7-канальная охранная сигнализация

В статье рассмотрена конструкция охранной сигнализации (Foto 1) для контроля целостности 7 отдельных шлейфов с независимой индикацией и звуковой сигнализацией их целостности. Особенно­стью устройства является динамический способ оп­роса шлейфов и индикации с применением микро­контроллера, что позволило добиться высокой функциональности при достаточно простой схеме.

Рассмотренная в статье 7-канальная охранная сигнализация (ОС) обеспечивает:

• индикацию и звуковую сигнализацию целост­ности любого из семи независимых шлейфов;
• индикацию кратковременного обрыва и вос­становления любого шлейфа;
• индикацию и сигнализацию короткого замы­кания шлейфа на «землю» или «минус» питающе­го напряжения;
• переключение звуковой сигнализации в «ти­хий» режим, при котором подается короткий зву­ковой сигнал один раз в 16 с;
• индикацию работы устройства в разных режи­мах звуковой сигнализации;
• самотестирование и сигнализацию сбоев в работе, вызванных пропаданием питающего на­пряжения и другими причинами.

Принципиальная электрическая схема 7-канальной ОС показана на Figur 1. Основу устройст­ва составляет программируемый микроконтрол­лер (МК) DD1 типа PIC12F675. Выбор этого МК был обусловлен, в первую очередь, его наличием, а также низкой стоимостью, малыми габаритами и наличием встроенного тактового генератора. МК выполняет функции организации опроса датчиков, световой индикации и звуковой сигнализации.

Управление работой ОС осуществляется кноп­кой SB1, первое нажатие которой переключает ус­тройство на работу в «тихом» режиме, при котором звуковой сигнал подается один раз в 16 с, а вто­рое нажатие переводит устройство в исходное со­стояние.

Схема опроса шлейфов SA2-SA8 состоит из де­шифратора DD3, ключевых транзисторов VT2-VT8, токоограничивающих резисторов R6, R22-R28 и транзисторной оптопары DA1. При выборе одно­го из каналов дешифратора, открывается один из ключевых транзисторов и создается электричес­кая цепь: +24 В, переход эмиттер-коллектор тран­зистора, токоограничивающий резистор, шлейф, резистор R6, светодиод оптопары, -24 В. Если шлейф не разорван, транзистор оптопары от­крывается, и на входе МК (вывод 4) формирует­ся лог. «0». Если же шлейф разорван, на входе МК

будет присутствовать лог. «1», формируемая под­тягивающим резистором R3.

Схема индикации состоит из дешифратора DD3, светодиодов HL1-HL7 и токоограничивающе­го резистора R2. При выборе канала дешифрато­ра, на катоде одного из светодиодов формирует­ся лог. «0». Если необходимо зажечь этот светодиод, МК выставляет на выводе 2 лог. «1», иначе на этом выводе поддерживается лог. «0».

Схема звуковой сигнализации состоит из излу­чателя ВА1, ключевого транзистора VT1 и резисто­ров R1, R5. При необходимости подать звуковой сиг­нал, МК формирует меандр частотой около 2 кГц, которым через ключевой транзистор коммутиру­ется излучатель.

Схему питания устройства составляют интег­ральный стабилизатор отрицательной полярнос­ти DA2 и фильтрующие конденсаторы С1-С4.

Особенности работы программы

При включении устройства оно переходит в ре­жим индикации сброса: включается звуковой сиг­нал, а на светодиодах отображается характерное «перемигивание».

После двойного нажатия кнопки SB1 програм­ма приступает к дежурному режиму работы. В этом режиме производится последовательный опрос шлейфов. Смена опрашиваемого канала производится каждые 4 мс. Это время выбрано ис­ходя из типовой задержки оптопары, которая рав­на 3 мс. Итак, через 4 мс после выбора очередно­го канала, МК снимает показания с входа GP3. Если на входе лог. «0», значит, шлейф цел, и про­грамма переходит к опросу следующего канала. Если же на входе лог. «1», программа переходит в подпрограмму сигнализации обрыва шлейфа. При этом дается команда на постоянное свечение све­тодиода, соответствующего сработавшему кана­лу, и на подачу звукового сигнала. Затем опрос шлейфов продолжается. Если при последующем опросе этого же канала окажется, что шлейф уже замкнут, то светодиод этого канала переходит в режим мигания с частотой 2 Гц.

После опроса всех семи каналов, дешифратор переключается на канал 0. Этот режим необходим для контроля короткого замыкания одного из шлейфов на «землю» (+24 В) или «минус» напряже­ния питания (24 В), а также возможного пробоя од­ного из транзисторов схемы. Если после выбора ка­нала 0 на входе МК будет присутствовать лог. «0», программа переходит на блок сигнализации ошиб­ки опроса. При этом включается звуковой сигнал, и загораются все светодиоды. Если при следующем опросе этого канала на входе МК окажется лог.«1», то все светодиоды переходят в режим мигания.

Для возможности отключения сигнала ОС пре­дусмотрен перевод ее в «тихий» режим работы.

Это производится одиночным нажатием кнопки SB1. В этом режиме каж­дые 16с подается короткий звуковой сигнал, который сигнализирует как о вклю­чении этого режима, так и о срабатывании сигнализа­ции. «Тихий» режим не ока­зывает влияния на работу светодиодной индикации. При повторном нажатии кнопки SB1 устройство воз­вращается к дежурному ре­жиму опроса шлейфов.

Индикация дежурного режима работы произ­водится последователь­ным переключением светодиодов (эффект бе­гущего огня).

Самотестирование уст­ройства производится пу­тем сброса сторожевого таймера каждые 4 мс. Если

в программе произойдет сбой, то сторожевой тай­мер сбросит микроконтроллер, программа нач­нется сначала, будет подан звуковой сигнал и включена индикация сброса.

Конструкция, детали и наладка

Для устройства был использован случайно найденный корпус. Под его габариты была разра­ботана печатная плата. Внешний вид охранной сигнализации в корпусе со снятой крышкой пока­зан на Foto 2.

Устройство собрано на печатной плате из односторонне фольгированного стекло­текстолита размерами 65×90 мм (рис.2).

Для подключения шлейфов на плате предусмотрена установка разъема типа DB25.

Схема ОС в наладке не нуждается и при пра­вильной сборке из исправных компонентов рабо­тает сразу.

Вместо указанного МК при внесении соответ­ствующих изменений в программу, можно исполь­зовать совместимые по выводам МК, например, PIC12F629.

В качестве излучателя ВА1 использован зуммер от китайского кварцевого будильника. Лучшую громкость можно получить, используя громкогово­ритель большего диаметра, например, такого, ка­кой используются в «тетрисе» и прочих детских иг­рушках.

Напряжение питания = 24 В и, соответственно, интегральный стабилизатор отрицательной поляр­ности DA2 были выбраны потому, что использова­ние ОС предполагалось для контроля целостноcти кабельных линий устройств связи, где используется именно такое напряжение питания с «плюсом» на корпусе. В принципе, конструкция до­пускает работу от напряжения питания менее 24 В, вплоть до исключения из схемы стабилизатора DA2 и питания схемы от источника = 5 В. В этом случае следует подобрать сопротивление токо­ограничивающего резистора R6 таким образом, чтобы при подключении цепи 1-2 DA1R6 к питаю­щему напряжению, в ней протекал ток около 15 мА.

Herunterladen архив к проекту (Чертеж печатной платы в формате SprintLayout, исходный текст про­граммы, файл прошивки).

Fachliteratur

1. Кулаков В. Разработка телефонных приставок на PIC-контроллерах // Радио. – 2000. – №9-10.

Autor: Дмитрий Карелов, г. Кривой Рог

Источник: журнал Радиоаматор №7/8 2015