Дело было вечером, делать было нечего… решили мы банкомат взорвать исследовать. Не настоящий конечно, а тот, что на фото. Ну как… банкомат-то настоящий, но давно списанный и выступал для нас подопытным кроликом. Низкий поклон тем, у кого получается их грабить: я его и болгаркой пилил, и дрелью сверлил, и кувалдой долбил, и поджигал – ничего не берет, крепкий зараза, а современные и вовсе понадежнее будут.

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.

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 поджег 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.


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…

To be continued...

Дабы статья не получилась слишком тяжеловесной, сегодня я решил на этом остановиться.

Original source: habrahabr.ru (comments, light).