Négy egymástól független zónabemenet
Ez az áramkör elsősorban riasztórendszerhez készült. A feladata az, hogy egy vezérlőáramkör, vagy PIC, logaikai szinttel vezérelhető 4 bemenethez lehetővé tegye az érzékelők hozzákapcsolását. Természetesen, ha sima kontaktokról van szó, akkor akár egyszerű megoldással azok is közvetlen csatlakoztathatóak egy logikai szinetekkel vezérelhető áramkörhöz, bár kétség kívül nem éppen a legjobb megoldás.
Ma már a riasztórendszerek mindegyike szabotázs, azaz rongálás ellen is védett, illetve azt is képesek érzékeni, amikor valaki megpróbál a vezetékekkel maipulálni. Tisztán logikai szintű jeleknél csak két állapotot tudunk megkülönböztetni. Analóg rendszerben viszont nagyon érzékeny mérőhurkok kialakítására van lehetőség. Ma már minden riasztórendszer zónáinak bekötésekor az érzékelők nem logikai jelszintek megváltoztatásával jelzik, ha baj van. Természetesen vannak már digitás elven kommunikáló érzékelők is, de azok más kategóriába tartoznak. Az itt ismertetett áramkör precíz analóg feszültségmérőkkel rendelkezik annak megállapítására, hogy az érzékelőket, illetve a hozzájuk vezető kábeleket nem próbálja-e illetéktelen szabotálni.
Minden nem digitálisan kommunikáló vagyonvédelmi érzékelő, legyen az passziv infra, rezgésérzékelő, üvegtörés jelző, vagy tűzjelző, egy relé segítségével ad jelzést a központnak, ha valamilyen változás áll be az érzékelési területen. Általában a relés kimeneteknek 3 kivezetése van. COM (közös érintkező) NO (normál open, normál esetben nyitott) és NC (normal close, normál esetben zárt érintkező).
Felépítés és működés
Az áramkör lényegi része két komparátorból áll. Ezek úgy vannak beállítva, hogy az egyik a bemeneti feszültség csökkenésekor billen, a másik pedig a feszültség növekedésével billen át. A bemenetük össze van kapcsolva és pontos beállítás, után nyugalmi állapotban, a tápfeszültség fele esik rajta. Ez az érték nagyobb mint az alacsony feszültségen billenő komparátor billenőfeszültsége, és kisebb a magsabb feszültségre állított komparátor átbillenési értékénél. Az ellenállásosztó úgy hozható létre, hogy a bemenet és a GND közé kapcsolni kell 5,6k vagy ahhoz hasonló értékű ellenállást, és az áramkörben található trimmer segítségével 12V-os tápellátás esetén 6V-ot kell beállítani a komarátorok bemenetén.
Gyakorlatilag ezzel kaptunk egy olyan ellenállásosztót, melynek egyik ellenállása (pozitív felé felhúzó) az áramkörben fixen be van állítva, a másik ellenállás pedig fix értékű és valamely távoli érzékelőbe van beépítve, párhuzamosan kötve annak NO és COM relékimenetével és a COM érintkező GND-re van kötve (negatívra lehúzó ellenállás). A potméteres kalibráció lehetővé teszi a vezeték hosszával járó feszültségesések kompenzálását is, így a telepítést követően pontosan beállítható a bemeneti feszültségérték. Nyugalmi helyzetben egyik komparátor sem billen be. Az áramkör tehát egyellenálásos, azaz úgynevezett EOL lezárású hurkot valósít meg.
A nyugalmi helyzet megváltozását az alábbi események válthatják ki:
- Ha az érzékelő NO és COM reléérintkezői rendeltetésszerű módon rövidre zárják az ellenállást, akkor az osztó feszültsége csökken.
- Ha a vezetéket elvágják, az érzékelőnél lévő ellenállás leválik az áramkörről, a felhúzóellenállásnak köszönhetően a feszültség megnő.
- Ha megpróbálják átkötni az ellneállást úgy, hogy azzal párhuzamosan kapcsolnak egy másik hasonló értékű ellenállást a feszültség csökken.
- Ha rövidre zárják a hurkot, vagy megszakítják azt, esetleg máiskkal megpróbálják összekötni, a feszültség szintén megnő.
A komparátorok kimenetéről a jel optocsatolós leválasztókon keresztül, schmitt-triggeres bemenetű logikai kapukra jut, majd ezek kimenetéről gyakorlatilag teljesen logikai jel vihető tovább a vezérlőáramkör felé. A rajzon a 4011 helyett célszerű 4093-at beépíteni, mert a 4011 bemenete nem schmitt-triggeres, de egyébként ez is tökéletesen megfelel, mivel az optocsatolókról közel logikai szintű jel vehető le. Ha két komparátor kimenetén tápfeszültség van, akkor az optokapuk LED-jei folyamatosan világítanak, így a lokikai NAND kapuk két bemenete logikai H szintre kerül. Ekkor a kimeneten L szint jelenik meg. Ez a nyugalmi állapot.
A komparátoros rész külön tápfeszültségről megy. A logikai IC már a vezérlőelektonika tápját használja. Ez a kettős táplálás és galvanikus leválasztás csupán a vezérlőelektronika védelmét szolgálja. További védelmi megoldás céljából lett beépítve a bemenetre két dióda. Mivel a bemeneten kizárólag pozítív feszültség van jelen, illetve ez csak a GND pontra köthető, így egy záróirányban bekötött didóda védi a bemenetet egyéb bemenő feszültségektől. A rajzon feltüntetett D4 dióda helyett célszerűbb beépíteni egy 13V körüli zénert. Ez szintén a bemenet védelmét szolgálja. Ha valamelyik komparátor is megsérül, vagy nem tud kapcsolni, esetleg nagyfeszültség hatására tönkremegy a teljes bemeneti rész, akkor az optocsatolók LED-jei sem világítanak, így a riasztásjel generálódik.