Устройство системы сигнала автомобиля

Библиографическая ссылка на статью:
Гумелёв В.Ю. Назначение и принцип действия системы звуковой сигнализации автомобиля // Современная техника и технологии. 2013. № 2 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2013/02/1639 (дата обращения: 11.09.2020).

Системы звуковой сигнализации предназначены для обеспечения безопасности движения автомобиля в транспортном потоке и используются для оповещения пешеходов и водителей других транспортных средств о наличии и приближении автомобиля (для предупреждения других водителей о намерении произвести обгон вне населенных пунктов; в случаях, когда это необходимо для предотвращения дорожно-транспортного происшествия) [ 1 ] . Звуковые сигналы также используются для оповещения о состоянии рабочих агрегатов автомобиля и включаются в противоугонные устройства.

Система звуковой сигнализации состоит из звуковых сигналов (одного или нескольких), выключателя и реле звуковых сигналов, соединительных проводов.

Звуковые сигналы подразделяют:

— по характеру звучания – на шумовые и тональные;

— по устройству – на рупорные и безрупорные;

— по роду тока – на сигналы постоянного и переменного тока;

— по принципу действия – на электрические вибрационные и электропневматические.

Электроснабжение звуковых сигналов постоянного тока осуществляется от бортовой сети электрооборудования автомобиля.

Звуковое давление должно быть в пределах от 85 до 125 дБ.

По устройству и принципу действия шумовые и тональные сигналы незначительно отличаются друг от друга. Наиболее широко распространены электрические вибрационные безрупорные и рупорные звуковые сигналы сравнительно малой мощности от 40 до 60 Вт, обладающие достаточно хорошим звучанием. Они представленные в соответствии с рисунком 1.

Для того, чтобы исключить влияние колебаний автомобиля на звукоизлучение, применяют рессорную подвеску звуковых сигналов. Следует учитывать, что слышимость сигнала изменяет возникающее при движении автомобиля вихревое движение воздуха. Кроме того, чем больше скорость автомобиля, тем меньше расстояние, на котором слышен сигнал.

Обычно на автомобили устанавливают комплект звуковых сигналов: один низкого тона и один или два высокого тона. В зависимости от силы потребляемого тока звуковые сигналы в комплекте включают параллельно или последовательно. Включение безрупорных сигналов, которые потребляют токи меньшей силы, чем рупорные, осуществляется непосредственно механическим выключателем звуковых сигналов (кнопкой, рычагом или механическими выключателями иной конструкции). Рупорные сигналы потребляют токи силой, превышающей допустимые значения для механических выключателей звуковых сигналов. Для включения сигналов в таком случае применяют промежуточные электромагнитное реле (реле сигналов), при применении которых через механический выключатель звуковых сигналов протекает ток небольшой силы, потребляемый обмоткой реле звуковых сигналов.

а – безрупорные сигнал; б – рупорный сигнал

Рисунок 1 – Электрические звуковые сигналы

Также при установке двух или более безрупорных сигналов ток, проходящий через контакты выключателя звуковых сигналов, может достигать таких значений, при которых произойдет их подгорание. В этих случаях также для разгрузки выключателя сигналов применяется электромагнитное реле.

Цепь электроснабжения звуковых сигналов обязательно защищается предохранителями.
Комплект сигналов, как правило, включает два безрупорных или два рупорных (низкого и высокого тонов), настроенных на совместную работу.

Принципиальная электрическая схема управления звуковыми сигналами автомобиля Урал-4320-31 представлена в соответствии с рисунком 2. На автомобиле установлено два рупорных сигнала.

Принцип работы электрического звукового сигнала представлен на примере безрупорного шумового звукового сигнала. Его устройство проще, чем рупорного, и представлено в соответствии с рисунком 3. Принцип действия и устройство рупорных тональных звуковых сигналов (например, автомобиля Урал-4320-31) во многом аналогичны устройству и действию безрупорного шумового звукового сигнала. Но резонатором в тональном сигнале является столб воздуха, заключенный в его рупоре [2 ].

1 – реле звуковых сигналов 901.3747 (30, 85, 86, 87 – обозначение его контактов); 2 – предохранитель плавкий ПР119-01; 3 – выключатель звуковых сигналов 2802.3829; 4, 5 – сигналы звуковые низкого и высокого тона С306Д и С307Д

Рисунок 2 – Принципиальная электрическая схема управления звуковыми сигналами автомобиля Урал-4320-31

1 – контакты; 2 – якорь; 3 – резонатор; 4 – мембрана; 5 – сердечник; 6 – обмотка электромагнита; 7 – стержень мембраны; 8 – искрогасящий конденсатор; 9 – регулировочный винт;
10 – выводы обмотки

Рисунок 3 – Устройство безрупорного шумового звукового сигнала

Выводы обмотки 10 сигнала подсоединены: один через выключатель звукового сигнала к корпусу автомобиля (к выводу «–» аккумуляторной батареи (АКБ); а другой – к выводу «+» АКБ. При включении сигнала электромагнит, состоящий из сердечника 5 и обмотки 6, притягивает якорь 2, вместе с которым перемещается мембрана 4 с резонатором 3.

В конце хода якоря 2 размыкаются контакты 1 прерывателя. Обмотка электромагнита 6 обесточивается и под действием упругой силы мембрана 4 движется в обратном направлении, вновь замыкая контакты. Пока включен выключатель сигнала цикл движения якоря с мембраной повторяется. Вибрация мембраны передается резонатору 3.Частота колебаний мембраны и резонатора определяют тон и силу звучания сигнала. Регулировочный винт 9 изменяет характер звучания сигнала, меняя положение контактов относительно якоря. Для уменьшения искрения контактов 1 параллельно им включается конденсатор 8.

Библиографический список

Правила дорожного движения 2011 с картинками и знаками [Электронный ресурс]. URL : http : // carsguru.net / pdd / pdd.html
Чижков Ю. П. Электрооборудование автомобилей. Курс лекций. Ч. 2 [Текст] / Ю. П. Чижков – М.: Машиностроение, 2003. – 320 с.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:

&copy 2020. Электронный научно-практический журнал «Современная техника и технологии».

Как устроена сигнализация автомобиля

Большинство автовладельцев привыкли, несколько раз в день нажимая кнопку брелка, ставить машину на охранную сигнализацию. Неприятным сюрпризом для беспечных водителей становится машина, вскрытая на дворовой автостоянке или возле супермаркета. Только подобные инциденты заставляют автовладельцев задуматься, какую охранную систему лучше выбрать.

Базовые принципы работы автосигнализации

Термин «автомобильная сигнализация» верно передает суть работы системы. По-большому счету, автосигнализацию трудно назвать полноценной охранной системой, предупреждающей взлом или угон. Простые автомобильные сигнализации блокируют только центральный замок машины, позволяют дистанционно открывать и закрывать двери. Более сложные системы, кроме этого, блокируют запуск двигателя, работу бензонасоса, закрывают отдельные замки капота и багажника. Отдельные датчики сигнализируют владельцу о попытках снять колеса автомобиля или угнать машину с помощью эвакуатора.

От того, как работает сигнализация автомобиля, зависит простота или сложность угона машины. Квалифицированные взломщики научились подбирать электронные коды открывания дверей и снятия блокировок с помощью компьютерного код-граббера. Поэтому все дальнейшие усовершенствования автосигнализаций направлены на усложнение таких попыток угона или поиск угнанной машины по сигналам автономных GPS-трекеров.

Две основные функции сигнализации направлены на отпугивание неквалифицированных взломщиков (звуковыми и световыми сигналами) и предупреждение владельца машины о попытке взлома или угона автомобиля. При постановке машины в «режим охраны» с брелка дистанционного управления включается блок управления автосигнализации, все датчики и блокировки. После этого автосигнализация реагирует на все попытки механического взлома замков или стекол, снятие колес, перемещение машины вручную или с помощью автокрана (эвакуатора).

Основной принцип работы сигнализации автомобиля основан на срабатывании электронных датчиков, посылающих сигнал о постороннем воздействии на машину в блок управления охранной системой. Блок управления, в свою очередь, включает звуковые (сирену), световые (мигание фар головного света и аварийных фонарей) тревожные сигналы и посылает радиосигнал на брелок владельца машины. Блокираторы мотора и бензонасоса не дают завести двигатель, если не отключен главный блок управления сигнализацией.

Устройства, обеспечивающие охранные функции

Основными устройствами, обеспечивающими выполнение защитных функций и управление автосигнализацией, стали электронный блок управления и брелок владельца.

Блок управления сигнализацией

Схемы устройства, электронные коды блока управления — самая секретная и охраняемая производителями часть автомобильной сигнализации. Миниатюрный блок управления при монтаже сигнализации рекомендуется маскировать в незаметном месте салона или подкапотного пространства.

Несмотря на официальное утверждение в России единой частоты для автосигнализаций в 433,92 МГц, многие производители аксессуаров выпускают системы, работающие на частотах 434,16, 371, 868 МГц. Автосигнализации, для мобильных средств связи настраиваются на частоты GSM – диапазона (от 850 до 1900 МГц).

Сведения о работе на единой частоте или точные данные об используемых радиочастотах облегчают задачи автомобильных воров, поэтому информации из Интернета не следует доверять безоговорочно.

Важной секретной частью блока управления стало устройство, шифрующее электронные коды доступа. Отказавшись от статических (неизменяемых) кодов, практически все современные сигнализации перешли на использование динамического кодирования, при котором блок управления сигнализацией при каждом включении генерирует новый сигнал.

Диалог между брелком и блоком управления сигнализации

Следующим шагом для усложнения задач взломщика стала диалоговая система кодирования. При радиоконтакте между пультом дистанционного управления (брелком владельца) и основным БУ каждый этап распознавания «свой – чужой», изменения задач сигнализации пошагово шифруется отдельным динамическим кодом. Технической частью блока управления является приемно-передающая радиоантенна, устройство которой на функции охраны не влияет.

Пульт дистанционного управления

У ПДУ современной автосигнализации в одном корпусе собраны миниатюрный приемопередатчик радиосигналов от основного блока управления и вторая часть генератора динамического кодирования. Основной задачей брелка ДУ становится недоступное посторонним включение и выключение сигнализации. Основные усовершенствования этой функции состоят в уменьшении расстояния срабатывания и затруднении перехвата кодированного сигнала.

Дополнительные функции, отраженные на дисплее брелка, могут сигнализировать о срабатывании конкретного датчика (удара, изменения объема, открывания двери) и включении сирены. Мигание символов на дисплее ПДУ обычно сопровождается звуковым сигналом или вибрацией брелка.

Сигнализирующие датчики и тревожные устройства

Закрыв машину и поставив ее в охранный режим, блок управления сигнализацией не может самостоятельно отследить различные способы попыток взлома. Для этого система снабжается рядом датчиков. От начального применения простых датчиков удара и открытия двери современные автосигнализации по мере развития пришли к использованию еще нескольких видов сенсоров.

Датчик открытия двери

Основным местом для проникновения в машину для угонщика становятся двери автомобиля. Датчик открытия двери стал первым из сенсоров, примененных в автосигнализации. Большинство охранных систем подключаются к штатной системе электроснабжения автомобиля, используя концевые выключатели дверных замков или микропереключатели освещения. Этот же принцип применяется для срабатывания датчиков, которые устанавливаются на замки капота, крышки багажника или пятой двери хэтчбеков и универсалов.

Датчики удара

Датчик удара предназначен для предупреждения воровства колес, наружных зеркал, попыток разбить стекла или механически взломать дверь. Различные конструкции датчиков удара используют:

замыкание электрических контактов, срабатывающее при толчках в кузов, шасси, капот, колесные диски машины;
металлические шарики, перекатывающиеся при ударах или начале движения автомобиля;
пьезопластины;
счетчики силы и количества тревожных импульсов.

Усложнение датчиков удара связано с тем, что этот сенсор является основной причиной ложных срабатываний автосигнализации. Система, настроенная на излишнюю чувствительность, реагирует на сильные звуковые волны (гром, шум мотора проезжающего грузовика), касания кузова дворовыми животными, падение снега.

Разновидностями датчика удара стали сенсоры для автомобильных стекол — датчик давления на стекло и измеритель давления воздуха. Охранная польза от этих датчиков, работающих на основе микрофона (реагирует на звук разбитого стекла) или по принципу барометра, сомнительна. Вор или хулиган, решивший разбить стекло, настроен на быстрые действия и готов к включению сигнализации.

Датчик объема

Сенсор, фиксирующий изменения объема салона, построен на постоянном сканировании внутреннего пространства ультразвуковыми или микроволновыми устройствами, состоящими из передатчика и приемника. Ряд экспертов считает такие датчики бесполезными. Производители автосигнализаций не комментируют труднообъяснимый момент — как злоумышленник может попасть в салон, минуя многочисленные датчики других типов. Код-граббер, отключающий блок управления, автоматически выключает и сигналы сенсоров объема. Еще одним недостатком большинства датчиков этого типа становится ложное срабатывание, если вы оставляете в салоне объемные вещи.

Датчик наклона

Один из самых полезных сенсоров, предназначенный для предотвращения воровства колес или угона с помощью эвакуатора, автокрана. Эти действия злоумышленников требуют сравнительно долгого времени, провести их при включенных сигналах тревоги затруднительно. Надежной конструкцией датчика считается цилиндр, частично заполненный ртутью, при наклоне замыкающей два электрических контакта, связанных с блоком управления автосигнализацией.

Схема датчика наклона

Дорогие сигнализации снабжаются несколькими датчиками наклона, работающими в горизонтальном и вертикальном положении. Такая система реагирует на все способы перемещения машины. Правильная настройка датчиков позволяет сигнализации не реагировать на естественные движения машины (раскачивание от сильного ветра, падения давления в одной из покрышек).

Детектор движения

В дорогих сигнализациях используется детектор движения, состоящий из радарного передатчика и приемника. Разновидностью такого датчика становится ультразвуковой сенсор. Устройство способно отслеживать подозрительные передвижения посторонних возле автомобиля на расстоянии двух – пяти метров. Не включая тревожные сигналы до определенного расстояния, детектор движения подает сигнал на пульт ДУ владельца машины, дает возможность вызвать полицию или спугнуть злоумышленников.

Тревожные устройства

По команде датчиков блок управления большинства сигнализаций включает звуковые и световые сигналы, которые должны отпугнуть злоумышленников. Световая сигнализация использует головной свет, мигания стоп-сигналов и поворотников, которым специальное реле придает неестественный ритм.

Для подачи звукового сигнала в труднодоступном месте под капотом устанавливается мощная сирена. Более эффективны сирены с автономным питанием (собственными батареями), работающие при отключенном аккумуляторе автомобиля. Громкоговорители, использующие различные модуляции звука, голосовые оповещения, можно отнести к устройствам усложнения (и удорожания) сигнализации. Оригинальность звукового сигнала никак не влияет на его основные функции.

Дополнительные приспособления, связанные с охранной системой

Электронное устройство сигнализации автомобиля, постоянная радиосвязь между блоком управления автосигнализацией и брелком позволяют оснащать охранную систему дополнительными приспособлениями, увеличивающими комфорт водителя. Среди них можно выделить такие полезные функции:

дистанционный или заданный по времени запуск двигателя (функция удобна в зимнее время);
охрана машины с работающим мотором;
включение электрического обогрева салона;
предпусковой подогрев дизельных двигателей (требует установки автономного отопителя);
управление складыванием наружных зеркал с электроприводом;
автоматические доводчики оконных стекол;
передача функций управления на мобильный телефон.

Большинство этих функций не улучшает работу автомобильной сигнализации, но может увеличить количество средств контроля. Особенную популярность приобрели способы отслеживания состояния машины по смартфонам. Производители автосигнализаций разработали для электронных гаджетов мобильные приложения (для операционных систем iOS, Android), организовали специальные защищенные серверы.

GSM-связь позволяет управлять автосигнализацией, не обращая внимания на дальность действия дистанционного пульта управления (что было одной из проблем для брелков ДУ). Личный кабинет на защищенном сервере позволяет управлять настройками автосигнализации с ноутбука, планшета, домашнего компьютера — отдавать команды, менять настройки, контролировать состояние машины.

Удаленное управление удобно для дистанционного запуска двигателя, настройки чувствительности датчиков, но относить его к важным улучшениям охранных функций трудно. Так же расценивают и автоматический запуск двигателя по таймеру, напряжению аккумулятора, заданной температуре воздуха.

GPS охранная система

Дорогие охранные системы, сохраняя функции обычной сигнализации, включают в себя несколько дополнительных блокираторов, иммобилайзер, спутниковый маячок. Если угонщикам удается отключить основной блок управления сигнализацией, включаются дополнительные устройства. Автономный GPS-трекер подает сигнал об угоне владельцу машины и правоохранительным органам. Периодически включаясь, маячок позволяет отслеживать маршрут автомобиля в спутниковых системах навигации GPS и ГЛОНАСС. Встроенные микрофоны и видеокамеры могут передавать изображения и разговоры угонщиков.

Подобные охранные системы с поиском угнанной машины по спутниковым сигналам, относятся к автосигнализациям только формально. Их нужно рассматривать как охранно-поисковые системы, работающие на других принципах.