7-канальна охоронна сигналізація

У статті розглянута конструкція охоронної сигналізації (фото 1) для контролю цілісності 7 окремих шлейфів з незалежної індикацією та звуковою сигналізацією їх цілісності. Особливістю пристрою є динамічний спосіб опитування шлейфів та індикації із застосуванням мікроконтролера, що дозволило добитися високої функціональності за досить простою схемою.

Розглянута в статті 7-канальна охоронна сигналізація (ОС) забезпечує:

• індикацію та звукову сигналізацію цілісності будь-якого з семи незалежних шлейфів;
• індикацію короткочасного обриву і відновлення будь-якого шлейфу;
• індикацію та сигналізацію короткого замикання шлейфу на «землю» або «мінус» живлячої напруги;
• перемикання звукової сигналізації у «тихий» режим, при якому подається короткий звуковий сигнал один раз в 16 с;
• індикацію роботи пристрою в різних режимах звукової сигналізації;
• самотестування і сигналізацію збоїв у роботі, викликаних зникненням напруги і іншими причинами.

Принципова електрична схема 7-канальної ОС показана на рис.1. Основу пристрою становить програмований мікроконтролер (МК) DD1 типу PIC12F675. Вибір цього МК був обумовлений, у першу чергу, його наявністю, а також низькою вартістю, малими габаритами і наявністю вбудованого тактового генератора. МК виконує функції організації опитування датчиків, світлової індикації та звукової сигналізації.

Управління роботою ОС здійснюється кнопкою SB1, перше натискання якої перемикає пристрій на роботу в «тихому» режимі, при якому звуковий сигнал подається один раз в 16 с, а друге натискання переводить пристрій у вихідний стан.

Схема опитування шлейфів SA2-SA8 складається з дешифратора DD3, ключових транзисторів VT2-VT8, токоограничивающих резисторів R6, R22-R28 і транзисторної оптопари DA1. При виборі одного з каналів дешифратора, відкривається один з ключових транзисторів і створюється електричний ланцюг: +24 В, перехід емітер-колектор транзистора, струмообмежуючий резистор, шлейф, резистор R6, світлодіод оптопари, -24 В. Якщо шлейф не розірваний, транзистор оптопари відкривається, і на вході МК (висновок 4) формується лог. «0». Якщо ж шлейф розірваний, на вході МК

буде присутній лог. «1», формована підтягуючим резистором R3.

Схема індикації складається з дешифратора DD3, світлодіодів HL1-HL7 і токоограничивающего резистора R2. При виборі каналу дешифратора, на катоді одного з світлодіодів формується лог. «0». Якщо необхідно запалити цей світлодіод, МК виставляє на виводі 2 лог. «1», інакше на цьому виводі підтримується лог. «0».

Схема звукової сигналізації складається з випромінювача ВА1, ключового транзистора VT1 і резисторів R1, R5. При необхідності подати звуковий сигнал, МК формує меандр з частотою близько 2 кГц, яким через ключовий транзистор комутується випромінювач.

Схему живлення пристрою складають інтегральний стабілізатор негативної полярності DA2 і фільтруючі конденсатори С1-С4.

Особливості роботи програми

При включенні пристрою воно переходить в режим індикації скидання: включається звуковий сигнал, а на світлодіодах відображається характерне «перемигивание».

Після подвійного натискання кнопки SB1 програма приступає до чергового режиму роботи. В цьому режимі здійснюється послідовний опитування шлейфів. Зміна опитуваного каналу проводиться кожні 4 мс. Цей час вибрано виходячи з типової затримки оптопари, яка дорівнює 3 мс. Отже, через 4 мс після вибору чергового каналу, МК знімає показання з входу GP3. Якщо на вході лог. «0», значить, цілий шлейф, і програма переходить до опитування наступного каналу. Якщо ж на вході лог. «1», програма переходить до підпрограми сигналізації обриву шлейфа. При цьому дається команда на постійне свічення світлодіода, відповідного сработавшему каналу, і на подачу звукового сигналу. Потім опитування шлейфів триває. Якщо при подальшому опитуванні цього ж каналу виявиться, що шлейф вже замкнутий, то світлодіод цього каналу переходить у режим мигання з частотою 2 Гц.

Після опитування всіх семи каналів, дешифратор переключається на канал 0. Цей режим необхідний для контролю короткого замикання одного з шлейфів на «землю» (+24) або «мінус» напруги живлення (24 В), а також можливого пробою одного з транзисторів схеми. Якщо після вибору каналу 0 на вході МК буде присутній лог. «0», програма переходить на блок сигналізації помилки опитування. При цьому включається звуковий сигнал, і загоряються всі світлодіоди. Якщо при наступному опитуванні цього каналу на вході МК виявиться лог.«1», то всі світлодіоди переходять у режим мигання.

Для можливості відключення сигналу ОС передбачений переведення її у «тихий» режим роботи.

Це проводиться поодиноким натисканням кнопки SB1. У цьому режимі кожні 16с подається короткий звуковий сигнал, який сигналізує про включення цього режиму, так і про спрацювання сигналізації. «Тихий» режим не робить впливу на роботу світлодіодним індикації. При повторному натисканні кнопки SB1 пристрій повертається до чергового режиму опитування шлейфів.

Індикація чергового режиму роботи здійснюється послідовним перемиканням світлодіодів (ефект біжить вогню).

Самотестування пристрою проводиться шляхом скидання сторожового таймера кожні 4 мс. Якщо

у програмі відбудеться збій, то сторожовий таймер скине мікроконтролер, програма почнеться спочатку, буде поданий звуковий сигнал і включена індикація скидання.

Конструкція, деталі та наладка

Для пристрою був використаний випадково знайдений корпус. Під його габарити була розроблена друкована плата. Зовнішній вид охоронної сигналізації в корпусі зі знятою кришкою показаний на фото 2.

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

Для підключення шлейфів на платі передбачено встановлення роз'єму типу DB25.

Схема ОС у налагодженні не потребує і при правильній збірці з справних компонентів працює відразу.

Замість зазначеного МК при внесенні відповідних змін в програму, можна використовувати сумісні з виводів МК, наприклад, PIC12F629.

В якості випромінювача ВА1 використаний зумер від китайського кварцового будильника. Кращу гучність можна отримати, використовуючи гучномовець більшого діаметру, наприклад, такого, який використовуються в «тетрисе» та інших дитячих іграшках.

Напруга живлення = 24 В і, відповідно, інтегральний стабілізатор негативної полярності DA2 були обрані тому, що використання ОС передбачалося для контролю цілісності кабельних ліній пристроїв зв'язку, де використовується саме така напруга живлення з «плюсом» на корпусі. В принципі, конструкція допускає роботу від напруги живлення 24 В, аж до виключення з схеми стабілізатора DA2 і живлення схеми від джерела = 5 Ст. В цьому випадку слід підібрати опір токоограничивающего резистора R6 таким чином, щоб при підключенні ланцюга 1-2 DA1R6 до живлячої напруги, в неї протікав струм близько 15 мА.

Завантажити архів до проекту (Креслення друкованої плати в форматі SprintLayout, вихідний текст програми, файл прошивки).

Література

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

Автор: Дмитро Карелів, р. Кривий Ріг

Джерело: журнал Радиоаматор №7/8 2015