Alarm keamanan pintu pada mikrokontroler dengan kontrol IR. Rangkaian alarm keamanan Alarm kebakaran pada mikrokontroler

Detektor asap adalah anti- alarm kebakaran, karena, tidak seperti sensor panas tradisional, sensor ini dipicu sebelum terbentuknya nyala api terbuka dan peningkatan suhu yang nyata di dalam ruangan. Karena kesederhanaan implementasinya, sensor asap optoelektronik telah tersebar luas. Mereka terdiri dari ruang asap di mana pemancar cahaya dan fotodetektor dipasang. Sirkuit terkait menghasilkan sinyal pemicu ketika penyerapan cahaya yang dipancarkan terdeteksi. Prinsip pengoperasian inilah yang mendasari sensor yang dimaksud.

Detektor asap yang ditunjukkan di sini bertenaga baterai dan oleh karena itu rata-rata mengonsumsi arus mikroampere yang sangat sedikit untuk meningkatkan kepraktisan. Ini akan memungkinkannya bekerja selama beberapa tahun tanpa perlu mengganti baterai. Selain itu, rangkaian aktuator seharusnya menggunakan pemancar suara yang mampu menghasilkan tekanan suara minimal 85 dB. Cara umum untuk memastikan konsumsi daya yang sangat rendah pada perangkat yang harus berisi elemen arus yang cukup tinggi, seperti pemancar cahaya dan fotodetektor, adalah mode operasi intermiten, dan durasi jeda harus berkali-kali lipat lebih besar daripada durasinya. operasi aktif.

Dalam hal ini, konsumsi rata-rata akan dikurangi menjadi total konsumsi statis komponen rangkaian tidak aktif. Mikrokontroler yang dapat diprogram (MC) dengan kemampuan untuk beralih ke mode siaga daya mikro dan secara otomatis melanjutkan pekerjaan aktif pada interval waktu tertentu membantu menerapkan gagasan ini. Mikrokontroler MSP430F2012 14-pin dengan memori Flash internal 2 kbyte sepenuhnya memenuhi persyaratan ini. MK ini, setelah beralih ke mode siaga LPM3, hanya mengkonsumsi arus 0,6 μA. Nilai ini juga mencakup konsumsi arus osilator RC (VLO) internal dan pengatur waktu A, yang memungkinkan Anda untuk terus menghitung waktu bahkan setelah MK dialihkan ke mode siaga. Namun generator ini sangat tidak stabil. Frekuensinya tergantung pada suhu sekitar dapat bervariasi dalam 4...22 kHz (frekuensi nominal 12 kHz). Oleh karena itu, untuk memastikan durasi jeda yang ditentukan dalam pengoperasian sensor, harus dilengkapi dengan kemampuan kalibrasi VLO. Untuk tujuan ini, Anda dapat menggunakan generator frekuensi tinggi bawaan - DCO, yang dikalibrasi oleh pabrikan dengan akurasi tidak lebih buruk dari ±2,5% dalam kisaran suhu 0...85°C.

Diagram sensor dapat ditemukan pada Gambar. 1.

Beras. 1.

Di sini, fotodioda LED (LED) dan inframerah (IR) digunakan sebagai elemen pasangan optik yang terletak di ruang asap (SMOKE_CHAMBER). Berkat tegangan operasi MK 1.8...3.6 V dan perhitungan yang tepat dari tahapan rangkaian lainnya, rangkaian dapat diberi daya dari dua baterai AAA. Untuk memastikan kestabilan cahaya yang dipancarkan ketika ditenagai oleh tegangan yang tidak stabil, mode pengoperasian LED diatur oleh sumber arus 100 mA, yang dipasang pada dua transistor Q3, Q4. Sumber arus ini aktif ketika output P1.6 disetel tinggi. Dalam mode operasi siaga, rangkaian dimatikan (P1.6 = “0”), dan total konsumsi tahap pemancar IR dikurangi ke tingkat arus bocor yang dapat diabaikan melalui Q3. Untuk memperkuat sinyal fotodioda digunakan rangkaian penguat arus foto berbasis op amp TLV2780. Pemilihan op amp ini didasarkan pada biaya dan waktu setup. Op-amp ini memiliki waktu penyelesaian hingga 3 s, yang memungkinkan untuk tidak menggunakan kemampuan yang didukungnya untuk beralih ke mode siaga, melainkan mengontrol daya tahap penguat dari output MK (port P1. 5). Jadi, setelah tahap penguat dimatikan, tidak mengkonsumsi arus sama sekali, dan penghematan arus yang dicapai sekitar 1,4 µA.

Untuk memberi sinyal pengaktifan sensor asap, disediakan pemancar suara (ES) P1 (EFBRL37C20, ) dan LED D1. ZI termasuk dalam tipe piezoelektrik. Itu dilengkapi dengan komponen skema standar sakelar (R8, R10, R12, D3, Q2), yang memastikan pembangkitan suara terus menerus ketika tegangan suplai konstan diterapkan. Jenis ZI yang digunakan di sini menghasilkan suara dengan frekuensi 3,9±0,5 kHz. Untuk memberi daya pada rangkaian ZI, tegangan 18 V dipilih, yang menghasilkan tekanan suara sekitar 95 dB (pada jarak 10 cm) dan mengkonsumsi arus sekitar 16 mA. Tegangan ini dihasilkan oleh konverter tegangan step-up yang dirakit berdasarkan chip IC1 (TPS61040, TI). Tegangan keluaran yang diperlukan ditentukan oleh nilai resistor R11 dan R13 yang ditunjukkan dalam diagram. Rangkaian konverter juga dilengkapi dengan kaskade untuk mengisolasi seluruh beban dari daya baterai (R9, Q1) setelah TPS61040 dialihkan ke mode siaga (level rendah pada input EN). Hal ini memungkinkan untuk mengecualikan arus bocor yang mengalir ke beban dan, dengan demikian, mengurangi total konsumsi kaskade ini (dengan GB dimatikan) ke tingkat konsumsi statisnya sendiri dari sirkuit mikro IC1 (0,1 A). Rangkaian ini juga menyediakan: tombol SW1 untuk menghidupkan/mematikan RF secara manual; "jumper" untuk mengonfigurasi rangkaian catu daya dari rangkaian sensor (JP1, JP2) dan menyiapkan RF untuk pengoperasian (JP3), serta konektor daya eksternal pada tahap debugging (X4) dan menghubungkan adaptor sistem debugging yang dibangun ke MK (X1) melalui antarmuka dua kabel Spy-Bi-Wire.

Beras. 2.

Setelah mengatur ulang MK, semua inisialisasi yang diperlukan dilakukan, termasuk. mengkalibrasi generator VLO dan mengatur frekuensi melanjutkan operasi aktif MK, sama dengan delapan detik. Setelah ini, MK dialihkan ke mode operasi ekonomis LPM3. Dalam mode ini, VLO dan Timer A tetap berjalan, dan CPU, jam RF, dan modul I/O lainnya berhenti bekerja. Keluar dari keadaan ini dimungkinkan dalam dua kondisi: pembangkitan interupsi pada input P1.1, yang terjadi ketika tombol SW1 ditekan, serta pembangkitan pengatur waktu Interupsi, yang terjadi setelah delapan detik yang ditentukan berlalu. Dalam prosedur pemrosesan interupsi P1.1, penundaan pasif (kira-kira 50 ms) pertama kali dihasilkan untuk menekan pantulan, dan kemudian diubah ke keadaan berlawanan dari garis kontrol RF, sehingga memungkinkan untuk mengontrol aktivitas RF secara manual. Apabila terjadi gangguan pada timer A (interupsi TA0), prosedur digitalisasi keluaran penguat arus foto dilakukan dengan urutan sebagai berikut. Pertama, empat digitalisasi dilakukan dengan LED IR dimatikan, kemudian empat digitalisasi dilakukan dengan LED menyala. Selanjutnya, digitalisasi ini tunduk pada rata-rata. Pada akhirnya, dua variabel terbentuk: L - nilai rata-rata dengan LED IR dimatikan, dan D - nilai rata-rata dengan LED IR dihidupkan. Digitalisasi empat kali lipat dan rata-ratanya dilakukan untuk menghilangkan kemungkinan alarm palsu pada sensor. Untuk tujuan yang sama, rangkaian “hambatan” lainnya sedang dibangun. alarm palsu sensor, dimulai dari blok pembanding variabel L dan D. Berikut dirumuskan kondisi yang diperlukan pemicuan: L - D > x, dengan x adalah ambang pemicu. Nilai x dipilih secara empiris karena alasan ketidakpekaan (misalnya terhadap debu) dan jaminan pengoperasian saat asap masuk. Jika kondisi tidak terpenuhi, LED dan RF dimatikan, sensor status flag (AF) dan counter SC direset. Setelah ini, pengatur waktu A dikonfigurasi untuk melanjutkan operasi aktif setelah delapan detik, dan MK dialihkan ke mode LPM3. Jika kondisi terpenuhi maka status sensor diperiksa. Jika sudah berfungsi (AF = “1”), maka tidak perlu dilakukan tindakan lebih lanjut, dan MK segera dialihkan ke mode LPM3. Jika sensor belum terpicu (AF = “0”), maka penghitung SC ditambah untuk menghitung jumlah pemenuhan kondisi pemicu yang terdeteksi, yang masih ke tingkat yang lebih besar meningkatkan kekebalan kebisingan. Keputusan positif untuk memicu sensor dibuat setelah mendeteksi tiga kondisi pemicu berturut-turut. Namun, untuk menghindari penundaan yang berlebihan dalam merespons munculnya asap, durasi mode siaga dikurangi menjadi empat detik setelah kondisi pemicu pertama terpenuhi dan menjadi satu detik setelah kondisi pemicu kedua. Algoritma yang dijelaskan diimplementasikan oleh program yang tersedia.

Kesimpulannya, kami menentukan arus rata-rata yang dikonsumsi oleh sensor. Untuk melakukan ini, Tabel 1 berisi data untuk setiap konsumen: konsumsi saat ini (I) dan durasi konsumsinya (t). Untuk konsumen yang beroperasi secara siklis, dengan mempertimbangkan jeda delapan detik, konsumsi arus rata-rata (μA) sama dengan I × t/8 × 10 6. Menyimpulkan nilai yang ditemukan, kami menemukan arus rata-rata yang dikonsumsi oleh sensor: 2 A. Ini sangat hasil yang bagus. Misalnya, jika menggunakan baterai berkapasitas 220 mAh, perkiraan waktu pengoperasian (tidak termasuk self-discharge) adalah sekitar 12 tahun.

Tabel 1. Konsumsi arus rata-rata dengan mempertimbangkan jeda delapan detik dalam pengoperasian sensor

ABSTRAK

Tujuan pekerjaan: pengembangan sistem mikroprosesor berbasis mikrokontroler, sistem alarm kebakaran untuk 11 sensor kebakaran. Ketika salah satu sensor alarm kebakaran dipicu, sinyal berkode diterima melalui saluran radio, yang memastikan bahwa sinyal menyala dan menunjukkan nomor sensor yang dipicu.

Perkenalan

1. Deskripsi objek dan spesifikasi fungsional

2. Uraian sumber daya MK

2.1 Tata letak pin

2.2 Perancangan mikrokontroler

2.3 Fitur mikrokontroler seri PIC16F X

2.4 Fitur periferal, fitur khusus, teknologi

2.5 Karakteristik kinerja

3. Pengembangan algoritma perangkat

4. Majelis

5. Deskripsi unit fungsional MPS dan algoritma interaksinya

6. Deskripsi pilihan basis elemen dan pengoperasian diagram rangkaian

Kesimpulan

Bibliografi

Lampiran A

Lampiran B

Lampiran B

Lampiran D

Lampiran D

PERKENALAN

Baru-baru ini, di negara kita, dan mungkin di seluruh dunia, masalah keselamatan fasilitas menjadi masalah yang paling mendesak. Sistem alarm kebakaran elektronik adalah salah satu hambatan utama jalur kebakaran.

Sistem keamanan terintegrasi modern.

Karena meluasnya penggunaan komponen elektronik modern dan metode pemrosesan informasi digital, terdapat “intelektualisasi” sarana teknis yang signifikan. Dana ini tidak lagi hanya sekedar pembantu dan memperoleh properti baru. Modern sarana teknis sistem keamanan dapat digunakan sebagai sistem yang terintegrasi penuh atau sistem yang terdiri dari komponen-komponen yang independen secara fungsional.

Tren perkembangan teknologi elektronik dan teknik elektro berdasarkan mikrominiaturisasi memerlukan penggunaan berbagai perangkat dan produk berdaya rendah dan berukuran kecil (konverter, transformator, amplifier, filter, stabilisator, penyearah, dll.), yang dibuat pada dasar desain baru elektronik listrik. Prestasi ilmu pengetahuan dan teknologi di panggung modern Perkembangan di bidang teknologi elektronik memungkinkan pengurangan secara signifikan karakteristik berat dan ukuran perangkat elektronik yang bersangkutan. Saat ini, desain REA, REU dan ERE ditandai dengan peningkatan tajam dalam penggunaan LSI, yang juga memungkinkan untuk mengurangi volume perangkat dan pada saat yang sama meningkatkan karakteristik kualitas, indikator keandalan dan daya tahannya.

Sistem pemadam kebakaran berkapasitas besar biasanya digunakan untuk tujuan keselamatan. perusahaan besar, bank, hotel dan dicirikan oleh fakta bahwa mereka melayani beberapa ratus hingga beberapa ribu sensor (detektor). Dalam hal ini, perlu untuk mengontrol tidak hanya sensor tetapi juga berbagai jenis perangkat yang mengontrol pengoperasian sistem.

Mikrokontroler seri PIC ideal untuk mengatur dan mengembangkan usaha kecil dan menengah di bidang produksi peralatan elektronik. Dengan waktu kerja minimal dan Uang Anda dapat dengan mudah mengatur produksi mini-PBX, pemblokir telepon, sensor alarm "cerdas", sistem kontrol akses, elektronik otomotif, dll. Selain itu, dalam produk tersebut, 30 hingga 90 persen beban fungsional ditanggung oleh perangkat lunak, yang dapat dengan mudah dimodifikasi dan disesuaikan dengan kebutuhan konsumen.

Yang tidak kalah pentingnya adalah kemampuan untuk melindungi kode program dari penyalinan atau modifikasi yang tidak sah. Kehadiran opsi ini secara efektif melindungi hak-hak pengembang dan produsen, dan ini sangat penting di Ukraina, di mana hak-hak ini dilanggar secara sistematis. Bagi amatir radio, mikrokontroler PIC juga menarik karena keterjangkauan dan kemudahan pembelajaran dan penggunaan, serta karena membuka bidang kreativitas baru yang belum pernah terjadi sebelumnya bagi mereka. Amatir radio dibebaskan dari pekerjaan tidak produktif yang bertujuan memilih dan mencari komponen yang sesuai, mengembangkan sirkuit kompleks yang diimplementasikan pada chip logika keras. Desain perangkat itu sendiri disederhanakan secara signifikan dan keandalannya meningkat.

Dalam proyek kursus ini, sistem mikroprosesor berbasis mikrokontroler diimplementasikan untuk mengendalikan alarm kebakaran. Proyek ini didasarkan pada mikrokontroler PIC16F84A.

1. Deskripsi objek dan spesifikasi fungsional

Perangkat yang diusulkan - modulator dan demodulator pada dua mikrokontroler - dapat bekerja sama dengan pemancar dan penerima dengan modulasi frekuensi atau amplitudo. Perangkat mengontrol pengiriman pulsa setiap detik dari sensor alarm kebakaran. Status 11 sensor dipantau. Jika pulsa kontrol hilang karena jarak yang jauh dari objek atau pemancar dimatikan, sinyal suara diaktifkan. Setelah menyalakan sinyal alarm, Anda dapat menentukan parameter atau sensor mana yang memicu alarm.

Spesifikasi Fungsional

Karena perangkat ini berisi dua struktur lengkap, kami akan menganalisis setiap struktur secara terpisah:

Alat modulasi

A. 11 detektor kebakaran untuk pembukaan

A. ke modulator pemancar

B. pengaktifan operator

3. Fungsi

A. pengumpulan informasi dari sensor kebakaran (detektor)

B. pembawa pemancar dihidupkan

Dengan. transmisi sinyal ke modulator pemancar

D. pemrosesan karakteristik waktu pengoperasian perangkat dan transmisi dalam bentuk frekuensi

Demodulator

A. dari komparator penerima

B. tombol mulai (nyalakan)

A. pemancar suara

B. indikator tujuh segmen

3. Fungsi

A. menerima sinyal kontrol dari komparator penerima

B. pemrosesan informasi yang diterima

C. mengirimkan sinyal suara “Alarm” ke pemancar suara

D. keluaran informasi ke indikator tujuh segmen yang menunjukkan objek alarm dan pengoperasian perangkat

2. Deskripsi sumber daya MK

2.1 Tata letak pin

Letak pin mikrokontroler PIC16F84A ditunjukkan pada Gambar. 1.

Beras. 1 - Lokasi pinout mikrokontroler PIC16F84A

2.2 Perancangan mikrokontroler

Mikrokontroler tersedia dalam dua jenis rumah.

Lokasi pin dan dimensi desain berbagai rumah ditunjukkan pada Gambar. 2 dan Gambar.3.

Beras. 2 - Dimensi struktural mikrokontroler PIC16F84A (versi 1)

Beras. 3 - Dimensi struktural mikrokontroler PIC16F84A (versi 2)

2.3 Fitur mikrokontroler seri GAMBAR16F

Fitur CPU RISC Kinerja Tinggi:

Hanya 35 perintah operasi kata terpadu untuk pengenalan

Seluruh instruksi loop tunggal kecuali untuk cabang program, yang merupakan dua loop

Tindakan kecepatan: DC - cap waktu input 20 MHz DC - siklus instruksi 200 ns

1024 kata memori program

Data RAM 68 byte

Data EEPROM 64 byte

Perintah lebar 14-bit

Byte data selebar 8-bit

15 Entri Fungsi Perangkat Keras Khusus

Tumpukan perangkat keras sedalam delapan horizontal

Cara pengalamatan langsung, tidak langsung dan relatif

Empat sumber interupsi:

Jarum eksternal RB0/INT

Timer TMR0 berlebih

PORTB<7:4>perubahan interupsi diaktifkan

Menyelesaikan penulisan data EEPROM

2.4 Fitur periferal, fitur khusus, teknologi

Fitur Periferal

13 input I/O dengan kontrol arah individual

Keluaran/sumber limbah arus tinggi untuk keluaran langsung

25 keluaran limbah maksimal mA. untuk arahnya

Sumber maks 25 mA. untuk arahnya

TMR0: pengatur waktu/penghitung 8-bit dengan 8 bagian prescaler yang dapat diprogram

Fitur spesial Mikrokontroler :

10.000 hapus/tulis siklus FLASH yang ditingkatkan

Memori program yang khas

10.000.000 siklus EEPROM hapus/tulis pada umumnya

Memori data yang khas

Retensi Data EEPROM > 40 tahun

Termasuk lingkar Serial Programming™ (ICSP™) – melalui dua input

Reset Pengaktifan (POR), Pengatur Waktu Penyalaan (PWRT)

Pengatur Waktu Mulai Osilator (OST)

Pengawas pengatur waktu (WDT) dengan RC Shard miliknya sendiri

Osilator untuk tindakan yang andal

Perlindungan kode

Daya, hemat metode SNA

Opsi Osilator yang Dapat Dipilih

FLASH/EEPROM yang diperbesar CMOS

Teknologi:

Teknologi berdaya rendah dan berkecepatan tinggi

Proyek yang sepenuhnya diperbaiki

Sepanjang rangkaian tegangan operasi:

Komersial: 2.0V 5.5V

Industri: 2.0V 5.5V

Konsumsi energi rendah:

- < 2 mA типично @ 5V, 4 мгц

15 ???khas @ 2V, 32 kHz

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

2.5 Karakteristik kinerja

Suhu lingkungan dengan bias -55°C +125°C

Suhu penyimpanan -65°C +150°C

Tegangan pada input apa pun relatif terhadap VSS (kecuali VDD, MCLR, dan RA4) -0,3V (VDD + 0,3V)

Tegangan pada VDD relatif terhadap VSS -0,3 +7.5V

Tegangan pada MCLR vs VSS (1) . -0,3 +14V

Tegangan pada RA4 relatif terhadap VSS -0,3 hingga +8.5V

Konsumsi energi total (2) 0,800 mW

Arus maksimum di luar masukan. 150mA

Arus masukan maksimum VDD100 mA

Terminal masukan arus, IIK (VI< 0 или VI >VDD)???????????????????????????????????????????????? ??? ???????????????????????????????????????????????? ?????? ??????????????? ??20 mA

Kami menawarkan skema universal alat tanda bahaya pada mikrokontroler 8-pin kecil ATTINY-13, yang meskipun sederhana, mengimplementasikan banyak mode pengoperasian yang nyaman.

Diagram skema perangkat keamanan

Algoritma operasi rangkaian

1. Ketika daya dihidupkan, setelah 10 detik sirkuit masuk ke mode keamanan, memberi sinyal dengan mengirimkan pulsa 0,5 detik ke sirene (asalkan loop tertutup pada casing) dan daya disuplai ke LED yang menampilkan “status” sistem.

1.1. Jika pada saat beralih ke mode keamanan salah satu loop terputus, maka tiga pulsa berdurasi 0,5 detik dan interval 0,5 detik dikirim ke sirene, dan LED "status" mulai berkedip 1 kali (jika loop No.1 putus), 2 kali (jika loop No.2 putus) dan 3 kali (jika loop No.1 dan No.2 putus) dengan durasi 1 detik dan selang waktu 0,5 detik dengan jeda 4 detik, mode keamanan tidak menyala.

2. Jika dalam mode keamanan, loop No. 1 terputus, maka dengan penundaan 3 detik (untuk pelucutan senjata manual), peringatan dimulai (pulsa ke sirene berlangsung 60 detik dan pulsa berlangsung 3 detik ke LED optocoupler ).
LED “status” mulai berkedip, seperti yang ditunjukkan pada paragraf 1.1.

2.1. Jika, sejak pemutusan pertama pada loop No. 1, loop tidak dipulihkan dalam waktu 3 menit, maka pemberitahuan berulang akan dikeluarkan.

2.2. Jika, sejak pemutusan pertama pada loop No. 1, loop tidak dipulihkan dalam waktu 6 menit, maka pemberitahuan berulang akan dikeluarkan.

2.3 Jika, sejak loop No. 1 terputus pertama, loop tidak dipulihkan dalam waktu 7 menit, maka 6 pulsa berdurasi 3 detik dikirim ke LED optocoupler dengan frekuensi 60 menit. Selama periode putusnya putaran No. 1, pengamanan dilakukan sepanjang putaran No.

2.4 Jika pada saat proses notifikasi pada loop No. 1 terjadi jeda pada loop No. 2, maka notifikasi pada loop No. 2 terjadi dengan penundaan selama 60 detik.

2.5 Jika setelah 60 detik. setelah jeda pertama, putaran No. 1 dipulihkan untuk jangka waktu 10 detik, pada tahap mana pun, kemudian setelah 10 detik. rangkaian terus bekerja dari langkah 2, dengan pengecualian LED "status", yang mengingat bahwa loop No. 1 telah putus (item 2.5 dapat diulang tidak lebih dari 10 kali).

3. Jika dalam mode keamanan, loop No. 2 terputus, peringatan dimulai (denyut ke sirene yang berlangsung selama 60 detik dan pulsa yang berlangsung 3 detik ke LED optocoupler). LED “status” mulai berkedip, seperti yang ditunjukkan pada paragraf 1.1.

3.1. Jika, sejak pemutusan pertama pada loop No. 2, loop tidak dipulihkan dalam waktu 3 menit, maka pemberitahuan berulang akan dikeluarkan.

3.2. Jika, sejak pemutusan pertama pada loop No. 2, loop tidak dipulihkan dalam waktu 6 menit, maka pemberitahuan berulang akan dikeluarkan.

3.3 Jika, sejak pemutusan pertama pada loop No. 2, loop tidak dipulihkan dalam waktu 7 menit, maka 6 pulsa berdurasi 3 detik dikirim ke LED optocoupler dengan frekuensi 60 menit. Selama periode putusnya putaran No. 2, pengamanan dilakukan sepanjang putaran No.

3.4 Jika pada saat proses notifikasi pada loop No. 2 terjadi jeda pada loop No. 1, maka notifikasi pada loop No. 1 terjadi dengan penundaan selama 60 detik.

3.5 Jika setelah 60 detik. setelah jeda pertama, putaran No. 2 dipulihkan untuk jangka waktu 10 detik, pada tahap mana pun, kemudian setelah 10 detik. rangkaian terus bekerja dari langkah 3 dengan pengecualian LED "status", yang mengingat bahwa loop No. 2 telah putus (item 3.5 dapat diulang tidak lebih dari 10 kali).

Pengembangan elektronik modern untuk modul jarak jauh sistem keamanan dan kebakaran memungkinkan kami mencapai indikator keandalan terbaik dan kekebalan kebisingan yang sangat baik sistem elektronik umumnya. Menurut spesifikasi teknis Anda, perusahaan PRO Development dapat mengembangkan perangkat elektronik apa pun dan melaksanakan produksi selanjutnya dari peralatan elektronik yang dibuat khusus, dengan dukungan proyek berkualitas tinggi dari pengembang. Semua pekerjaan dilakukan dalam waktu yang wajar dengan harga terbaik, varian yang mungkin Pengembangan perangkat selalu dipilih dengan mempertimbangkan keinginan pelanggan.

Perangkat elektronik yang menjadi perhatian Anda dirancang untuk menciptakan perangkat yang komprehensif sistem keamanan pensinyalan menggunakan bus CAN industri yang digunakan untuk bertukar data antara semua perangkat dalam sistem. Sistem ini terdiri dari perangkat berikut: hub dan perangkat kontrol peralatan listrik, serta pengontrol loop dan sensor. Penggunaan bus CAN memungkinkan untuk memastikan keandalan operasional dan kekebalan kebisingan terbaik dari sistem. Bus CAN industri yang kini semakin banyak jumlahnya aplikasi yang luas dalam mengendalikan perangkat otomotif, menghilangkan kegagalan pada paket data yang diterima dari berbagai perangkat V kondisi industri diperumit oleh gangguan dari peralatan listrik dan kabel listrik.

Modul loop dan sensor (pengontrol loop) memungkinkan Anda mengontrol beberapa loop (dengan sakelar buluh) dan sensor lainnya: sensor suhu digital, sensor kelembaban relatif, sensor asap, sensor kebakaran, sensor bukaan rumah optik. Modul ini memungkinkan Anda memutar sinyal audio, mengukur voltase analog, mendeteksi tombol Dallas iButton, dan secara otomatis mengontrol magnet atau pembuka pintu.

Sistem alarm terdiri dari modul-modul berikut:

1. Pusat;

2. Modul sensor (sensor dan pengontrol loop);

3. Modul kendali;

4. Penguat (pengulang BISA).

Diagram skematik modul "Pengontrol loop dan sensor alarm keamanan"

Pengembangan elektronika dilakukan dengan menggunakan (sebagai kontrol) mikrokontroler Atmel AVR 8-bit AT90CAN32. Pilihannya adalah karena kehadiran antarmuka CAN perangkat keras bawaan. Konverter tegangan MAX5035BASA digunakan untuk memberi daya pada modul karena efisiensi dan keandalannya yang tinggi. Transceiver CAN - MCP2551 dari Microchip menyediakan pembentukan dan pembacaan level logis pada bus CAN. Stabilisator tegangan LM317LBD pada sambungan yang sesuai digunakan sebagai sumber arus stabil untuk menyalakan detektor asap. Konverter daya 5V/12V untuk detektor asap dirakit pada sirkuit mikro LM2703MF yang unik, yang dihargai oleh banyak pengembang dan sangat umum saat ini. Komponen lainnya: pemancar suara HC0905A, penahan gas EC90X.

Modul loop dan sensor terdiri dari dua yang terpisah papan sirkuit tercetak, dirakit pada dudukan kuningan dan dihubungkan dengan konektor board-to-board standar. Solusi seperti itu saat berkembang peralatan elektronik memungkinkan penggunaan ruang internal casing secara lebih maksimal, dan, sebagai hasilnya, memungkinkan penggunaan casing GAINTA standar dengan dimensi dan biaya yang lebih kecil. Foto menunjukkan papan modul yang dihubungkan hanya dengan konektor, tanpa rak.

Papan sirkuit tercetak utama dari modul loop dan sensor, ditempatkan dalam wadah tertutup, berisi semua komponen sirkuit utama kecuali konektor dan blok terminal untuk kabel eksternal, dan juga tidak memiliki konverter daya 12V untuk sensor eksternal, membutuhkan tegangan suplai yang ditentukan untuk pengoperasiannya.

Papan sirkuit tercetak atas dari loop dan modul sensor dengan konektor pelepas cepat terpasang untuk menghubungkan loop keamanan dan kabel dari sensor. Blok terminal sekrup disediakan untuk menghubungkan bus CAN. Juga terlihat di foto adalah LED sinyal hijau (atas) dan pasangan optik - LED IR dan fototransistor IR (bawah). Optocoupler digunakan sebagai sensor pembuka rumah optik.

Pada sisi belakang Papan sirkuit tercetak atas menampung konverter daya terkontrol untuk sensor eksternal yang memerlukan tegangan suplai 12V. Komponen konverter daya tidak boleh dipasang pada papan jika tidak dimaksudkan untuk menghubungkan sensor khusus atau perangkat eksternal yang memerlukan daya 12V ke modul.

Ditampilkan di sini adalah papan modul loop dan sensor yang dipasang di wadah tertutup menggunakan dudukan PCB kuningan (diameter 6 mm, ulir 3 mm).

Secara total, modul ini memiliki 11 saluran, yang masing-masing saluran ditentukan secara terpisah informasi lengkap, termasuk pengidentifikasi area, objek, lokasi pemasangan, dan jenis sensor yang terhubung ke saluran.

Modul sensor memiliki lima saluran N0-N4 yang dapat dikonfigurasi, yang dapat Anda sambungkan Berbagai jenis loop atau sensor: probe kunci iButton (loop dilangsir dengan resistor 30 kOhm untuk memantau jeda saluran), sensor digital suhu DS18S20 (tanpa shunt), sensor kelembaban relatif digital HIH-4010 (tanpa shunt), perangkat pencocokan untuk mengukur tegangan AC (tanpa shunt), sensor kebakaran IP114-5-A, loop dengan saklar buluh yang biasanya tertutup, loop dengan biasanya tertutup terbuka saklar buluh.

Detektor kebakaran dan kedua jenis loop dengan saklar buluh dapat terdiri dari tiga subtipe: tanpa resistor kontrol, dengan satu resistor terhubung seri, dan juga dengan satu resistor terhubung seri dan resistor shunt pada setiap saklar buluh. Semua konfigurasi menggunakan resistor 3kΩ. Pemilihan jenis sensor dan subtipenya dilakukan dengan perintah dari komputer kontrol, serta pengaturan sistem lainnya secara keseluruhan. Semua loop dan sensor dipantau untuk sirkuit terbuka dan sirkuit pendek. Modul sistem tidak memiliki elemen kontrol apa pun - tombol, sakelar, jumper, dll.

Modul sensor memiliki dua saluran khusus N8-N9, yang mana detektor asap IP212-58 dapat dihubungkan (loop dijembatani dengan resistor 30 kOhm untuk memantau jeda saluran). Hingga 10 detektor asap dapat dihubungkan ke setiap input tersebut. Modul ini memiliki sensor bukaan rumah optik internal, yang pesannya ditransmisikan melalui saluran N10 terpisah. Juga pada modul sensor terdapat tiga saluran N5-N7, yang dirancang untuk menghubungkan saluran apa pun dari sensor dengan keluaran tipe kontak kering, ditutup dalam keadaan normal. Modul sensor dilengkapi dengan pemancar suara yang dapat diatur agar mengeluarkan suara secara otomatis sinyal suara(misalnya, saat menerapkan tombol iButton) atau dikontrol dengan perintah dari komputer.

Saat mengembangkan elektronik, perangkat ini dilengkapi dengan output untuk menghubungkan relai elektromagnetik, yang dapat dikontrol secara otomatis (dengan menerapkan kunci iButton dengan kode yang diizinkan untuk modul tertentu) atau dengan perintah dari komputer.

Untuk memantau status sistem, output disediakan ke LED dua warna (rangkaian peralihan back-to-back) yang dipasangkan. Dimungkinkan untuk menghubungkan dua LED terpisah. Bagaimanapun, setiap LED dapat dikontrol secara individual baik secara otomatis atau dengan perintah dari komputer. Dalam hal kontrol otomatis, LED yang dipilih berkedip ketika tombol iButton diterapkan ke pembaca. Input modul sensor dilindungi dari listrik statis. Papan modul dilengkapi dengan pelepasan gas dan resistor untuk menghilangkan peningkatan listrik statis dari jalur komunikasi yang panjang.

Tujuan dari register modul sensor di area RAM

000. Saluran 0 data ADC.

001. Data ADC saluran 1.

002. Data ADC saluran 2.

003. Data saluran 3 ADC.

004. Saluran 4 data ADC.

005. Saluran 8 data ADC.

006. Saluran 9 data ADC.

007. BISA data ADC saluran listrik.

009. Reset sensor asap pada saluran 8. Keadaan normal adalah 0, untuk melakukan reset Anda perlu menulis 1.

010. Reset sensor asap pada saluran 9. Keadaan normal adalah 0, untuk melakukan reset Anda perlu menulis 1.

011. Kontrol relai. Dinonaktifkan – 0, diaktifkan – 1. Secara default, mode 0 diaktifkan saat perangkat dimulai.

012. Mode pengoperasian LED1. Nilai berikut dapat digunakan: 0 – LED mati, 1 – LED terus menyala, 2 – LED berkedip (jeda 1,5 detik, flash 0,5 detik), 3 – LED berkedip (jeda 0,5 detik, flash 0,5 detik .), 4 – lampu kilat LED tunggal yang berlangsung 0,5 detik (pada akhirnya, mode 0 dipilih secara otomatis – LED mati). Secara default, mode 0 diaktifkan saat perangkat dinyalakan.

013. Mode pengoperasian LED2. Kontrolnya mirip dengan kontrol LED 1. Secara default, saat perangkat dinyalakan, mode 0 diaktifkan.

014. Kontrol suara. Tentukan durasi suara dalam ms x 10. Untuk mengeluarkan suara dengan durasi 200 ms, tulis nilai 20. Keluaran suara tidak membatasi fungsionalitas perangkat.

015. Kontrol LED dalam sistem. 0 – LED mati, 1 – LED terus menyala, 2 – LED berkedip (jeda 1 detik, berkedip 1 detik). Secara default, mode 2 diaktifkan saat perangkat dinyalakan.

016. Tanda kegagalan me-restart perangkat. Saat perangkat dinyalakan, perangkat akan disetel ulang ke 0. Tanda dapat diatur secara terprogram ke nilai apa pun yang diinginkan.

017. Kawasan cadangan sampai dengan register 050.

051. Awal area kode kunci iButton. 75 kunci, masing-masing 6 byte, total 450 register, register terakhir yang digunakan adalah 499.

Tujuan dari register modul sensor di area EEPROM

500. Alamat perangkat itu sendiri (default 255).

501. Mode pengoperasian perangkat: 1 – modul sensor, 0 – modul kontrol. Register ini bersifat hanya baca.

502. Nomor versi perangkat lunak (byte tinggi). Register ini bersifat hanya baca.

503. Nomor versi perangkat lunak (byte rendah). Register ini bersifat hanya baca.

504. Konfigurasi resistor dan jumlah sensor pada loop saluran N0. Nilai puluhan pada angka ini menentukan konfigurasi resistor: 0 – tanpa resistor, 1 – dengan satu resistor seri, 2 – dengan satu resistor seri dan resistor shunt pada masing-masing sensor. Nilai satuan pada angka ini menentukan jumlah sensor pada loop. Misalnya angka 24 berarti konfigurasi nomor 2 dipilih (dengan satu resistor seri dan resistor shunt pada setiap sensor) dengan empat sensor terhubung.

505. Konfigurasi resistor dan jumlah sensor pada loop saluran N1. Mirip dengan register 504 untuk mengkonfigurasi saluran N0.

506. Konfigurasi resistor dan jumlah sensor pada loop saluran N2. Mirip dengan register 504 untuk mengkonfigurasi saluran N0.

507. Konfigurasi resistor dan jumlah sensor pada loop saluran N3. Mirip dengan register 504 untuk mengkonfigurasi saluran N0.

508. Konfigurasi resistor dan jumlah sensor pada loop saluran N4. Mirip dengan register 504 untuk mengkonfigurasi saluran N0.

509. Reset otomatis detektor asap saluran N8.

510. Reset otomatis detektor asap saluran N9.

511. Sinyal suara otomatis.

512. Kontrol relai otomatis (tombol iButton).

513. Kontrol otomatis LED 1 (tombol iButton).

514. Kontrol otomatis LED 2 (tombol iButton).

515. Peningkatan semua periode pengiriman pesan sebanyak N kali. Nilai 0 dan 1 tidak menambah periode pengiriman. Nilai 2 - menambah semua periode sebanyak 2 kali, nilai 3 - menambah semua periode sebanyak 3 kali, dan seterusnya.

516. Menghidupkan konverter tegangan 12V tambahan untuk memberi daya pada sensor yang terhubung eksternal (1 – hidup, 0 – mati).

551. Awal area pengidentifikasi dan pemilihan jenis sensor saluran. Ada total 11 saluran masing-masing 9 byte, total 99 byte, register terakhir yang digunakan adalah 649. Tujuan informasi untuk setiap saluran: area - 2 byte, objek - 2 byte, lokasi - 4 byte, tipe sensor - 1 byte.

650. Awal dari area kode kunci iButton. 25 kunci masing-masing 6 byte, total 150 register, register terakhir yang digunakan adalah 799.

800. Awal rentang nilai periode pengiriman pesan berdasarkan jenisnya (periode pengiriman ditentukan secara terpisah untuk setiap saluran). Total ada 11 saluran dari 12 jenis pesan, total 132 register, register terakhir yang digunakan 931. Nilai pengiriman dalam hitungan detik dicatat. Nilai maksimumnya adalah 255 detik. Pengganda pada register N515 memungkinkan Anda meningkatkan periode pengiriman pesan hingga 255 kali. Dengan demikian, nilai maksimum periode pengiriman dapat ditingkatkan menjadi 65025 detik, yaitu lebih dari 18 jam.

Pemilihan jenis sensor

0 – Tidak ada sensor, pesan dari saluran terkait tidak terkirim (saluran dimatikan).

1 – Sensor (sakelar buluh) dengan kontak yang biasanya tertutup. Loop dapat dipantau untuk sirkuit terbuka dan pendek jika konfigurasi nomor 2 dipilih (dengan satu resistor seri dan resistor shunt pada setiap sensor). Loop hanya dapat dipantau untuk hubung singkat jika konfigurasi nomor 1 dipilih (dengan satu resistor seri). Loop tidak dipantau untuk sirkuit terbuka dan sirkuit pendek jika nomor konfigurasi 0 (tanpa resistor) dipilih. Sensor dapat mengasumsikan keadaan normal dan keadaan terpicu. Pesan berikut ditampilkan: 1 – kondisi normal, 2 – pengoperasian, 3 – korsleting, 4 – putusnya saluran.

2 – Sensor asap. Loop dipantau untuk sirkuit terbuka dan korsleting. Pesan berikut ditampilkan: 1 – kondisi normal, 2 – pengoperasian, 3 – korsleting, 4 – putusnya saluran. Membutuhkan pemasangan resistor shunt 30 kOhm. Setelah sensor dipicu dan pesan terkait dikirimkan, sensor secara otomatis diatur ulang ke keadaan semula dalam waktu 3 detik dengan memutus catu daya ke sensor, jika pengaturan ulang otomatis diaktifkan di register konfigurasi. Jika tidak, sensor akan diatur ulang ke keadaan semula dengan menulis perintah ke register kontrol yang sesuai.

3 – kunci iButton. Loop dimonitor untuk kerusakan. Pesan yang ditampilkan: 1 – kondisi normal, 7 – kode kunci, 3 – korsleting, 4 – putusnya saluran. Jika kode kunci dikenali dan dikirimkan, bidang data pesan akan berisi 6 byte kode yang dibaca dari kunci tersebut. Tergantung pada pengaturannya, itu mungkin kontrol otomatis LED dan keluaran suara. Jika kode kunci cocok dengan salah satu kode kunci yang tercatat dalam memori modul sensor di area EEPROM (25 tombol) atau RAM (75 tombol), maka kontrol otomatis relai dapat dilakukan sesuai dengan pengaturan.

4 – Sensor suhu Dallas DS18S20. Loop dipantau untuk sirkuit terbuka dan korsleting. Pesan berikut ditampilkan: 5 – suhu, 3 – korsleting, 4 – putusnya saluran. Tidak memerlukan pemasangan resistor shunt. Dalam hal transmisi suhu, bidang data pesan akan berisi 2 byte kode (4 byte sisanya akan selalu 0). Byte pertama menentukan tanda suhu: 0 – di atas nol, 1 – di bawah nol. Byte kedua berisi nilai suhu dalam derajat Celcius.

5 – Sensor kelembaban Honeywell HIH-4010. Loop dipantau untuk sirkuit terbuka dan korsleting. Pesan berikut ditampilkan: 6 – kelembaban, 3 – hubungan pendek, 4 – putusnya saluran. Tidak memerlukan pemasangan resistor shunt. Jika pesan kelembaban dikirimkan, bidang data akan berisi 1 byte kode - nilai kelembaban udara relatif. Sisa 5 byte di bidang data akan selalu 0.

6 – Tegangan AC (diukur melalui adaptor terisolasi galvanis yang terhubung ke input yang sesuai). Loop dimonitor untuk korsleting. Pesan berikut ditampilkan: 1 – kondisi normal, 3 – hubungan pendek, 4 – putusnya saluran, 8 – tegangan saluran. Tidak perlu memasang resistor shunt tambahan (dipasang pada papan perangkat yang cocok). Dalam hal transmisi pesan "tegangan saluran", bidang data akan berisi 1 byte kode - nilai tegangan bolak-balik pada input adaptor dibagi 10. Artinya, pada tegangan 220V 022 akan ditransmisikan, pada tegangan 430V 043 akan ditransmisikan. Sisa 5 byte di bidang data akan selalu sama dengan 0.

7 – Sensor api. Ini beroperasi dan dikontrol mirip dengan loop tipe 1 (sensor dengan kontak yang biasanya tertutup). Untuk jenis sensor ini, perlu juga memilih konfigurasi resistor kontrol yang terhubung dan menentukan jumlah sensor.

8 - Sensor (sakelar buluh) dengan kontak yang biasanya terbuka. Loop dapat dipantau untuk sirkuit terbuka dan pendek jika konfigurasi nomor 2 dipilih (dengan satu resistor seri dan resistor shunt pada setiap sensor). Loop hanya dapat dipantau untuk hubung singkat jika konfigurasi nomor 1 dipilih (dengan satu resistor seri). Loop tidak dipantau untuk sirkuit terbuka dan sirkuit pendek jika nomor konfigurasi 0 (tanpa resistor) dipilih. Sensor dapat mengasumsikan keadaan normal dan keadaan terpicu. Pesan berikut ditampilkan: 1 – kondisi normal, 2 – pengoperasian, 3 – korsleting, 4 – putusnya saluran.

9 – Sensor optik membuka housing (hanya untuk saluran 10).

Jenis pesan modul sensor:

1. Kondisi normal;

2. Sensor dipicu;

3. Hubungan pendek dari loop;

4. Saluran kabel putus;

5. Suhu;

6. Kelembaban relatif udara;

7. kode kunci iButton;

9. Termasuk;

potongan 10;

11. Arus saluran.

Pembaruan perangkat lunak modul jarak jauh

Semua modul yang digunakan dalam sistem memiliki program bootloader khusus yang diinstal yang memungkinkan Anda memperbarui dari jarak jauh program kerja modul apa pun tanpa mengganggu pengoperasian sistem secara keseluruhan. Program diperbarui menggunakan protokol X-modem standar dengan kontrol dan koreksi kesalahan, serta memeriksa kebenaran penulisan program di memori mikrokontroler.

Alarm keamanan ini dirancang untuk melindungi ruangan (basement) menggunakan 2 jenis sensor.
1 jenis sensor terbuat dari kontak magnetik IO102-2 (SMK1). Itu dipasang sebagai standar di pintu (di dalam lemari), atau magnet (neodymium) direkatkan ke gembok, dan saklar buluh dipasang di kusen pintu (berlawanan). Dan manipulasi apa pun terhadap kunci akan memicu sistem keamanan.
2 sensor - sensor inframerah gerakan (detektor) tipe Refleks. Itu dipasang di dalam kawasan lindung. Jika terjadi kebakaran atau masuknya orang yang tidak berwenang melalui partisi, bawah tanah, dll.

Mendasar Diagram listrik perangkat ditunjukkan pada Gambar 1

Rangkaian generator sirene eksternal (G) ditunjukkan pada Gambar 2

Dimensi keseluruhan perangkat ditunjukkan pada Gambar 3

Tampilan instalasi ditunjukkan pada Gambar 4

Algoritma operasi perangkat

Daya keamanan menyala (S1), LED Hijau menyala dan LED Kuning berkedip cepat dan bel berbunyi. Setelah ~50 detik, Kuning padam jika kunci terpasang dan tidak ada orang yang berdiri di depan detektor IR. Keamanan dalam keadaan siaga. Hanya Hijau yang menyala.
- Jika gembok diputar untuk dibuka atau dibobol maka Security akan bekerja - Warna kuning akan menyala, buzzer akan berbunyi dan menyala. sirene eksternal. Jika kunci dikembalikan ke posisi semula, Kuning akan padam (setelah 2 pulsa), tetapi Merah akan menyala (pengoperasiannya adalah "Memori")
- Jika terjadi efek termal pada sensor IR di dalam ruangan, maka Warna Kuning akan menyala (3 kali) dan berbunyi. Setelah pengaruhnya berhenti, semuanya padam dan Merah menyala (“Memori”).
- untuk "mengatur ulang" keamanan, Anda harus mematikannya. catu daya (S1) selama lebih dari 5 detik. dan hidupkan kembali.
- Anda dapat menonaktifkan aktivasi otomatis sirene eksternal dengan sakelar sakelar S3 (Mati) dan menyalakan sirene secara manual (berdosis) dengan tombol S4.

Program PIC16F628 ditulis 5 tahun yang lalu... dan hex hanya disalin dari chip

Daftar elemen radio