Дело было вечером, делать было нечего… решили мы банкомат Решил вот немного рассказать про свой опыт создания многофункционального прибора для защиты банкоматов. Статья имеет скорее повествовательный, нежели технический характер, но думаю, кому-нибудь да будет интересно почитать и посмотреть фотографии. В статье намеренно отсутствуют всевозможные имена действующих лиц / приборов / фирм.
Описание проблемы
Повадились у нас в стране взрывать банкоматы газом. Да так, что после этого помещение напоминает полигон военных действий.
Вот несколько фото с взрыва в городе Вязьма, Смоленской области в марте 2016 года.
Способ, признаться, интересный: дверь сейфа выбивает взрывной волной изнутри, а кассеты с деньгами остаются целыми – хватай да беги. Самый забавный случай был в Уфе в июне 2016 года. Воришка пришел в отделение банка с воздушными шарами, наполненными газом. И смех и грех…
Видео с камер наблюдения:
Вот вам даже шутка на этой волне:
Что имеется на данный момент
На данный момент в большинстве банкоматов установлены вибрационные охранные извещатели, которые срабатывают на механические воздействия: удары, наклон, вибрацию. Попробуйте стукнуть по банкомату ногой 3-5 раз, тут же приедут маски шоу.
Я специально ездил на 24-ю международную выставку технических средств охраны Securika в Санкт-Петербург в ноябре 2015 г., чтобы разузнать, что представлено на рынке в этой области.
Оффтопик:
Пожалуй, самый лучший момент за всю выставку (дико извиняюсь за вертикальное видео, отдельный котёл в аду меня уже ждет):
Один из приборов внутри выглядит вот так:
Достаточно простой прибор с цифровым акселерометром, пьезодатчиком вибрации с двумя каскадами усиления и микроконтроллером PIC16.
Его более старая модель (отковыряли от стенки банкомата):
Что необходимо
А необходимо нам измерять наличие газа в сейфе банкомата. Ну и про наклон/вибрацию не забываем, не будет же банк ставить в один банкомат несколько разных охранных приборов. Еще была необходимость реагировать на внутреннее задымление, ибо газовый резак неплохо дымит, а мы ведь должны защититься от всего.
Еще есть вариант именно защиты от подрыва, а не просто сигнализации: ставить в банкомат баллон с флегматизатором (вещество, противодействие взрыву газо-воздушной смеси) и заводить на клапан управляющий сигнал с датчика газа. Если прибор почуял газ, он открывает клапан баллона, флегматизатор выпускается в объем банкомата и поджог смеси становится невозможным. Такой вариант весьма дорогой, но, при желании, реализуем путем установки дополнительного оборудования.
Предполагаемое решение
Соорудить многофункциональный приборчик, который будет иметь в себе датчики:
- горючего газа (на термохимическом принципе измерения);
- наклона (цифровой акселерометр);
- дыма (оптическая камера);
- вибрации (пьезопластина на металлической чушке);
- отрыва от охраняемой поверхности (концевик);
- вскрытия корпуса прибора (концевик).
… и всевозможные релюшки для выдачи управляющего сигнала на пульт контроля (чаще всего на размыкание 12 В).
Датчик газа
Признаюсь, сначала мы попытались собрать прибор на китайском полупроводниковом датчике MQ-2, так любимом ардуинщиками за свою простоту. Мне стыдно, но решение принималось выше. Была маленькая надежда объединить в одном датчике газ и дым, т.к на нем заявлена чувствительность к дыму. Но мы достаточно быстро от него отказались: не удалось добиться стабильности показаний, он плавал сильнее необходимых погрешностей. Перешли на знакомую нам термохимию.
Информация с Wiki
Действие термохимического датчика основано на том, что при прохождении газо-воздушной смеси на поверхности катализатора возникает горение и выделяющееся тепло повышает температуру шарика. Вызванное этим увеличение сопротивления платиновой катушки регистрируется мостовой схемой, второе плечо которой не имеет оболочки — катализатора. При малых концентрациях изменение сопротивления находится в прямой зависимости от концентрации газа в окружающей среде. Типичное напряжение на датчике- несколько вольт, ток 0,1-0,3 ампера.
Термохимия в плане схемотехники тоже не особо требовательна: управляемый стабилизатор напряжения на ОУ с возможностью обеспечить плавный старт секунд за 40 и дифференциальный усилитель для усиления сигнала с моста датчика.
Акселерометр
С акселерометром вот у нас как-то сразу не заладилось. В отделе САПРа ошиблись с корпусом микросхемы, а я не заметил это при проверке, и мы выгнали платы в таком виде. В комментариях к моей вчерашней статье на GT про производство печатных плат обсуждали возможность монтажа мелких корпусов на проводах… Я там как раз упомянул конкретно про этот случай: нам пришлось перевернуть акселерометр на спину и распаиваться тонким проводом МГТФ. Потом сверху капнули термоклеем и успешно отдали на испытания. Акселерометр взяли в корпусе LGA-14 (2x2x1мм), можете прикинуть по линейке 2мм, и каково это было.
При установке на стенку сейфа банкомата, прибор запоминает свое начальное положение и, в последствии, отсчитывает от него угол отклонения. В случае превышения заданного порога, выдается управляющий сигнал на реле. Акселерометр в данном случае используется только для определения угла наклона. Мы конечно пробовали снимать с него вибрацию, но особых успехов это не принесло.
Датчик дыма
В качестве датчика дыма использовалась оптическая камера вот такой конструкции. Принцип действия как во многих дымовых извещателях: инфракрасный светодиод светит в центр, свет на частицах дыма/пыли рассеивается (я заботливо нарисовал пыль в Paint’е) и некоторое количество попадает на принимающий фотодиод. Интенсивность задымления / запыления пропорциональна сигналу с фотодиода. Правда, мы долго не могли подобрать эквивалент оптической плотности. Ведь использовать обычную оптическую меру, оптическая плотность которой нормируется на прямом пути прохождения оптического сигнала (такие у нас были в наличии), нельзя, т.к светодиод и фотодиод в камере расположены под углом 120 градусов друг к другу. Кто сталкивался с такими пожарными датчиками? Как их настраивают?
Для градуировки пришлось использовать реальный дымомер и поджигать тряпки в дымовой камере. Таким образом мы подобрали набор эквивалентных оптических мер и настроили порог срабатывания датчика. Правда, провонял я тогда прилично, было стыдно потом занимать очередь в столовой…
Дабы статья не получилась слишком тяжеловесной, я разделил ее на две части.
