В статье описывается применение видеорегистратора в системе скрытой видеофиксации на железнодорожных объектах.Один знакомый обратился ко мне с просьбой проконсультировать его по поводу автомобильного видеорегистратора FALCON, который отказывался нормально функционировать. Вскрытие устройства показало, что находящаяся внутри литиевая батарея вздулась и приобрела форму подушки, при этом начал деформироваться корпус видеорегистратора, а кнопки перестали реагировать на нажатия. Пока шли поиски аккумуляторной батареи для видеорегистратора и решался вопрос, чем её можно заменить, владелец видеорегистратора приобрел себе новый, а неисправный любезно согласился предоставить мне для дальнейших экспериментов.
Этот девайс было решено использовать для контроля релейного шкафа, который облюбовали воришки, и, пользуясь тем, что он находится на значительном удалении от железнодорожной станции, неоднократно его грабили. При этом их не интересовали реле и приборы железнодорожной автоматики, воришки всегда забирали только трансформаторы, которые имеют значительные габариты и мощность. Милиция, как водится, никого не находила.
Так как грабители никогда не брали реле и приборы, то видеорегистратор было решено разместить в корпусе от реле НШ (ТШ) (см. photo в начале статьи). Корпус этого реле состоит из карбонитовой платы, которая одновременно является задней стенкой и колпаком из прозрачного пластика. Пластик от времени потерял прозрачность, поэтому нижняя передняя часть колпака была спилена, и на ее место термоклеем был вклеен кусочек оконного стекла.
Аккумуляторная батарея подключалась к видеорегистратору FALCON двумя проводками, которые были припаяны к его плате. Контроллер заряда батареи в видеорегистраторе отсутствовал, и, по всей видимости, это и стало причиной ее скорого выхода из строя. Неисправная батарея была удалена, а вместо нее была подключена другая, составленная из 4-х Ni-MH элементов емкостью 1600 мА-ч, двумя проводками, выведенными наружу через отверстие, просверленное в верхней части корпуса видеорегистратора.
При окончательной сборке устройства в видеорегистратор устанавливается карта памяти, затем кнопкой REC-SNAP в меню выбирается режим «Запись», а после этого регистратор переводится в дежурный режим нажатием кнопки ON-OFF.
Работа автоматики
В первоначальном положении, когда подано питание на прибор и открыта дверь шкафа, контакт геркона SF1 разомкнут, реле КЗ, и вместе с ним К4, К5 обесточены (fig.1). При закрытии дверей контакт геркона SF1 замыкается, репе КЗ становится под ток, и через его фронтовые контакты начинается зарядка конденсаторов С6 и С7. При открывании двери реле КЗ обесточивается, его фронтовые контакты размыкаются и замыкаются тыловые. При этом конденсатор С7 разряжается на обмотку реле К4, которое кратковременно становится под ток. Конденсатор С8 разряжается через контакт К4.1 и диод D6 на обмотку реле К5, которое также кратковременно становится под ток. На его контакты припаяны тонкие проводники, которые заведены через отверстие, просверленное в корпусе видеорегистратора, и подключены к контактам кнопки ON-OFF регистратора. Этим имитируется ее нажатие. Таким образом, при замыкании контактов реле К5 видеорегистратор включается, и автоматически начинается запись видео.
Работа таймера
Особенности алгоритма работы видеорегистратора таковы, что при заполнении карты памяти запись видеофайла продолжатся, но при этом удаляется уже записанный файл. Ввиду того, что объем карты памяти не бесконечен, чтобы не «стерся» полученный на воришек компромат, регистратор необходимо через какой-то промежуток времени выключить. Для этого в схему был введен таймер на транзисторе Т2 и реле К2. При обесточивании репе К3 размыкается фронтовой контакт К3.2 и замыкается тыловой. При этом конденсатор С6 разряжается через резистор R10 на базу транзистора Т2. В результате транзистор открывается, реле К2 становится под ток и замыкает фронтовой контакт К2.1. Через этот контакт происходит заряд до значения напряжения питания конденсатора С9. После разрядки конденсатора С6 транзистор Т2 закрывается, реле К2 обесточивается и фронтовой контакт К2.1 размыкается. В таком состоянии таймер будет оставаться до следующего срабатывания реле К3. Конденсатор С9 разрядится через контакт К2.1 и диод D7 на обмотку реле К5, которое повторно кратковременно станет под ток и своим контактом К5.1 имитирует нажатие кнопки ON-OFF. При этом видеорегистратор перейдет в дежурный режим. При указанных на схеме номиналах элементов время работы в режиме «Запись» составит приблизительно 5 мин. Ее можно увеличить или уменьшить, изменив емкость конденсатора С6.
Работа термостабилизатора
Ввиду того, что внутри устройства установлены компоненты, характеристики которых сильно зависят от перепадов температуры окружающей среды, например электролитические конденсаторы и Ni-MH аккумуляторы, а видеорегистратор является продуктом высоких технологий, в схему введен термостабилизатор. Он позволяет, в зависимости or угла поворота оси резистора R8, установить под колпаком необходимую температуру в пределах от 0 до ±25°С. Точность ее поддержания ±1°С. Элементы R4 и D3 образуют параметрический стабилизатор напряжения. Датчиком температуры служат терморезисторы R5, R6.
Резисторы R1, R2, R3 используются в качестве нагревателя. Конденсатор С1 выполняет функцию искрогасителя на контактах реле.
В исходном состоянии, когда температура не достигла заданного значения, сопротивление размещенных внутри корпуса прибора терморезисторов R5, R6 велико. В результате транзистор Т1 закрыт, реле К1 обесточено и его тыловые контакты К1.1, К1.2 замкнуты, резисторы включены и обеспечивают нагрев. По мере нагревания сопротивление терморезисторов уменьшается, вследствие чего увеличивается напряжение на базе транзистора Т1. Когда температура поднимется до заданного значения, транзистор Т1 откроется, сработает реле К1, и его контакты разомкнут цепь питания нагревателей. При остывании воздуха сопротивление терморезисторов R5, R6 вновь увеличится, транзистор Т1 закроется, и процесс нагрева возобновится.
Применением составного транзистора Т1 удалось максимально упростить схему термостабилизатора и избежать применения специализированных микросхем, а также отказаться от построения компаратора значений температуры на операционном усилителе или цифровой микросхеме без существенного ухудшения стабильности поддерживаемой температуры.
Применяемые компоненты и конструкция устройства
В качестве К1 и К3 использовались реле РЭС-9, паспорт РС4.524.200. Контакты реле К1 для облегчения режима коммутации соединены параллельно. Тип реле К3 выбран только лишь исходя из того, что у него 2 группы контактов. Конденсатор С1 напаян прямо на контакты К1 и выполняет функцию искрогасителя.
Остальные реле типа РЭС10, паспорт РС4.529.031-04, но можно применять любые другие малогабаритные с рабочим напряжением 12 В.
Обмотки реле К1 и К2 зашунтированы диодами типа 1N4004.
В качестве нагревателя используются резисторы R1, R2, R3 типа ПЭВ-25. Такое их количество выбрано из соображения надежности. При выходе из строя одного из них, оставшиеся смогут обеспечить обогрев внутри корпуса устройства.
Цепочка C2L1C3 предназначена для подавления помех, возникающих при переключениях реле железнодорожной автоматики. Индуктивность L1 изготовлена методом намотки «в два провода» многожильным проводником в ПВХ изоляции (12 витков сечением 0,25 мм2) на ферритовом кольце до заполнения его внутренней окружности. Диод D1 предназначен для разделения цепей питания релейного шкафа и устройства по постоянному току. Микросхемы-стабилизаторы напряжения DA1 и DA2 предназначены для зарядки аккумуляторов и питания видеорегистратора. Дело в том, что в какие-то моменты напряжение на шинах питания РШ может повышаться до +15 В, а это является опасным для стабилизатора МС7805. Для снижения значения напряжения на входе DA2 в схему введена микросхема DA1.
Перед началом монтажа в нижней части карбонитового основания корпуса реле НШ (ТШ) болгаркой был срезан выступ, где размещались контакты реле НШ. В образовавшееся окно термоклеем был вклеен оребренный радиатор с площадью охлаждающей поверхности 150 см2. С внутренней стороны на радиатор были закреплены стабилизаторы напряжения DA1 и DA2. С наружной стороны на радиатор через изолирующую прокладку был установлен транзистор Т1 (fig.2).
Транзистор Т1 серии КТ827, его можно заменить КТ829 с любым буквенным индексом.
Терморезисторы R5, R6 типа КМТ, дисковые, с указанным на корпусе номиналом 2,2 кОм. Их сопротивление при температуре +20°С – 1,6 кОм, сопротивление при температуре 0°С – около 4 кОм.
Диоды D4, D6, D7 – германиевые. Можно применить любые из серии Д7, или заменить их диодами Шотки с аналогичными параметрами.
Стабилитрон D2 можно заменить КС133А или КС147А.
Геркон SF1 типа КЭМ-3 с помощью хомутика закреплен под колпаком в передней верхней части устройства. В правую створку двери релейного шкафа ввинчен длинный шток, на конце которого закреплен магнит (рис.З). Длина и расположение штока таково, чтобы при закрывании дверей магнит вплотную подходил к геркону. Аккумуляторная батарея составлена из 4-х Ni-MH элементов типоразмера АА емкостью 1600 мА·ч, которые были изъяты из неисправной батареи питания от радиостанции Kenwood ТК-2260. Можно использовать и любые другие Ni-MH аккумуляторы, от их емкости будет зависеть только длительность работы видеорегистратора.
Резистор R7 служит для ограничения максимального тока заряда АБ на уровне 10% от ее номинальной емкости. Во избежание хронического перезаряда применяется диод D4, который ограничивает напряжение на батарее на уровне 4,8 В, из расчета 1,2 В на каждый элемент.
В верхней части корпуса видеорегистратора имеется отверстие с резьбой М6, которая предназначена для его крепления. С помощью уголка и мебельного навеса он крепится к горизонтальному несущему кронштейну реле НШ. Мебельный навес позволяет установить видеорегистратор под нужным углом, а винт с гайкой, который установлен в навес взамен удаленной оси, позволяет этот угол зафиксировать.
Auteur : Геннадий Котов, г. Антрацит
Source : журнал Электрик №12, 2015