На рынке техники сегодня есть много новых механизмов и устройств, которые помогают обезопасить автомобиль не только во время движения, но и на стоянке. Сигнализация является одним из первых таких приспособлений среди технических конструкций. Вместе с развитием новейших технологий появляются дополнительные гаджеты, гарантирующие безопасность автомобиля на дороге и вне ее. Датчик наклона – это устройство, которое помогает сделать жизнь автомобилиста лучше.

Защита от кражи

Сегодня очень популярным методом обогатиться для мошенников есть методы снятия с автомобиля колес. Чтобы обезопасить автомобиль от кражи колес, не будет достаточно одной сигнализации, которая не всегда реагирует на наклон. Чтобы датчик наклона купить , нужно знать, как его выбрать. Для этого необходимо знать обо всех особенностях его работы. Именно это устройство обезопасит от кражи колес. Датчик наклона – продукт работы высокотехнологичных машин, выпускающих сверхточное оборудование. Благодаря этому владелец такого устройства может быть спокойным и днем, и ночью, отслеживая попытки наклона кузова машины дистанционно. Ведь обычно воры пытаются снять колеса, поднимая машину с помощью домкрата. Датчик наклона создан для того, чтобы просигнализировать владельца автомобиля в том, что его машину пытаются украсть или погрузить на эвакуатор. Дело в том, что наклон кузова в разные стороны чувствует не каждая сигнализация.

Что касается принципа работы этого устройства, то он очень прост. Датчик наклона получает информацию о том, что кто-то пытается изменить положение кузова автомобиля. Сигнал передается на блок сигнализации, которая дистанционно оповещает водителя об опасности. В большинстве случаев, когда срабатывает громкая сигнализация, воры оставляют свои попытки украсть колеса.

Такой прибор как датчик наклона имеет свои преимущества:

1. Спокойствие автовладельца и контроль ситуации;
2. Высокая чувствительность датчика, чем он кардинально отличается от сигнализации;
3. Легкость в монтаже;
4. Миниатюрность;
5. Легкость в использовании, так как датчик наклона подключается через разъем сигнализации;
6. Возможность использования одновременно с другими охранными системами.

Если купить качественный датчик наклона, то можно обезопасить себя от кражи, так как только качественные устройства быстро и эффективно реагируют на наклон автомобиля в любую сторону. Современные датчики наклона срабатывают при наклоне автомобиля в полтора градуса. Так что, пожалуй, датчик наклона – лучшее достояние человечества в области охранных сигнализаций.

Как устроен датчик наклона-перемещения внутри…
Для написания статьи взят датчик наклона и перемещения
Что же у него внутри?

Рисунок 1. Ключевые компоненты датчика.

Сердце датчика – 3-координатный датчик ускорений (акселерометр). На фотографии он отмечен буквой “А”.
Акселерометры выпускает несколько фирм-столпов мировой микроэлектроники. В датчике наклона от Spider® применен MEMS-датчик от Freescale.
Внутри он содержит микромеханические емкостные сборки, чувствительные к ускорению (так называемые g-cell) и интегрированную микросхему, обеспечивающую первичную обработку сигнала, термокомпенсацию и выдачу его для дальнейшей обработки микроконтроллером.

Чувствительный элемент (g-cell) представляет собой механическую структуру, сформированную из полупроводниковых материалов (поликремния) при помощи технологических процессов маскирования и травления. Их можно представить как набор электродов, прикрепленных к массе, подвижной относительно жестко закрепленных электродов. Под воздействием ускорения масса отклоняется от нейтрального положения, изменяя соотношение расстояний между подвижными и неподвижными электродами.

Рисунок 2. Упрощенный эскиз ячейки, чувствительной к ускорению (g-cell)

Масса с подвижными электродами смещается под воздействием приложенного ускорения. При этом пропорционально изменяются емкости сформированных электродами конденсаторов (у одного конденсатора она увеличивается, а у другого уменьшается). Встроенная в акселерометр интегральная схема измеряет емкости и вычисляет ускорение, основываясь на их разнице. Также интегральная схема усиливает сигнал и нормализует таким образом, чтобы он был пропорционален ускорению.

В акселерометре есть три чувствительных элемента, сориентированных по осям X,Y и Z и три канала, сигналы в которых соответствуют действующему на датчик ускорению.
Чувствительный элемент герметизирован на этапе производства акселерометра.

На все окружающие нас предметы действует сила тяжести. Говоря иными словами все они, даже находясь в состоянии покоя, испытывают ускорение свободного падения (g).
Вот это ускорение и “раскладывается по осям” акселерометра.

Устаревшие датчики наклона автомобилей были построены на 2-координатных акселеромерах (еще несколько лет назад 3-координатный датчик из-за большей сложности изготовления и цены считался непозволительной роскошью) и требовали установки в положении, как можно более горизонтальном. Иначе просто переставали “видеть” наклон.

Как устроен датчик наклона современный: у него внутри уже 3-координатный сенсор. то есть тот же Spider TMS2 или Spider STMS, обладая способностью ориентироваться во всех трех координатах нашего трехмерного пространства, одинаково хорошо работает независимо от положения его установки.

Сигнал с акселерометра обрабатывается высокоинтегрированным микроконтроллером (отмечен на Рисунке 1 буквой “М”). Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) оцифровывает сигналы. При воздействиях на автомобиль меняется результирующая “раскладка” ускорения по осям.

Микроконтроллер и встроенная в него программа также проделывает дополнительную обработку для отфильтровывания ложных сработок. А они, как можно догадаться из принципа работы, могут быть спровоцированы ударами, вибрацией, раскачиванием и даже просто большим изменением температуры.
В общем виде он выглядит так:
– сигналы с частотами выше 30-60 Гц – это удары
– сигналы с частотами 0,1-10 Гц – это движения (естественно раскачивания и оттаскивание машины отличаются)
– изменения постоянной составляющей – это подъем кузова
– и т.д.
Когда с машины попытаются снять колеса или куда-то ее оттащить, попытаются укатить мотоцикл или мопед микроконтроллер датчика наклона (в соответствии с настройками чувствительности) выдаст сработки зон предупреждения и тревоги.

Алгоритмы, позволяющие по изменениям сигнала достоверно различать что происходит с машиной, являются “ноу-хау” производителя датчиков наклона. Но именно во внимании к “мелочам” заключается секрет сочетания высокой чувствительности и иммунитета к ложным срабатываниям датчика.

Высокая надежность датчиков наклона-перемещения Spider TMS2 и Spider STMS обеспечивается:
– использованием интеллектуальных алгоритмов обработки сигналов
– применением лучшей элементной базы от мировых производителей
– бескомпромисным отношением к качеству сборки

Стандартная автомобильная сигнализация представляет собой совокупность таких устройств, как:

Все это работает во взаимосвязи друг с другом. Основной блок обменивается данными с брелоками, отвечает за обработку полученной информации и производит определенные действия, к примеру, отправляет электрический импульс на запирающие реле дверей, запускает сигнальную сирену и пр.

Также главный блок получает с датчиков информацию и в зависимости от ее характера выполняет заданные действия. Функциональность автомобильной сигнализации зависит во многом от количества и типа используемых датчиков, которые подключены к блоку.

Существуют модели сигнализаций с определенными дополнительными датчиками в комплекте, но в основном компании комплектуют устройства стандартным набором, который реагирует на заданные сценарии. По этой причине при покупке защитной противоугонной системы важно обращать внимание на комплектацию. Не ленитесь поинтересоваться, совместима ли ваша автосигнализация с разными датчиками, которые можно докупить отдельно.

Датчики, называемые также сенсорами, различаются по назначению и типу. Ниже мы рассмотрим разновидности датчиков, которые входят в стандартную комплектацию и продаются отдельно.

Контактные датчики

Они срабатывают при открытии капота, дверей или багажника. Другими словами, контактный датчик представляет собой кнопку, рабочий режим которой сохраняется при нажатии. При открытии происходит замыкание электроцепи, а на главный блок отправляется импульс, запускающий световой или звуковой сигнал.

Называемое также шок-сенсором это устройство реагирует на резкие вибрации или удары. Подобные датчики обычно имеются в базовой комплектации. Недорогие датчики основываются на принципе электромагнитной индукции, а современные надежные шок-сенсоры представляют собой световые приборы, которые срабатывают за счет отклонения лазерного луча на определенную величину.

Датчик наклона

Этот сенсор активизируется при изменении горизонтального положения авто в пространстве. Такое случается в следующих случаях:

• покачивание;
• наклон;
• поднятие авто на домкрате.

Датчик предотвращает незаконное перемещение автомобиля, кражу колес и другие несанкционированные действия.

Он реагирует на появление движущихся объектов в салоне. Это второй рубеж охраны, которые предназначен для забывчивых автомобилистов, которые деактивировали или забыли включить автосигнализацию, а в салон попал посторонний человек.

Акустические датчики

Эти сенсоры отправляют главному блоку информацию при возникновении резких шумов. Они способны реагировать на высокочастотные звуки при разбитии стекла, металлические звуки и пр.

Диагностические датчики

Называемые также сервисными эти сенсоры являются необходимым компонентом автомобильных сигнализаций. Устройства следят за параметрами напряжения, определяют изменения силы тока в цепях. Они предотвращают самопроизвольное выключение системы из-за снижения заряда АКБ или действий злоумышленников, направленных на обесточивание энергетических систем авто или на их вывод из строя.

На этом датчике, называемом также микроволновым, мы остановимся поподробнее. Это устройство пришло на замену выше упомянутому датчику движения, но в отличие от него оно не реагирует на росу, мух, температурные перепады, поэтому очень популярно. Также вы можете настраивать его чувствительность.

Датчики объема могут быть многоуровневыми. В основном в продаже встречаются 2-уровневые системы. Как у двухуровневых датчиков удара у них один сигнал предупреждающий, а второй включает систему оповещения.

В зависимости от принципа действия автосигнализации, ее производителя и фантазии человека, который занимался установкой, иногда монтируют несколько датчиков объема:

• в салон;
• в багажник;
• под капот.

В основном они одноуровневые. Но случается такое, что их единственный сигнал только предупреждает отдельный датчик оповещения, которые с учетом настроек после определенного количества предупреждения срабатывает, включая систему оповещения.

Такие системы стоят сравнительно дорого, поэтому при монтаже бюджетных и средних по цене систем в основном устанавливают один 2-уровневый датчик объема, покупаемый чаще всего отдельно, так как его нет обычно в комплекте.

В системах начального уровня такой сенсор почти не используется, так как в изготовлении этих приспособлений процесс направлен на удешевление продукции, а не на улучшение качества. Изредка в дешевых системах производитель предусматривает отдельный разъем под датчик объема.

Независимо от преимуществ датчика объема перед сенсором удара, у него есть недостатки:

• сравнительно высокая стоимость;
• в ходе проливного дождя датчик может среагировать на стекающую по стеклу воду и сработать;
• при уменьшении температуры окружающей среды чувствительность сенсора возрастает.

Последний фактор сильно усложняет процесс настройки системы. Кроме того, именно поэтому зимой повышается риск ложных срабатываний. Устанавливаются датчики объема обычно где-то возле центрального плафона салонного освещения.

Бывают случаи, когда эти сенсоры оказываются в совершенно иных местах:

• возле ручника;
• под консолью;
• под панелью приборов и в других местах.

Для установки его в то место, где он должен быть, необходимо демонтировать обшивку потолка, что сделать очень непросто.

Таким образом, недобросовестные монтажники просто часто устанавливают датчик в том месте, где им удобно, но где сенсор не работает должным бразом. Приборная панель и консоль возле ручника изготовлены обычно из пластмассы, которая прозрачна для микроволн, которые ищут металлические элементы на своем пути (они выступают в роли своеобразного экрана).

Таким образом вы должны проследить за тем, где будет расположен датчик объема после установки автосигнализации. Не стоит ждать правильной его работы, если монтажники прикрепят его под сиденье, под приборную панель или в дверь.

Датчик наклона.

Датчик наклона.

ВНИМАНИЕ!!! Сайт переносится на новый ресурс - https://whp.home.blog

Некоторое время назад мне потребовался девайс, который подавал бы сигнал при горизонтальном положении или отклонении датчика от горизонтальной плоскости на угол не более 20-30 градусов. Для чего - это отдельная история, поэтому касаться её здесь не буду.

Для реализации поставленной задачи был выбран акселерометр SMB380 производства компании Bosch. Несмотря на свои крохотные размеры - 3х3 мм, он позволяет измерять ускорение по трём осям с чувствительностью 2g, 4g, 8g и передавать эту информацию на контроллер по шинам I2C и SPI . Акселерометр SMB380 отличается низким потреблением тока (200 мкА) при напряжении питания 2,4 - 3,6В.

В качестве обработчика полученной информации применён контроллер 16F628A . Его использование здесь не совсем оправдано, вполне хватило бы что-нибудь типа 12F629 или 12F675 . Но у меня уже давно валялась плата, с установленным на ней PIC контроллером 16F628A и разводкой его под используемый акселерометр. Поэтому, после небольшой доработки, эта плата вполне подошла под выполнение требуемых функций.

Принципиальная схема датчика наклона приведена на рис. 1. Акселерометр и микроконтроллер соединены по шине I2C. Для их питания используется стабилизатор на 3,3В. Управляющий сигнал подаётся на базу транзистора VT1, в коллекторную цепь которого включена нагрузка К1. Питание нагрузки осуществляется от напряжения 5В, в её качестве можно использовать реле на соответствующее напряжение и ток, бузер для звуковой сигнализации, светодиод и т.д.

Рис. 1

Самой сложной задачей оказалось подключить акселерометр. При размерах 3х3 мм он имеет с двух сторон по пять контактов. Сделать разводку такого чипа «утюжно - лазерным методом» довольно сложно. Поэтому акселерометр подключается к основной печатной плате через переходник.
Для изготовления такого переходника нужно взять маленький кусочек макетной платы и распаять на ней по четыре пина с двух сторон с таким расчётом, что бы они входили в обычную 8-ми пиновую «кроватку» для микросхем в корпусе DIP (рис. 2). Восьми выводов нам вполне достаточно, т.к. в акселерометре выводы 1 и 10 не используются.

Рис. 2

Затем надфилем удаляются контактные площадки между рядами выводов. Поверхность обезжиривается и на неё приклеивается чип акселерометра выводами вверх (рис. 3)

Рис. 3

Что бы не ошибиться, откуда начинается отсчёт выводов акселерометра, на переходной платке необходимо сделать небольшой пропил, который будет являться «ключом». Обратите внимание, что т.к. чип перевёрнут, нумерация его выводов будет вестись с нижнего левого пина по часовой стрелке.

Для распайки выводов акселерометра нужен провод диаметром до 0,3 мм. Для этого можно использовать одну жилу из многожильного монтажного провода. На выводы чипа наносится жидкий флюс и касанием остро заточенного паяльника припаивается провод. Это самая сложная и ответственная операция, которая требует терпения и твёрдой руки. Работу следует выполнять низковольтным паяльником, под увеличительным стеклом, переходную плату надёжно закрепить в небольших тисках.

Распайку начинают со второго вывода чипа (как говорилось выше, выводы 1 и 10 не задействованы). После того, как провод припаян к пину SMB380, его очень осторожно отводят в сторону и припаивают к выводу переходной платы. То, что должно получится в конечном результате, показано на рис. 4

Внешний вид собранной печатной платы приведён на рис. 5. В своё время она использовалась для других целей, поэтому пришлось её немного доработать, удалив лишние детали и установив недостающие в соответствии со схемой на рис. 1

Рис. 5

Конструктивно устройство собрано в корпусе от отслужившей свой срок компьютерной мышки. Выключатель питания установлен на месте колеса прокрутки. Питание устройства осуществляется от батареи «Крона». Расположение платы и других элементов внутри корпуса показано на рис. 6, а внешний вид - на рис. 7.

Рис. 6

Рис. 7

Программа датчика наклона работает следующим образом - после включения питания в качестве тестирования на одну секунду включается нагрузка К1 Если датчик продолжает находиться в горизонтальном положении (или отклонён от него не более 30 градусов), то через 10 секунд снова включается нагрузка К1 на время 5 секунд . Далее всё повторяется по циклу. Если наклон относительно горизонтальной оси составит более 30 градусов , то датчик находится в режиме ожидания.

Разумеется, данная программа разрабатывалась под конкретные требования и её алгоритм довольно специфический. Однако, если данная тема кого-то заинтересует, то можно доработать программу так, что бы необходимые значения наклона, времени контроля, времени подачи сигнала прописывались через EEPROM и пользователь мог задавать их самостоятельно. А применение подобное устройство может найти во многих направлениях, например, в качестве датчика охранной сигнализации автомобиля. Тем более, что используемый акселерометр позволяет измерять не только ускорение и наклон по трём осям, но так же движение и вибрацию. Кроме того, с помощью данного чипа можно измерять температуру в диапазоне от -30 до + 97,5 градусов.

В наше время существует достаточно много различных технических средств, способных обеспечить безопасность и сохранность личного средства передвижения. В первую очередь, это всем знакомая автомобильная сигнализация, а также различные дополнительные устройства - например, датчик контроля изменения угла наклона автомобиля.

Главные особенности

К сожалению, случаи, когда автолюбитель утром выходит из дому и видит, что его средство передвижения за ночь осталось без колес - не редкость. Для того, чтобы по возможности себя обезопасить от таких ситуаций, и применяется специальное защитное устройство, известное как датчик наклона автомобиля. Конечно же, это не панацея, но такой датчик заметно повышает шансы на то, что у оставленной на ночь возле дома машины утром все колеса окажутся на месте.

Датчик наклона автомобиля представляет собой сверхчувствительное устройство, позволяющее дистанционно отслеживать несанкционированные попытки смены положения кузова машины, в том числе при поддомкрачивании с целью снять автомобильные колеса или при попытке погрузки авто на эвакуатор. Причиной применения такого датчика в ряде случаев является то, что далеко не каждая обычная сигнализация реагирует на подобные действия и владелец не получает своевременно предупреждающего об опасности оповещения.

Принцип работы датчика наклона автомобиля довольно прост - получив информацию о каких-либо воздействиях на кузов, изменяющих его положение, датчик передает сигнал на основной блок сигнализации. Сигнализация срабатывает и оповещает владельца о том, что его транспортное средство было подвержено постороннему воздействию. Согласно статистике, в большинстве случаев злоумышленники в подобной ситуации отказываются от своих преступных планов и ретируются.

Подключается подобный датчик, как правило, к любой сигнализации с напряжением 12 В через стандартный разъем. Благодаря своим небольшим габаритам датчик наклона автомобиля легко устанавливается в салоне любым удобным для владельца образом. Датчик наклона - не единственное подобное средство: довольно часто в современной автомобильной сигнализации применяется комплексный подход обеспечения безопасности за счет самых разных датчиков:

• контактный;
• объема;
• удара;
• разбитого стекла;
• падения напряжения;
• обрыва электропитания.

Подобные меры безопасности имеют смысл в первую очередь в том случае, если автомобиль регулярно приходится оставлять без присмотра возле дома.

Современные решения

Помимо подобных датчиков, сегодня существуют и более технически «продвинутые» решения - например, GPS/GPRS система слежения MapOn, способная обеспечить практически полный контроль за автомобилем, начиная от указания точных причин перерасхода топлива и заканчивая информацией о том, где в этот момент находится ваше транспортное средство и что с ним происходит.