Det första dokumenterade fallet av bilstöld 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 lätta att sälja vidare och de har ett inbyggt flyktsystem. Vissa studier hävdar att det blir inbrott i en bil var 20:e sekund bara i USA.
I ljuset av denna häpnadsväckande statistik är det inte förvånande att miljontals amerikaner har investerat i dyra larmsystem. Idag verkar det som att alla andra bilar är utrustade med sofistikerade elektroniska sensorer, skrällande sirener och fjärraktiveringssystem. Dessa bilar är högsäkerhetsfästningar på hjul!
I den här artikeln ska vi titta på moderna billarm för att ta reda på vad de gör och hur de gör det. Det är otroligt hur genomarbetade moderna billarm är, men det är ännu mer anmärkningsvärt att biltjuvar fortfarande hittar ett sätt att ta sig förbi dem.
Om du vill tänka på ett billarm i dess enklaste form är det inget annat än en eller flera sensorer kopplad till någon sorts siren . Det allra enklaste larmet skulle ha en strömbrytare på förardörren, och den skulle kopplas så att om någon öppnade dörren skulle sirenen börja skrika. Du kan implementera detta billarm med en strömbrytare, ett par trådar och en siren.
De flesta moderna billarmsystem är mycket mer sofistikerade än så här. De består av:
Hjärnan i de flesta avancerade system är faktiskt en liten dator. Hjärnans uppgift är att stänga strömbrytarna som aktiverar larmenheter - din signalhorn, strålkastare eller en installerad siren - när vissa strömbrytare som kraftavkänningsenheter öppnas eller stängs. Säkerhetssystem skiljer sig främst åt i vilka sensorer som används och hur de olika enheterna kopplas in i hjärnan.
Hjärnan och larmfunktionerna kan vara kopplade till bilens huvudbatteri, men de har vanligtvis en reservströmkälla också. Det här dolda batteriet startar när någon stänger av huvudströmkällan (genom att klippa av batterikablarna till exempel). Eftersom strömavbrott är en möjlig indikation på en inkräktare, triggar det hjärnan att slå larm.
I de följande avsnitten kommer vi att titta på en mängd olika sensorer för att se hur de fungerar och hur de är anslutna till larmsystemets hjärna.
Innehåll
Det mest grundläggande elementet i ett billarmsystem är dörrlarmet . När du öppnar den främre huven, bagageluckan eller vilken dörr som helst på en helt skyddad bil, utlöser hjärnan larmsystemet.
De flesta billarmsystem använder växlingsmekanismen som redan är inbyggd i dörrarna. I moderna bilar tänds innerbelysningen om du öppnar en dörr eller bagageutrymme . Omkopplaren som får detta att fungera är som mekanismen som styr ljuset i ditt kylskåp. När dörren är stängd trycker den in en liten fjäderaktiverad knapp eller spak, som öppnar kretsen. När dörren öppnas trycker fjädern upp knappen, stänger kretsen och skickar elektricitet till innerbelysningen
Allt du behöver göra för att ställa in dörrsensorer är att lägga till ett nytt element till denna förkopplade krets. Med de nya ledningarna på plats skickar öppning av dörren (stängning av strömbrytaren) en elektrisk ström till hjärnan förutom de inre lamporna. När denna ström flyter får den hjärnan att slå larm.
Som en övergripande skyddsåtgärd övervakar moderna larmsystem vanligtvis spänningen i bilens hela elektriska krets. Om det finns ett spänningsfall i den här kretsen vet hjärnan att någon har stört det elektriska systemet. Att tända en lampa (genom att öppna dörren), bråka med elektriska ledningar under motorhuven eller ta bort en ansluten släpvagn med en elektrisk anslutning skulle alla orsaka ett sådant spänningsfall.
Dörrsensorer är mycket effektiva, men de erbjuder ett ganska begränsat skydd. Det finns andra sätt att komma in i bilen (att krossa ett fönster), och tjuvar behöver faktiskt inte bryta sig in i din bil för att stjäla den från dig (de kan bogsera iväg din bil). I de kommande avsnitten kommer vi att titta på några av de mer avancerade billarmsystemen som skyddar mot listigare brottslingar.
I det sista avsnittet tittade vi på dörrsensorer, ett av de mest grundläggande billarmsystemen. Nuförtiden är det bara de billigaste billarmpaketen som är beroende av enbart dörrsensorer. Avancerade larmsystem är mest beroende av chocksensorer för att avskräcka tjuvar och vandaler.
Idén med en stötsensor är ganska enkel:om någon slår, knuffar eller på annat sätt flyttar din bil, skickar sensorn en signal till hjärnan som indikerar intensiteten av motionen. Beroende på chockens svårighetsgrad signalerar hjärnan en varning tutan piper eller låter fullskaligt larm .
Det finns många olika sätt att konstruera en stötsensor. 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 rör dem tillsammans flyter ström mellan dem. Ett kraftigt ryck kommer att få den flexibla kontakten att svaja så att den vidrör kontakten nedan, vilket gör kretsen en kort stund.
Problemet med denna design är att alla stötar eller vibrationer stänger kretsen på samma sätt. Hjärnan har inget sätt att mäta intensiteten av rycket, vilket resulterar i många falska larm . Mer avancerade sensorer skickar olika information beroende på hur allvarlig stöten är.
Sensorn har bara tre huvudelement:
I alla möjliga vilopositioner , metallkulan vidrör både den centrala elektriska kontakten och en av de mindre elektriska kontakterna. Detta slutför en krets som skickar en elektrisk ström till hjärnan. Var och en av de små kontakterna är anslutna till hjärnan på detta sätt, via separata kretsar.
När du flyttar sensorn , genom att slå den eller skaka den, rullar bollen runt i huset. När den rullar av en av de mindre elektriska kontakterna bryter den anslutningen mellan just den kontakten och den centrala kontakten. Detta öppnar omkopplaren , berättar för hjärnan att bollen har rört sig. När den rullar på passerar den över de andra kontakterna, stänger varje krets och öppnar den igen tills den slutligen stannar.
Om sensorn får en kraftigare stöt rullar bollen ett längre avstånd och passerar över fler av de mindre elektriska kontakterna innan den stannar. När detta händer får hjärnan korta strömutbrott från alla individuella kretsar. Baserat på hur många skurar den tar emot och hur länge de varar , kan hjärnan avgöra chockens svårighetsgrad. För mycket små skift, där bollen bara rullar från en kontakt till nästa, kanske hjärnan inte utlöser larmet alls. För lite större skift - från att någon stöter på bilen, till exempel - kan det ge en varningsskylt:ett knack på tutan och en blixt på strålkastarna. När bollen rullar en bra bit slår hjärnan på sirenen för fullt.
I många moderna larmsystem är stötsensorer de primära stölddetektorerna, men de är vanligtvis kopplade till andra enheter. I de kommande avsnitten kommer vi att titta på några andra typer av sensorer som talar om för hjärnan när något är fel.
Oftast bråkar inte biltjuvar som har bråttom med inaktiverande lås för att komma in i en bil:de spränger bara ett fönster. Ett fullt utrustat billarmsystem har en enhet som känner av detta intrång.
Den vanligaste glaskrossdetektorn är en enkel mikrofon kopplad till hjärnan. Mikrofoner mäter variationer i lufttrycksfluktuationer och omvandlar detta mönster till en fluktuerande elektrisk ström. Krossande glas har sin egen distinkta ljudfrekvens (mönster av lufttrycksfluktuationer). Mikrofonen omvandlar detta till en elektrisk ström av just den frekvensen, som den skickar till hjärnan.
På sin väg till hjärnan passerar strömmen genom en crossover, en elektrisk anordning som bara leder elektricitet av ett visst frekvensområde. Delningen är konfigurerad så att den endast leder ström som har samma frekvens att glaset krossas. På detta sätt kommer bara detta specifika ljud att utlösa larmet, och alla andra ljud ignoreras.
Ett annat sätt att upptäcka krossat glas, såväl som att någon öppnar dörren, är att mäta lufttrycket i bilen. Även om det inte finns någon tryckskillnad mellan insidan och utsidan, kommer handlingen att öppna en dörr eller tvinga in ett fönster att trycka eller dra på luften i bilen, vilket skapar en kort tryckförändring.
Du kan upptäcka fluktuationer i lufttrycket med en vanlig högtalardrivrutin. En högtalare har två huvuddelar:
När du spelar musik flyter en elektrisk ström fram och tillbaka genom elektromagneten, vilket gör att den rör sig in och ut. Detta trycker och drar den fästa konen och bildar lufttrycksfluktuationer i den omgivande luften. Vi hör dessa fluktuationer som ljud.
Samma system kan arbeta omvänt, vilket är vad som händer i en grundläggande tryckdetektor . Tryckfluktuationer flyttar konen fram och tillbaka, vilket trycker och drar den bifogade elektromagneten. Om du har läst Hur elektromagneter fungerar vet du att när en elektromagnet flyttas i ett omgivande naturligt magnetfält genereras en elektrisk ström. När hjärnan registrerar en betydande ström som flyter från den här enheten vet den att något har orsakat en snabb tryckökning inuti bilen. Detta tyder på att någon har öppnat en dörr eller ett fönster, eller gjort ett mycket högt ljud.
Vissa larmsystemsdesigner använder bilens inbyggda stereohögtalare som trycksensorer, men andra har separata enheter som är speciellt utformade för detektering.
Trycksensorer, glaskrosssensorer och dörrsensorer gör alla ett ganska bra jobb med att upptäcka någon som bryter sig in i en bil, men vissa tjuvar och vandaler kan göra mycket skada utan att någonsin ta sig in. I nästa avsnitt ska vi titta på några säkerhetssystem som håller koll på vad som händer utanför din bil.
Många biltjuvar är inte ute efter hela din bil; de är ute efter enskilda delar av det. Dessa bilstrippare kan göra mycket av sitt arbete utan att någonsin öppna en dörr eller ett fönster. Och en tjuv beväpnad med en bärgningsbil kan bara lyfta upp din bil och släpa bort hela grejen.
Det finns flera bra sätt för ett säkerhetssystem att hålla koll på vad som händer utanför bilen. Vissa larmsystem inkluderar perimeterskannrar , enheter som övervakar vad som händer omedelbart runt bilen. Den vanligaste perimeterskannern är ett grundläggande radarsystem, bestående av en radiosändare och mottagare. Sändaren skickar ut radiosignaler och mottagaren övervakar de signalreflektioner som kommer tillbaka. Baserat på denna information kan radarenheten bestämma närheten till alla omgivande föremål. (Se Hur radar fungerar för mer information.)
För att skydda mot biltjuvar med bärgningsbilar , vissa larmsystem har "lutningsdetektorer ." Den grundläggande designen av en lutningsdetektor är en serie kvicksilveromkopplare . En kvicksilverbrytare består av två elektriska ledningar och en kula av kvicksilver placerad inuti en innesluten cylinder.
Kvicksilver är en flytande metall - den flyter 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 (wire B ) sträcker sig bara delvis från ena sidan. Kvicksilvret är alltid i kontakt med tråd A, men det kan bryta kontakten med tråd B.
När cylindern lutar åt ena sidan skiftar kvicksilvret så att det kommer i kontakt med tråd B. Detta stänger kretsen som går genom kvicksilverbrytaren. När cylindern lutar åt andra hållet rullar kvicksilvret bort från den andra tråden och öppnar kretsen.
I vissa konstruktioner är bara spetsen av tråd B exponerad, och kvicksilvret måste vara i kontakt med spetsen för att stänga en strömbrytare. Att luta kvicksilveromkopplaren åt något håll öppnar kretsen.
Billarms lutningssensorer har vanligtvis en rad kvicksilverbrytare placerade i varierande vinklar . Vissa av dem är i stängt läge när du är parkerad i någon speciell lutning, och några av dem är i öppet läge. Om en tjuv ändrar vinkeln på din bil (genom att till exempel lyfta den med en bärgningsbil eller ta upp den med en domkraft), öppnas några av de stängda strömbrytarna och några av de öppna strömbrytarna stängs. Om någon av strömbrytarna kastas, vet centralhjärnan att någon lyfter bilen.
I olika situationer kan alla dessa larmsystem täcka samma mark . Till exempel, om någon bogserar iväg din bil, kommer kvicksilverbrytarna, stötsensorn och radarsensorn alla att registrera att det är ett problem. Men olika kombinationer av larmutlösare kan indikera olika händelser. "Intelligenta" larmsystem har hjärnor som reagerar olika beroende på kombinationen av information de får från sensorerna.
I nästa avsnitt ska vi titta på några av larmsvaren hjärnan kan trigga under olika omständigheter.
I de tidigare avsnitten har vi tittat på de olika avkänningsenheterna som talar om för larmsystemets hjärna när något stör bilen. Oavsett hur avancerade dessa system är, är larmsystemet inte mycket bra om det inte sätter igång en effektiv larm. Ett larmsystem måste utlösa något svar som kommer att avskräcka tjuvar från att stjäla din bil.
Som vi har sett ger många av de enheter som redan är inbyggda i din bil effektiva larmsignaler. Åtminstone kommer de flesta billarmsystem att tuta och blinkar med strålkastarna när en sensor indikerar en inkräktare. De kan också vara kopplade för att stänga av tändningsstartaren, stänga av gastillförseln till motorn eller inaktivera bilen på annat sätt.
Ett avancerat larmsystem kommer också att innehålla en separat siren som producerar en mängd olika genomträngande ljud. Att göra mycket oväsen uppmärksammar biltjuven, och många inkräktare kommer att fly från platsen så fort larmet ljuder. Med vissa larmsystem kan du programmera ett distinkt mönster av sirenljud så att du kan skilja larmet på din bil från andra larm.
Några larmsystem spelar ett 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 något alls. Troligtvis kommer en veteranbiltjuv helt att ignorera dessa varningar, men för den opportunistiska amatörtjuven kan de vara ett starkt avskräckande medel. På sätt och vis ger det larmsystemet en befallande personlighet. På någon omedveten nivå kan det verka som om bilen inte bara är en samling enskilda delar, utan en intelligent, beväpnad maskin.
Många larmsystem inkluderar en inbyggd radiomottagare kopplad till hjärnan och en bärbar radiosändare som du kan bära på din nyckelring. I nästa avsnitt kommer vi att se vilken roll dessa komponenter spelar i en säkerhetsinstallation.
De flesta billarmsystem kommer med någon sorts bärbar nyckelringssändare . Med den här enheten kan du skicka instruktioner till hjärnan för att fjärrstyra 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 nyckelringens sändare är att ge dig ett sätt att slå på och stänga av ditt larmsystem. När du har stigit ut ur bilen och stängt dörren kan du aktivera systemet med en knapptryckning; när du återvänder till bilen kan du avväpna den lika enkelt. I de flesta system kommer hjärnan att blinka med lamporna och knacka på signalhornet när du armerar och avväpnar din bil. Detta låter dig och alla i området veta att larmsystemet fungerar.
Denna innovation har gjort billarm mycket enklare att använda. Före fjärrsändare verkade larmsystemen på en fördröjningsmekanism . Precis som med ett hemsäkerhetssystem aktiverade du larmet när du parkerade din bil, och du hade cirka 30 sekunder på dig att gå ut och låsa dörrarna. När du låste upp din bil hade du lika lång tid på dig att stänga av larmet när du väl kom in. Det här systemet 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 elektriska dörrlås, tända belysningen och sätta igång larmet innan du sätter dig i bilen. Vissa system ger dig ännu mer kontroll över systemets hjärna. Dessa enheter har en central dator och ett inbyggt personsökarsystem . När en inkräktare stör din bil, ringer den centrala datorn fram din nyckelringssökare och talar om för dig vilka sensorer som utlöstes. I de mest avancerade systemen kan du kommunicera med hjärnan och signalera att den ska stänga av motorn.
Eftersom sändaren styr ditt larmsystem måste mönstret för pulsmodulering fungera som en nyckel . För en viss linje av sändarenheter kan det finnas miljontals olika pulskoder . Detta gör kommunikationsspråket för ditt larmsystem unikt, så att andra inte kan komma åt din bil med en annan sändare.
Detta system är ganska effektivt, men inte idiotsäkert. Om en målmedveten brottsling verkligen vill bryta sig in i din bil kan han eller hon använda en kodfångare att göra en kopia av din "nyckel". En codegrabber är en radiomottagare som är känslig för din sändares signal. Den tar emot koden och registrerar den. Om tjuven fångar upp din "avväpningskod" kan han eller hon programmera en annan sändare för att exakt härma din unika signal. Med denna kopierade nyckel kan tjuven helt kringgå larmsystemet nästa gång du lämnar din bil utan uppsikt.
För att komma till rätta med detta problem upprättar avancerade larmsystem en ny serie koder varje gång du aktiverar larmet. Använda rullande kodalgoritmer , krypterar mottagaren den nya avaktiveringskoden och skickar den till din sändare. Eftersom sändaren bara använder den frånkopplingskoden en gång, är all information som fångas upp av en kodryckare värdelös.
Sedan början av 1990-talet har billarmsystem utvecklats mycket, och de har blivit mycket vanligare. Under de kommande 10 åren kommer vi säkert att se en ny skörd av tekniska framsteg inom billarm. GPS-mottagare ombord har öppnat upp ett brett utbud av säkerhetsmöjligheter. Om mottagaren var ansluten till larmsystemets hjärna, kan den berätta för dig och polisen var din bil är hela tiden. På så sätt, även om någon går förbi ditt larmsystem, kommer han eller hon inte att ha bilen länge.
För mer information om billarm och relaterade ämnen, kolla in länkarna nedan.
Ursprungligen publicerad:2 augusti 2001
