Come funzionano gli allarmi per auto

Galleria di immagini: gadget per auto Il sistema di allarme per auto Sidewinder include una serie di sensori e segnali di allarme. Guarda altre foto dei gadget per auto. Foto per gentile concessione di Directed Electronics

-Il primo caso documentato di furto d'auto risale al 1896, solo un decennio dopo l'introduzione delle auto a gas. Da quell'epoca primordiale ad oggi, le auto sono state un bersaglio naturale per i ladri: sono preziose, ragionevolmente facili da rivendere e hanno un sistema di fuga integrato. Alcuni studi affermano che un'auto viene forzata ogni 20 secondi solo negli Stati Uniti.

Alla luce di questa statistica sorprendente, non sorprende che milioni di americani abbiano investito in costosi sistemi di allarme. Oggi sembra che tutte le altre auto siano dotate di sofisticati sensori elettronici, sirene a tutto volume e sistemi di attivazione a distanza. Queste auto sono fortezze di massima sicurezza su ruote!

In questo articolo, esamineremo i moderni allarmi per auto per scoprire cosa fanno e come lo fanno. È incredibile quanto siano elaborati i moderni allarmi per auto, ma è ancora più straordinario che i ladri di auto trovino ancora un modo per superarli.

Le basi

Se vuoi pensare a un allarme per auto nella sua forma più semplice, non è altro che uno o più sensori collegato a una sorta di sirena. L'allarme più semplice avrebbe un interruttore sulla portiera del guidatore e sarebbe cablato in modo che se qualcuno aprisse la portiera la sirena inizierebbe a lamentarsi. Potresti implementare questo antifurto per auto con un interruttore, un paio di pezzi di filo e una sirena.

La maggior parte dei moderni sistemi di allarme per auto sono molto più sofisticati di questo. Sono costituiti da:

• Una serie di file sensori che possono includere interruttori, sensori di pressione e rilevatori di movimento
• UN sirena, spesso in grado di creare una varietà di suoni in modo da poter scegliere un suono distinto per la tua auto
• UN ricevitore radio per consentire il controllo wireless da un portachiavi
• Un ausiliario batteria in modo che l'allarme possa funzionare anche se la batteria principale viene scollegata
• UN unità di controllo del computer che controlla tutto e suona l'allarme - il "cervello" del sistema

Il cervello nei sistemi più avanzati è in realtà un piccolo computer. Il compito del cervello è quello di chiudere gli interruttori che attivano i dispositivi di allarme - il clacson, i fari o una sirena installata - quando determinati interruttori dei dispositivi di rilevamento dell'alimentazione vengono aperti o chiusi. I sistemi di sicurezza differiscono principalmente in base ai sensori utilizzati e al modo in cui i vari dispositivi sono collegati al cervello.

Le funzioni del cervello e dell'allarme possono essere collegate alla batteria principale dell'auto, ma di solito hanno un fonte di alimentazione di backup anche. Questa batteria nascosta si attiva quando qualcuno interrompe la fonte di alimentazione principale (tagliando i cavi della batteria, ad esempio). Poiché interrompere l'alimentazione è una possibile indicazione di un intruso, fa scattare l'allarme al cervello.

Nelle sezioni seguenti, esamineremo una varietà di sensori per vedere come funzionano e come sono collegati al cervello del sistema di allarme.

Contenuti

1. Sensori porta allarme auto
2. Sensori d'urto per allarme auto
3. Finestra allarme auto e sensori di pressione
4. Sensori di movimento e inclinazione con allarme per auto
5. Avvisi di allarme per auto
6. Trasmettitori di allarme per auto

Un valet switch è uno spegnimento manuale che disabilita temporaneamente il sistema di allarme (quindi puoi lasciare che il parcheggiatore parcheggi la tua auto, per esempio). L'interruttore è nascosto in un punto fuori mano in macchina. L'interruttore qui raffigurato è montato sotto il pannello di accesso ai fusibili dell'auto. Foto per gentile concessione di Directed Electronics

-L'elemento più fondamentale in un sistema di allarme per auto è il allarme porta. Quando apri il cofano anteriore, il bagagliaio o qualsiasi portiera di un'auto completamente protetta, il cervello attiva il sistema di allarme.

La maggior parte dei sistemi di allarme per auto utilizza il meccanismo di commutazione già integrato nelle portiere. Nelle auto moderne, l'apertura di una portiera o di un bagagliaio attiva il luci interne. L'interruttore che fa funzionare questo è come il meccanismo che controlla la luce nel tuo frigorifero. Quando la porta è chiusa, preme leggermente, pulsante a molla o leva, che apre il circuito. Quando la porta è aperta, la molla spinge il pulsante in apertura, chiudendo il circuito e inviando elettricità alle luci interne

Tutto quello che devi fare per impostare i sensori delle porte è aggiungere un nuovo elemento a questo circuito precablato. Con i nuovi fili in posizione, l'apertura della porta (chiusura dell'interruttore) invia una corrente elettrica al cervello oltre alle luci interne. Quando questa corrente scorre, fa suonare l'allarme al cervello.

Come misura di protezione generale, i moderni sistemi di allarme in genere monitorano la tensione nell'auto intero circuito elettrico. Se c'è un calo di tensione in questo circuito, il cervello sa che qualcuno ha interferito con il sistema elettrico. Accendere una luce (aprendo la porta), fare confusione con i cavi elettrici sotto il cofano o rimuovere un rimorchio collegato con una connessione elettrica causerebbe un tale calo di tensione.

I sensori delle porte sono molto efficaci, ma offrono una protezione piuttosto limitata. Ci sono altri modi per entrare in macchina (rompere un finestrino), e i ladri non hanno bisogno di entrare nella tua macchina per rubartela (possono rimorchiare la tua macchina). Nelle prossime due sezioni, esamineremo alcuni dei sistemi di allarme per auto più avanzati che proteggono dai criminali più furbi.

-Nell'ultima sezione abbiamo esaminato i sensori delle porte, uno dei sistemi di allarme per auto più basilari. Al giorno d'oggi, solo i pacchetti di allarmi per auto più economici si affidano esclusivamente ai sensori delle porte. I sistemi di allarme avanzati dipendono principalmente da sensori d'urto per scoraggiare ladri e vandali.

L'idea di un sensore d'urto è abbastanza semplice: se qualcuno colpisce, spinge o sposta in altro modo la tua auto, il sensore invia un segnale al cervello indicando intensità del movimento. A seconda della gravità dello shock, il cervello segnala a avvertimento il clacson suona o suona il allarme di fondo scala.

Esistono molti modi diversi per costruire un sensore d'urto. Un semplice sensore è un contatto metallico lungo e flessibile posizionato appena sopra un altro contatto metallico. Puoi facilmente configurare questi contatti come un semplice interruttore: quando li tocchi insieme, la corrente scorre tra di loro. Una forte scossa farà oscillare il contatto flessibile in modo che tocchi il contatto sottostante, completando brevemente il circuito.

Il problema con questo design è che tutti gli urti o le vibrazioni chiudono il circuito allo stesso modo. Il cervello non ha modo di misurare l'intensità della scossa, che si traduce in molto falsi allarmi. I sensori più avanzati inviano informazioni diverse a seconda della gravità dello shock. Il design mostrato di seguito, brevettato da Randall Woods nel 2000, è un buon esempio di questo tipo di sensore.

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Il sensore ha solo tre elementi principali:

• UN contatto elettrico centrale in un alloggiamento del cilindro
• Parecchi contatti elettrici più piccoli nella parte inferiore dell'alloggiamento
• UN sfera di metallo che può muoversi liberamente nell'alloggiamento

-In ogni possibile posizione di riposo, la sfera metallica tocca sia il contatto elettrico centrale che uno dei contatti elettrici più piccoli. Questo completa un circuito, inviando una corrente elettrica al cervello. Ciascuno dei piccoli contatti è collegato al cervello in questo modo, tramite circuiti separati.

Quando tu spostare il sensore, colpendola o scuotendola, la pallina rotola nell'alloggiamento. Quando si stacca da uno dei contatti elettrici più piccoli, esso interrompe la connessione tra quel particolare contatto e il contatto centrale. Questo apre l'interruttore, dire al cervello che la palla si è mossa. Mentre scorre, passa sugli altri contatti, chiudendo ogni circuito e riaprendolo, fino a quando non si ferma.

Se il sensore subisce uno shock più grave, la pallina rotola per una distanza maggiore, passando sopra più contatti elettrici più piccoli prima di fermarsi. Quando ciò accade, il cervello riceve brevi raffiche di corrente da tutti i singoli circuiti. Basato su quante raffiche riceve e quanto durano, il cervello può determinare la gravità dello shock. Per turni molto piccoli, in cui la pallina rotola solo da un contatto a quello successivo, il cervello potrebbe non attivare affatto l'allarme. Per turni leggermente più grandi, ad esempio da qualcuno che sbatte contro l'auto, può dare un segnale di avvertimento: un tocco del clacson e un lampo dei fari. Quando la palla rotola per una buona distanza, il cervello accende la sirena a tutto volume.

In molti moderni sistemi di allarme, i sensori di scossa sono i principali rilevatori di furto, ma di solito sono accoppiati ad altri dispositivi. Nelle prossime sezioni, esamineremo alcuni altri tipi di sensori che dicono al cervello quando qualcosa non va.

Una tipica unità crossover: utilizzando una combinazione specifica di induttori e condensatori, è possibile progettare un'unità crossover che conduce solo corrente che ha la frequenza di rottura del vetro.

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-La maggior parte delle volte, i ladri di auto che hanno fretta non scherzano con le serrature disabilitate per entrare in una macchina: rompono solo un finestrino. Un sistema di allarme per auto completamente attrezzato ha un dispositivo che rileva questa intrusione.

Il rilevatore di rottura del vetro più comune è un semplice microfono collegato al cervello. I microfoni misurano le variazioni della fluttuazione della pressione atmosferica e convertono questo modello in una corrente elettrica fluttuante. La rottura del vetro ha una propria frequenza sonora distintiva (modello di fluttuazioni della pressione atmosferica). Il microfono lo converte in una corrente elettrica di quella particolare frequenza, che invia al cervello.

Nel suo percorso verso il cervello, la corrente passa attraverso un crossover, un dispositivo elettrico che conduce solo l'elettricità di un certo intervallo di frequenza. Il crossover è configurato in modo da condurre solo la corrente che ha la frequenza di rompere il vetro. In questo modo, solo questo suono specifico attiverà l'allarme e tutti gli altri suoni verranno ignorati.

Sensori di pressione

Un altro modo per rilevare la rottura di vetri, così come qualcuno che apre la porta, è misurare il pressione dell'aria in macchina. Anche se non c'è differenza di pressione tra l'interno e l'esterno, l'atto di aprire una porta o forzare un finestrino spinge o tira l'aria nell'auto, creando un breve cambiamento di pressione.

È possibile rilevare le fluttuazioni della pressione dell'aria con un normale driver per altoparlanti. Un altoparlante ha due parti principali:

• Un'ampia, cono mobile
• Un elettromagnete, circondato da un magnete naturale, attaccato al cono

Quando riproduci musica, una corrente elettrica scorre avanti e indietro attraverso l'elettromagnete, che lo fa muovere dentro e fuori (vedi Come funzionano gli altoparlanti per scoprire come funziona). Questo spinge e tira il cono attaccato, formando fluttuazioni della pressione dell'aria nell'aria circostante. Sentiamo queste fluttuazioni come suoni.

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Questo è il meccanismo di base di un driver per altoparlanti. Gli altoparlanti di un'auto costituiscono sistemi di allarme efficaci, poiché possono essere utilizzati per misurare le variazioni della pressione dell'aria.

Questo stesso sistema può funzionare al contrario, che è ciò che accade in un basic rilevatore di pressione. Le fluttuazioni di pressione spostano il cono avanti e indietro, che spinge e tira l'elettromagnete collegato. Se hai letto Come funzionano gli elettromagneti, sai che lo spostamento di un elettromagnete in un campo magnetico naturale circostante genera una corrente elettrica. Quando il cervello registra una corrente significativa che scorre da questo dispositivo, sa che qualcosa ha causato un rapido aumento della pressione all'interno dell'auto. Ciò suggerisce che qualcuno ha aperto una porta o una finestra o ha fatto un rumore molto forte.

Alcuni progetti di sistemi di allarme utilizzano gli altoparlanti stereo integrati dell'auto come sensori di pressione, ma altri hanno dispositivi separati progettati specificamente per il rilevamento.

Sensori di pressione, sensori di rottura vetri e sensori di porte fanno tutti un buon lavoro nel rilevare qualcuno che entra in un'auto, ma alcuni ladri e vandali possono fare molti danni senza mai entrare. Nella sezione successiva, esamineremo alcuni sistemi di sicurezza che tengono sotto controllo ciò che accade fuori dalla tua auto.

-Molti ladri di auto non cercano la tua intera macchina; ne cercano singoli pezzi. Questi spogliarellisti possono fare molto del loro lavoro senza mai aprire una porta o una finestra. E un ladro armato di carro attrezzi può semplicemente sollevare la tua macchina e trascinare via l'intera cosa.

Ci sono molti buoni modi in cui un sistema di sicurezza tiene sotto controllo quello che succede fuori dall'auto. Alcuni sistemi di allarme includono scanner perimetrali, dispositivi che monitorano ciò che accade immediatamente intorno all'auto. Lo scanner perimetrale più comune è un sistema radar di base, costituito da un trasmettitore e un ricevitore radio. Il trasmettitore invia segnali radio e il ricevitore controlla i riflessi del segnale che ritornano. Sulla base di queste informazioni, il dispositivo radar può determinare la vicinanza di qualsiasi oggetto circostante. (Vedi Come funziona il radar per maggiori informazioni.)

Per proteggersi dai ladri di auto con carro attrezzi, alcuni sistemi di allarme hanno "rilevatori di inclinazione."Il design di base di un rilevatore di inclinazione è una serie di interruttori a mercurio. Un interruttore a mercurio è costituito da due fili elettrici e da una sfera di mercurio posizionata all'interno di un cilindro contenuto.

Il mercurio è un metallo liquido: scorre come l'acqua, ma conduce l'elettricità come un metallo solido. In un interruttore a mercurio, un filo (chiamiamolo filo A) attraversa tutto il fondo del cilindro, mentre l'altro filo (filo B) si estende solo in parte da un lato. Il mercurio è sempre in contatto con il filo A, ma potrebbe rompere il contatto con il filo B.

Quando il cilindro si inclina in un senso, il mercurio si sposta in modo da entrare in contatto con il filo B. Questo chiude il circuito che passa attraverso l'interruttore del mercurio. Quando il cilindro si inclina dall'altra parte, il mercurio rotola via dal secondo filo, aprendo il circuito.

In alcuni modelli, solo la punta del filo B è esposta e il mercurio deve essere in contatto con la punta per chiudere un interruttore. Inclinando l'interruttore a mercurio in entrambi i modi si aprirà il circuito.

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I sensori di inclinazione dell'antifurto per auto hanno in genere una serie di interruttori al mercurio posizionati su angoli variabili. Alcuni di loro sono in posizione chiusa quando sei parcheggiato in una particolare inclinazione, e alcuni di loro sono in posizione aperta. Se un ladro cambia l'angolazione della tua auto (sollevandola con un carro attrezzi o facendola salire con un martinetto, per esempio), alcuni interruttori chiusi si aprono e alcuni interruttori aperti si chiudono. Se uno qualsiasi degli interruttori viene azionato, il cervello centrale sa che qualcuno sta sollevando l'auto.

In diverse situazioni, tutti questi sistemi di allarme potrebbero coprire lo stesso terreno. Ad esempio, se qualcuno sta rimorchiando la tua auto, gli interruttori al mercurio, il sensore di urti e il sensore radar rileveranno tutti che c'è un problema. Ma diverso combinazioni dei trigger di allarme possono indicare eventi diversi. Il sistema di allarme "intelligente" ha cervelli che reagiscono in modo diverso a seconda della combinazione di informazioni che ricevono dai sensori.

Nella sezione successiva, esamineremo alcuni dei file risposte di allarme il cervello potrebbe innescarsi in circostanze diverse.

Una mini sirena Neo, nascosta nel parafango anteriore di un veicolo Foto per gentile concessione di Directed Electronics

- Nelle sezioni precedenti, abbiamo esaminato i vari dispositivi di rilevamento che avvisano il cervello del sistema di allarme quando qualcosa disturba l'auto. Non importa quanto siano avanzati questi sistemi, il sistema di allarme non è molto buono se non fa scattare un efficace allarme. Un sistema di allarme deve attivare una risposta che dissuaderà i ladri dal rubare la tua auto.

Come abbiamo visto, molti dei dispositivi già integrati nella tua auto producono segnali di allarme efficaci. Come minimo, la maggior parte dei sistemi di allarme per auto lo farà suona il clacson e lampeggiano i fari quando un sensore indica un intruso. Possono anche essere cablati per spegnere il motorino di avviamento, interrompere l'alimentazione del gas al motore o disabilitare l'auto con altri mezzi.

Un sistema di allarme avanzato includerà anche un sirena separata che produce una varietà di suoni penetranti. Fare molto rumore attira l'attenzione sul ladro di auto e molti intrusi fuggiranno dalla scena non appena l'allarme suona. Con alcuni sistemi di allarme è possibile programmare un file modello distintivo di rumori di sirena in modo da poter distinguere l'allarme sulla tua auto da altri allarmi.

Alcuni sistemi di allarme giocano a messaggio registrato quando qualcuno si avvicina troppo alla tua macchina. Lo scopo principale di questo è far sapere agli intrusi che hai un sistema di allarme avanzato prima che provino qualcosa. Molto probabilmente, un ladro d'auto veterano ignorerà completamente questi avvertimenti, ma per il ladro dilettante opportunista, possono essere un forte deterrente. In un certo senso, conferisce al sistema di allarme una personalità dominante. A un livello inconscio, può sembrare che l'auto non sia solo una raccolta di singole parti, ma una macchina intelligente e armata.

Molti sistemi di allarme includono un ricevitore radio integrato collegato al cervello e un trasmettitore radio portatile che puoi portare sul tuo portachiavi. Nella sezione successiva, vedremo quale ruolo svolgono questi componenti in una configurazione di sicurezza.

Il trasmettitore portachiavi dal sistema di sicurezza Sidewinder: il trasmettitore consente di bloccare le porte, inserire e disinserire l'allarme e far scattare la sirena dall'esterno dell'auto. Foto per gentile concessione di Directed Electronics

- La maggior parte dei sistemi di allarme per auto sono dotati di una sorta di trasmettitore portachiavi portatile. Con questo dispositivo, puoi inviare istruzioni al cervello per controllare il sistema di allarme a distanza. Funziona fondamentalmente allo stesso modo dei giocattoli radiocomandati. Utilizza le onde radio modulazione degli impulsi per inviare messaggi specifici (per vedere come funziona, controlla come funzionano i giocattoli radiocomandati).

Lo scopo principale del trasmettitore portachiavi è quello di darti un modo per accendere e spegnere il tuo sistema di allarme. Dopo essere uscito dall'auto e aver chiuso la portiera, puoi inserire il sistema con il semplice tocco di un pulsante; quando torni alla macchina, puoi disattivarla altrettanto facilmente. Nella maggior parte dei sistemi, il cervello farà lampeggiare le luci e suonerà il clacson quando armate e disarmate la vostra auto. Ciò consente a te e a chiunque nella zona di sapere che il sistema di allarme funziona.

Questa innovazione ha reso gli allarmi per auto molto più facili da usare. Prima dei trasmettitori remoti, i sistemi di allarme agivano su a meccanismo di ritardo. Come con un sistema di sicurezza domestica, hai attivato l'allarme quando hai parcheggiato l'auto e hai avuto 30 secondi circa per uscire e chiudere le porte. Quando hai sbloccato la tua auto, avevi la stessa quantità di tempo per spegnere l'allarme una volta entrato. Questo sistema era molto problematico, poiché dava ai ladri l'opportunità di entrare in macchina e disattivare l'allarme prima che suonasse qualsiasi sirena.

I trasmettitori remoti ti consentono anche di aprire le serrature elettriche, accendere le luci e attivare l'allarme prima di entrare in auto. Alcuni sistemi ti danno ancora più controllo sul cervello del sistema. Questi dispositivi hanno l'estensione computer centrale e un built-in sistema cercapersone. Quando un intruso disturba la tua auto, il computer centrale richiama il cercapersone del portachiavi e ti dice quali sensori sono stati attivati. Nei sistemi più avanzati, puoi comunicare con il cervello, segnalandogli di spegnere il motore.

Poiché il trasmettitore controlla il sistema di allarme, il modello di modulazione dell'impulso deve agire come un chiave. Per una particolare linea di dispositivi trasmettitori, potrebbero essercene milioni di diversi codici di impulso. Ciò rende unica la lingua di comunicazione per il tuo sistema di allarme, in modo che altre persone non possano accedere alla tua auto utilizzando un altro trasmettitore.

Questo sistema è abbastanza efficace, ma non infallibile. Se un criminale determinato vuole davvero entrare nella tua auto, può usare un file code-grabber per fare una copia della tua "chiave". Un code grabber è un ricevitore radio sensibile al segnale del trasmettitore. Riceve il codice e lo registra. Se il ladro intercetta il tuo "codice di disinserimento", può programmare esattamente un altro trasmettitore imitare il tuo segnale unico. Con questa chiave copiata, il ladro può bypassare completamente il sistema di allarme la prossima volta che lasci l'auto incustodita.

Per risolvere questo problema, i sistemi di allarme avanzati stabiliscono una nuova serie di codici ogni volta che si attiva l'allarme. utilizzando algoritmi di rolling code, il ricevitore crittografa il nuovo codice di disinserimento e lo invia al trasmettitore. Poiché il trasmettitore utilizza quel codice di disinserimento solo una volta, qualsiasi informazione intercettata da un ladro di codici è inutile.

Dall'inizio degli anni '90, i sistemi di allarme per auto si sono evoluti molto e sono diventati molto più comuni. Nei prossimi 10 anni, siamo sicuri di vedere una nuova serie di progressi tecnologici negli allarmi per auto. I ricevitori GPS di bordo hanno aperto una vasta gamma di possibilità di sicurezza. Se il ricevitore fosse collegato al cervello del sistema di allarme, potrebbe dire a te e alla polizia dove si trova la tua auto in ogni momento. In questo modo, anche se qualcuno aggira il tuo sistema di allarme, non avrà l'auto per molto tempo.

Per ulteriori informazioni sugli allarmi per auto e sugli argomenti correlati, controlla i collegamenti nella pagina successiva.

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