Alarme antivol de porte basée sur un microcontrôleur avec contrôle IR. Circuit d'alarme antivol Alarme incendie basée sur un microcontrôleur

Les détecteurs de fumée sont un antidote plus efficace alarme incendie, car, contrairement aux capteurs de chaleur traditionnels, ils se déclenchent avant la formation d'une flamme nue et une augmentation notable de la température dans la pièce. En raison de la relative facilité de mise en œuvre, les détecteurs de fumée optoélectroniques sont largement utilisés. Ils se composent d'une chambre à fumée dans laquelle sont installés un émetteur de lumière et un photodétecteur. Le circuit associé génère un signal de déclenchement lorsqu'une absorption significative de la lumière émise est détectée. C'est ce principe de fonctionnement qui sous-tend le capteur considéré.

Le détecteur de fumée présenté ici est alimenté par batterie, il devrait donc consommer de très faibles microampères en moyenne pour augmenter la praticité. Cela lui permettra de fonctionner pendant plusieurs années sans avoir besoin de remplacer la batterie. De plus, il est supposé dans le circuit exécutif d'utiliser un émetteur sonore capable de développer une pression acoustique d'au moins 85 dB. Un moyen typique d'assurer une très faible consommation d'énergie d'un appareil, qui doit contenir des éléments à courant suffisamment élevé, tels qu'un émetteur de lumière et un photodétecteur, est son fonctionnement intermittent, et la durée de la pause doit être plusieurs fois plus longue que la durée de fonctionnement actif.

Dans ce cas, la consommation moyenne sera réduite à la consommation statique totale des composants du circuit inactifs. Les microcontrôleurs programmables (MC) avec la possibilité de passer en mode veille micro-alimentation et de reprendre automatiquement le travail actif à des intervalles de temps spécifiés aident à mettre en œuvre cette idée. Ces exigences sont entièrement satisfaites par le MCU MSP430F2012 à 14 broches avec une mémoire Flash intégrée de 2 Ko. Ce MC, après passage en mode veille LPM3, consomme un courant égal à seulement 0,6 µA. Cette valeur comprend également la consommation de courant du générateur RC intégré (VLO) et de la minuterie A, ce qui vous permet de continuer à compter le temps même après avoir mis le MK en mode veille. Cependant, ce générateur est très instable. Sa fréquence en fonction température ambiante peut varier de 4 ... 22 kHz (fréquence nominale 12 kHz). Ainsi, afin d'assurer la durée spécifiée des pauses dans le fonctionnement du capteur, celui-ci doit être capable de calibrer le VLO. À ces fins, vous pouvez utiliser le générateur haute fréquence intégré - DCO, qui est calibré par le fabricant avec une précision d'au moins ± 2,5% dans la plage de température de 0 ... 85 ° .

Le schéma du capteur se trouve sur la Fig. un.

Riz. un.

Ici, une diode électroluminescente (LED) et une photodiode à spectre infrarouge (IR) sont utilisées comme éléments d'une paire optique située dans une chambre à fumée (SMOKE_CHAMBER). Grâce à la tension de fonctionnement MK 1,8 ... 3,6 V et aux calculs appropriés des autres étapes du circuit, il est possible d'alimenter le circuit à partir de deux piles AAA. Pour assurer la stabilité de la lumière émise sous alimentation en tension non stabilisée, le mode de fonctionnement de la LED est réglé par une source de courant de 100 mA, qui est montée sur deux transistors Q3, Q4. Cette alimentation est active lorsque P1.6 est haut. En mode veille du circuit, il est éteint (P1.6 = "0") et la consommation totale de la cascade d'émetteurs IR est réduite à un niveau négligeable de courant de fuite à travers Q3. Pour amplifier le signal de la photodiode, un circuit amplificateur à photocourant basé sur l'amplificateur opérationnel TLV2780 a été utilisé. Lors du choix de cet ampli-op, nous avons été guidés par le coût et le temps d'installation. Pour cet ampli-op, le temps d'établissement est jusqu'à 3 s, ce qui a permis de ne pas utiliser la possibilité de passer en mode veille de fonctionnement pris en charge par celui-ci, et à la place, de contrôler l'alimentation de l'étage amplificateur à partir du Sortie MK (port P1.5). Ainsi, après avoir éteint l'étage amplificateur, il ne consomme aucun courant et l'économie de courant obtenue est d'environ 1,4 µA.

Un émetteur sonore P1 (EFBRL37C20,) et une LED D1 sont prévus pour signaler le déclenchement du détecteur de fumée. ZI appartient au type piézoélectrique. Il est complété par des composants schéma typique inclusions (R8, R10, R12, D3, Q2), qui fournissent une génération sonore continue lorsqu'une tension d'alimentation constante est appliquée. Le type de ZI utilisé ici génère un son avec une fréquence de 3,9 ± 0,5 kHz. Pour alimenter le circuit ZI, une tension de 18 V a été sélectionnée, à laquelle il crée une pression acoustique d'environ 95 dB (à une distance de 10 cm) et consomme un courant d'environ 16 mA. Cette tension est générée par un convertisseur élévateur basé sur IC1 (TPS61040, TI). La tension de sortie requise est définie par les valeurs des résistances R11 et R13 indiquées dans le schéma. Le circuit convertisseur est également complété par une cascade d'isolement de toute la charge de l'alimentation batterie (R9, Q1) après la mise en veille du TPS61040 (niveau bas à l'entrée EN). Ceci permet d'exclure les courants de fuite vers la charge et, ainsi, de réduire la consommation totale de cet étage (avec le GI désactivé) au niveau de sa propre consommation statique du microcircuit IC1 (0,1 µA). Le schéma prévoit également : Bouton SW1 pour l'activation/désactivation manuelle du ZI ; "Cavaliers" pour configurer le circuit d'alimentation du circuit du capteur (JP1, JP2) et préparer le ZI pour le fonctionnement (JP3), ainsi que les connecteurs d'alimentation externes à l'étape de débogage (X4) et connecter l'adaptateur à l'intégré Système de débogage MC (X1) via l'interface bifilaire Spy-Bi-Wire.

Riz. 2.

Une fois le MC réinitialisé, toutes les initialisations nécessaires sont effectuées, incl. calibrage du générateur VLO et réglage de la fréquence de reprise du fonctionnement actif du MK, égale à huit secondes. Ensuite, le MK passe au mode de fonctionnement économique LPM3. Dans ce mode, VLO et Timer A restent en fonctionnement, tandis que le CPU, l'horloge RF et les autres modules d'E/S cessent de fonctionner. La sortie de cet état est possible sous deux conditions : la génération d'une interruption sur l'entrée P1.1, qui se produit lors de l'appui sur le bouton SW1, ainsi que la génération de l'interruption timer A, qui intervient après les huit secondes réglées. . Dans la procédure de traitement d'une interruption à l'entrée P1.1, un retard passif (environ 50 ms) est d'abord généré pour supprimer le rebond, puis il passe à l'état inverse de la ligne de commande du GI, permettant de contrôler l'activité du GI. Lorsque l'interruption de temporisation A (interruption TA0) se produit, la procédure de numérisation de la sortie de l'amplificateur à photocourant est effectuée dans la séquence suivante. Tout d'abord, quatre numérisations sont effectuées avec la LED IR éteinte, puis quatre numérisations sont effectuées avec la LED allumée. Par la suite, ces numérisations sont moyennées. En fin de compte, deux variables sont formées : L est la valeur moyenne lorsque la LED IR est éteinte et D est la valeur moyenne lorsque la LED IR est allumée. Une quadruple numérisation et leur moyennage sont effectués afin d'exclure la possibilité de fausses alarmes du capteur. Dans le même but, une nouvelle chaîne d'« obstacles » est en cours de construction faux positif capteur, en commençant par le bloc de comparaison des variables L et D. Il est ici formulé condition nécessaire actionnement : L - D> x, où x - seuil d'actionnement. La valeur de x est choisie empiriquement pour des raisons d'insensibilité (par exemple aux poussières) et de garantie de fonctionnement en cas de fumée. Si la condition n'est pas remplie, la LED et le GI sont éteints, l'indicateur d'état du capteur (AF) et le compteur SC sont effacés. Après cela, la minuterie A est réglée pour reprendre le fonctionnement actif après huit secondes, et le MK passe en mode LPM3. Si la condition est remplie, l'état du capteur est vérifié. S'il a déjà fonctionné (AF = "1"), aucune autre action n'est requise et le MC passe immédiatement en mode LPM3. Si le capteur ne s'est pas encore déclenché (AF = "0"), alors le compteur SC est incrémenté afin de compter le nombre de réalisation détectée de la condition de déclenchement, qui en plus dans une plus grande mesure permet d'augmenter l'immunité au bruit. Une décision positive sur le déclenchement du capteur est prise après que trois conditions de déclenchement consécutives ont été détectées. Cependant, afin d'éviter de prolonger le délai de réponse à l'apparition de fumée, la durée de séjour en mode veille est réduite à quatre secondes après la première réalisation de la condition de déclenchement et à une seconde après la seconde. L'algorithme décrit est mis en œuvre par le programme disponible.

En conclusion, déterminons le courant moyen consommé par le capteur. Pour ce faire, le tableau 1 contient des données pour chaque consommateur : le courant consommé (I) et la durée de sa consommation (t). Pour les consommateurs fonctionnant de manière cyclique, en tenant compte d'une pause de huit secondes, le courant consommé moyen (μA) est de I × t / 8 × 10 6. En additionnant les valeurs trouvées, on trouve le courant moyen consommé par le capteur : 2 µA. C'est très bon résultat... Par exemple, lors de l'utilisation de batteries 220 mAh, la durée de fonctionnement estimée (hors autodécharge) sera d'environ 12 ans.

Tableau 1. Consommation de courant moyenne, en tenant compte d'une pause de huit secondes dans le fonctionnement du capteur

ESSAI

Objet des travaux : développement d'un système à microprocesseur basé sur un microcontrôleur, alarme incendie pour 11 capteurs incendie. Lorsqu'un des capteurs d'alarme incendie est déclenché, un signal codé est reçu sur le canal radio, ce qui garantit que le signal est activé et indique le numéro du capteur déclenché.

introduction

1. Description de l'objet et spécification fonctionnelle

2. Description des ressources MK

2.1 Disposition des broches

2.2 Mise en œuvre du microcontrôleur

2.3 Caractéristiques des microcontrôleurs de la série PIC16F X

2.4 Caractéristiques périphériques, caractéristiques spéciales, technologie

2.5 Caractéristiques de performance

3. Développement d'algorithmes de dispositifs

4. Assemblage

5. Description des unités fonctionnelles du MPS et de l'algorithme de leur interaction

6. Description du choix de l'élément de base et du fonctionnement du schéma électrique

Conclusion

Bibliographie

Annexe A

Appendice B

Appendice B

Annexe D

Annexe D

INTRODUCTION

Récemment, dans notre pays, et peut-être dans le monde entier, le problème de la sécurité des objets est devenu le plus urgent. Les systèmes électroniques d'alarme incendie sont l'un des principaux obstacles à un incendie.

Systèmes de sécurité intégrés modernes.

En liaison avec l'utilisation généralisée des composants électroniques modernes et des méthodes numériques de traitement de l'information, il y a une importante "intellectualisation" des moyens techniques. Ces fonds ne sont plus seulement auxiliaires et acquièrent de nouvelles propriétés. Moderne moyens techniques La protection peut être utilisée comme un système entièrement intégré ou un système composé de composants fonctionnellement indépendants.

Les tendances du développement de l'ingénierie électronique et de l'ingénierie électrique basées sur la microminiaturisation nécessitent l'utilisation d'une large gamme d'appareils et de produits de faible puissance et de petite taille (convertisseurs, transformateurs, amplificateurs, filtres, stabilisateurs, redresseurs, etc.), fait sur une nouvelle base constructive d'ERE. Réalisations de la science et de la technologie sur le stade actuel les développements dans le domaine de la technologie électronique peuvent réduire considérablement les caractéristiques de poids et de taille des dispositifs électroniques considérés. À l'heure actuelle, la conception des équipements électroniques, REU et ERE se caractérise par une forte augmentation de l'utilisation des LSI, ce qui permet également de réduire le volume des appareils et en même temps d'améliorer leurs caractéristiques de qualité, leur fiabilité et leur durabilité.

Les systèmes d'incendie de grande capacité sont couramment utilisés pour la sécurité grandes entreprises, banques, hôtels et se caractérise par le fait qu'ils desservent de plusieurs centaines à plusieurs milliers de capteurs (détecteurs). Dans le même temps, il est nécessaire de contrôler non seulement les capteurs mais aussi de diverses sortes dispositifs qui contrôlent le fonctionnement du système.

Les microcontrôleurs de la série PIC sont idéaux pour organiser et développer les petites et moyennes entreprises dans le domaine de la production d'équipements électroniques. Avec une dépense minimale de temps de travail et De l'argent vous pouvez facilement mettre en place la production de mini-centrales téléphoniques automatiques, de bloqueurs téléphoniques, de capteurs d'alarme "intelligents", de systèmes de contrôle d'accès, d'électronique automobile, etc. De plus, dans de tels produits, de 30 à 90 pour cent de la charge fonctionnelle est portée par logiciel qui peut être facilement modifié et adapté aux besoins du consommateur.

La capacité de protéger le code du programme contre toute copie ou modification non autorisée est non négligeable. La présence de cette option protège efficacement les droits du développeur et du fabricant, et est particulièrement importante en Ukraine, où ces droits sont systématiquement violés. Pour les radioamateurs, les microcontrôleurs PIC sont également intéressants pour leur prix abordable et leur facilité d'apprentissage et d'utilisation, ainsi que pour le fait qu'ils leur ouvrent de nouveaux domaines de créativité inédits. Le radioamateur est libéré du travail improductif visant à sélectionner et à rechercher des composants appropriés, le développement de circuits complexes mis en œuvre sur des microcircuits logiques durs. La conception de l'appareil lui-même est grandement simplifiée et la fiabilité est augmentée.

Dans ce projet de cours, un système de microprocesseur basé sur un microcontrôleur pour le contrôle d'alarme incendie est mis en œuvre. Le projet est basé sur le microcontrôleur PIC16F84A.

1. Description de l'objet et spécification fonctionnelle

Le dispositif proposé - un modulateur et un démodulateur sur deux microcontrôleurs peuvent fonctionner en conjonction avec un émetteur et un récepteur à modulation de fréquence ou d'amplitude. L'appareil contrôle la livraison toutes les secondes des impulsions des capteurs d'alarme incendie. L'état de 11 capteurs est surveillé. Lorsque les impulsions de commande disparaissent en raison d'une distance importante de l'objet ou que l'émetteur est éteint, un signal sonore est activé. Une fois l'alarme déclenchée, vous pouvez déterminer quel paramètre ou capteur a déclenché l'alarme.

Spécification fonctionnelle

Le dispositif contenant deux structures complètes, nous analyserons chaque structure séparément :

Modulateur

une. 11 détecteurs d'incendie pour l'ouverture

une. au modulateur émetteur

b. opérateur activer

3. Fonctions

une. collecte d'informations à partir de capteurs d'incendie (détecteurs)

b. activation de la porteuse de l'émetteur

Avec. transmission de signaux au modulateur émetteur

ré. traitement des caractéristiques temporelles de l'appareil et transmission sous forme fréquentielle

Démodulateur

une. du comparateur de récepteur

b. bouton de démarrage (mise sous tension)

une. émetteur de son

b. indicateur à sept segments

3. Fonctions

une. recevoir des signaux de commande du comparateur de récepteur

b. traitement des informations reçues

c. envoi d'un signal sonore "Alarme" à l'émetteur sonore

ré. sortie d'informations vers un indicateur à sept segments indiquant l'objet de l'activation de l'alarme et le fonctionnement du dispositif

2. Description des ressources MK

2.1 Disposition des broches

La disposition des broches du microcontrôleur PIC16F84A est illustrée à la Fig. un.

Riz. 1 - Emplacement des broches du microcontrôleur PIC16F84A

2.2 Mise en œuvre du microcontrôleur

Le microcontrôleur est disponible en deux types de boîtiers.

Les emplacements des broches et les dimensions des différents emballages sont illustrés à la Fig. 2 et figure 3.

Riz. 2 - Dimensions structurelles du microcontrôleur PIC16F84A (version 1)

Riz. 3 - Dimensions structurelles du microcontrôleur PIC16F84A (version 2)

2.3 Caractéristiques des séries de microcontrôleurs PIC16F

Caractéristiques du processeur RISC hautes performances :

Seulement 35 commandes d'opération à mot unique pour la reconnaissance

Cycle unique d'instructions entier à l'exception des programmes de branche, qui sont à deux cycles

Action de vitesse : DC - Entrée d'horodatage 20 MHz DC - Cycle d'instruction 200 ns

1024 mots de mémoire programme

68 octets de données RAM

64 octets de données EEPROM

Commandes larges de 14 bits

Octets de données larges de 8 bits

15 Fonctions d'entrées matérielles spéciales

Pile matérielle profonde à huit horizontaux

Méthodes d'adressage direct, indirect et relatif

Quatre sources d'interruption :

Aiguille externe RB0 / INT

Dépassement du temporisateur TMR0

PORTB<7:4>interrompre le changement activé

Écriture des données EEPROM terminée

2.4 Caractéristiques périphériques, caractéristiques spéciales, technologie

Caractéristiques périphériques

13 entrées E/S avec contrôle de direction individuel

Sortie / source de déchets à fort courant pour sortie directe

25 sortie mA de drain max. par sens

Source de 25 mA max. par sens

TMR0 : minuterie/compteur 8 bits avec pré-échelonneur programmable en 8 pièces

Caractéristiques spéciales Microcontrôleur :

10 000 effacements/écritures Augmentation du nombre de cycles FLASH

Mémoire de programme typique

10 000 000 cycles d'effacement/écriture EEPROM typiques

Mémoire de données typique

Confinement des données EEPROM> 40 ans

Inclus Circumference Serial Programming ™ (ICSP ™) - via deux entrées

Power On Reset (POR), Power Up Timer (PWRT)

Minuterie de démarrage de l'oscillateur (OST)

Chien de garde de la minuterie (WDT) avec son propre fragment RC inclus

Oscillateur pour une action fiable

Protection des codes

Méthode d'économie d'énergie SNA

Options d'oscillateur sélectionnables

CMOS agrandie FLASH / EEPROM

La technologie:

Technologie basse consommation et haute vitesse

Projet complètement fixé

Partout, il existe une gamme de contraintes de fonctionnement :

Commerciale : 2,0 V 5,5 V

Industriel: 2.0V 5.5V

Faible consommation d'énergie :

- < 2 mA типично @ 5V, 4 мгц

15 ??? typique @ 2V, 32 kHz

- < 0.5 типичных текущих резервирования?????2V

2.5 Caractéristiques de performance

Température environnement sous biais-55°C + 125°C

Température de stockage -65°C + 150°C

Tension à n'importe quelle entrée par rapport à VSS (sauf VDD, MCLR et RA4) -0,3 V (VDD + 0,3 V)

Tension à VDD par rapport à VSS -0,3 + 7,5V

Tension à MCLR par rapport à VSS (1) ... -0,3 + 14V

Tension à RA4 par rapport à VSS -0,3 à +8,5V

Consommation totale d'énergie (2) .800 mW

Courant maximum en dehors de l'entrée. 150 mA

Courant maximum à l'entrée VDD100 mA

Borne de courant d'entrée, IIK (VI< 0 или VI >VDD) ???????????????????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????????????? ? ?????????????????????? 20 mA

Nous offrons un régime universel alarme sur un petit microcontrôleur ATTINY-13 à 8 broches, avec toute sa simplicité, réalisant de nombreux modes de fonctionnement pratiques.

Schéma de principe d'un dispositif de sécurité

Algorithme de travail du circuit

1. À la mise sous tension, après 10 secondes, le circuit entre en mode armé, le signalant en donnant une impulsion de 0,5 seconde à la sirène (à condition que les boucles soient fermées au boîtier) et l'alimentation est fournie à la LED qui affiche le « statut » du système.

1.1. Si au moment du passage en mode armé une des boucles est rompue, alors trois impulsions sont envoyées à la sirène avec une durée de 0,5 sec et un intervalle de 0,5 sec, et la LED "statut" se met à clignoter 1 fois (si la boucle n°1 est cassée), 2 fois (si la boucle n°2 est cassée) et 3 fois (si les boucles n°1 et n°2 sont cassées) avec une durée de 1 seconde et un intervalle de 0,5 seconde avec une pause de 4 secondes , le mode sécurité n'est pas activé.

2. Si en mode sécurité la boucle n°1 est rompue, alors avec un délai de 3 secondes (pour le désarmement manuel), la notification démarre (une impulsion à la sirène d'une durée de 60 secondes et une impulsion d'une durée de 3 secondes à la LED du optocoupleur).
La LED « status » se met à clignoter comme indiqué au paragraphe 1.1.

2.1. Si, dès la première rupture de la boucle n°1, la boucle n'est pas rétablie dans les 3 minutes, la notification sera renouvelée.

2.2. Si, dès la première rupture de la boucle n°1, la boucle n'est pas rétablie dans les 6 minutes, alors la notification est réitérée.

2.3 Si, dès la première rupture de la boucle n°1, la boucle n'a pas été rétablie dans les 7 minutes, alors 6 impulsions d'une durée de 3 secondes sont envoyées à la LED de l'optocoupleur avec une périodicité de 60 minutes. Pendant la période de rupture de la boucle n°1, la protection est réalisée sur la boucle n°2.

2.4 Si pendant les processus de notification sur la boucle #1 il y a une interruption dans la boucle #2, alors la notification sur la boucle #2 se produit avec un délai de 60 secondes.

2.5 Si après 60 sec. après la première rupture, la boucle n°1 est rétablie pendant une durée de 10 secondes, à n'importe quel stade, puis au bout de 10 secondes. le circuit continue de fonctionner avec l'item 2, à l'exception de la LED "status", qui rappelle que la boucle n°1 a été rompue (la répétition de l'item 2.5 est possible pas plus de 10 fois).

3. Si en mode armé la boucle #2 est rompue, la notification démarre (impulsion à la sirène durant 60 secondes et impulsion durant 3 secondes à la LED de l'optocoupleur). La LED « status » se met à clignoter comme indiqué au paragraphe 1.1.

3.1. Si, dès la première rupture de la boucle #2, la boucle n'est pas rétablie dans les 3 minutes, la notification sera renouvelée.

3.2. Si, dès la première rupture de la boucle #2, la boucle n'est pas rétablie dans les 6 minutes, la notification sera renouvelée.

3.3 Si, à partir du moment de la première rupture de la boucle #2, la boucle n'est pas rétablie dans les 7 minutes, alors 6 impulsions d'une durée de 3 secondes sont envoyées à la LED de l'optocoupleur avec une périodicité de 60 minutes. Pendant la période de rupture de la boucle #2, la protection est réalisée sur la boucle #1.

3.4 Si, pendant les processus de notification sur la boucle n° 2, la boucle n° 1 se rompt, alors la notification sur la boucle n° 1 se produit avec un délai de 60 secondes.

3.5 Si après 60 sec. après la première rupture, la boucle n°2 est rétablie pendant une durée de 10 secondes, à n'importe quel stade, puis au bout de 10 secondes. le circuit continue de fonctionner avec l'item 3, à l'exception de la LED "status", qui rappelle que la boucle n°2 a été rompue (la répétition de l'item 3.5 n'est pas possible plus de 10 fois).

Conception électronique de pointe pour les modules distants système de sécurité et incendie permis d'obtenir les meilleurs indicateurs de fiabilité et une excellente immunité au bruit système électronique en général. Selon vos termes de référence au sein de la société "PRO Développement", toute électronique peut être développée et la production ultérieure d'équipements électroniques sur commande, avec un accompagnement de projet de haute qualité du développeur, peut être réalisée. Tous les travaux sont effectués dans un délai raisonnable à des prix optimaux, variante possible le développement de l'appareil est toujours choisi en tenant compte des souhaits du client.

Ce dispositif électronique a été conçu pour créer un complexe système de sécurité signalisation à l'aide du bus de terrain CAN, utilisé pour échanger des données entre tous les appareils du système. Le système se compose des dispositifs suivants : un concentrateur et des dispositifs de contrôle des équipements électriques, ainsi que des contrôleurs de boucle et de capteur. L'utilisation du bus CAN a permis d'assurer la fiabilité de fonctionnement et la meilleure immunité au bruit du système. Le bus CAN industriel, de plus en plus large application dans la gestion des appareils automobiles, exclut les défaillances des paquets de données reçus de divers appareils v conditions industrielles compliquée par les interférences des équipements électriques et des câbles d'alimentation.

Le module de boucles et capteurs (contrôleur de boucle) permet de contrôler plusieurs boucles (avec interrupteurs Reed) et d'autres capteurs : capteur de température numérique, capteur d'humidité relative, capteur de fumée (fumée), capteur d'incendie, capteur optique pour l'ouverture du boîtier. Le module vous permet de jouer des signaux sonores, de mesurer la tension analogique, d'identifier les touches Dallas iButton et de contrôler automatiquement un aimant ou un ouvre-porte.

Le système d'alarme se compose des modules suivants :

1. Concentrateur ;

2. Module capteur (contrôleur de capteurs et boucles);

3. Module de contrôle ;

4. Amplificateur (répéteur CAN).

Schéma de principe du module "Contrôleur de boucle et capteur d'alarme"

Le développement de l'électronique a été réalisé à l'aide (comme contrôle) du microcontrôleur Atmel AVR 8 bits AT90CAN32. Le choix est dû à l'interface CAN matérielle intégrée. Un convertisseur de tension MAX5035BASA a été utilisé pour alimenter le module en raison de son efficacité et de sa fiabilité élevées. Émetteur-récepteur CAN - MCP2551 de Microchip permet la formation et la lecture des niveaux logiques sur le bus CAN. Les stabilisateurs de tension LM317LBD dans la connexion correspondante sont utilisés comme sources de courant stable pour alimenter les détecteurs de fumée. Le convertisseur de puissance 5V / 12V pour détecteurs de fumée est assemblé sur un microcircuit LM2703MF unique, très apprécié par de nombreux développeurs et très courant aujourd'hui. Autres composants : sirène HC0905A, tube à décharge gazeuse EC90X.

Le module boucle et capteur se compose de deux cartes de circuits imprimés montés sur des crémaillères en laiton et reliés par un connecteur standard carte à carte. Une telle décision de conception appareil électronique a permis d'utiliser plus pleinement l'espace interne du boîtier et, par conséquent, d'utiliser le boîtier standard GAINTA avec des dimensions et un coût plus faibles. La photo montre les cartes du module, connectées uniquement par un connecteur, sans racks.

La carte de circuit imprimé principale du module boucle et capteur, située dans un boîtier scellé, contient tous les composants du circuit principal à l'exception des connecteurs et des borniers pour les câbles externes, et elle n'a pas non plus de convertisseur d'alimentation 12 V pour capteurs externes, nécessitant la tension d'alimentation spécifiée pour leur fonctionnement.

La carte de circuit imprimé supérieure du module boucle et capteur avec connecteurs à dégagement rapide installés pour connecter les boucles de sécurité et les câbles des capteurs. Des bornes à vis sont fournies pour la connexion au bus CAN. La photo montre également une LED verte de signal (en haut) et une paire optique - une LED IR et un phototransistor IR (en bas). L'optocoupleur est utilisé comme capteur optique pour l'ouverture du boîtier.

Sur le verso la carte de circuit imprimé supérieure abrite un convertisseur de puissance contrôlable pour les capteurs externes qui nécessitent une tension d'alimentation de 12 V. Les composants du convertisseur de puissance ne peuvent pas être montés sur la carte si aucun capteur spécial ou dispositif externe nécessitant une alimentation 12V n'est censé être connecté au module.

Les cartes de boucle et de capteur présentées ici sont installées dans un boîtier scellé à l'aide de supports en laiton pour PCB (diamètre 6 mm, filetage 3 mm).

Au total, le module dispose de 11 canaux, pour chacun desquels le informations complètes, y compris les identifiants de la zone, de l'objet, du lieu d'installation et du type de capteur connecté au canal.

Le module capteur dispose de cinq canaux configurables N0-N4 auxquels vous pouvez vous connecter différents types boucles ou capteurs : sondes pour touches iButton (la boucle est shuntée par une résistance de 30kOhm pour surveiller une rupture de ligne), jauges numériques température DS18S20 (sans shunt), capteurs d'humidité relative numériques HIH-4010 (sans shunt), appareils adaptés pour mesurer la tension secteur AC (sans shunt), détecteurs d'incendie IP114-5-A, boucles avec interrupteurs à lames normalement fermés, boucles avec interrupteurs à lames ouverts.

Les détecteurs d'incendie et les deux types de boucles avec interrupteurs à lames peuvent être de trois sous-types : sans résistances de contrôle, avec une résistance en série, ainsi qu'avec une résistance en série et des résistances de shunt sur chaque interrupteur à lames. Toutes les configurations utilisent des résistances de 3k ohms. Le choix du type de capteur et de son sous-type se fait par les commandes de l'ordinateur de contrôle, ainsi que par tout autre paramétrage du système dans son ensemble. Toutes les boucles et tous les capteurs sont surveillés pour les circuits ouverts et les courts-circuits. Les modules système n'ont aucun élément de contrôle - boutons, commutateurs, cavaliers, etc.

Le module capteur dispose de deux canaux spéciaux N8-N9, auxquels peuvent être connectés des détecteurs de fumée IP212-58 (les boucles sont shuntées avec une résistance de 30 kΩ pour surveiller les ruptures de ligne). Jusqu'à 10 détecteurs de fumée peuvent être connectés à chacune de ces entrées. Le module dispose d'un capteur optique intégré pour l'ouverture du boîtier, dont les messages sont transmis via un canal séparé N10. De plus, le module capteur dispose de trois canaux N5-N7, conçus pour connecter toutes les lignes de capteurs avec des sorties de type "contact sec", fermées à l'état normal. Le module capteur est équipé d'un émetteur sonore qui peut être réglé pour alimenter automatiquement signaux sonores(par exemple, lors de l'application d'une touche iButton) ou contrôlés par des commandes à partir d'un ordinateur.

Lors du développement de l'électronique, cet appareil était doté d'une sortie pour connecter un relais électromagnétique, qui peut être contrôlé automatiquement (lorsqu'une touche iButton est appliquée avec un code autorisé pour un module particulier) ou par des commandes à partir d'un ordinateur.

Pour surveiller l'état du système, une sortie vers une LED bicolore appariée (circuit de commutation anti-parallèle) est fournie. La connexion de deux LED séparées est possible. Dans tous les cas, chaque LED peut être contrôlée séparément soit automatiquement, soit par des commandes à partir d'un ordinateur. Dans le cas d'un contrôle automatique, la LED sélectionnée clignote lorsque la touche iButton est appliquée sur le lecteur. Les entrées du module capteur sont protégées contre l'électricité statique. Un éclateur à gaz et des résistances pour éliminer l'électricité statique croissante des longues lignes de communication sont installés sur la carte du module.

Objectif des registres du module capteur dans la zone RAM

000. Données ADC du canal 0.

001. Données ADC du canal 1.

002. Données ADC du canal 2.

003. ADC canal 3 données.

004. Données ADC du canal 4.

005. Canal de données ADC 8.

006. Données ADC du canal 9.

007. Ligne d'alimentation CAN de données ADC.

009. Réinitialiser le capteur de fumée sur le canal 8. L'état normal est 0, pour effectuer une réinitialisation, écrivez 1.

010. Réinitialiser le capteur de fumée sur le canal 9. L'état normal est 0, pour effectuer une réinitialisation, écrivez 1.

011. Contrôle de relais. Désactivé - 0, activé - 1. Par défaut, au démarrage de l'appareil, le mode 0 est activé.

012. LED1 Mode de fonctionnement de la LED. Les valeurs suivantes peuvent être utilisées : 0 - LED éteinte, 1 - LED allumée en continu, 2 - LED clignotante (pause 1,5 s, Flash 0,5 s), 3 - LED clignotante (pause 0,5 s, Flash 0,5 s. ), 4 - un seul flash de la LED d'une durée de 0,5 sec (à la fin, le mode 0 est automatiquement sélectionné - la LED est éteinte). Par défaut, au démarrage de l'appareil, le mode 0 est activé.

013. LED2 Mode de fonctionnement LED. Le contrôle est similaire au contrôle de la LED 1. Par défaut, au démarrage de l'appareil, le mode 0 est activé.

014. Contrôle du son. La durée du son est indiquée en ms x 10. Pour sortir le son d'une durée de 200 ms, notez la valeur 20. La sortie du son ne limite pas les performances de l'appareil.

015. Contrôle de la LED intégrée au système. 0 - LED éteinte, 1 - LED allumée en permanence, 2 - LED clignotante (pause 1 s, Flash 1 s). Par défaut, au démarrage de l'appareil, le mode 2 est activé.

016. Signe d'absence de redémarrage de l'appareil. Lorsque l'appareil est démarré, 0 est réinitialisé. L'attribut peut être défini par programme sur n'importe quelle valeur requise.

017. Zone de réserve jusqu'au registre 050 inclus.

051. Début de la zone des codes de touches iButton. 75 clés de 6 octets chacune, 450 registres au total, le dernier registre utilisé est 499.

Affectation des registres du module capteur dans la zone EEPROM

500. Propre adresse de l'appareil (255 par défaut).

501. Mode de fonctionnement de l'appareil : 1 - module capteur, 0 - module de commande. Ce registre est en lecture seule.

502. Numéro de version du logiciel (octet de poids fort). Ce registre est en lecture seule.

503. Numéro de version du logiciel (octet de poids faible). Ce registre est en lecture seule.

504. Configuration des résistances et du nombre de capteurs sur la boucle de la voie N0. La valeur des dizaines dans ce nombre détermine la configuration des résistances : 0 - aucune résistance, 1 - avec une résistance série, 2 - avec une résistance série et des résistances shunt sur chaque capteur. La valeur des unités dans ce nombre détermine le nombre de capteurs sur la boucle. Par exemple, le nombre 24 signifie que la configuration numéro 2 (avec une résistance série et des résistances shunt sur chaque capteur) est sélectionnée avec quatre capteurs connectés.

505. Configuration des résistances et du nombre de capteurs sur la boucle de la voie N1. Identique au registre 504 pour la configuration du canal N0.

506. Configuration des résistances et du nombre de capteurs sur la boucle de la voie N2. Identique au registre 504 pour la configuration du canal N0.

507. Configuration des résistances et du nombre de capteurs sur la boucle de la voie N3. Identique au registre 504 pour la configuration du canal N0.

508. Configuration des résistances et du nombre de capteurs sur la boucle de la voie N4. Identique au registre 504 pour la configuration du canal N0.

509. Remise à zéro automatique des détecteurs de fumée du canal N8.

510. Remise à zéro automatique des détecteurs de fumée du canal N9.

511. Signaux sonores automatiques.

512. Contrôle de relais automatique (touche iButton).

513. Contrôle automatique de la LED 1 (touche iButton).

514. Contrôle automatique de la LED 2 (touche iButton).

515. Augmentation de toutes les périodes d'envoi de messages de N fois. Les valeurs 0 et 1 n'augmentent pas les périodes d'envoi. Valeur 2 - augmente toutes les périodes de 2 fois, valeur 3 - augmente toutes les périodes de 3 fois, et ainsi de suite.

516. Mise sous tension d'un convertisseur de tension supplémentaire pour 12V pour alimenter les capteurs externes connectés (1 - on, 0 - off).

551. Début de la zone des identifiants et sélection des types de capteurs de canaux. Un total de 11 canaux, 9 octets chacun, 99 octets au total, le dernier registre utilisé est 649. Objectif des informations pour chaque canal : région - 2 octets, objet - 2 octets, emplacement - 4 octets, type de capteur - 1 octet.

650. Début de la zone des codes de touches iButton. 25 clés de 6 octets chacune, 150 registres au total, le dernier registre utilisé est 799.

800. Début de la plage de valeurs des périodes d'envoi de messages par type (les périodes d'envoi sont déterminées séparément pour chaque canal). Il existe 11 canaux avec 12 types de messages chacun, 132 registres au total, le dernier registre utilisé est 931. Les valeurs d'envoi sont enregistrées en secondes. La valeur maximale est de 255 secondes. Le multiplicateur dans le registre N515 permet d'augmenter les périodes d'envoi de messages jusqu'à 255 fois. Ainsi, la valeur maximale des périodes d'envoi peut être augmentée à 65025 secondes, soit plus de 18 heures.

Sélection du type de capteur

0 - Le capteur est absent, les messages du canal correspondant ne sont pas transmis (le canal est éteint).

1 - Capteurs (interrupteurs Reed) à contacts normalement fermés. Les boucles peuvent être surveillées pour les circuits ouverts et les courts-circuits si la configuration numéro 2 est sélectionnée (avec une résistance série et des résistances shunt sur chaque capteur). Les boucles ne peuvent être surveillées pour les courts-circuits que si la configuration numéro 1 (avec une résistance en série) est sélectionnée. Les boucles ne sont pas surveillées pour les circuits ouverts et les courts-circuits si le numéro de configuration 0 (sans résistances) est sélectionné. Les capteurs peuvent assumer des états normaux et de déclenchement. Des messages sont émis : 1 - état normal, 2 - fonctionnement, 3 - court-circuit, 4 - rupture de ligne.

2 - Détecteur de fumée. La boucle est surveillée pour les circuits ouverts et les courts-circuits. Des messages sont émis : 1 - état normal, 2 - fonctionnement, 3 - court-circuit, 4 - rupture de ligne. Nécessite une résistance shunt de 30kΩ. Une fois le capteur déclenché et le message correspondant transmis, le capteur est automatiquement réinitialisé à son état d'origine correspondant à la norme dans les 3 secondes en interrompant l'alimentation électrique du capteur, si l'autorisation de réinitialisation automatique est définie dans les registres de réglage. Sinon, le capteur est réinitialisé à son état d'origine en écrivant une commande dans le registre de contrôle correspondant.

3 – ITouche bouton... La boucle est surveillée pour la rupture. Les messages sont émis : 1 - état normal, 7 - code clé, 3 - court-circuit, 4 - rupture de ligne. Si le code de la clé est reconnu et transmis, le champ de données du message contiendra 6 octets du code lu à partir de la clé. Selon les réglages, il est possible contrôle automatique LED et sortie sonore. Si le code clé correspond à l'un des codes clés stockés dans la mémoire du module capteur dans la zone EEPROM (25 clés) ou RAM (75 clés), alors conformément aux paramètres, le relais peut être contrôlé automatiquement.

4 - Sonde de température Dallas DS18S20. La boucle est surveillée pour les circuits ouverts et les courts-circuits. Des messages sont émis : 5 - température, 3 - court-circuit, 4 - rupture de ligne. Aucune résistance shunt requise. Dans le cas d'une transmission de température, le champ de données du message contiendra 2 octets du code (les 4 octets restants seront toujours égaux à 0). Le premier octet définit le signe de la température : 0 - au dessus de zéro, 1 - en dessous de zéro. Le deuxième octet contient la valeur de température en degrés Celsius.

5 - Capteur d'humidité Honeywell HIH-4010. La boucle est surveillée pour les circuits ouverts et les courts-circuits. Des messages sont émis : 6 - humidité, 3 - court-circuit, 4 - rupture de ligne. Aucune résistance shunt requise. En cas de transmission d'un message sur l'humidité, le champ de données contiendra 1 octet du code - la valeur de l'humidité relative de l'air. Les 5 octets restants dans le champ de données seront toujours 0.

6 - Tension alternative (mesurée via un adaptateur connecté à l'entrée correspondante avec isolation galvanique). La boucle est surveillée pour les courts-circuits. Des messages sont émis : 1 - état normal, 3 - court-circuit, 4 - rupture de ligne, 8 - tension de ligne. Il n'est pas nécessaire d'installer une résistance shunt supplémentaire (elle est installée sur la carte de l'appareil correspondant). En cas de transmission du message "tension sur la ligne", le champ de données contiendra 1 octet du code - la valeur de la tension alternative à l'entrée de l'adaptateur divisée par 10. C'est-à-dire qu'à une tension de 220V, 022 sera être transmis, à une tension de 430 V, 043 sera transmis. Les 5 octets restants dans le champ de données seront toujours 0.

7 - Capteur d'incendie. Il fonctionne et se pilote de la même manière qu'une boucle de type 1 (capteurs à contacts normalement fermés). Pour ce type de capteurs, il est également nécessaire de sélectionner la configuration des résistances de surveillance connectées et de déterminer le nombre de capteurs.

8 - Capteurs (interrupteurs Reed) à contacts normalement ouverts. Les boucles peuvent être surveillées pour les circuits ouverts et les courts-circuits si la configuration numéro 2 est sélectionnée (avec une résistance série et des résistances shunt sur chaque capteur). Les boucles ne peuvent être surveillées pour les courts-circuits que si la configuration numéro 1 (avec une résistance en série) est sélectionnée. Les boucles ne sont pas surveillées pour les circuits ouverts et les courts-circuits si le numéro de configuration 0 (sans résistances) est sélectionné. Les capteurs peuvent assumer des états normaux et de déclenchement. Des messages sont émis : 1 - état normal, 2 - fonctionnement, 3 - court-circuit, 4 - rupture de ligne.

9 – Capteur optique ouverture du boîtier (uniquement pour le canal 10).

Types de message du module de capteur :

1. État normal ;

2. Déclenchement du capteur ;

3. Court-circuit de la boucle ;

4. Rupture de la ligne de boucle ;

5. Température ;

6. Humidité relative air;

7. Code clé iButton;

9. Inclus ;

10. Handicapés ;

11. Courant de ligne.

Mise à jour logicielle à distance des modules

Tous les modules utilisés dans le système sont équipés de programmes de chargement spéciaux qui vous permettent de mettre à jour à distance programme de travail n'importe quel module sans perturber le fonctionnement du système dans son ensemble. Le programme est mis à jour selon le protocole standard X-modem avec contrôle et correction d'erreurs, ainsi que la vérification de l'exactitude de l'enregistrement du programme dans la mémoire du microcontrôleur.

Cette alarme antivol est conçue pour surveiller une pièce (sous-sol) à l'aide de 2 types de capteurs.
1 type de capteurs est constitué de contact magnétique IO102-2 (SMK1). Il est soit installé en standard sur la porte (dans le placard), soit un aimant (néodyme) est collé sur le cadenas, et l'interrupteur à lames est fixé dans l'encadrement de la porte (ci-contre). Et toute manipulation de la serrure déclenchera la sécurité.
2 capteur - Capteur infrarouge type de mouvement (détecteur) Reflex. Il est installé à l'intérieur de la zone protégée. En cas d'incendie ou d'entrée non autorisée par la cloison, le sous-plancher, etc.

Principe circuit électrique l'appareil est illustré à la Fig. 1

Le circuit du générateur de sirène externe (G) est illustré à la Fig. 2

Les dimensions globales de l'appareil sont indiquées sur la Fig. 3

La vue d'installation est illustrée à la Fig. 4

Algorithme de l'appareil

Garde sous tension (S1), la LED verte est allumée et la LED jaune clignote rapidement et le buzzer vibre. Après ~ 50 secondes, le jaune s'éteint si le verrou est en place et que personne ne se présente devant le détecteur PIR. Le gardien prend son service. Seul le vert est allumé.
- si le cadenas est tourné pour l'ouverture ou le cambriolage, le Guard fonctionnera - Le jaune s'allumera, le buzzer émettra un bip et s'allumera. sirène extérieure. Si le verrou a été remis dans sa position d'origine, le jaune s'éteindra (après 2 impulsions), mais le rouge s'allumera (il y avait un déclencheur - "Mémoire")
- si à l'intérieur de la pièce il y a un effet thermique sur le capteur IR, alors le jaune et le son s'allumeront (3 fois). Après la fin de l'impact, tout s'éteint et le rouge ("Mémoire") s'allume.
- pour "réinitialiser" la sécurité doit être désactivée. alimentation (S1) pendant plus de 5 sec. et rallumez-le.
- vous pouvez désactiver l'activation automatique de la sirène extérieure avec l'interrupteur à bascule S3 (Off) et allumer la sirène manuellement (dosée) avec le bouton S4.

Le programme PIC16F628 a été écrit il y a 5 ans... et l'hexadécimal vient d'être copié à partir de la puce

Liste des radioéléments