Первый задокументированный случай кражи автомобиля произошел в 1896 году, всего через десять лет после того, как впервые появились автомобили с газовым двигателем. С той ранней эпохи и до наших дней автомобили были естественной мишенью для воров:они ценны, их достаточно легко перепродать, и они имеют встроенную систему побега. Согласно некоторым исследованиям, только в Соединенных Штатах каждые 20 секунд происходит взлом автомобиля.
В свете этой поразительной статистики неудивительно, что миллионы американцев инвестировали в дорогие системы сигнализации. Сегодня кажется, что каждый второй автомобиль оснащен сложными электронными датчиками, ревущими сиренами и системами дистанционного управления. Эти машины — защищённые крепости на колёсах!
В этой статье мы рассмотрим современные автосигнализации, чтобы узнать, что они делают и как они это делают. Удивительно, насколько сложны современные автомобильные сигнализации, но еще более примечательно то, что угонщики до сих пор находят способ обойти их.
Если вы хотите представить автомобильную сигнализацию в ее простейшем виде, то это не что иное, как один или несколько датчиков. подключен к какой-то сирене . Самая простая сигнализация имела бы выключатель на двери водителя, и он был бы подключен так, что если бы кто-то открыл дверь, включалась бы сирена. Вы можете реализовать эту автосигнализацию с выключателем, парой кусков провода и сиреной.
Большинство современных автомобильных сигнализаций намного сложнее этого. Они состоят из:
Мозг большинства передовых систем на самом деле представляет собой небольшой компьютер. Задача мозга — замыкать переключатели которые активируют сигнальные устройства — ваш звуковой сигнал, фары или установленную сирену — когда определенные переключатели, управляющие датчиками питания, открываются или закрываются. Системы безопасности различаются главным образом тем, какие датчики используются и как различные устройства подключаются к мозгу.
Мозг и сигнализация могут быть подключены к основному аккумулятору автомобиля, но обычно имеют резервный источник питания. также. Эта скрытая батарея срабатывает, когда кто-то отключает основной источник питания (например, перерезав кабели батареи). Поскольку отключение питания является возможным признаком злоумышленника, это заставляет мозг бить тревогу.
В следующих разделах мы рассмотрим различные датчики, чтобы понять, как они работают и как они связаны с мозгом системы сигнализации.
Содержание
Самым основным элементом автомобильной сигнализации является дверная сигнализация. . Когда вы открываете передний капот, багажник или любую дверь полностью защищенного автомобиля, мозг включает сигнализацию.
В большинстве автомобильных сигнализаций используется механизм переключения, уже встроенный в двери. В современных автомобилях при открытии двери или багажника включается внутреннее освещение. . Выключатель, который заставляет это работать, подобен механизму, который управляет светом в вашем холодильнике. Когда дверь закрыта, она нажимает на маленькую пружинную кнопку. или рычаг, который размыкает цепь. Когда дверь открывается, пружина нажимает на кнопку, замыкая цепь и посылая электричество на внутреннее освещение
Все, что вам нужно сделать, чтобы настроить дверные датчики, это добавить новый элемент в эту предварительно смонтированную схему. С новыми проводами открытие двери (замыкание выключателя) посылает электрический ток в мозг в дополнение к внутреннему освещению. Когда этот ток протекает, он заставляет мозг бить тревогу.
В качестве общей меры защиты современные системы сигнализации обычно контролируют напряжение во всей электрической цепи автомобиля. Если есть падение напряжения в этой цепи мозг знает, что кто-то вмешался в электрическую систему. Включение света (открыв дверь), возня с электрическими проводами под капотом или снятие прикрепленного прицепа с электрическим соединением могут привести к такому падению напряжения.
Дверные датчики очень эффективны, но обеспечивают довольно ограниченную защиту. Есть и другие способы проникнуть в машину (разбить окно), и ворам на самом деле не нужно взламывать вашу машину, чтобы украсть ее у вас (они могут отбуксировать вашу машину). В следующих двух разделах мы рассмотрим некоторые из наиболее совершенных систем автомобильной сигнализации, которые защищают от более коварных преступников.
В последнем разделе мы рассмотрели дверные датчики, одну из самых основных систем автомобильной сигнализации. В наши дни только самые дешевые пакеты автомобильной сигнализации полагаются только на дверные датчики. Усовершенствованные системы сигнализации в основном зависят от датчиков удара. для отпугивания воров и вандалов.
Идея датчика удара довольно проста:если кто-то ударяет, толкает или иным образом двигает вашу машину, датчик посылает в мозг сигнал с указанием интенсивности. движения. В зависимости от тяжести шока мозг подает предупреждение. звуковой сигнал или звучит полная тревога .
Существует множество различных способов изготовления датчика удара. Один простой датчик представляет собой длинный гибкий металлический контакт, расположенный над другим металлическим контактом. Вы можете легко настроить эти контакты как простой переключатель:когда вы касаетесь их вместе, между ними течет ток. Сильный толчок заставит гибкий контакт раскачиваться так, что он коснется нижнего контакта, на короткое время замыкая цепь.
Проблема этой конструкции в том, что все удары или вибрации замыкают цепь одинаково. Мозг не может измерить силу толчка, что приводит к множеству ложных тревог. . Более совершенные датчики отправляют разную информацию в зависимости от силы удара.
Датчик состоит всего из трех основных элементов:
В любом возможном положении покоя , металлический шарик касается как центрального электрического контакта, так и одного из меньших электрических контактов. Это замыкает цепь, посылая электрический ток в мозг. Таким образом, каждый из маленьких контактов подключается к мозгу через отдельные цепи.
Когда вы двигаете датчик , при ударе или встряхивании шарик перекатывается в корпусе. Скатываясь с одного из меньших электрических контактов, он разрывает соединение. между этим конкретным контактом и центральным контактом. Это открывает переключатель , сообщая мозгу, что мяч сдвинулся. По мере своего движения он проходит через другие контакты, замыкая каждую цепь и снова размыкая ее, пока, наконец, не остановится.
Если датчик подвергается более сильному удару, шарик катится на большее расстояние, проходя через большее количество меньших электрических контактов, прежде чем остановится. Когда это происходит, в мозг поступают короткие импульсы тока. со всех отдельных цепей. На основе количества пакетов он получает и как долго он длится , мозг может определить серьезность шока. При очень небольших сдвигах, когда мячик только перекатывается от одного контакта к другому, мозг может вообще не включать тревогу. Для более значительных сдвигов — например, от того, что кто-то врезался в машину — он может подать предупреждающий знак:гудок и вспышка фар. Когда мяч откатывается на приличное расстояние, мозг включает сирену на полную мощность.
Во многих современных системах охранной сигнализации датчики удара являются основными детекторами кражи, но обычно они сочетаются с другими устройствами. В следующих нескольких разделах мы рассмотрим некоторые другие типы датчиков, которые сообщают мозгу, когда что-то не так.
Часто спешащие угонщики не возятся с отключением замков, чтобы сесть в машину:они просто разбивают окно. Полностью оборудованная автомобильная сигнализация имеет устройство, обнаруживающее вторжение.
Самый распространенный детектор разбития стекла — это простой микрофон, подключенный к мозгу. Микрофоны измеряют колебания атмосферного давления и преобразуют эту картину в колебания электрического тока. Разбитое стекло имеет свою характерную звуковую частоту (характер колебаний атмосферного давления). Микрофон преобразует его в электрический ток определенной частоты, который посылает в мозг.
На пути к мозгу ток проходит через кроссовер — электрическое устройство, которое проводит электричество только определенного частотного диапазона. Кроссовер настроен так, что он будет проводить только ток с частотой разбития стекла. Таким образом, только этот конкретный звук вызовет срабатывание будильника, а все остальные звуки будут игнорироваться.
Еще один способ обнаружить разбитое стекло, а также то, что кто-то открывает дверь, — измерить давление воздуха. в машине. Даже если нет разницы давлений внутри и снаружи, процесс открывания двери или открывания окна толкает или втягивает воздух в автомобиле, вызывая кратковременное изменение давления.
Вы можете обнаружить колебания давления воздуха с помощью обычного динамика громкоговорителя. Громкоговоритель состоит из двух основных частей:
Когда вы играете музыку, электрический ток течет вперед и назад через электромагнит, что заставляет его двигаться внутрь и наружу. Это толкает и тянет прикрепленный конус, создавая колебания давления воздуха в окружающем воздухе. Мы слышим эти колебания как звук.
Эта же система может работать и в обратном направлении, что и происходит в базовом детекторе давления. . Колебания давления двигают конус вперед и назад, который толкает и тянет прикрепленный к нему электромагнит. Если вы читали книгу «Как работают электромагниты», то знаете, что перемещение электромагнита в окружающем его естественном магнитном поле генерирует электрический ток. Когда мозг регистрирует значительный ток, исходящий от этого устройства, он знает, что что-то вызвало быстрое повышение давления внутри автомобиля. Это предполагает, что кто-то открыл дверь или окно или издал очень громкий шум.
В некоторых конструкциях систем охранной сигнализации в качестве датчиков давления используются встроенные стереодинамики автомобиля, а в других есть отдельные устройства, специально предназначенные для обнаружения.
Датчики давления, датчики разбития стекла и дверные датчики довольно хорошо справляются с обнаружением того, кто проникает в машину, но некоторые воры и вандалы могут нанести большой ущерб, даже не проникнув внутрь. В следующем разделе мы рассмотрим некоторые системы безопасности, которые следят за тем, что происходит снаружи вашего автомобиля.
Многие угонщики не охотятся за всей вашей машиной; они после отдельных частей его. Эти автомобильные стриптизерши могут выполнять большую часть своей работы, даже не открывая дверь или окно. А вор, вооруженный эвакуатором, может просто поднять вашу машину и утащить ее целиком.
У системы безопасности есть несколько хороших способов следить за тем, что происходит снаружи автомобиля. Некоторые системы сигнализации включают сканеры периметра. , устройства, которые следят за тем, что происходит непосредственно вокруг автомобиля. Самый распространенный сканер периметра представляет собой базовую радиолокационную систему, состоящую из радиопередатчика и приемника. Передатчик посылает радиосигналы, а приемник отслеживает возвращающиеся отражения сигнала. На основе этой информации радарное устройство может определить близость любого окружающего объекта. (Дополнительную информацию см. в разделе Как работает радар.)
Для защиты от угонщиков с помощью эвакуаторов , некоторые системы сигнализации имеют "детекторы наклона ." Базовая конструкция детектора наклона представляет собой набор ртутных переключателей. . Ртутный выключатель состоит из двух электрических проводов и ртутного шарика, расположенного внутри цилиндра.
Ртуть — жидкий металл:она течет, как вода, но проводит электричество, как твердый металл. В ртутном выключателе один провод (назовем его провод A ) проходит через дно цилиндра, а другой провод (провод B ) простирается только частично с одной стороны. Ртуть всегда находится в контакте с проводом А, но может разорвать контакт с проводом Б.
Когда цилиндр наклоняется в одну сторону, ртуть смещается так, что входит в контакт с проводом B. Это замыкает цепь, проходящую через ртутный выключатель. Когда цилиндр наклоняется в другую сторону, ртуть скатывается со второго провода, размыкая цепь.
В некоторых конструкциях открыт только кончик провода B, и ртуть должна соприкасаться с кончиком, чтобы замкнуть переключатель. Наклон ртутного переключателя в любую сторону разомкнет цепь.
Датчики наклона автомобильной сигнализации обычно имеют ряд ртутных переключателей, расположенных под разными углами. . Некоторые из них находятся в закрытом положении, когда вы припаркованы под определенным уклоном, а некоторые из них находятся в открытом положении. Если вор меняет угол наклона вашего автомобиля (например, поднимая его с помощью эвакуатора или поднимая домкратом), некоторые из замкнутых переключателей размыкаются, а некоторые из открытых переключателей замыкаются. Если какой-либо из переключателей нажат, центральный мозг знает, что кто-то поднимает машину.
В разных ситуациях все эти системы сигнализации могут действовать по одному и тому же принципу. . Например, если кто-то буксирует вашу машину, ртутные выключатели, датчик удара и радарный датчик зафиксируют наличие проблемы. Но разные комбинации триггеров тревоги могут указывать на разные события. «Умные» системы сигнализации имеют мозги, которые по-разному реагируют в зависимости от комбинации информации, которую они получают от датчиков.
В следующем разделе мы рассмотрим некоторые из ответов на сигналы тревоги. мозг может сработать при различных обстоятельствах.
В предыдущих разделах мы рассмотрели различные сенсорные устройства, которые сообщают мозгу системы сигнализации, когда что-то мешает машине. Независимо от того, насколько продвинуты эти системы, система сигнализации не очень хороша, если она не приводит к эффективному тревога. Система сигнализации должна срабатывать, чтобы удержать воров от угона вашего автомобиля.
Как мы видели, многие устройства, которые уже встроены в ваш автомобиль, обеспечивают эффективную сигнализацию. Как минимум, большинство автомобильных сигнализаций будут сигналить. и помигать фарами когда датчик указывает на злоумышленника. Они также могут быть подключены для отключения стартера зажигания, прекращения подачи газа в двигатель или выведения автомобиля из строя другими способами.
Усовершенствованная система сигнализации также будет включать отдельную сирену. который издает различные пронзительные звуки. Много шума привлекает внимание к угонщику, и многие злоумышленники убегают с места происшествия, как только срабатывает сигнализация. Для некоторых систем сигнализации можно запрограммировать отличительный шаблон. звуков сирены, чтобы вы могли отличить сигнализацию вашего автомобиля от других сигналов тревоги.
Некоторые системы сигнализации воспроизводят записанное сообщение. когда кто-то подходит слишком близко к твоей машине. Основная цель этого — сообщить злоумышленникам, что у вас есть продвинутая система сигнализации, прежде чем они вообще попытаются что-либо предпринять. Скорее всего, угонщик-ветеран полностью проигнорирует эти предупреждения, но для предприимчивого вора-любителя они могут стать сильным сдерживающим фактором. В некотором смысле, это придает системе сигнализации властную индивидуальность. На каком-то бессознательном уровне может казаться, что автомобиль — это не просто набор отдельных частей, а разумная, вооруженная машина.
Многие системы сигнализации включают в себя встроенный радиоприемник, прикрепленный к мозгу, и портативный радиопередатчик, который можно носить на связке ключей. В следующем разделе мы увидим, какую роль эти компоненты играют в настройке безопасности.
Большинство автомобильных сигнализаций поставляются с каким-либо портативным брелком-передатчиком. . С помощью этого устройства вы можете отправлять инструкции в мозг для удаленного управления системой сигнализации. Это работает в основном так же, как радиоуправляемые игрушки. Он использует радиоволновую импульсную модуляцию. для отправки конкретных сообщений (чтобы узнать, как это работает, ознакомьтесь с разделом «Как работают радиоуправляемые игрушки»).
Основная цель брелка-передатчика — дать вам возможность включать и выключать систему сигнализации. После того, как вы вышли из машины и закрыли дверь, вы можете поставить систему на охрану одним нажатием кнопки; когда вы вернетесь к машине, вы сможете так же легко ее обезвредить. В большинстве систем мозг будет мигать фарами и щелкать звуковым сигналом, когда вы ставите и снимаете машину с охраны. Это позволяет вам и всем, кто находится поблизости, знать, что система сигнализации работает.
Это нововведение значительно упростило использование автомобильных сигнализаций. До появления удаленных передатчиков системы сигнализации действовали по механизму задержки. . Как и в случае с домашней системой безопасности, вы активируете сигнализацию, когда припарковываете машину, и у вас есть около 30 секунд, чтобы выйти и запереть двери. Когда вы открывали машину, у вас было столько же времени, чтобы выключить сигнализацию, как только вы вошли в нее. Эта система была очень проблематичной, поскольку давала ворам возможность проникнуть в машину и отключить сигнализацию до того, как прозвучит сирена.
Дистанционные передатчики также позволяют открывать дверные замки с электроприводом, включать свет и включать сигнализацию до того, как вы сядете в машину. Некоторые системы дают вам еще больший контроль над мозгом системы. Эти устройства имеют центральный компьютер и встроенная пейджерная система . Когда злоумышленник тревожит вашу машину, центральный компьютер вызывает ваш пейджер и сообщает вам, какие датчики сработали. В самых продвинутых системах вы можете общаться с мозгом, сигнализируя ему выключить двигатель.
Поскольку передатчик управляет вашей системой сигнализации, шаблон импульсной модуляции должен действовать как ключ. . Для определенной линейки передающих устройств могут существовать миллионы различных импульсных кодов. . Это делает язык общения вашей системы сигнализации уникальным, поэтому другие люди не могут получить доступ к вашему автомобилю с помощью другого передатчика.
Эта система довольно эффективна, но ненадежна. Если решительный преступник действительно хочет взломать вашу машину, он может использовать кодграббер. сделать копию вашего "ключа". Кодграббер — это радиоприемник, чувствительный к сигналу вашего передатчика. Он получает код и записывает его. Если вор перехватит ваш «код снятия с охраны», он или она сможет запрограммировать другой передатчик так, чтобы он точно имитировал ваш уникальный сигнал. С этим скопированным ключом вор может полностью обойти сигнализацию, когда в следующий раз вы оставите машину без присмотра.
Чтобы решить эту проблему, передовые системы сигнализации устанавливают новую серию кодов каждый раз, когда вы активируете сигнализацию. Использование алгоритмов скользящего кода приемник шифрует новый код снятия с охраны и отправляет его на ваш передатчик. Поскольку передатчик использует этот код снятия с охраны только один раз, любая информация, перехваченная похитителем кода, бесполезна.
С начала 1990-х годов системы автомобильной сигнализации претерпели значительные изменения и стали более распространенными. В ближайшие 10 лет мы обязательно увидим новый урожай технологических достижений в области автомобильных сигнализаций. Бортовые GPS-приемники открыли широкий спектр возможностей для обеспечения безопасности. Если бы приемник был подключен к мозгу системы сигнализации, он мог бы всегда сообщать вам и полиции, где находится ваша машина. Таким образом, даже если кто-то обойдет вашу сигнализацию, машина не останется у него надолго.
Для получения дополнительной информации об автомобильных сигнализациях и смежных темах перейдите по ссылкам ниже.
Первоначально опубликовано:2 августа 2001 г.
Как работает автомобильная оклейка?
Как работает прокладка в моей машине?
Как работает автомобильный термостат? (и как это проверить)
Как работает машина-клоун?
Как работает беспилотный автомобиль?