7-канальная охранная сигнализация

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: схемы на PIC

Опубликовано: 02.04.2017 11:56

Просмотров: 3529

Дмитрий Карелов, г. Кривой Рог
В статье рассмотрена конструкция охранной сигнализации (фото 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-ка-нальной ОС показана на рис.1.
 
 Основу устройства составляет программируемый микроконтроллер (MK)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 фото 2.
 
 Устройство собрано на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита размерами 65x90 мм (рис.2).
 
 Для подключения шлейфов на плате предусмотрена установка разъема типа DB25. Чертеж печатной платы в формате Sprint Layout, исходный текст программы и файл прошивки для МК скачать или же можно загрузить сайта редакции http://www.ra-publish.com.ua/.
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 целостности 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 1-2DA1R6 к питающему напряжению, в ней протекал ток около 15 мА.
Литература
1. Кулаков В. Разработка телефонных приставок на PIC-контроллерех// Радио. - 2000. - №9-10.
PA 7-8'2015