Охранно-пожарная сигнализация в квартире: устройство, схема, подключение самостоятельно

Честно обеспечить свое благосостояние всегда было трудно, а потерять праведно нажитое при пожаре или краже – обидно, и опять зарабатывать нужно… Охранно-пожарная сигнализация (ОПС) позволяет свести риск пропажи имущества от несчастья к минимуму, а ставки страховых взносов для оборудованного ею жилья существенно ниже. В наше время появилось еще одно благоприятное обстоятельство – монтаж пожарной сигнализации своими руками может произвести человек, знакомый с азами электротехники и домашних работ, а узаконивание правильно собранной системы чаще всего не требует соблюдения сложных формальностей.

Неужели? ОПС – дело серьезное, на сигнал тревоги должно отреагировать МЧС. И установка пожарной сигнализации по закону должна производиться лицензированной организацией, это всем известно. Да, но современная электроника настолько упростила построение автоматических охранных систем (АОС), повысив в то же время их функциональность и надежность, что, образно выражаясь, сытые волки бдительно охраняют пасущееся стадо: профессионалы имеют стабильный доход, сосредоточившись исключительно на охранных функциях, а граждане, не напрягая бюджет, обеспечивают свою безопасность.

Чтобы разобраться, почему охранно-пожарная сигнализация своими руками стала вполне реальной, и как ее правильно сделать, давайте вкратце ознакомимся с эволюцией АОС, устройством их в целом и составных частей, и принципами организации охранных служб жилых помещений.

Как развивались АОС

До чипов и герконов

Первоначально АОС строились в виде цепочки размыкающихся термодатчиков: пружинные контакты спаивались сплавами Вуда или Розе с температурой плавления 70-86 градусов. Принудительно замыкалась цепочка ручным извещателем с нормально замкнутыми контактами. Все это вместе образовывало шлейф Ш. От нагрева припой плавился, контакты расходились, цепь рвалась, включенное в нее реле тоже с нормально замкнутыми контактами отпускало, его контакты замыкались и включали сигнал тревоги. Нажав кнопку извещателя, можно было дать тревогу вручную.

Такие системы худо-бедно работали как локальные, но для связи с центральным пультом требовалась длинная линия (ЛС), подверженная неисправностям и имеющая собственные сопротивление утечки, сопротивление проводов, емкость и индуктивность, что могло вызвать как ложную сработку, так и несработку по действительной опасности.

Поэтому на пультах стали включать лучи – шлейфы с ЛС – в диагональ электрического моста, а в его противоположную диагональ – балансный контур БК (см. рис). Луч характеризовался уже не сопротивлением шлейфа R_Ш, а полным сопротивлением (импедансом) абонента Z_А. Регулируя БК, добивались равенства его импеданса Z_К импедансу абонента Z_А. При таком условии потенциалы в диагонали моста 1-2 оказывались равными, а напряжение U_1-2=0. При сработке датчика возникало U_1-2>0, что и включало тревогу.

Мостовая схема АОС позволила внести важное усовершенствование: параллельно извещателю стали включать резистор строго определенной величины R_Ш. Это позволило по величине U_1-2 судить о характере сработки: если в цепи остался R_Ш, то это кто-то нажал кнопку извещателя, тогда U_1-2 будет примерно вдвое меньше максимального; это сигнал «Внимание». Если разомкнулся датчик, то увидим четкий обрыв цепи и максимум U_1-2; это – «Тревога».

Такая система была не весьма надежной: малейшая неисправность давала ложную сработку, выезжал наряд, а затем монтер, выражая в произвольной форме свои мысли по этому поводу, шел искать и устранять. Ложные сработки уменьшали степень доверия к АОС и от наряда до монтера объект оставался открытым. Более того, брызги припоя иногда попадали между разомкнувшимися контактами, и датчик, «пискнув», опять успокаивался. Бывали случаи, когда преступники стреляли по датчикам из пневматического ружья через форточку, и, увидев, что наряд уехал, знали, что у них есть не меньше часа на «дело».

Много хлопот доставляли и БК: параметры ЛС сильно «плавали». Работника с электротехническим образованием на пульт милиция и пожарники встречали с распростертыми объятиями, но зачастую вскоре приходилось подписывать заявление «по собственному»: зарплата была маленькой (не лезет же на нож и под пули), а нервотрепки не меньше, чем у оперов.

В обширных объектах, состоящих из многих абонентов (универмаг, почтамт) лучи из помещений сводили в локальный пульт – приемно-контрольный прибор (ПКП), автоматически дававший сигнал тревоги по телефонной линии при сработке какого-то из лучей. Это позволяло снизить зависимость БК от состояния ЛС, которые находились уже в ведении связистов, но уменьшало надежность: грамотно покопавшись в ПКП, можно было отключить от пульта весь объект и орудовать там в свое удовольствие.

Тогда же делались попытки использовать параллельное включение датчиков с термобиметаллическими нормально разомкнутыми контактами, зашунтированными R_Ш. По идее, это позволило бы по величине U_1-2 судить с удаленного пульта и о месте сработки, чего последовательная система никак не позволяет. Однако открытый биметалл оказался крайне ненадежным: датчик с окислившимися контактами заранее никак не заявлял о себе, и потом молчал, как рыба об лед, когда огонь уже полыхал вовсю.

Герконы

Герметизированные магнитоуправляемые контакты – герконы – произвели первую революцию в АОС и ОПС. Герконы выдерживают миллиарды срабатываний без окисления контактных поверхностей, а проблема сработки по температуре легко решилась применением удерживающих магнитов из материалов с точкой Кюри в 70 градусов: при нагреве магнит переставал магнитить, и контакты размыкались.

Принцип устройства геркона позволяет сделать его переключающимся, что дает надежный датчик, пригодный и для последовательной, и для параллельной ОПС. Правда, точность определения места сработки аналоговыми способами оставалась низкой, поэтому параллельные аналоговые ОПС распространения не получили. Тем не менее, именно благодаря герконам появилась пожарная сигнализация в квартире: надежность и дешевизна датчиков обеспечивали стоимость системы, доступную даже рядовому советскому потребителю.

К «герконной эпохе» относятся и первые дымовые датчики, но отнюдь и отнюдь не бытовые: сработка по дыму обеспечивалась ионизацией зазора между неподвижными контактами, для чего он подсвечивался ампулкой с радиоактивным изотопом. Монтеры сигнализации боялись таких датчиков, в толстом стальном корпусе и замаркированных знаком радиационной опасности, как огня, и применялись они редко, на особо важных объектах.

Тогда же начали преобразовываться и ПКП: применение микросхем средней степени интеграции и аналого-цифровых преобразователей (АЦП) позволило упростить БК или вовсе от них отказаться и замерять параметры луча непосредственно. Появились и первые беспроводные ПКП с автономным питанием, независимо от телефонных линий дававшие тревогу на пульт по системе «Алтай» – прообразе современной мобильной связи, изобретенной в СССР еще в 50-х годах.

Чипы и лазеры

Подлинный переворот в ОПС произвели и сделали ее общедоступной большие интегральные микросхемы (БИС, чипы) и миниатюрные полупроводниковые лазеры. Коснулось это всех звеньев ОПС, и в новую систему органично вписались лучшие из прежних достижений (см. на рисунке ранее по тексту внизу).

Датчики с помощью лазерных детекторов контролируют температуру и задымленность сразу по нескольким параметрам, что исключает ложную сработку (см. рис. слева). Некоторые датчики совмещают в себе функции детекторов движения, о них будет сказано далее. «Умные» датчики могут быть и автономными, снабженными встроенным аккумулятором.

ПКП наших дней – компьютеризованное устройство, способное работать как с «умными» младшими коллегами, так и со старыми, но абсолютно безотказными и очень дешевыми герконами. Это позволило включить в состав бытовых ОПС СПУ – сигнально-пусковое устройство, по сигналу ПКП или непосредственно от датчика включающее табло-указатели, мигалки, сирены и открывающее клапаны автоматической системы пожаротушения.

Современные ОПС – цифро-аналоговые параллельно-адресные: в каждом датчике прошит его электронный адрес, и ПКП точно знает, где что произошло. Аналоговые датчики с помощью развитого ПО также достаточно точно контролируются по параметрам шлейфа. Сигнал тревоги подается по GSM на мобильный телефон владельца и на компьютер охранной организации. Тревога может дублироваться непосредственно от чипованного датчика, а включение СПУ – помимо него от КПП.

Датчики движения на тех же чипах и инфракрасных лазерах сделали ОПС действительно охранными: они контролируют весь объем помещения или площадь двора. Сигнал лазерного сканера преобразуется в код, а процессор ПКП непрерывно сравнивает коды один за другим, отсеивая помехи от погоды, осадков, мелких безопасных объектов.

Возможности современной полнофункциональной ОПС представлены на рисунке. Стоит такая весьма дорого, но систему попроще, для квартиры вполне надежную, можно собрать и самому. Как – будет описано далее, а пока посмотрим, что нужно и чего можно добиться вообще:

1. Источник бесперебойного питания (ИБП) необходим, чтобы ОПС продолжала действовать в обесточенной квартире;
2. ПКП;
3. Универсальные датчики-оповещатели: слева группа автономных, напр. в гараже;
4. Датчики движения;
5. Электронный замок;
6. Герконовый противовзломный контактор;
7. Табло-указатель;
8. Локальный сигнализатор тревоги;
9. Дисплей с пультом управления;
10. Автомат ОПС.

Дадим некоторые пояснения. Во-первых, герконовые датчики вскрытия пока держатся на своем месте, не конкурируя с датчиками движения, и дело не только в дешевизне и надежности. Маленький герконовый контактор легко скрыть, его работа не обнаруживается антисканером. Поиски такого «клопа» (а неизвестно, есть ли он вообще) при умелой установке требуют столько времени, что и взлом теряет смысл.

Во-вторых, вместо любого из устройств по поз. 7, 8 может быть подключено СПУ. В-третьих, по поз.10: питание ОПС обязательно должно производиться от отдельного автомата, включенного ПЕРЕД квартирным, иначе надежная работа системы не гарантируется. И, наконец, пульт с дисплеем по коду доступа позволяет самостоятельно сбрасывать, тестировать и перенастраивать ОПС.

Оргсруктура

Коренное улучшение технической базы повлекло за собой и усовершенствование организационной структуры ОПС: на пульт МЧС абоненты заводятся редко, это дорого и перегружает как оборудование, так и персонал. Роль концентратора сигналов взяли на себя частные охранные фирмы. Горит или крадется не везде и не всегда, и они при приемлемой нагрузке могут набрать много абонентов, что при небольшой абонплате обеспечивает приличный доход.

Хозяевам такая система тоже выгодна: частный лицензированный охранник охотно проконсультирует, поможет советом, ему не занимать опыта во взаимодействии с МЧС и полицией. А поскольку хозяин все-таки платит ему свои кровные, то и потребовать в случае чего проще, чем с госструктуры.

Беремся за сигнализацию

Нужен ли проект?

Проект пожарной сигнализации нужен, и не столько по формальным соображениям. Только охранник с большим опытом сможет точно указать места расположения приборов, их типы и схему соединения. Иначе пламя может разбушеваться до непоправимого, а злоумышленник, сразу углядев «самопал» (они в сигнализации прекрасно разбираются), только хмыкнет и, «забомбив хату», рассядется привольно в любимом хозяйском кресле, попивая хозяйский коньячок, покуривая хозяйскую сигару, нежно поглаживая торбу на коленях, туго набитую хозяйским добром и поглядывая иронически на датчики в полной боевой готовности.

Однако охранные фирмы, в общем справедливо полагая, что главное – реальная безопасность, а не бумаги, нередко идут на поблажки потенциальным абонентам: проект соглашаются делать подешевле, эскизный, или ограничиваются еще более дешевой консультацией: где какие датчики ставить, где поместить ПКП, каким кабелем и как все соединять.

Потом, проверив работу, берут на охрану, а по документам проводят от себя задним числом. Хозяину от этого не хуже: раз договор подписан и квартира уже на пульте, на охранников ложится вся мера ответственности. Компоненты современной ОПС совершенно надежны, техническое обслуживание пожарной сигнализации сводится к периодической проверке ее работоспособности и готовности, которую совместно с дежурным охранной организации вполне может провести и сам владелец, так что и по сервису проблем, как правило, не возникает.

Как что делать?

Закон не запрещает самому делать ОПС, только на пульт такую не возьмут. Придется ограничиться выводом тревоги на мобильный, но и это уже серьезное подспорье в несчастье: МЧС и полиция обязаны реагировать на любые сигналы граждан. Поэтому опишем, какое для какого случая оборудование выбирать, и как правильно собрать его в работоспособное целое.

ПКП

Типы современных ПКП показаны на рисунке. Первый слева – профессиональный многолучевой аналого-цифровой. Такие могут работать с любыми схемами ОПС, соединяться каскадно, обеспечивая охрану объектов любой степени сложности и вести диалог с компьютером охранной организации, фиксируя и передавая полную картину развития обстановки. В быту не применяются.

Следующий – полупрофи, цифровой для параллельных адресных ОПС. Он показан открытым, т.к. снаружи это глухая коробка. Справа внизу в нем – ИП; рядом – аккумулятор, довольно мощный, как видно, на несколько часов, до суток, автономной работы.

Слева верху – электронный блок, а на пустом месте около него в круглосуточно охраняемых помещениях располагается пульт управления, но обычно его относят подальше. Дело в том, что такое сердце ОПС, хоть и снабжено системой самозащиты, все же самое уязвимое место охранной системы. Работу процессора можно засечь специальным сканером, наподобие того, как делают угонщики автомобилей, и вмешаться в нее нежелательным для владельца образом.

Поэтому ПКП настоятельно рекомендуется размещать в потаенном, труднодоступном и достаточно хорошо электрически экранированном месте, скажем, в железобетонном подвале. Что же касается последовательного интерфейса RS482, которым связаны ПКП и пульт, то сигналы его очень хорошо закодированы, и пробиться по нему к процессору невозможно.

Полупрофессиональные ПКП в быту применяются в элитных усадьбах индивидуально или коллективно в жилых комплексах: один такой ПКП позволяет подключать к нему до 255 датчиков.

Следующий – многолучевой бытовой ПКП. Это уже доступное по цене рядовому гражданину устройство. Предназначен такой прибор для частных домовладений с надворными постройками: кроме обслуживания герконовых и чипованных проводных лучей, он может обрабатывать сигналы от 2-8, в зависимости от модели, беспроводных датчиков.

Крайний справа – простейший квартирный ПКП. Обслуживают самые дешевые модели всего один луч (в квартире больше и не нужно), но, как и все вышеперечисленные, могут передавать сигнал на мобильный номер. Номер в недорогих бытовых ПКП без доступа по коду со своего пульта прошивается при покупке или в охранной фирме, поэтому телефон с ним нужно держать при себе заряженным и с не пустым счетом: мобильные операторы берут плату за прием сообщений по GSM.

Бытовые ПКП обязательно комплектуются подробной инструкцией с типовыми схемами ОПС, перечнем типов и моделей совместимых с прибором датчиков и рекомендациями по монтажу системы. Нередко в комплект входит маячок-мигалка для входной двери и наклейка «Объект под охраной». Это весьма полезные дополнения: их наличие чаще всего заставляет злодеев и вандалов убраться восвояси.

ПКП должен соответствовать евростандарту EN54, что обеспечивается сертификатами ССПБ, LPCB или VdS.

Датчики

Датчики и их соединительные провода – ключевой узел ОПС, определяющий ее надежность в целом. Прежде всего – о проводах. Телефонной «лапшой», непрочной и ненадежной, датчики уже не соединяют: в продаже есть множество видов сигнальных двух- и многожильных кабелей в круглой внешней оболочке, которые можно и проложить по стенам так, чтобы не бросались в глаза, и спрятать под декоративной обшивкой. Но о собственно датчиках следует поговорить подробнее.

Выбор

Для квартиры оптимальный вариант – старые добрые герконовые «колпачки», см. рис. На кухню желателен чипованный, реагирующий, кроме тепла, и на задымление. Если в квартире хранятся значительные ценности, то возле мест их расположения лучше поставить полнофункциональные, с детекторами движения.

В частном доме полезен будет датчик движения во дворе со встроенным СПУ, нагруженным на фонарь освещения. И непрошеных гостей отпугнет, и самому в темноте не придется спотыкаться: СПУ подсветит.

Многофункциональные датчики обязательно снабжаются индикаторным светодиодом, а простейшие могут быть с ним или без него. Первые предпочтительнее: свечение или наоборот, погасание индикатора свидетельствуют о неисправности датчика. При ложной сработке не нужно лазить по потолку с тестером – плохой датчик сразу виден.

Размещение

Нормы на размещение датчиков ОПС на первый взгляд весьма либеральны, см. рис: не далее 4,5 м от стены или угла и не более 9 м между датчиками. Но так сделано только ради удобства конфигурирования конкретной ОПС, а на самом деле расположение датчиков – дело тонкое.

Во-первых, при размещении их на стенах до потолка должно быть не менее 0,2 м, иначе датчик может оказаться в дымовом кармане и дать ложную сработку. Видали прокуренные комнаты? Там ведь более всего закопчены верхние углы. Во-вторых, при балках на потолке датчики нужно размещать на их нижних поверхностях, а не на боковых или в межбалочном пространстве, по той же причине.

И, наконец, датчик обозревает не всю полусферу, а его чувствительность зависит от расстояния до источника опасности. Контролируемая площадь в виде круга в пустом помещении зависит от высоты потолка так:

По дыму:

• До 3,5 м – до 85 кв. м.
• 3,5-6 м – до 70 кв. м.
• 6-10 м – до 65 кв. м.
• От 10 м – до 55 кв. м.

По пламени:

• До 3,5 м – до 25 кв. м.
• 3,5-6 м – до 20 кв. м.
• 6-9 м – до 15 кв. м.
• Свыше 9 м – не контролируемо; возгорание превратится в пожар прежде, чем сработает датчик.

«До» перед площадью значит, что это максимально достижимая величина – в пустой комнате с пропорциями в плане 3/4. Точный расчет расположения датчиков в обитаемых комнатах требует компьютерного моделирования либо глаза опытного специалиста. Если ОПС делается самостоятельно без вывода на пульт охраны, то можно считать, что один датчик в жилой комнате «видит» внизу квадрат со стороной L, равной высоте потолка до 4 м. Размещать крайние датчики нужно на половине этого расстояния от ближайшей стены, а промежуточные – на расстоянии L друг от друга. В длинных и узких помещениях исходят прежде всего из расстояния между датчиками.

Пример: коридор в хрущевке 1,75х4 м; высота потолка – 2,5 м. Нужны два датчика, расположенные в 1,75/2=0,875 от торцевых стен. В спальне той же хрущевки 2,5х4,5 м нужны тоже два датчика в 1,25 м от торцевых стен.

Подключение

Подключение датчиков пожарной сигнализации производится строго по инструкции к ним. Шлейф луча всегда заканчивается терминирующим резистором R. Его величина указывается в инструкции к ПКП. По умолчанию R=470 Ом, но могут потребоваться номиналы в 680 Ом или 910 Ом. Поясним подробнее лишь два часто запрашиваемых момента.

Первый – включение пятиклеммных датчиков ИП-212, отлично себя зарекомендовавших, в двухпроводный шлейф. Как это сделать – показано на рисунке слева.

Второй – подключение обычных датчиков с одной клеммной колодкой. Провода кабеля должны заходить/выходить в клеммник ЗЕРКАЛЬНО, как показано на рис. справа.

Третий – датчики с двумя клеммниками. Левая колодка – ДЛЯ ШЛЕЙФА, который подключается по инструкции или как описано. А вот с правой следует разобраться уже при покупке: она предназначена для автономного включения СПУ; некоторые самые распространенные схемы таких датчиков показаны на последнем рисунке.

Если контакты шлейфа (клеммы 1-4) и СПУ (клеммы 6-8) электрически разделены, как на крайней правой позиции, то нужно выяснить допустимые напряжения и ток либо мощность СПУ. Если же контакт общий, как на остальных трех позициях, то напряжение – 12 В при токе до 200 мА, причем на СПУ оно пойдет от шлейфа, т.е. нагружать датчик лампочками, звонками и т.п. нельзя – выйдет из строя ПКП.

***

От души пожелаем всему или всем, что или кто вознамерится проигнорировать вашу ОПС, полной неудачи: гашения в зародыше или приговора по всей строгости закона.