Модернизация конструкции блока передатчика радиоэлектронного противоугонного устройства

запирающее  устройство для рулевого  колеса и максимально близко  перемещенного  к нему сиденья (з.Великобр. 2191981 В60R 25/00, З.Японии 63-61664 В60R 25/00);

с металлическим  щитом, фиксируемым в вертикальном положении и закрывающим доступ к рычагам управления автомобилем (п.США 4747465 В60R 25/00).

4. Средства, действующие на тормоза:

устройства, обеспечивающие блокировку рычага ручного тормоза (з.ЕПВ 397588 В60R 25/08, з.Великобр. 2193937 В60R 25/08, З.Франции 2646820 В60R 25/00, П.США 4747279 В60R 25/00);

устройства, фиксирующие  тормозную педаль в нажатом положении (з.РСТ 90/09912 В60R 25/08, П.США 4876865 В60R 25/00, з.Великобр.2210344 В60R 25/08);

устройства  для замыкания педалей (з.РСТ  90/05653 В60R 25/00 З.Франции 2625151 В60R 25/04, З.Великобр.2185456, 2198403 В60R 25/00, 2218063 В60R 25/08 2223726 В60R 25/00);

с клапаном в  системе подачи тормозной жидкости (з.ЕПВ 371174 В60R 25/08).

5. Средства, устанавливаемые на колесе, для предотвращения его вращения (з.ЕПВ 272801 В60R 25/00), в том числе зажимы, предотвращающие возможность вращения колеса автомобиля (з.Великобр. 2185454 В60R 25/00,  З.Франции 2647071 В60R 25/08, П.США 4854144 В60R 25/00, П.США 4888969 В80R 25/00).

6. Средства предотвращающие кражу частей автомобиля:

колес (з.ЕПВ 343814 В60R 25/00, З.ЕПВ 336550 В60R 25/00);

радиооборудования (з.ЕПВ 387581 В60R 25/00, З.ФРГ 3743218 В60R 25/10).

Из вышесказанного можно сделать вывод о том, что механические охранные устройства не могут обеспечить охрану автомобиля в целом. Чтобы обеспечить более высокую степень защиты автомобиля целесообразно применять электронные противоугонные устройства.

 

3.2. Электронные противоугонные  устройства

Анализ подобранных публикаций показывает, что известные электронные  противоугонные устройства можно разделить по реагированию на определенный характер воздействия:

1. Устройства, приводимые в действие механическим путем, например:

при давлении на пол, когда матрицы  чувствительных к давлению элементов  вмонтированы в пол (з.РСТ 90/10920 G08В 13/10, з.РСТ  91/00579 G08В 13/16), в том числе c использованием пьезодатчика (З.Японии 61-18237 G08В 13/04);

при открывании  окон (дверей) (з.РСТ 90/01200 G08В 13/08, З.Франции 2634926 G08В 13/10); дверей (З.Японии 63-141854 В60R 25/10, З.Японии 63-68442 В60R 25/10;

при попытках перемещения автомобиля, например, когда контрольный прибор смонтирован внутри пневматической шины (П.США 4947151 G08В 13/00) или с датчиком, воспринимающим колебания кузова (З.Японии 2-24700 В60R 25/10);

при приложении нагрузки к сидению (З. Великобритании 2201820 В60R 25/10);

при поломке цилиндра замка зажигания (З.Японии 2-258456 В60R 25/10).

2. Устройства, срабатывающие от воздействия колебаний в воздухе, например:

с использованием датчиков, которые могут обнаружить колебания  воздуха, возникающие  при повреждении или раскрытии стекол (з.РСТ 90/12379 G08В 13/04);

с датчиком для  измерения мгновенного изменения  давления в контролируемом воздушном  объеме (п.США 4890265 G08В 13/22);

с микрофоном для обнаружения звуков с определенной частотой, характерной, например, для звука разбиваемого стекла (З.Великобритании 2201819 G08В 13/00).

3. Устройства, срабатывающие при воздействии источников излучения:

3.1. Светового излучения (е.ЕПВ 200186 G08В 13/18, з.Великобритании 2217888 G08В 13/00), в том числе

обеспечивающие включение тревожной сигнализации (для закрытых объемов, например кабины автомобиля) c использованием рассеивания света и приема отраженного рассеянного света  (З.Великобритании 2217441 G08В 13/18);

защитное устройство со скрытым излучающим элементом, фиксирующим открытие и закрытие двери (з.РСТ 89/06027 G08В 13/08);

оптический  детектор (З.Великобритании 2221984 G08В 13/18).

3.2. Инфракрасного излучения (эк.п.ГДР 242185 G08В 13/18).

4.  Устройства, срабатывающие при воздействии на распределение электромагнитного поля (з.ЕПВ 205225 G08В 13/24, эк.п.241840 G08В 13/22, П.США 4897643 G08В 13/00, П.США 4897630 В60R 25/10).

5. Противоугонные устройства, основанные на использовании поверхностных звуковых волн (з.ЕПВ 356720 В60R 25/04, П.США 4931664 В60R 25/00, З.ЕПВ 355475 В60R 25/04).

6. Противоугонные устройства с дистанционным управлением:

6.1. С дистанционным управлением запирания и отпирания дверей с использованием инфракрасного излучения (з.ЕПВ 354102 В60R 25/04).

6.2. С управлением при помощи радиосигналов, например:

противоугонное  устройство с портативным передатчиком и стационарным приемником, разрывающими электрическую цепь автомобильного двигателя при превышении предварительного заданного расстояния между передатчиком и приемником (з.ЕПВ 319428 В60R 25/04);

с дистанционным блоком и связанным  с ним генератором кодовых  радиосигналов, который срабатывает  при любой попытке проникновения в салон автомобиля (з.Великобр. 2220778 В60R 25/10, з.Великобр. 2198270 В60R 25/10, з.ЕПВ 388756 В60R 25/10, З.Франции 2630067 В60R 25/10,  З.Франции 2608984 В60R 25/00; П.США 4754255 В60R 25/04 П.США 4777468 В60R 25/00, П.США 4866417 В60R  25/08, П.США 4754838 В60R 25/08), том числе предохранительная система. нескольких транспортных средств (з.Великобр.2218243 В60R 25/00).

7. Кодовые противоугонные устройства:

с кодовым устройством, расположенным  снаружи автомобиля

(З.Японии 2-88347  В60R 25/10);

c выключателем, установленным под приборным щитком

(П.США 4762198 В60R 25/04);

с блокировкой при вводе неправильного  кода (з.ЕПВ 373076 В60R  25/04,  З.Франции 2646642 В60R 25/00,  8.ФРГ 3908028 В60R 25/04);

с управлением системой зажигания  в зависимости от набранного кода (З.Японии 2-30904 В60R 25/04, З.ЕПВ 372741 В60R 25/04) например, с задержкой, т.е. при получении кода противоугонное устройство обеспечивает зажигание, через определенный промежуток времени (з.Великоб.2194286 В60R 25/04);

с запуском автомобиля при помощи карточки (З.Японии 1-74145 В60R 25/04).

8. Противоугонные устройства, при использовании которых цепь запуска двигателя может быть запитана током только после осуществления заранее определенных во времени и последовательных операций, например ввод ключа в замок зажигания и поворот его из первого во второе положение в течение заданного временного интервала (з.РСТ  88/08381 В60R 25/00, П.ФРГ 3835142 В60R 25/04, З.Японии 63-219452 В60R 25/04, З.Японии 63-61225 В60R 25/04) и включение охранной сигнализации если нарушена определенная последовательность воздействия на автомобиль в пределах определенного промежуточного времени (з.Великобр.2210484 В60R 25/00, З.Японии 63-145154 В60R 25/08).

9. Противоугонные устройства со спринклером (разбрызгивателем) П.США 4866423 G08В 13/00.

Главными недостатками зарубежных противоугонных устройств является высокая стоимость и сложность установки на автомобиль, например противоугонное устройство "GAMMA" стоит около 600$ USA, а её установка 100$ USA.

 

Из отечественных  разработок можно выделить следующие  противоугонные устройства: "АUТОSАFЕ", "ЛАР"  и "БАГИРА".

К преимуществам  охранной системы "АUТОSАFЕ" можно отнести управление с помощью брелка на ИК-лучах, звуковое оповещение с помощью сигнала автомобиля и автономной сирены, блокировка зажигания, дверей. К недостаткам относятся: дальность действия брелка не превышает 3 м и зависит от времени суток, отсутствует автономное питание, отсутствие радиоканала, высокая покупная и установочная цена.

К преимуществам  охранной системы "ЛАР" относится  довольно низкая цена. Недостатки: отсутствие блокировки зажигания, дверей, отсутствие радиоканала, отсутствие датчика падения напряжения.

Преимущества  охранной системы "БАГИРА": невысокая  цена, дистанционное управление. Недостатки: отсутствие радиоканала, блокировки дверей и автономного питания.

Также заслуживает  внимания противоугонное устройство "ЩИТ-АВТО", разработанное на ГП "Ижевский механический завод". Преимущества: наличие радиоканала, автономного питания, доступная цена. Недостатки: отсутствие радиобрелка, блокировки дверей, относительно большие размеры некоторых блоков устройства.

Исходя из этого на ГП "Ижевский механический завод" были улучшены схемные решения блоков данного устройства.

Целью дипломного проекта была модернизация  существующей конструкции и разработка печатной платы блока передатчика, при  наличии улучшенной принципиальной схемы, преимуществами которой является возможность использования радиобрелка, датчика импульсов, пиротехнического патрона, электромагнитных защелок дверей, уменьшилась длительность звукового сигнала автомобиля

 

4. Описание работы  схемы

В передатчик входят схема управления передатчиком, кодер и  аналоговая часть.

К передатчику  подключаются датчик механических колебаний (датчик вибраций), датчик импульсов, пиропатрон, электромагнитные защелки дверей и аккумуляторный отсек.

Связь блока  передатчика с брелоком осуществляется через радиоэфир.

Аналоговая часть передатчика. Передатчик включает в свой состав: генератор управляемый напряжением (ГУН), умножитель частоты на 2, предварительный усилитель, выходной усилитель мощности, фильтр побочных составляющих и подмодулятор (см. схему электрическую принципиальную ЕКДП.464111.002ЭЗ ). ГУН построен по схеме кварцевого генератора "с кварцем в контуре"  на транзисторе VТ1/А2. Управление частотой генератора осуществляется изменением емкости варикапа VD2 модулирующим сигналом. ГУН генерирует колебания с частотой 13,4725 кГц.

Умножитель  частоты построен по схеме удвоителя  с противофазным  возбуждением с помощью трансформатора Т1/А2 и синфазным сложением выходной мощности на общей нагрузке. Умножитель частоты выполнен на транзисторе VТЗ. Применение такой схемы удвоения позволяет существенно снизить требования к фильтрующим цепям. Умножитель нагружен на колебательный контур с частичным включением С9/А2, С10/А2, L3/А2.

Предварительный усилитель мощности выполнен на транзисторе  VТ4/А2 по схеме с общим эмиттером с согласующими  цепями  на трансформаторах Т1/А2, Т2/А2.

Выходной усилитель  мощности выполнен на транзисторе VТ7/А2. Выходная согласующе-трансформирующая цепь выполнена на элементах С17/А2, С18/А2, С19/А2, L7/А2.

Фильтр побочных составляющих выполнен на элементах С20/А2, С21/А2, С22/А2, С23/А2, L8/А2 в виде эллиптического фильтра нижних частот с полюсом затухания на второй гармонике выходной частоты передатчика.

Подмодулятор  выполнен на транзисторе VТ2/А2 по схеме эмиттерного повторителя с гальванической связью c нагрузкой. Подмодулятор  обеспечивает развязку между аналоговой и цифровой частями передатчика, а также задает  рабочую точку варикапа VD2/А2 ГУН.

Кодирующее  и декодирующее устройство. Функции кодера/декодера выполняет специализированный кристалл 1806ХМ1 (модуль D1/А2). Синхронизация модуля сигналом с частотой 128 кГц осуществляется генератором, собранным на элементах D1.2, D1.3.

В работе РПУ используются два кода: индивидуальный и специализированный. Первый используется при установке РПУ в режим охраны и снятии с нее и задается девятиразрядным двоичным числом (выводы 1...5, 12...15 микросхемы D3/А1 ) посредством перерезания перемычек. Этот код определяется для различных РПУ случайным образом и устанавливается в приемнике передатчика и в брелке. Второй код предназначен для передачи его по радиоэфиру и оповещении о несанкционированном доступе к автомобилю владельца и работников милиции. Этот код должен содержать в закодированном виде краткую информацию о машине (цвет, номер ...) и устанавливается при установке РПУ с помощью пайки перемычек на дополнительном наборном поле модуля D1.

Кристалл 1806ХМ1 работает в двух режимах: кодера и декодера. Режим кодера задается подачей логической "1" на вход 1F (выв. 4) кристалла 1806ХМ1 и логического "О" на ее вход IND (вывод  1). При этом с выхода DОUТ (вывод 3) кристалла 1806XM1 выдается кодовая последовательность, которая поступает затем на подмодулятор, собранный на транзисторе VТ2/А2.

В кодере/декодере используется в  качестве помехоустойчивого кода блоковый код (7,4). Тип модуляции выходного сигнала – фазовая телеграфия.

Транзистор VТ8 служит для усиления сигнала поступающего c модуля D1, резистор R29 служит для регулирования девиации частоты.

Схема управления передатчика включает в себя следующие составные части:

схемы обработки сигналов датчиков (датчика вибраций и блокировки салона);

схему управления  режимами.

схему блокировки зажигания;

схему включения стабилизатора  напряжения;

схему включения  аналоговой части передатчика.

стабилизатор напряжения.

Схема обработки  сигналов датчика вибрации (ДВ) содержит дифференциальную цепочку (элементы R7, R8 и С1), на элементе D6.1 собран одновибратор с перезапуском по входу R, импульсы положительной полярности поступающие с ДВ перезапускают D6.1.

Входная цепь схемы обработки сигналов от датчиков дверей, капота, багажника и стекол выполнена на элементах D8.1 и D5.1. Срабатывание контактных датчиков или исчезновение напряжения источника вызывают появление сигнала, который передним фронтом переводит триггер D5.1 в состояние "Тревога", если на входе 13 элемента D5.2 присутствует "1" (режим " Охрана " ). На элементах  D1.5, D1.6 выполнен времязадающий генератор, на элементе D7.1 - таймер.

Сброс триггера в исходное состояние осуществляется автоматически. На элементе D7.2 собран ограничитель длительности сигнала тревоги, пока система не находится в режиме "Тревога" на 15 выводе D7.2 присутствует уровень логической "1", т.е. работа счетчика запрещена. При переходе в режим "Тревога" работа счетчика разрешается на некоторое время (25 – 30 сек), по истечении которого система снова переходит в режим "Охрана".

На элементах D1.4, D2.3, D2.4, D6.2 собрана схема выработки сигнала при постановке (и снятии) системы на охрану. При постановке на охрану D6.2 вырабатывает 1 импульс, который поступает на сигнал автомобиля, а при снятии с охраны 2 импульса.

Схема управления режимами "Охрана" и "Снят с охраны" выполнена на триггере D5.2. При поступлении с декодера приемника сигнала, говорящего о совпадении кодов, на вход С D5.2, триггер переходит в режим "Охрана". При повторном поступлении сигнала триггер снимает систему с охраны.

При установке режима "Охрана" переключается поляризованное реле К1. Для переключения реле на транзисторах VТЗ...VТ6 собраны усилители. При переключении реле через контакты 8, 9 происходит подключение аккумуляторного отсека, блокировка катушки зажигания через диод ограничитель VD10 и подключение контакта пиропатрона к общему выводу.

На транзисторах VТ1, VТ2 собран усилительный каскад для управления реле звукового и светового сигналов автомобиля.

Питание схемы осуществляется от стабилизатора  на микросхеме КР142ЕН8А с напряжением стабилизации 9 В. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Конструкторско-технологическая  часть