АКУСТИЧЕСКОЕ СИГНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
ACOUSTIC ALARM DEVICE

Изобретение относится к акустическим сигнальным устройствам и может использоваться как звуковой оповещатель в системах пожарной, охранной, охранно-пожарной и иной сигнализации.
Известно акустическое устройство, описанное в авторском свидетельстве SU 858077 «Электронная сирена» (опубл. 23.08.1981), содержащее генератор импульсов, связанный с переменным резистором, скользящий контакт которого подсоединен к входу усилителя мощности, последовательно соединенного с звуковым излучателем.
Однако в вышеописанном акустическом устройстве для настройки звукового излучателя на определенную частоту акустического сигнала используется регулируемый вручную переменный резистор, что увеличивает количество технологических операций и требует дополнительных трудозатрат. Кроме того, переменный резистор при наличии вибрации легко сбивается с установленной частоты, что снижает надежность устройства.
В качестве прототипа выбрано акустическое сигнальное устройство, реализующее способ, описанный в патенте RU 2248618 «Способ формирования сигнала электронной сирены» (опубл. 20.03.2005), содержащее последовательно связанные блок управления, формирователь аналогового сигнала, усилитель мощности, звуковой излучатель.
Цифровой сигнал от блока управления преобразуется в аналоговый формирователем аналогового сигнала и поступает на усилитель мощности, который работает в линейном режиме, что обуславливает снижение экономичности устройства за счет увеличения энергопотребления и необходимости использования дополнительных технических средств для отвода тепла. Кроме того, для изменения настройки частоты акустического сигнала требуются дополнительные устройства.
Перед изобретателями стояла задача создания технологичного, надежного, виброустойчивого акустического сигнального устройства с программируемой настройкой частоты акустического сигнала для получения различных звуковых сигналов.
Поставленная задача решена тем, что предложено акустическое сигнальное устройство, содержащее подключенный к входам электропитания стабилизатор напряжения, связанный выходами с соответствующими входами электропитания усилителя мощности и блока управления, логический выход которого связан с логическим входом усилителя мощности, последовательно соединенного с звуковым излучателем. Новым в заявляемом устройстве является то, что к дополнительному входу электропитания подключен делитель напряжения, выход которого связан с логическим входом блока управления, а операционные входы блока управления связаны с выводами программирования.
Технический эффект заявляемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства, что обеспечивается подключением операционных входов блока управления к выводам программирования, а также подключением к дополнительному входу электропитания делителя напряжения, связанного выходом с логическим входом блока управления, что обеспечивает возможность формирования различных звуковых сигналов: однотонального и многотонального. За счет программируемой настройки частоты акустического сигнала обеспечивается высокая надежность устройства, сокращается число технологических операций, исключается ручная настройка частоты сигнала.
На фиг.1 представлена блок-схема акустического сигнального устройства, на фиг.2 - схема стабилизатора и делителя напряжения, на фиг.3 - схема усилителя мощности.
Акустическое сигнальное устройство содержит подключенный к входам электропитания стабилизатор напряжения 1 (фиг.1, 2), служащий для стабилизации и изменения постоянного входного напряжения (например, с 12 В до 5 В), связанный выходами электропитания с соответствующими входами электропитания блока управления 2 и усилителя мощности 3, при этом логический выход блока управления 2 связан с логическим входом усилителя мощности 3, последовательно соединенного со звуковым излучателем 4. К дополнительному входу электропитания подключен делитель напряжения 5, выход которого связан с логическим входом блока управления 2, а операционные входы блока управления 2 связаны с выводами программирования 6 (фиг.1), обеспечивающими программирование и перепрограммирование данных, хранящихся в памяти блока управления 2. Стабилизатор напряжения 1 (фиг.1, 2) выполнен, например, в виде подключенных к его входам защитных диодов 7, 8 (фиг.2), обеспечивающих защиту от неправильной полярности подключения устройства, фильтрующего конденсатора 10, последовательно связанного с токоограничивающим резистором 11 и стабилитроном 12. В качестве блока управления 2 (фиг.1) может быть использован однокристальный восьмиразрядный FLASH CMOS микроконтроллер типа PIC10F200 компании Microchip Technology incorporated, USA (техническая документация DS 41239 B). Усилитель мощности 3 (фиг.1, 3) выполнен, например, в виде токоограничивающего резистора 13, связанного с базой транзистора 14, эмиттер которого связан с общим проводом, а коллектор - с защитным диодом 15, последовательно связанным с катушкой индуктивности 16, параллельно которой подключен звуковой излучатель 4, например пьезоэлектрический элемент, служащий для подачи определенного звукового сигнала. Входы электропитания (фиг.1, 2) служат для подачи постоянного напряжения электропитания (например, 12 В) на акустическое сигнальное устройство с центрального прибора системы сигнализации (не показано), например приемно-контрольного прибора, причем положительное напряжение электропитания подается или на первый вход электропитания или на дополнительный (третий) вход, а второй вход электропитания является общим проводом. Операционные входы блока управления 3 (фиг.1) связаны с выводами программирования 6, обеспечивающими программирование и перепрограммирование данных, хранящихся в памяти блока управления 2.
Акустическое сигнальное устройство работает следующим образом.
При переходе системы сигнализации в тревожный режим для подачи многотонального сигнала, то есть сигнала, модулированного по частоте, постоянное напряжение электропитания (например, 12 В) подается на дополнительный вход электропитания, делится делителем напряжения 5 и поступает на логический вход блока управления 2, который воспринимает поступивший сигнал как логическую единицу. Блок управления 2 в соответствии с загруженным через выводы программирования 6 и записанным в его памяти алгоритмом подачи сигналов через логический выход выдает модулированный по частоте логический сигнал с девиацией частоты по пилообразному закону 25-50% от несущей частоты и периодом модуляции от 0,2 до 0,8 секунд; сигнал усиливается усилителем мощности 3 и поступает на звуковой излучатель 4, вызывая его многотональное звучание. Для подачи акустическим сигнальным устройством однотонального сигнала постоянное напряжение электропитания (например, 12 В) подается на первый вход электропитания, преобразуется и стабилизируется стабилизатором напряжения 1 (например, до 5 В) и поступает на вход электропитания блока управления 2. На дополнительный вход электропитания с центрального прибора системы сигнализации напряжение не подается, поэтому через логический вход на блок управления 2 поступает логический ноль и блок управления 2 в соответствии с алгоритмом подачи сигналов выдает с логического выхода логический сигнал в виде меандра, поступающий через усилитель мощности 3 на звуковой излучатель 4 и генерирующий однотональный звуковой сигнал, например, частотой 2,5 кГц, с уровнем звукового давления в пределах от 85 до 110 дБ на расстоянии 1 м.
Предложенное акустическое сигнальное устройство может использоваться для выдачи двух видов тревожного звукового сигнала (однотонального и многотонального) в системах аварийного оповещения на промышленных предприятиях, в торговых, медицинских, культурно-спортивных и других сооружениях с массовым пребыванием людей, для привлечения внимания персонала охраны объекта, а также для психологического воздействия на нарушителя. Программируемая настройка частоты акустического сигнала обеспечивает надежность и виброустойчивость устройства, а также позволяет сократить число технологических операций при производстве, отказаться от ручной настройки частоты сигнала.