Угнать за пять секунд? Миссия невыполнима
В журнале "Системы безопасности" № 6/2025 (стр. 82) была опубликована статья "Перспективы использования кинетических модулей в качестве источников электропитания радиоканальных кнопок". Сегодня авторы приводят пример использования кинетических модулей в качестве источников электропитания автономных противоугонных систем охраны для механических транспортных средств, что особенно актуально в летнее время года.
Весна. На улицы выходят мамы с колясками, велосипедисты и самокатчики. Им иногда приходится оставлять свои транспортные средства без присмотра – у магазинов, поликлиник и других мест. К сожалению, кражи все еще случаются, и реальный случай, произошедший с нашим коллегой, заставил задуматься о том, как защитить свои коляски, велосипеды и самокаты.
Автономная сигнализация
Один из способов защиты таких транспортных средств (ТС) – автономная сигнализация. ТС оборудуется автономной системой охраны, а у владельца есть брелок или приложение в смартфоне, которое получает сигнал о его перемещении. В отличие от автомобильных охранных систем, где есть аккумулятор, для механических транспортных средств нужно предусмотреть свой источник электропитания.
На практике используют два типа источников: перезаряжаемые аккумуляторы и неперезаряжаемые элементы. У них есть свои недостатки:
- Ограниченный запас энергии. Принцип работы гальванических элементов основан на химической реакции, поэтому их нужно постоянно контролировать. Кинетические модули не требуют этого, так как вырабатывают энергию в момент физического воздействия.
- Зависимость от температуры. При высоких температурах (выше +35 °C) ресурс гальванических элементов сокращается. Механические транспортные средства могут сильно нагреваться на солнце.
- Чувствительность к влаге и агрессивным веществам. Окисление контактов приводит к отказу устройства.
- Токсичность. Гальванические элементы относятся к отходам II класса опасности и требуют специальной утилизации.
Альтернативой могут стать кинетические модули, которые преобразуют кинетическую энергию движения в электрическую. Они лишены перечисленных недостатков.
Преимущества кинетических модулей
Ключевым преимуществом использования кинетических модулей является отсутствие в их составе элементов, предназначенных для длительного хранения электроэнергии, так как электроэнергия в кинетическом модуле вырабатывается непосредственно в момент физического воздействия на него. Отсутствие элементов, имеющих ограниченный ресурс, значительно повышает надежность питаемых ими автономных устройств. Кроме того, при условии соблюдения правил эксплуатации кинетических модулей срок их службы практически не ограничен.
Наиболее подходят для устройств автономной сигнализации механических транспортных средств кинетические модули следующих типов:
- Линейные. Они генерируют энергию при поступательном движении. Эффективность зависит от скорости перемещения силовых линий магнитного поля через катушку. На рис. 1 приведено графическое представление принципа работы кинетического модуля линейного типа.
2. Роторные. Преобразуют энергию вращательного движения. Для получения высокого значения электродвижущей силы рациональнее использовать схему с динамичной сменой намагничивания. Схемы таких модулей, преобразующих энергию в электрическую посредством использования электромагнитной индукции, приведены на рис. 2. В качестве кинетических модулей выступают генераторы переменного (слева) и постоянного тока (справа).
3. Коммутационные. В случае если габаритные размеры устройства автономной сигнализации ограниченны, то рационально для автономного преобразования энергии использовать кинетический модуль коммутационного типа, принцип работы которого приведен на рис. 3. В данном модуле нарастание магнитного потока через катушку индуктивности возникает в результате изменения намагниченности сердечника при его касании одной из разнополярно ориентированных пар магнитов.
При выборе кинетического модуля для электропитания устройства автономной сигнализации механических транспортных средств важно учитывать особенности конструкции самого транспортного средства.
Как правильно выбрать и установить кинетический модуль
Наиболее энергоэффективен кинетический модуль роторного типа, встроенный в ступицу колеса. Такая конструкция обеспечивает электроэнергией не только сигнализацию для оповещения о попытке угона, но и трекер для определения местоположения транспортного средства. Однако установка этого модуля требует изменений в конструкции транспортного средства и возможна только на заводе. Вне колеса он заметен для злоумышленников и может быть выведен из строя.
Для установки вне завода можно рассмотреть автономную сигнализацию с кинетическим модулем коммутационного типа, который монтируется в механизм стояночного тормоза. При снятии транспортного средства с тормоза передается сигнал тревоги. Это решение имеет преимущество, так как сигнал тревоги передается еще до начала движения.
Кинетический модуль линейного типа с подвеской магнита приводится в действие за счет колебаний транспортного средства во время движения. Автономная сигнализация с таким модулем может быть выполнена как самостоятельная конструкция, которая легко и незаметно устанавливается на транспортном средстве.
***
Таким образом, применение кинетических модулей является эффективной и экологичной альтернативой гальваническим источникам электропитания автономной сигнализации для механических транспортных средств.
Анатолий Вихирев
Алексей Занин
Артем Строков
Рисунки авторов.
Иллюстрация к статье сгенерирована нейросетью Kandinsky