Низковольтный сигнализатор

 

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к устройствам сигнализации об изменениях контролируемого параметра объекта, например, освещенности, и предназначена для автономной автоматической сигнализации, управления и/или регистрации состояния систем охранной сигнализации, круглогодичного управления (включения - выключения) внешнего освещения территории, например, около дома, подъезда, приусадебного участка, гаража и пр. Также может быть использована для учета круглогодичной инсоляции (солнечного освещения), а также прикроватной биотелеметрии, в частности, с пъезодатчиком локомоций или его кардиореспираторных параметров.

Технической задачей предлагаемого сигнализатора является повышение эксплуатационных качеств.

Для решения указанной задачи предлагается низковольтный сигнализатор, содержащий датчик контроля параметра, транзисторный блокинг-генератор и индикатор, источником питания блокинг-генератора является выход датчика контроля параметра, причем выходная обмотка блокинг-генератора подключена к индикатору, отличающийся тем, что в него введена гальваническая развязка в виде радиоканала, содержащего передающую и приемную антенны, приемный блок и исполнительный блок, с следующими соединениями: передающая антенна соединена с выходом блокинг-генератора, а приемная - с входом исполнительного устройства, выход которого является выходом сигнализатора; блокинг-генератор выполнен на германиевом транзисторе типа ГТ310В или любым другим, близким по параметрам; гальваническая развязка выполнена в виде оптического канала, для чего нагрузочный элемент блокинг-генератора и приемный блок выполнены в виде оптопары.

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к устройствам сигнализации об изменениях контролируемого параметра объекта, например, освещенности, и предназначена для автономной автоматической сигнализации, управления и/или регистрации состояния систем охранной сигнализации, круглогодичного управления (включения - выключения) внешнего освещения территории, например, около дома, подъезда, приусадебного участка, гаража и пр. Также может быть использована для учета круглогодичной инсоляции (солнечного освещения), а также прикроватной биотелеметрии, в частности, с пъезодатчиком локомоций или его кардиореспираторных параметров.

Известны низковольтные генераторы с напряжением питания от 0,46 В на основе транзисторов (см. Шустов М. - Низковольтные LC-генераторы. Радио-мир, Минск, 2002, №10, с.33). Недостатком этих устройств является невозможность работы при более низких напряжениях питания. Это делает невозможным стабильное применение в качестве источников электропитания единичных солнечных элементов с генерируемым ими напряжением меньше 0,4 В (см. Байерс Т. - 20 конструкций с солнечными элементами, М. Мир, 1988, с.19).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению (прототипом) является устройство для биоэнергетического воздействия на акупунктурные системы (патент Российской Федерации №2005458, А 61 Н 39/00), фактически являющееся и низковольтным сигнализатором изменений контролируемого параметра объекта, в частности, реагирует на изменение биопотенциалов человека. Этот известный низковольтный сигнализатор изменений контролируемого параметра объекта содержит блокинг-генератор на кремниевом супербета-транзисторе, работающем в микротоковом режиме, к клеммам питания которого подключен датчик контроля параметра в виде электродов, расположенных на коже человека, так что в качестве электропитания блокинг-генератора используются биопотенциалы тела человека величиной 250-1500 мВ, а в качестве индикатора

используется подключенный к выходным клеммам блокинг-генератора осциллоскоп или самописец.

Недостатком прототипа является невозможность его применения при более низких напряженных питания.

Технической задачей предлагаемого сигнализатора является повышение эксплуатационных качеств.

Для решения указанной задачи предлагается низковольтный сигнализатор, содержащий датчик контроля параметра, транзисторный блокинг-генератор и индикатор, источником питания блокинг-генератора является выход датчика контроля параметра, причем выходная обмотка блокинг-генератора подключена к индикатору, отличающийся тем, что в него введена гальваническая развязка в виде радиоканала, содержащего передающую и приемную антенны, приемный блок и исполнительный блок, с следующими соединениями: передающая антенна соединена с выходом блокинг-генератора, а приемная - с входом исполнительного устройства, выход которого является выходом сигнализатора; блокинг-генератор выполнен на германиевом транзисторе типа ГТ310В или любым другим, близким по параметрам; гальваническая развязка выполнена в виде оптического канала, для чего нагрузочный элемент блокинг-генератора и приемный блок выполнены в виде оптопары.

Такое решение обеспечивает технический результат - примерно десятикратное снижение величины источника питания сигнализатора и повышение времени нахождения устройства в рабочем состоянии, например, в ждущем режиме, за счет того, что германиевый транзистор может работать при более низких напряжениях питания, примерно от 20 мВ. В частности, это дает возможность применения в качестве источников электропитания сигнализатора единичных солнечных элементов в условиях полусумеречного освещения при круглогодичном необслуживаемом н несменяемом режиме работы.

Схема низковольтного сигнализатора приведена на фиг.

Низковольтный сигнализатор содержит транзисторный блокинг-генератор 1 на базе стандартного трехобмоточного трансформатора 2, датчик 3 контролируемого параметра, нагрузочный элемент 4 подключенный к вторичной обмотке

трансформатора 2, регистратор и/или индикатор 5, который может содержать, например, приемник и/или сигнализатор тревоги 6, соединенный с исполнительным устройством 7. Приемник 6 может содержать свой выходной нагрузочный элемент 7, либо аналогичный нагрузочному элементу 4,либо заменяющий его. Блокинг-генератор 1 содержит типовую стандартную RC - цепь 9, подключенную между одним из концов базовой обмотки трансформатора 2 и шиной питания. Датчик 3 включен между одним из концов коллекторной обмотки трансформатора 2 и общей шиной схемы блокинг-генератора 1. При необходимости гальванической развязки эта общая шина может быть отделена от общей шины регистратора 5. Сигнализатор может быть использован без регистратора 5, тогда сигнализация состояния 3 (его параметров) будет выполнена или отражена нагрузочным элементом 4. При использовании регистратора 5 нагрузочный элемент 4 не является обязательным.

Выход датчика 3 является шиной питания Еп и соединен с клеммой питания блокинг-генератора 1 (соединения нулевой шины не рассматриваем), выходная (вторичная) обмотка которого нагружена на элемент 4, который является, в зависимости от применения, или сигнализатором или задатчиком радиоканала или оптического канала 5. Радиоканал через антенную связь А1 (передающая антенна) -А2 (приемная антенна) соединен с приемником 6, который в свою очередь соединен с сигнализатором 7. Оптический канал содержит излучающий светодиод 4 и фотодиод VD, которые образуют оптопару. Во всех случаях германиевый транзистор VT является активным элементом блокинг-генератора 1.

Сигнализатор может быть выполнен на следующих электрорадиоэлементах:

трансформатор 2 - это широкораспространенный малогабаритный импульсный трансформатор серии МИТ; сигнализатор 4 - в простейшем случае микроамперметр или высокоомный резистор любого типа (в случае использования радиоканала) или светодиод типа КИПД 21 (в случае использования оптического канала);

приемник 6 может быть любой миниатюрный приемник с АМ-модуляцией в диапазоне средних волн, фотодиод VD - типа ФД24К, 7 - то же, что и 4.

Низковольтный сигнализатор работает следующим образом. При появлении сигнала на датчике 3, например, светового потока для солнечного элемента, или

механического усилия для пьезоэлемента, блокинг-генератор 1 начинает генерировать колебания (импульсы) с формой, близкой к прямоугольной, при больших (сотни мВ) и искаженной треугольной при малых (десятки мВ) выходных сигналах датчика 3. В зависимости от функции элемента 4 (светодиод, акустический излучатель, микроамперметр) может быть получен соответствующий сигнал. Если этот сигнал должен быть получен в регистраторе 5 в тех же видах на элементе 7, элемент 4 может отсутствовать или быть замененным резистором с сопротивлением 0,1-1000 кОм. Излучение схемы блокинг-генератора 1 в данном случае может быть использовано как радиосигнал, а не как помеха, и может быть зарегистрирован и использован с помощью регистратора 5, приемника 6 на расстоянии от нескольких см до нескольких метров, в зависимости от величины сигнала с датчика 3. В качестве радиоканала может быть использован стандартный АМ-приемник средневолнового диапазона. В случае применения светодиода в качестве элемента 4 и фотодиода в качестве приемной антенны приемника 6, сигнализатор работает в режиме оптического канала связи, в том числе и в дежурном режиме, аналогичном stand by в радиотелетехнике. Радиус действия системы будет определяться радиоканалом. В качестве исполнительного устройства 7 может быть применено, например, реле включения уличного освещения с высокочувствительным входом, например, твердотельное фирмы Электрум АВ (см. журнал, Силовая электроника, М, 2002, №2, с.5).

Модельный эксперимент с использованием трансформатора 2 типа МИТ-4 (или ГХ 472002) показал, что, например, для транзистора ГТ310В требуется минимальное напряжение питания (эквивалент сигнала датчика 3) Еп.мин=41 мВ при нагрузочном элементе 4 в виде резистора 100 Ом (генерация на грани срыва) и 22 мВ - когда резистор 4 равен 1 МОм (практически холостой ход). Ток потребления блокинг-генератора 1 в первом режиме 4 мкА, во втором - 2 мкА. Температура окружающей среды комнатная (+19°С). Аналогичные результаты получены с транзисторами других типов. Например, для транзистора типа ГТ404Г на холостом ходу 30 мВ при 24 мкА, для ГТ311-98 мВ при 1,5 мкА, для П214В - 38 мВ при 700 мкА. Именно этот режим - это режим, обеспечивающий радиоизлучение блокинг-генератора в качестве элемента радиоканала связи.

При элементе нагрузки 4 блокинг-генератора величиной 100 Ом параметры следующие: Еп.мин.=92 мВ при токе потребления 310 мкА для транзистора типа ГТ404Г, 291 мВ и 225 мкА - для ГТЗ 11, 42 мВ и 900 мкА - для П214В. Для сравнения - у кремниевого транзистора КТЗ 15А на холостом ходу Еп.мин.=290 мВ, а при 100 Ом нагрузке - 418 мВ.

Таким образом, минимально требуемое напряжение питания блокинг-генератора 1 составляет десятки мВ, что позволяет использовать датчики 3 с такими величинами сигналов, причем потребляемая мощность блокинг-генератора 1 составляет всего десятки мкВт.

1. Низковольтный сигнализатор, содержащий датчик контроля параметра, транзисторный блокинг-генератор и индикатор, источником питания блокинг-генератора является выход датчика контроля параметра, причем выходная обмотка блокинг-генератора подключена к индикатору, отличающийся тем, что в него введена гальваническая развязка в виде радиоканала, содержащего передающую и приемную антенны, приемный блок и исполнительный блок, со следующими соединениями: передающая антенна соединена с выходом блокинг-генератора, а приемная - с входом исполнительного устройства, выход которого является выходом сигнализатора.

2. Низковольтный сигнализатор по п.1, отличающийся тем, что блокинг-генератор выполнен на германиевом транзисторе типа ГТ310В или любым другим, близким по параметрам.

3. Низковольтный сигнализатор по п.1, отличающийся тем, что гальваническая развязка выполнена в виде оптического канала, для чего нагрузочный элемент блокинг-генератора и приемный блок выполнены в виде оптопары.



 

Похожие патенты:

Автоматизированная беспроводная система дистанционного управления (асу) уличным светодиодным освещением может быть использована при проектировании и строительстве инженерно-технических объектов и систем, обеспечивающих, преимущественно, охрану выделенных зон объектов электроэнергетики, промышленности и социальной сферы, в том числе, аэропортов, аэродромов, промышленных предприятий, предприятий транспортной отрасли, зданий, контрольно-пропускных пунктов, спортивных сооружений, музейных и выставочных комплексов, а также иных объектов, относящихся к их инфраструктуре.

Антивандальный уличный энергосберегающий прожектор-светильник направленного света серии жкх (жку) с мощной светодиодной лампой-фонарем относится к области долговечных осветительных устройств и/или источников света с использованием полупроводниковых устройств (светодиодов) и выступает в качестве альтернативы традиционным источникам света: лампам накаливания, люминесцентным лампам в т.ч. и энергосберегающим с потребляемой мощностью в диапазоне 80-200 Вт и световым потоком порядка 500-1000 Лм.

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при построении систем бесперебойного электроснабжения, а также иных, например, автономных систем электроснабжения постоянного тока для коммутации и защиты потребителей электроэнергии
Наверх