ridicat.

27

ALTE TIPURI DE SENZORI

Senzorii prezentaţi anterior, reprezinta numai o parte din mijloacele utilizate pentru detectarea unorevenimente ce s-ar produce intr-o zona securizata. Combinând diverse componente senzoriale, cutehnica de calcul accesibila cu ajutorul microprocesoarelor, sau a unor microcontrolere,s-auimaginat diverse tehnici sofisticate de detectie si alarmare.*Sistem senzorial pt. detectie de geam spart contine un microfon piezoceramic (electret) directivce se monteaza in interior şi care este orientat catre fereastra ce trebuie supravegheată . Semnalulcaptat de microfon este analizat din punct de vedere spectral cu ajutorul unui microprocesor aflatin componenţa sistemului şi este comparat cu răspunsul spectral corespunzător unei spargeri degeam, stocat în memoria microporocesorului. Acesta va analiza relativa identitate a răspunsurilorspectrale şi va decide activarea alarmei.*Senzori audio au in componenţă un microfon piezoceramic (electret) ce înregistrează zgomotulambiental dintr-o zonă (în general la interior) securizată.Dupa amplificare si filtrarecorespunzătoare, semnalul audio este prelucrat, înregistrat. Pentru a fi utilizat în tehnica desupraveghere, este necesar ca zgomotul tipic unei intruziuni, incendiu, inundaţie etc. să poată fiidentificat cu alte zgomote înregistrate în prealabil . Este evident că senzorii audio pot fi utilizaţinumai acolo unde raportul semnal zgomot are o valoare favorabilă. Este de remarcat faptul căzgomote de intensitate foarte mare cu o apariţie aleatoare pot genera alarme false. O categorieaparte o constituie senzorii audio de ultrasunete ce sânt sensibili la spectrul de frecvenţecorespunzator frecării între două corpuri confecţionate din plastic dur, sticlă sau metal.Senzoriiaudio se utilizeaza in general împreuna cu sistemele de supraveghere video*In cadrul sistemelor de securizare, se mai utilizează: * Contacte electrice normal închise sau normal deschise, ce îşi modifică starea la acţiuneaunei deplasări, la înclinare, la acţiunea temperaturii (contacte basculante sau termocontacte tipKlixon), la acţiunea câmpului magnetic (Reed) sau la acţiunea presiunii – presostate, etc. * Fototranzistoare – curentul prin joncţiunea E-C creşte odată cu iluminarea. Sunt mult maisensibile ca fotorezistenţele. * Fotodiode – curentul invers prin joncţiunea P-N, se modifică sub acţiunea luminii. Suntmult mai rapide ca fotorezistenţele

28

CURS 6

Detectarea mişcării util izând ultrasuneteUltrasunete Caracteristici generale

Ultrasunetele sânt oscilaţii ale unui mediu elastic ce se produc cu frecvente mai mari de 18 – 20Khz ce reprezintă limita superioară a sunetelor audibile. Ca si undele electromagnetice,ultrasunetele se reflectă şi refractă la suprafaţa de separare a două medii. Datorită lungimii de undămici în comparaţie cu sunetele, ultrasunetele se propagă unidirecţional sub formă de fascicul ca şilumina. Se observă din caracteristica de directivitate a unui senzor ultrasonic, faptul ca intensitatea

oscilaţiilor scade odată cudepărtarea de sursageneratoare de oscilaţii, caurmare a fenomenului deabsorbţie.Datorită absorbţieiultrasunetelor în aer,acestea nu pot fi utilizatepentru distanţe mai mari deordinul sutelor de metri.Intensitatea ultrasunetelorscade odată cu distanta dela sursa generatoare dupălegea

i=I0 e-kd Unde I0 este

intensitatea ultrasunetuluila sursă.d-este distanta de la sursageneratoare

k-este un coeficient ce depinde decaracteristicile mediului cum ar fi densitatea,vâscozitatea şi în mod deosebit temperatura.Atunci când ultrasunetele se utilizează pentru

măsurarea distanţelor, sau în cadrul servosistemelor pentru focalizarea continua utilizata lacamcordere, se realizează corecţia vitezei(340 m/s in aer, 1430 m/s în apa la 200C) cu temperatura.

Ultrasunetele pot fi produse inbaza efectului piezoelectric saumagnetostrictiv. Efectul Piezoelectric a fostdescoperit in anul 1880 de cătrePiere şi Jacques Curie şi constaîn apariţia polarizării electrice

29

la suprafaţa unui cristal atunci când asupra lui se exercita o presiune mecanica - acesta fiind efectulpiezoelectric direct – sau la contracţia şi dilatarea acestuia în urma aplicării unui câmp electric pesuprafaţa sa- efect piezoelectric invers.Cristalele ce prezintă efect piezoelectric, sunt: titanatu de bariu, zirconatul de plumb si cuarţul.Efectul magnetostrictiv a fost descoperit de James Prescott, Joule in anul 1847 şi consta înmodificarea dimensiunilor unor materiale feromagnetice atunci când sunt supuse unui fluxmagnetic variabil. Variaţia volumului acestor materiale, aflate in câmp magnetic variabil, vorproduce unde acustice. Materiale ce prezintă asemenea proprietăţi sânt feritele şi aliajele fierului cu pământuri rare de

exemplu: Niobiu( Nb) sau Telurul(Te) In cadrul echipamentelor de securitate,generarea ultrasunetelor, dar şi a sunetelorde alarmare sunt produse cu precădere pebaza efectului piezoelectric. In construcţiaacestor echipamente, elementul de bazaeste un disc cu suprafeţele metalizate.Diametrul şi grosimea discului determinafrecventa proprie de rezonanţa. Tensiuneade excitaţie aplicata, trebuie să aibăaceeaşi frecventa cu frecventa proprie.Către zona unde se realizează emisia saurecepţia ultrasunetelor, se utilizează o„lentila acustica” cu grosime egala cu unsfert din lungimea de unda si care are rolulde a concentra si direcţiona în şi dinsprespaţiul exterior ultrasunetele. In spatelediscului exista un strat de material cuimpedanţa acustică scăzută, ce are rolul dea amortiza vibraţiile şi de a reducecapacitatea de rezonanta sonoră. Frecventatipică utilizată pentru ultrasunete însisteme de securizare este de 40KHz, iar

pentru avertizare sonoră 600- 2000 Hz. Detectarea mişcării cu ultrasunete Pentru detecţia mişcării se utilizează in principiu 2 metode:

Bariera cu ultrasunete Detecţia DOPPLER

Bar ie ra cu u l t ra sune te Poate fi realizata in 2 moduri:

a) cu elemente de comunicare(Tx, Rx) montate de o parte şi alta a unei „zone detrecere” in spaţiul protejat

b) cu retroreflexie ambele elemente(Tx, Rx) situate în acelaşi loc al zonei.a) Principiul acestei bariere consta in amplasarea unei surse de ultrasunete(emiţător Tx) de o

parte a unei zone de trecere si a unui receptor Rx de ultrasunete de cealaltă parte.

30

Cele doua elemente suntsituate fata în fata. Pentru anu fi sabotata bariera,emiţătorul trimite sprereceptor, ultrasunetecodificate sau modulate dupăo logica, recunoscuta deunitatea de comanda UC.Întreruperea semnaluluirecepţionat de Rx datorităunui obiect 0 ce sedeplasează pe o direcţie de

propagare va conduce la interpretarea de către unitatea de comanda UC, a faptului ca in zonade trecere a avut loc un eveniment. Interpretarea mişcării detectate în zona de trecere serealizează printr-un semnal de avertizare sau comanda pe ieşirea OUT.b) Bariera cu retroreflexie, utilizează o pereche de elemente Tx, Rx aflata in acelaşi loc în

raport cu zona de trecere.In lipsa unui obiect 0 din zona detrecere, ultrasunetele emise de Tx sedisipă în spaţiu, receptorul Rxrecepţionând un semnal reflectatfoarte slab situat în zona zgomotuluipropriu. Prezenta unui obiect 0 inzona de trecere T cu dimensiuni maimari in comparaţie cu lungimea deunda, provoacă reflexiaultrasunetelor, astfel ca o parte dinultrasunetele emise se propagă înapoi

sub forma de ecou, unde sunt captate de receptorul Rx si interpretate de UC. Ca şi în primulcaz ultrasunetele emise sunt codificate intr-un anumit mod, recunoscut de UC.

Detecţia Doppler Efectul Doppler se refera la modificarea frecvenţei semnalului recepţionat de un receptor Rx faţăde recepţia semnalului emis de un emiţător Tx, atunci când emiţătorul Tx şi receptorul Rx se aflain mişcare relativă unul faţă de altul.

Sa considerăm ca emiţătorul Tx este fix şi emite unde cu frecvenţa f0, iar receptorul Rx sedepărtează cu o viteza V.Considerăm ca origine atimpului, (t=0) momentulemiterii primei unde, care ajungela receptor în intervalul de timpt1=X/V0 , unde:-X este spaţiul parcurs de laemiţător pană la receptor.-V0 este viteza de propagare aundelor emise de Tx(340m/s ptultrasunete) Cea de-a doua undă, ajunge la

Rx la momentul de timp t2, cu o întârziere t=t2-t1, faţă de primul, dată de întârzierea cu care a

31

fost emis, deci perioada t0 a semnalului iniţial, plus timpul necesar parcurgerii distanţeisuplimentare V*T0 de către receptor in intervalul T0, deci VT0/V0

t=T0+0

0VT

V Intervalul de timp intre prima undă şi cea de-a doua recepţionat de receptor, este tocmai perioadasemnalului recepţionat de receptor. Frecvenţa semnalului recepţionat este inversul perioadei.

Deci:)1(

11

00 V

VTt

f Rx

Dar:Tx

Tx fT

Tf

110

0

este perioada undelor emise de Tx

Rezultă:

0

1V

Vf

f TxRx

Se constată ca frecvenţa undelor recepţionate de receptorul Rx aflat în mişcare de depărtare cuviteza V este mai mică decât frecvenţa undelor emise de Tx.

0

1

1

V

Vf

f

Tx

Rx

sau TxTxRxTx f

V

VV

V

V

Vffff

0

0

0

11

11

Dacă viteza V cu care se depărtează receptorul este mult mai mică decât V0, atunci putem

considera0V

V<<1 => Txf

V

Vf

0

In cazul in care receptorul Rx se aproprie de emiţătorul Tx, frecvenţa Rxf > Txf . Creşterea de

frecvenţă se realizează cu aceeaşi TxfV

Vf

0

Putem concluziona: Frecvenţa recepţionată de un receptor aflat în mişcare faţă de un emiţator ce emite un semnal cu frecvenţa f0, va fi mai mare in cazul aproprierii sau mai mică in cazuldepărtării cu o cantitate aproximativ proporţională cu viteza relativă dintre emiţător si receptor. Detecţia Doppler se poate aplica numai pentru punerea in evidenţă a unei mişcări pe direcţia depropagare a ultrasunetelor, mişcarea transversală neconducând la modificări sensibile alefrecvenţei. Concret detecţia mişcării pe baza efectului Doppler, constă in analiza semnalului reflectat (ecou)de către un obiect 0 aflat în mişcare pe direcţia de propagare. Principial, sistemul de detecţie secompune dintr-un emiţător de ultrasunete Tx, un receptor Rx si un discriminator de frecvenţă cepune in evidenţa semnalul recepţionat, caracterizat de frecvenţa.

2

0

\

1

V

V

ff Tx

Rx

Detecţia mişcării semanifestă prin apariţia

32

unui semnal de avertizare pe ieşirea OUT.

Detec tor de mişcare cu u l t rasune te Echipamentul prezentat, se compune dintr-un emiţător de ultrasunete Tx, şi un receptor Rxcapabil sa recunoască ecoul produs in urma apariţiei in zona protejată a unui obiect 0. Emiţătorul, este realizat dintr-un oscilator compus din R21, R22, C11, C12, XTAL şi Ic/1 şi etajul finalcompus din Ic/2, Ic/3, Ic/4, Ic/5,Ic/6, USONIC. Construcţia emiţătorului este realizată in jurulcircuitului integrat CMOS 14049, ce conţine 6 circuite inversoare.

Receptorul este realizat cu patru tranzistoare bipolare şi un amplificator operaţional. Ultrasunetelereflectate de corpul aflat in zona de supraveghere, vor fi recepţionate si convertite într-un semnalelectric cu frecvenţa de 40KHz, de către senzorul de ultrasunete Rx-400ST/R160. Acest semnal,este amplificat de tranzistorele T1 si T2, redresat de D1,D2 şi filtrat de R14, C5. Tensiunea continuă obţinută, este amplificată de amplificatorul operaţional A0 şi aplicată grupuluide tranzistoare T3, T4 ce comandă anclanşarea releului REL.

33

Spectrulvizual

Infraroşul

Microunde

CURS7

DETECTIA MISCARII UTILIZAND RADIATIA INFRAROSIERadiaţia in infraroşu - Caracteristici –Generare

Reacţia infraroşie,trebuie înţeleasa, ca o undă electromagnetica ce se compune din doua câmpurielectric si respectiv magnetic, dispuse perpendicular si variabile in timp si spaţiu. Viteza depropagare in aer a radiaţiei infraroşii este aceeaşi cu a luminii .In funcţie de lungimea de unda radiaţia infraroşie se situează in cadrul spectrului electromagnetic,in dreapta spectrului vizibil, fiind caracterizata de lungimea de unda m )1578.0( . Si in acestdomeniu întâlnim infraroşul apropiat m )678.0( , infraroşul mediu m )86( siinfraroşul depărtat m )1508( .

Apr. Mediu Dep.

Violet verde portocaliu Albastru Galben Roşu 0.78µ 6 8 15µIn infraroşul apropiat si mediu, deci pentru m )878.0( se realizează transmisiunile ininfraroşu, iar domeniul infraroşului depărtat este utilizat pentru detecţia de mişcare a corpurilor viisi pentru camerele cu temoviziune.Deşii invizibilă ochiului uman, radiaţia infraroşie are proprietăţi optice identice cu ale luminii,intensitatea propagării ei in mediu scăzând cu pătratul distanţei de la sursă, dar fiind atenuata intr-o mai mica măsura decât lumina de factori de mediu precum fumul, praful sau ceaţa.

2D

kI

I - intensitatea radiaţiei infraroşiik – constanta de proporţionalitate - constanta factorului de mediuD- distanţa de la sursă

Detecţia mişcării in infraroşu, se poate realiza prin utilizarea de:a. bariere cu fascicule infraroşiib. senzori pasivi PIR

a). Bariera cu fascicule infraroşii – face parte din categoria echipamentelor active formate dintr-unemiţător de radiaţii infraroşii si un receptor ce reacţionează la modificarea legii de modulare, sau laîntreruperea legăturii .

34

Ca şi în cazul altor tipuri de bariere, se întâlnesc:- Bariere cu caracteristica de supraveghere de tip cortină.- Bariere cu retro-reflexie- Bariera cu caracteristica de supraveghere de tip cortină, constă din unul sau mai multe

emiţătoare ce trimit raze infraroşii Ri către receptoare aflate in partea opusa a zonei supravegheate.Evident pentru realizarea comunicaţiei este necesară compatibilitatea caracteristicilor spectrale aleelementului emiţător (de regula LED ) cu cel dela receptor (de regula fotodioda sau fototranzistor).

Caracteristica spectrala a emiţătorului Caracteristica spectrala a receptorului

=fluxul de IR emisS=sensibilitatea senzorului receptor de IR

00 t

C lungimea de unda corespunzătoare frecventei 0t pe care se realizează legătura.

Realizarea unei comunicaţii IR la distanţe mari, poate fi afectată de ceaţă, praf, ploaie, aliniereaoptica a emiţătorului si receptorului. In vederea eliminării detectărilor false, se utilizează 2-

4fascicule paralele întreruperea tuturor fasciculelor conducând la concluzia ca un corp cudimensiuni mai mari decât înălţimea H a zonei definite de fasciculele de IR este prezent in

zona protejata de bariera. Prin acelaşi principiu funcţionează detectoarele de fum.

Tx Rx

- Bariera cu retro-reflecţie - constă în utilizarea unui emiţător si a unui receptor de IR,radiaţia infraroşie fiind dirijată prin reflecţie cu ajutorul unor oglinzi sau benzi reflectorizante.Numărul faşciculelor realizate prin reflecţii succesive ajunge la 10, maxim 12, deoarece odată cucreşterea numărului lor se micşorează lăţimea l a zonei supravegheate.Emiţătorul TX, emite o radiaţie infraroşie modulată in general in durată. Circuitul de detecţie

35

căruia i se aplică semnalul recepţionat de Rx, recunoaşte semnalele emise. Lipsa acestora, sauschimbarea modulării conduce la ideea ca in zona protejată s-a produs un eveniment.Bariera curetro-reflecţie este in general utilizată la interior si prezintă avantajul ca distanţa intre emiţător sireceptor este mică, uşurând condiţiile transmisiei si prelucrării informaţiei.O bariera in IR, indiferent de tipul ei se poate realiza cu minim un emiţător TX şi un receptor RXde tipul celor prezentate in cursul 3.

b). Detecţia mişcării utilizând senzori pasivi P.I.R.Un senzor P.I.R ( Pasiv Intra Root - senzor) este alcătuit dintr-un sistem optic realizat cu

lentile Fresnel si un cristal semiconductor ce generează pe suprafeţele sale sarcini electrice atuncicând este supus încălzirii produse de o radiaţie infraroşie cu lungimea de undă specifică corpurilorcu sânge cald ( m 4.9 ).Sarcinile culese de pe suprafaţa cristalului se aplică unui prim etaj de amplificare realizat cu untranzistor FET, încapsulat împreună cu senzorul de regula intr-o capsula TO5. Capsula esteprevăzuta cu o fereastra acoperită cu un filtru ce lasă sa treacă radiaţia infraroşie cuprinsă indomeniul (8..4)µm, prezentând o atenuare minimă pentru λ=9.4 µm. lungimea de unda a radiaţieiinfraroşie caracteristica organismelor cu „sânge cald” .

Drena tranzistorului FET este conectata la un potenţial de tensiune continua bine filtrata sistabilizata si cuprinsa intre 3 si 15 V iar sursa este conectată pe o rezistentă de sarcinâ de 100KΩ.Banda de trecere a amplificatorului astfel realizat este limitata la 10 Hz, pentru a elimina zgomotulde înalta frecventa. O perturbaţie puternica ce poate genera alarme false, este radiaţia infraroşiesolară, ce este captata nedorit ca urmare a reflexiilor din mediul înconjurător. Pentru a elimina aceasta sursa perturbatoare, care din fericire are o viteza de variaţie mica,senzorul PIR este alcătuit din două cristale ce sânt înseriate diferenţial. Radiaţia captată de ambelecristale in acelaşi moment de timp, se anulează ca urmare a înserierii diferenţiale. In cazul unui corp cald aflat in mişcare, cele două cristale sunt baleiate pe rând, rezultând de aicio informaţie utilă.

36

Sistemul optic aferent unui senzor PIR, este un ansamblu de lentile Fresnel, realizate pe o foliedin material plastic translucid in general alba cu o grosime de 0,4.. 0,5 mm.Concret o lentila Fresnel prezintă o serie de canale concentrice cu pereţii înclinaţi.

Pentru a înţelege rolul sistemului optic realizat cu lentilaFresnel, sa ne imaginam o sursa de radiaţii infraroşii 0 ce sedeplasează cu viteza V0 paralel cu suprafaţa S a unui senzorPIR.

In faţa senzorului, să presupunem că există un corp Copac la radiaţia infraroşie.

Corpul C se afla la o distanta foarte mica fata de suprafaţa S a senzorului(20.. 30)mm. Putem inaceasta situaţie sa aproximam ca atât sursa cat si proiecţia umbrei pe suprafaţa S, se deplasează petraiectorii circulare, cu razele R respectiv r. Cum vitezele unghiulare ale sursei sunt egale, rezultaca umbra se deplasează in sens contrar sursei, cu viteza Vv=V0*r / R .

R C r Vv

0V0 Ω

S

Prezenţa in faţa senzorului a unei lentile Fresnel ce focalizează imaginea sursei pe suprafaţa S aacestuia, va genera apariţia unei succesiuni de imagini „calde” ale sursei, suprapuse peste fondul„rece” ambiental, exact ca si deplasarea mai multor umbre generate in cazul când corpul C este subforma unui grilaj. Daca fondul ambiental este tot atât de cald precum sursa, senzorul PIR nu va maiproduce nici un semnal electric. Principiul detecţiei mişcării in infraroşu consta tocmai inbaleierea realizata cu ajutorul lentilei Fresnel a suprafeţei senzorului cu contraste intre cald si rece.

Forma canalelor, numărul acestora, distribuţia mai multor lentile Fresnel, permit obţinerea unorcaracteristici de tip fascicular, cortină, etc.

Indiferent de tipul caracteristicii sau a detectorului in sine(periferic al unui sistem de alarmare,declanşator al iluminatului, element senzorial pentru comanda uşilor la centrele comerciale, etc.) inmarea majoritate a cazurilor se utilizează unul sau mai multe elemente PIR urmate de etaje de

37

amplificare cu factori mari de amplificare si intr-o serie de aplicaţii cu validarea ieşirii in funcţiede lumina ambientală.

Proiector cu detector de mişcare HEIMANN

Acest proiector utilizează un bec sofit halogen de 300W care se aprinde pentru o perioadă detimp (reglabila cu P2) cuprinsa intre 1-15 minute, după lăsarea întunericului(sesizat defotorezistenţa F.R.) atunci când în zona sa de lucru a pătruns un corp cald(sensibilitate reglabila cuP1).

Elementul sensibil este un senzor PIR dublu de tip LHI958 foarte utilizat la majoritateadetectoarelor PIR. Acesta conţine doua cristale semiconductoare, sensibile la radiaţiile IR, si caresunt conectate in opoziţie.

In aceeaşi capsula TO5, este integrat un tranzistor FET, si rezistenta de grila RG. Capsula TO5,este prevăzuta cu o fereastra acoperita cu un filtru optic. Prezenta celor doua cristalesemiconductoare, asigura o imunitate la variaţiile temperaturii ambientale, si la creşterea variaţiilede tensiune in cazul apariţiei unei variaţii de IR.

Alimentarea senzorului se realizează cu tensiunea de 8V, filtrata suplimentar prin grupul R9,C6. Rezistenta tipica de intrare câtre etajul amplificator este de 51K(R1) recomandată de fabricant[PE01]. Circuitul electronic este realizat cu patru amplificatoare operaţionale existente in circuitulintegrat LM324. După amplificarea realizată cu amplificatorul A1 componenta alternativa esteaplicată prin intermediul lui C4, unui comparator realizat cu A2. Pragul de detecţie alcomparatorului este ajustat cu P1, reglându-se astfel pragul de detecţie a radiaţiei IR. Cu ajutorullui A3 si A4, se realizează doua repetoare cu care se comanda tranzistorului T1. Ziua,fotorezistenţa FR, are o rezistenta redusa, polarizând cu un potenţial ridicat, intrarea de pe pinul 2al circuitului LM555. Acesta este conectat in montaj de monostabil, realizând din momentulsaturării lui T1, atunci când FR are o valoare mare(de întuneric) o temporizare a cărei durata este

38

reglata cu P2. Pe durata temporizării(dependenta de grupul P2, R15, C8 ) este saturat T2 si astfelreleul REL îşi închide contactul, permiţând alimentarea becului.

Montajul este alimentat printr-un divizor capacitiv, realizat cu R18 si C12, puntea redresoarerealizata din diodele D1-D4. Tensiunea continuă de aproximativ 24V, este filtrata cu C13, sistabilizata la 8V cu circuitul integrat 78L08.

Marea majoritate a detectoarelor de mişcare PIR prezintă scheme electronice foarteasemănătoare utilizând circuitul LM 324

Din dorinţa eliminării alarmelor false, se utilizează detectoarele duale ce se compun dintr-undetector PIR si unul cu microunde, combinându-se astfel detecţia in infraroşu cu detecţia in câmpde radiofrecvenţa [RO 07].

39