Danas je nabavljen kućni sigurnosni alarmni sistem Compact Alarm System DG6 kineskog proizvođača Meyer Electronics s kraja 1980-tih godina.
Meyer Electronics Ltd je kineska (Hong Kong) tvrtka osnovana 1985. godine. U početku je proizvodila kućne sigurnosne alarmne sustave, a danas se bavi uslugom dizajna elektroničkih sklopova i proizvodnjom elektroničkih tiskanih pločica (PCB) za razne lokalne tvrtke.
Kao što se može pročitati sa kutije alarm može raditi u četiri osnovna moda:
- OFF – alarm isključen
- DELAY – alarm se aktivira nakon odgode od 7 sekundi u kojem vremenu se mora ukucati 3-znamenkasti kod za deaktivaciju alarma
- INSTANT – alarm se uključuje trenutno
- CHIME – zvuk alarma je isključen, a umjesto njega se uključuje tiši zvuk kućnog zvona (ding-dong)
Ovime su pokrivene sve opcije za zaštitu ulaznih vrata stana ili kuće. Ukoliko je stanar izvan kuće, alarm se ostavlja na DELAY tako da prilikom povratka stanar ima vremena deaktivirati alarm. Ukoliko je stanar kod kuće onda alarm može isključiti (OFF), postaviti na trenutno uključenje (INSTANT) ako se želi štititi od provale i sličnih nedozvoljenih upada ili postaviti na CHIME ukoliko želi zvono za dozvoljene ulaze (ukućani). Osim toga, posebnim 3-znamenkastim kodom stanar može alarm aktivirati u bilo kojem trenutku bez obzira na magnetske prekidače što je korisno za alarmiranje u slučaju provale kroz nezaštićene otvore na kući, pozivanje susjednih stanara u pomoć, panik-alarm i slično. Alarm se nakon 2,5 minute automatski resetira. Pretpostavka je da će u tom vremenu provalnik pobjeći ili uspjeti fizički uništiti alarm, netko od susjednih stanara će vjerojatno reagirati i praktično gledano neprekidno zavijanje alarma do povratka stanara nema nikakve svrhe.
Alarmna jedinica sa tipkovnicom za upisivanje 3-znamenkastog koda za deaktivaciju i aktivaciju alarma, sklopkom za odbir vrste rada i LED indikacijom deaktiviranog alarma.
Na gornjoj strani kućišta su priključnice za vanjski zvučnik i vanjske magnetske prekidače (senzore). Na donjoj strani kućišta je priključnica za vanjsko napajanje (mrežni adapter).
Na bočnim stranama se vide male oznake (zarezi) gdje su smješteni interni magnetski senzori.
Vanjski “horn” zvučnik koji se isporučuje uz alarmni sustav DG6 i opcinalno se može koristiti umjesto internog zvučnika.
Kao senzori kod alarmnog sistema Meyer DG6 koriste se magnetske sklopke, odnosno reed-releji. Reed-relej funkcionira kao i svaki drugi relej kod kojeg magnetsko polje privlači i zatvara ili otvara njegove kontakte. Specifičnost kod reed-releja je ta što su kontakti od magnetskog materijala zatvoreni u usku staklenu cjevčicu čime su zaštićeni od vanjskih utjecaja i prašine. Kontakti su sami po sebi elastični te ne zahtijevaju neku posebnu vanjsku armaturu (opruge, poluge, nosače i slično) pa su mehanički jednostavni, pouzdani i dugog životnog vijeka. Kontakti su obično na vrlo malom razmaku tako te se brzo zatvaraju i za pogon ne zahtijevaju jako magnetsko polje. Kao takvi su prikladni za aplikacije gdje su potrebna česta, pouzdana, brza preklapanja niskih struja uz malu vlastitu potrošnju. Od 1930-tih do 1960-tih godina od takvih releja su bile konstruirane memorije tadašnjih elektromehaničkih telefonskih centrala, gdje je nekoliko milijuna međusobno povezanih reed-releja omogućavalo memoriranje znamenki ili izvođenje neke logičke funkcije.
Reed-relejne sklopke na bočnim stranama u unutrašnjosti alarma DG6.
Kod našeg alarmnog sustava reed-releje aktivira mali odvojeni permanentni magnet. Magnetska sklopka se tako sastoji od dva zasebna elementa: jedan sa reed-relej sklopkom i jedan sa permanentnim magnetom. Kad je element sa magnetom u blizini elementa sa sklopkom ista je uključena, odnosno aktivirana. Čim se magnet malo udalji od sklopke ista se otvori, nastane prekid u strujnom krugu i time aktivacija alarma. Dva reed releja ugrađena su sa bočnih strana samog alarmnog uređaja, a po potrebi se može instalirati i vanjski reed-relej. Također, zvučnik alarma je ugrađen u sam uređaj, no može se spojiti i vanjski zvučnik. Tako se alarm vrlo jednostavno može instalirati primjerice na ulazna vrata bez potrebe za ikakvim žicama. Ukoliko pak želimo zaštiti neka teže dostupna mjesta poput prozora, mogu se preko žica koristiti vanjski magnetski senzori. Sve je ovo lijepo ilustrirano na slikama na kutiji uređaja.
Permanentni magnet i reed-relej čine par za vanjsku senzorsku magnetsku sklopku alarma DG6.
Alarm Meyer DG6 bazira se na četiri integrirana kruga:
- CA555CE (RCA) – timer
- TC4001BP (Toshiba) – četiri NOR vrata sa dva ulaza
- TC4011BP (Toshiba) – četiri NAND vrata sa dva ulaza
- TC4069UBP (Toshiba) x2 – šest NOT vrata (invertera)
Timerom 555 vjerojatno se kontroliraju vremenski intervali DELAY funkcije od 7 sekundi i automatskog resetiranja alarma od 2,5 minute. Izlazno pojačalo alarma je tranzistorsko. Zavijajući zvuk alarma i dvotonski zvuk kućnog zvona moguće se dobivaju preko RC oscilatora izvedenim sa inverterima. Preostaje nam nekoliko logičkih vrata koja upravljaju funkcijama uključenja i isključenja alarma.
Kao što vidimo, naš alarm nema nikakve posebne memorije i broj mogućih kombinacija alarma svodi se na kombinaciju od četiri predifinirane znamenke, u našem slučaju su to 9, 4, 7 i 1. Premještanjem žica sa ovih izlaznih kontakata dobivamo željeni redoslijed brojeva kombinacije. U našem slučaju to je kombinacija 974 za isključenje alarma i 741 za uključenje alarma. Kontakti tipkovnice 0-9 preko tipkovničke matrice spojeni su tako da brojevi 0,2,3,5,6 i 8 znače pogrešan unos i onemogućuju deaktiviranje alarma, a brojevi 1, 4, 7 i 9 moraju biti uneseni određenim redoslijedom kako bi se alarm deaktivirao.
Naš primjerak alarma Meyer DG6 ima tipkovnicu kodiranu na četiri znamenke: 9, 4, 7 i 1. Premještanjem žica sa izvoda ove četiri znamenke možemo dobiti 720 kombinacija kodova sa tri znamenke pri čemu sve znamenke u kodu moraju biti različite.
Shemu našeg alarma nemamo, a alarmi sa logičkim vratima (flip-flopovima, brojačima i slično) mogu biti izvedeni na puno različitih načina. Mi imamo četiri NOR vrata, a ta vrata na izlazu daju logičku 1 samo ukoliko su oba ulaza na logičkoj 0. U svim drugim kombinacijama izlaz iz NOR vrata je logička 0. Također imamo četiri NAND vrata, a ta vrata na izlazu daju logičku 0 samo ukoliko su oba ulaza na logičkoj 1. U svim drugim kombinacijama izlaz iz NAND vrata je logička 1. Osim toga, tu je još 12 NOT vrata ili invertera koji na svom izlazu mijenjaju logičko stanje dovedeno na ulaz.
Mogli bi sada satima (danima) sa ovim logičkim vratima kombinirati moguću shemu našeg alarma i na kraju dobiti neko rješenje koje ne mora nužno odgovarati originalu. Polazište je u tome da je slijed unošenja ispravnih znamenki koda osiguran nekim lančanim (serijskim) spojem logičkih vrata, gdje svaka nova ispravna znamenka (svojom logičkom1 ili 0) otvara slijedeća po redu vrata u logičkom lancu, a izlaz iz posljednjih logičkih vrata okida izlazni sklop. Tako se posljednja vrata neće otvoriti ukoliko sva prethodna vrata nisu redom otvorena. No tu ima još jedan problem. Osnovna logička vrata ne mogu pamtiti logička stanja (kao flip-flop ili brojač). To znači da kad kratko pritisnemo odgovarajuću tipku koda, ona će logička vrata držati otvorenim samo u tom kratkom vremenu. Da bi se zadržalo logičko stanje na ulazima vrata, koriste se kondenzatori. Kondenzator će se dolaskom logičke 1 (napona napajanja +5V) nabiti na taj napon i držati ga neko vrijeme i nakon što se tipka otpusti. Vrijeme zadržavanja stanja ovisi o kapacitetu kondenzatora i brzini njegovog pražnjenja preko opterećenja. RC konstanta se obično uzme takva da se napon drži nekoliko sekundi koliko je dovoljno za otipkavanje svih znamenki koda.
Naš alarm mora imati dva logička lanca za prepoznavanje ispravnih kodova, 974 i 741. Jedan kod deaktivira alarm, a drugi ga aktivira. U principu bi se jedan logički slijed za prepoznavanje 3-znamenkastog koda mogao napraviti sa svega dvjema logičkim vratima. Najbliži tipkovnici su integrirani krugovi sa NAND i NOT vratima, pa možemo pretpostaviti da se ova vrata koriste za formiranje takvog lanca. Vrlo vjerojatno da su po dva NAND vrata spojena kao SR (set, reset) flip-flopovi.
Osim ograničenja u raspoloživim znamenkama i duljini brojčanog koda, ovaj sistem je ograničen i time što se znamenke u kodu ne mogu ponavljati. No bez obzira na to, naš alarm sa četiri raspoložive znamenke još uvijek se može kombinirati na 720 različitih 3-znamenkastih kodova. Generalno gledano, ukoliko postoji dostup komponentama alarma istog je lako onesposobiti tako da se prereže žica vanjskog zvučnika, kratko spoje žice senzora, prekine napajanje glavne jedinice (preko ispravljača ili preko interne baterije 9 V) ili jednostavno gurne neka prazna audio utičnica 2,5 mm u konektor za priključivanje vanjskog zvučnika čime će isključiti interni zvučnik. S vanjske strane, vjerojatno je u slučaju loše montaže senzoru dovoljno približiti neki jači magnet koji će vanjski ili interni reed-relej držati zatvorenim. No, ukoliko su sve komponente alarma instalirane u unutrašnjosti prostorije, u slučaju provale alarm će se svakako uključiti, pa makar i na nekoliko sekundi koliko bi upornom provalniku bilo potrebno da razbije ili na drugi način fizički uništi alarmnu jedinicu. Puno izglednije je ipak da će provalnik pobjeći čim se oglasi alarm, osim ako se ne radi o nekom profesionalcu koji poznaje princip rada i slabosti jeftinih kineskih kućnih alarma iz 1980-tih godina 🙂