Hur bilalarm fungerar

Bildgalleri: Car Gadgets Sidewinders bilalarmsystem innehåller ett antal sensorer och larmsignaler. Se fler bilder på bilgadget. Foto med tillstånd Directed Electronics

-Det första dokumenterade fallet med biltillskott var 1896, bara ett decennium efter att gasdrivna bilar först introducerades. Från den tidiga eran till idag har bilar varit ett naturligt mål för tjuvar: De är värdefulla, ganska enkla att sälja och de har ett inbyggt tillflyktsystem. Vissa studier hävdar att en bil bryts in var 20: e sekund bara i USA.

Mot bakgrund av denna häpnadsväckande statistik är det inte förvånande att miljoner amerikaner har investerat i dyra larmsystem. I dag verkar det som om alla andra bilar är utrustade med sofistikerade elektroniska sensorer, suddiga sirener och fjärraktiveringssystem. Dessa bilar är fästningar med hög säkerhet på hjul!

I den här artikeln ska vi titta på moderna bilalarm för att ta reda på vad de gör och hur de gör det. Det är fantastiskt hur omfattande moderna bilalarm är, men det är ännu mer anmärkningsvärt att biltjuvar fortfarande hittar ett sätt att komma förbi dem.

Det grundläggande

Om du vill tänka på ett bilalarm i sin enklaste form är det inget annat än ett eller flera sensorer ansluten till någon sorts siren. Det allra enklaste larmet skulle ha en omkopplare på förarens dörr, och det skulle vara kabelbundet så att om någon öppnade dörren skulle siren börja gråta. Du kan implementera detta bilalarm med en strömbrytare, ett par trådstycken och en sirene.

De flesta moderna bilalarmsystem är mycket mer sofistikerade än detta. De består av:

• En uppsättning av sensorer som kan inkludera omkopplare, trycksensorer och rörelsesdetektorer
• EN siren, ofta kunna skapa en mängd olika ljud så att du kan välja ett distinkt ljud för din bil
• EN radiomottagare för att tillåta trådlös kontroll från en nyckelfod
• En extra batteri så att larmet kan fungera även om huvudbatteriet kopplas bort
• EN datorstyrenhet som övervakar allt och ljuder larmet - systemets "hjärna"

Hjärnan i de flesta avancerade system är faktiskt en liten dator. Hjärnans jobb är att stäng omkopplarna som aktiverar larmenheter - ditt horn, strålkastare eller en installerad siren - när vissa omkopplare som strömavkännande enheter öppnas eller stängs. Säkerhetssystem skiljer sig främst i vilka sensorer som används och hur de olika enheterna är anslutna till hjärnan.

Hjärn- och larmfunktionerna kan kopplas till bilens huvudbatteri, men de har vanligtvis en reservkraftkälla också. Det dolda batteriet startar när någon stänger av huvudströmkällan (till exempel genom att klippa batterikablarna). Eftersom skärning av strömmen är en möjlig indikation på en inkräktare, utlöser det hjärnan att ljuda larmet.

I de följande avsnitten tittar vi på olika sensorer för att se hur de fungerar och hur de är anslutna till larmsystemets hjärna.

Innehåll

1. Dörrsensorer för bilalarm
2. Chock-sensorer för bilalarm
3. Bilalarmfönster och tryckgivare
4. Bilalarmrörelser och lutningssensorer
5. Bilalarm Varningar
6. Bilalarm Sändare

En betjäningsbrytare är en manuell avstängning som tillfälligt inaktiverar larmsystemet (så att du till exempel kan låta betjänaren parkera din bil). Betjäningsomkopplaren är gömd på en out-of-the-way plats i bilen. Brytaren som visas här är monterad under bilens säkringsåtkomstpanel. Foto med tillstånd Directed Electronics

-Det mest grundläggande elementet i ett bilalarmsystem är dörrlarm. När du öppnar fronthuven, bagagerummet eller någon dörr på en helt skyddad bil, utlöser hjärnan larmsystemet.

De flesta bilalarmsystem använder omkopplingsmekanismen som redan är inbyggd i dörrarna. I moderna bilar öppnar du en dörr eller en bagageutrymme inre ljus. Strömställaren som gör detta fungerar som den mekanism som styr ljuset i ditt kylskåp. När dörren är stängd trycker den in i en liten, fjäderaktiverad knapp eller spak, som öppnar kretsen. När dörren öppnas trycker våren upp knappen, stänger kretsen och skickar el till innerbelysningen

Allt du behöver göra för att ställa in dörrsensorer är att lägga till ett nytt element i den förkopplade kretsen. När de nya kablarna är på plats skickar man en elektrisk ström till hjärnan genom att öppna dörren (stänga brytaren) utöver innerbelysningen. När denna ström flyter, får den hjärnan att ljuda larmet.

Som en övergripande skyddsåtgärd övervakar moderna larmsystem vanligtvis spänningen i bilens hel elektrisk krets. Om det är en minskning i spänning i denna krets vet hjärnan att någon har stört det elektriska systemet. Att tända på ett ljus (genom att öppna dörren), röra sig med elektriska ledningar under huven eller ta bort en ansluten släpvagn med en elektrisk anslutning skulle alla orsaka en sådan spänningsfall.

Dörrsensorer är mycket effektiva, men de erbjuder ganska begränsat skydd. Det finns andra sätt att komma in i bilen (bryta ett fönster), och tjuvar behöver faktiskt inte bryta sig in i din bil för att stjäla den från dig (de kan bogsera din bil bort). Under de kommande paravsnitten kommer vi att titta på några av de mer avancerade bilalarmsystemen som skyddar mot hantverkare.

-I det sista avsnittet tittade vi på dörrsensorer, ett av de mest grundläggande bilalarmsystemen. Idag är det bara de billigaste bilalarmpaketen som bara är beroende av dörrsensorer. Avancerade larmsystem är mest beroende av chock sensorer för att avskräcka tjuvar och vandaler.

Idén med en chocksensor är ganska enkel: Om någon slår, stötar eller på annat sätt flyttar din bil, skickar sensorn en signal till hjärnan som anger intensitet av rörelsen. Beroende på svårighetsgraden av chocken, signalerar hjärnan a varning horns pip eller låter fullskalig larm.

Det finns många olika sätt att konstruera en chocksensor. En enkel sensor är en lång, flexibel metallkontakt placerad precis ovanför en annan metallkontakt. Du kan enkelt konfigurera dessa kontakter som en enkel switch: När du berör dem tillsammans flyter strömmen mellan dem. En betydande stöt kommer att göra att den flexibla kontakten svänger så att den vidrör kontakten nedan och slutför kretsen kort.

Problemet med denna design är att alla chocker eller vibrationer stänger kretsen på samma sätt. Hjärnan har inget sätt att mäta intensiteten på stöten, vilket resulterar i mycket falska larm. Mer avancerade sensorer skickar olika information beroende på hur allvarlig chocken är. Designen som visas nedan, patenterad av Randall Woods år 2000, är ​​ett bra exempel på denna typ av sensor.

Detta innehåll är inte kompatibelt på den här enheten.

Sensorn har bara tre huvudelement:

• EN central elektrisk kontakt i ett cylinderhus
• Flera mindre elektriska kontakter längst ner i huset
• EN metallboll som kan röra sig fritt i huset

-I alla möjliga viloläge, metallkulan berör både den centrala elektriska kontakten och en av de mindre elektriska kontakterna. Detta slutför en krets och skickar en elektrisk ström till hjärnan. Var och en av de små kontakterna är ansluten till hjärnan på detta sätt via separata kretsar.

När du flytta sensorn, genom att slå den eller skaka den, rullar bollen runt i huset. När den rullar av en av de mindre elektriska kontakterna, den bryter anslutningen mellan den specifika kontakten och den centrala kontakten. Detta öppnar brytaren, berättar hjärnan att bollen har rört sig. När den rullar vidare passerar den över de andra kontakterna, stänger varje krets och öppnar den igen tills den äntligen stoppar.

Om sensorn får en allvarligare chock, rullar bollen ett större avstånd och passerar mer av de mindre elektriska kontakterna innan det stoppar. När detta händer får hjärnan emot korta strömmar från alla enskilda kretsar. Baserat på hur många brister den får och hur länge de varar, hjärnan kan bestämma svårighetsgraden av chocken. För mycket små skift, där bollen bara rullar från en kontakt till nästa, kan hjärnan kanske inte utlösa larmet alls. För något större skift - från någon som stöter på till exempel bilen - kan det ge ett varningstecken: en kran på hornet och en blinkning av strålkastarna. När bollen rullar ett bra avstånd slår hjärnan på sirenen på full sprängning.

I många moderna larmsystem är chocksensorer de primära stölddetektorerna, men de är vanligtvis kopplade till andra enheter. Under de närmaste avsnitten tittar vi på några andra typer av sensorer som säger till hjärnan när något är fel.

En typisk crossover-enhet: Med hjälp av en specifik kombination av induktorer och kondensatorer kan du designa en crossover-enhet som endast leder ström som har frekvensen för att bryta glas.

-

-Mycket av tiden, biltjuvar som har bråttom röra sig inte med att stänga av lås för att komma in i en bil: De byter bara ett fönster. Ett fullt utrustat bilalarmsystem har en enhet som känner av denna intrång.

Den vanligaste detektorn för glasskador är en enkel mikrofon ansluten till hjärnan. Mikrofoner mäter variationer i lufttryckssvingningar och omvandlar detta mönster till en fluktuerande elektrisk ström. Brytglas har sin egen distinkta ljudfrekvens (mönster av lufttryckssvingningar). Mikrofonen konverterar detta till en elektrisk ström med den specifika frekvensen, som den skickar till hjärnan.

På väg till hjärnan passerar strömmen genom en korsning, en elektrisk enhet som bara leder elektricitet med ett visst frekvensområde. Korsningen är konfigurerad så att den bara leder ström som har frekvensen av att bryta glas. På detta sätt kommer bara detta specifika ljud att utlösa larmet, och alla andra ljud ignoreras.

Trycksensorer

Ett annat sätt att upptäcka glasbrott, såväl som att någon öppnar dörren, är att mäta lufttryck i bilen. Även om det inte finns någon tryckskillnad mellan insidan och utsidan, handlar det att öppna en dörr eller tvinga i ett fönster att trycka eller dra i luften i bilen, vilket skapar en kort tryckförändring.

Du kan upptäcka fluktuationer i lufttrycket med en vanlig högtalarförare. En högtalare har två huvuddelar:

• En bred, rörlig kon
• En elektromagnet, omgiven av en naturlig magnet, fäst vid konen

När du spelar musik flyter en elektrisk ström fram och tillbaka genom elektromagneten, vilket gör att den rör sig in och ut (se Hur högtalare fungerar för att ta reda på hur detta fungerar). Detta trycker och drar i den fästade konen och bildar fluktuationer i lufttrycket i den omgivande luften. Vi hör dessa fluktuationer som ljud.

Detta innehåll är inte kompatibelt på den här enheten.

Detta är den grundläggande mekanismen för en högtalardrivrutin. En bils högtalare skapar effektiva larmsystem, eftersom de kan användas för att mäta variationer i lufttryck.

Samma system kan fungera omvänd, vilket är vad som händer i en grundläggande tryckdetektor. Tryckfluktuationer förflyttar konen fram och tillbaka, som trycker och drar i den anslutna elektromagneten. Om du har läst hur elektromagneter fungerar vet du att flyttning av en elektromagnet i ett omgivande naturligt magnetfält genererar en elektrisk ström. När hjärnan registrerar en betydande ström som flödar från den här enheten vet den att något har orsakat en snabb tryckökning inuti bilen. Detta antyder att någon har öppnat en dörr eller fönster eller gjort ett mycket högt ljud.

Vissa larmsystemkonstruktioner använder bilens inbyggda stereohögtalare som tryckgivare, men andra har separata enheter som är specifikt utformade för upptäckt.

Trycksensorer, glasskador sensorer och dörrsensorer gör alla ett ganska bra jobb med att upptäcka någon som bryter in i en bil, men vissa tjuvar och vandaler kan göra mycket skada utan att göra det någon gång innan. I nästa avsnitt tittar vi på vissa säkerhetssystem som håller koll på vad som händer utanför din bil.

-Många biltjuvar följer inte hela din bil; de följer enskilda delar av det. Dessa bilar strippare kan göra mycket av sitt arbete utan att någonsin öppna en dörr eller fönster. Och en tjuv beväpnad med en dragbil kan bara lyfta upp din bil och dra bort hela saken.

Det finns flera bra sätt för ett säkerhetssystem att hålla koll på vad som händer utanför bilen. Vissa larmsystem inkluderar omkretsskannrar, enheter som övervakar vad som händer omedelbart runt bilen. Den vanligaste perimeterscannern är ett grundläggande radarsystem som består av en radiosändare och mottagare. Sändaren sänder radiosignaler och mottagaren övervakar signalreflektionerna som kommer tillbaka. Baserat på denna information kan radarenheten bestämma närheten till alla omgivande objekt. (Se hur radar fungerar för mer information.)

För att skydda mot biltjuvar med bogserbilar, vissa larmsystem har "lutningsdetektorer."Den grundläggande utformningen av en lutningsdetektor är en serie av kvicksilveromkopplare. En kvicksilveromkopplare består av två elektriska ledningar och en kvicksilverboll som är placerad i en innehållande cylinder.

Kvicksilver är en flytande metall - den rinner som vatten, men den leder elektricitet som en fast metall. I en kvicksilveromkopplare, en tråd (låt oss kalla det tråd A) går hela vägen över cylinderns botten, medan den andra tråden (tråd B) sträcker sig endast delvis från ena sidan. Kvicksilveret är alltid i kontakt med tråd A, men det kan bryta kontakten med tråd B.

När cylindern lutar en väg, växlar kvicksilveret så att det kommer i kontakt med tråd B. Detta stänger kretsen som går genom kvicksilveromkopplaren. När cylindern lutar åt andra hållet rullar kvicksilver bort från den andra tråden och öppnar kretsen.

I vissa utföranden exponeras endast spetsen på tråd B, och kvicksilveret måste vara i kontakt med spetsen för att stänga en brytare. Att luta kvicksilveromkopplaren på något sätt öppnar kretsen.

Detta innehåll är inte kompatibelt på den här enheten.

Tippsensorer för bilalarm har vanligtvis en mängd kvicksilveromkopplare placerade vid varierande vinklar. Vissa av dem är i stängt läge när du parkeras vid en viss lutning, och några av dem är i öppen position. Om en tjuv ändrar vinkeln på din bil (genom att lyfta den med en bogserbil eller vandra upp den med till exempel en domkraft), öppnas några av de stängda brytarna och några av de öppna brytarna stängs. Om någon av omkopplarna kastas, vet centralhjärnan att någon lyfter bilen.

I olika situationer kan alla dessa larmsystem vara täcka samma mark. Till exempel, om någon drar din bil bort, växlar kvicksilver, chockgivaren och radarsensorn alla att det finns ett problem. Men annorlunda kombinationer av larmutlösare kan indikera olika händelser. "Intelligent" larmsystem har hjärnor som reagerar olika beroende på kombinationen av information de får från sensorerna.

I nästa avsnitt tittar vi på några av larmsvar hjärnan kan trigga under olika omständigheter.

En Neo mini-siren, gömd inuti ett fordons främre fender Foto med tillstånd Directed Electronics

- I de föregående avsnitten tittade vi på de olika avkänningsenheterna som berättar larmsystemets hjärna när något stör bilen. Oavsett hur avancerade dessa system är, är larmsystemet inte så bra om det inte sätter igång ett effektiv larm. Ett larmsystem måste utlösa ett svar som kommer att hindra tjuvar från att stjäla din bil.

Som vi har sett gör många enheter som redan är inbyggda i din bil effektiva larmsignaler. Minst kommer de flesta billarmssystem att göra tuta och blinka strålkastarna när en sensor indikerar en inkräktare. De kan också vara kablade för att stänga av tändstartaren, stänga av gasförsörjningen till motorn eller stänga av bilen på andra sätt.

Ett avancerat larmsystem kommer också att inkludera en separat siren som producerar olika piercingljud. Att göra mycket ljud väcker uppmärksamhet åt biltjuven, och många inkräktare kommer att fly från scenen så snart larmet blussar. Med vissa larmsystem kan du programmera en distinkt mönster av sirenljud så att du kan skilja larmet på din bil från andra larm.

Några larmsystem spelar upp a inspelat meddelande när någon går för nära din bil. Huvudsyftet med detta är att låta inkräktare veta att du har ett avancerat larmsystem innan de försöker någonting alls. Troligen kommer en veteranbiltjuv helt att ignorera dessa varningar, men för den opportunistiska amatörstjuven kan de vara ett starkt avskräckande. På ett sätt ger det larmsystemet en ledande personlighet. På någon medvetslös nivå kan det verka som om bil inte bara är en samling av enskilda delar, utan en intelligent, beväpnad maskin.

Många larmsystem inkluderar en inbyggd radiomottagare ansluten till hjärnan och en bärbar radiosändare som du kan bära på din nyckelring. I nästa avsnitt ser vi vilken roll dessa komponenter spelar i en säkerhetsinställning.

Nyckelringssändaren från Sidewinder-säkerhetssystemet: Sändaren låter dig låsa dörrarna, aktivera och avaktivera larmet och ställa in sirenen utanför bilen. Foto med tillstånd Directed Electronics

- M-ost bil larmsystem kommer med någon form av bärbar nyckelringssändare. Med den här enheten kan du skicka instruktioner till hjärnan för att fjärrkontrollera larmsystemet. Detta fungerar i princip på samma sätt som radiostyrda leksaker. Den använder radiovåg pulsmodulering för att skicka specifika meddelanden (för att se hur detta fungerar, kolla in hur radiostyrda leksaker fungerar).

Det primära syftet med nyckelringssändaren är att ge dig ett sätt att slå på och stänga av ditt larmsystem. När du har gått ut ur bilen och stängt dörren kan du beväpna systemet med en knapptryckning. när du återvänder till bilen kan du avaktivera den lika lätt. I de flesta system kommer hjärnan att blinka lamporna och knacka på hornet när du beväpnar och avväpnar bilen. Detta låter dig och alla i området vet att larmsystemet fungerar.

Denna innovation har gjort billarm mycket lättare att använda. Innan fjärrsändare agerade larmsystem på a fördröjningsmekanism. Liksom med ett hemsäkerhetssystem aktiverade du larmet när du parkerade bilen och du hade 30 sekunder på dig att gå ut och låsa dörrarna. När du låste upp din bil hade du samma tid att stänga av larmet när du kom in. Detta system var mycket problematiskt, eftersom det gav tjuvar en möjlighet att bryta sig in i bilen och stänga av larmet innan någon siren ljöd.

Fjärrsändare låter dig också öppna dina dörrlås, slå på lamporna och stänga av larmet innan du går in i bilen. Vissa system ger dig ännu mer kontroll över systemets hjärna. Dessa enheter har en central dator och en inbyggd personsökarsystem. När en inkräktare stör din bil, ringer den centrala datorn upp din nyckelring-personsökare och berättar vilka sensorer som triggades. I de mest avancerade systemen kan du kommunicera med hjärnan och signalera den för att stänga av motorn.

Eftersom sändaren styr ditt larmsystem måste mönstret för pulsmodulering fungera som en nyckel. För en viss rad sändarenheter kan det finnas miljontals olika pulskoder. Detta gör kommunikationsspråket för ditt larmsystem unikt, så att andra inte kan få tillgång till din bil med en annan sändare.

Detta system är ganska effektivt, men inte idiotsäkert. Om en bestämd brottsling verkligen vill bryta sig in i din bil kan han eller hon använda en code-grabber för att göra en kopia av din "nyckel." En kodtagare är en radiomottagare som är känslig för din sändars signal. Den får koden och registrerar den. Om tjuven avbryter din "avväpningskod" kan han eller hon programmera en annan sändare till exakt härma din unika signal. Med denna kopierade nyckel kan tjuven helt förbi larmsystemet nästa gång du lämnar din bil utan tillsyn.

För att lösa problemet skapar avancerade larmsystem en ny serie koder varje gång du aktiverar larmet. Använder sig av rullande kodalgoritmer, mottagaren krypterar den nya avväpningskoden och skickar den till din sändare. Eftersom sändaren bara använder den här avstängningskoden en gång är all information som avlyssnas av en kodhoppare värdelös.

Sedan början av 1990-talet har bilalarmsystem utvecklats mycket och de har blivit mycket vanligare. Under de kommande tio åren ser vi säkert en ny gröda av tekniska framsteg inom bilalarm. Ombord GPS-mottagare har öppnat ett stort antal säkerhetsmöjligheter. Om mottagaren var ansluten till larmsystemhjärnan, kan den berätta för dig och polisen var din bil alltid är. På det här sättet, även om någon går förbi ditt larmsystem, kommer han eller hon inte att ha bilen så länge.

För mer information om bilalarm och relaterade ämnen, kolla in länkarna på nästa sida.

Relaterade artiklar

• Hur inbrottslarm fungerar
• Hur låsplockning fungerar
• Hur anti-shoplifting-enheter fungerar
• Hur kraftdörrlås fungerar
• Så fungerar kryptering
• Hur radiostyrda leksaker fungerar
• Hur radio fungerar
• Hur Radar fungerar
• Bilsäkerhetsquiz

Fler bra länkar

• Riktad elektronik
• Lär dig hur du installerar ditt eget bilalarm
• Car Audio and Electronics Magazine
• Fordonselektronik: guider och experter