Alarma de securitate pentru usa pe un microcontroler cu control IR. Circuit de alarmă antiefracție Alarma de incendiu pe microcontroler

Detectoarele de fum sunt un instrument mai eficient împotriva alarma de incendiu, deoarece, spre deosebire de senzorii termici tradiționali, aceștia funcționează înainte de formarea unei flăcări deschise și de o creștere vizibilă a temperaturii în cameră. Datorită ușurinței relative de implementare, detectoarele optoelectronice de fum au devenit larg răspândite. Acestea constau dintr-o cameră de fum în care sunt instalate un emițător de lumină și un fotodetector. Circuitul asociat generează un semnal de declanșare atunci când este detectată o absorbție semnificativă a luminii emise. Acest principiu de funcționare stă la baza senzorului considerat.

Detectorul de fum prezentat aici este alimentat de la baterie, așa că ar trebui să fie un curent mediu de microamp foarte scăzut pentru a fi practic. Acest lucru îi va permite să funcționeze câțiva ani fără a fi nevoie să înlocuiți bateria. În plus, circuitul executiv presupune utilizarea unui emițător de sunet capabil să dezvolte o presiune sonoră de cel puțin 85 dB. O modalitate tipică de a asigura un consum foarte scăzut de energie al unui dispozitiv care trebuie să conțină elemente de curent suficient de mare, cum ar fi un emițător de lumină și un fotodetector, este funcționarea sa intermitentă, iar durata pauzei ar trebui să fie de multe ori mai mare decât durata funcţionare activă.

În acest caz, consumul mediu se va reduce la consumul static total al componentelor circuitului inactiv. Microcontrolerele programabile (MC) cu capacitatea de a comuta la un mod de așteptare micro-puternic și de a relua automat munca activă la intervale de timp specificate ajută la implementarea acestei idei. MCU MSP430F2012 cu 14 pini și 2 kB de memorie flash încorporată îndeplinește pe deplin aceste cerințe. Acest MK, după trecerea în modul standby LPM3, consumă un curent egal cu doar 0,6 μA. Această valoare include, de asemenea, consumul de curent al generatorului RC încorporat (VLO) și al cronometrului A, care vă permite să continuați să numărați timpul chiar și după ce MK este comutat în modul de așteptare. Cu toate acestea, acest generator este foarte instabil. Frecvența lui depinde de temperatura ambientala poate varia între 4…22 kHz (frecvența nominală 12 kHz). Astfel, pentru a asigura durata specificată a pauzelor în funcționarea senzorului, trebuie să fie posibilă calibrarea VLO. În aceste scopuri, puteți utiliza generatorul de înaltă frecvență încorporat - DCO, care este calibrat de producător cu o precizie nu mai slabă de ±2,5% în intervalul de temperatură 0...85°C.

Diagrama senzorului poate fi găsită în Fig. unu.

Orez. unu.

Aici, ca elemente ale unei perechi optice plasate într-o cameră de fum (SMOKE_CHAMBER), sunt utilizate un LED (LED) și o fotodiodă în infraroșu (IR). Datorită tensiunii de funcționare a MK 1,8 ... 3,6 V și calculelor adecvate ale altor etape ale circuitului, a fost posibilă alimentarea circuitului cu două baterii AAA. Pentru a asigura stabilitatea luminii emise în condiții de alimentare cu o tensiune nestabilizată, modul de funcționare al LED-ului este setat de o sursă de curent de 100 mA, care este asamblată pe două tranzistoare Q3, Q4. Această sursă de curent este activă când ieșirea P1.6 este setată la un nivel ridicat. În modul de așteptare al circuitului, acesta este dezactivat (P1.6 = „0”), iar consumul total al etapei emițătorului IR este redus la un nivel neglijabil al curentului de scurgere prin Q3. Pentru a amplifica semnalul fotodiodei, a fost folosit un circuit amplificator de fotocurent bazat pe amplificatorul operațional TLV2780. Atunci când am ales acest amplificator operațional, ne-am ghidat după cost și timpul de stabilire. Acest amplificator operațional are un timp de stabilire de până la 3 µs, ceea ce a făcut posibil să nu se folosească capacitatea pe care o acceptă de a comuta în modul de așteptare și, în schimb, să controleze alimentarea etajului de amplificare de la ieșirea MC (portul). P1.5). Astfel, după oprirea treptei de amplificare, nu consumă deloc curent, iar economisirea de curent realizată este de aproximativ 1,4 μA.

Pentru a semnala activarea senzorului de fum, sunt prevăzute un emițător de sunet (ZI) P1 (EFBRL37C20 , ) și LED D1. ZI se referă la tipul piezoelectric. Este completat cu componente schema tipica incluziuni (R8, R10, R12, D3, Q2), care asigură generarea continuă a sunetului atunci când se aplică o tensiune de alimentare constantă. Tipul de RFG folosit aici generează un sunet cu o frecvență de 3,9 ± 0,5 kHz. S-a ales o tensiune de 18 V pentru alimentarea circuitului PG, la care creează o presiune sonoră de aproximativ 95 dB (la distanță de 10 cm) și consumă un curent de aproximativ 16 mA. Această tensiune este generată de un convertor boost asamblat pe baza cipului IC1 (TPS61040, TI). Tensiunea de ieșire necesară este setată de valorile rezistențelor R11 și R13 indicate în diagramă. Circuitul convertorului este, de asemenea, completat cu o etapă pentru a izola întreaga sarcină de puterea bateriei (R9, Q1) după ce TPS61040 a fost pus în modul standby (nivel scăzut la intrarea EN). Acest lucru face posibilă excluderea fluxului de curenți de scurgere în sarcină și, astfel, reducerea consumului total al acestei etape (cu RFG dezactivat) la nivelul propriului consum static al microcircuitului IC1 (0,1 μA). Schema mai prevede: butonul SW1 pentru pornirea/oprirea manuală a PG; „jumperi” pentru configurarea circuitului de alimentare a circuitului senzorului (JP1, JP2) și pregătirea senzorului pentru funcționare (JP3), precum și conectorii de alimentare externi în stadiul de depanare (X4) și conectarea adaptorului sistemului de depanare construit în MC (X1) prin intermediul interfeței cu două fire Spy-Bi fir.

Orez. 2.

După resetarea MK, se efectuează toate inițialările necesare, inclusiv. calibrarea generatorului VLO și setarea frecvenței de reluare a funcționării active a MC, egală cu opt secunde. După aceasta, MK este transferat la modul economic de operare LPM3. În acest mod, VLO și temporizatorul A rămân în funcțiune, iar CPU, sincronizarea RF și alte module I/O nu mai funcționează. Ieșirea din această stare este posibilă în două condiții: generarea unei întreruperi la intrarea P1.1, care are loc la apăsarea butonului SW1, și generarea unei întreruperi timer A, care are loc după cele opt secunde setate. În rutina de întrerupere a intrării P1.1, o întârziere pasivă (aproximativ 50 ms) este generată mai întâi pentru a suprima vibrația, apoi este inversată la starea inversă a liniei de control RFG, permițând controlul manual al activității RFG. Când apare o întrerupere a temporizatorului A (întrerupere TA0), procedura de digitizare a ieșirii amplificatorului fotocurent este efectuată în următoarea secvență. Mai întâi, sunt efectuate patru digitizări cu LED-ul IR stins, apoi patru digitizări cu LED-ul aprins. Ulterior, se face media acestor digitizări. În cele din urmă, se formează două variabile: L este valoarea medie când LED-ul IR este stins și D este valoarea medie când LED-ul IR este aprins. Digitalizarea cvadruplă și media lor se realizează pentru a exclude posibilitatea alarmelor false ale senzorului. În același scop, se construiește un alt lanț de „obstacole”. fals pozitiv senzor, plecând de la blocul de comparare a variabilelor L și D. Aici formulăm conditie necesara operație: L - D > x, unde x este pragul de funcționare. Valoarea lui x este aleasă empiric din motive de insensibilitate (de exemplu, la praf) și funcționare garantată la intrarea fumului. Dacă condiția nu este îndeplinită, LED-ul și RFG se sting, indicatorul de stare a senzorului (AF) și contorul SC sunt resetate. După aceea, cronometrul A este setat să reia activitatea activă după opt secunde, iar MK este comutat în modul LPM3. Dacă condiția este îndeplinită, se verifică starea senzorului. Dacă a funcționat deja (AF = „1”), atunci nu trebuie efectuate alte acțiuni, iar MK este imediat comutat în modul LPM3. Dacă senzorul nu s-a declanșat încă (AF = „0”), atunci contorul SC este incrementat pentru a număra numărul de îndepliniri detectate ale condiției de declanșare, care Mai multîmbunătățește imunitatea la zgomot. O decizie pozitivă de a declanșa senzorul este luată după detectarea a trei condiții de declanșare la rând. Cu toate acestea, pentru a evita o întârziere excesivă a fumului, timpul de așteptare este redus la patru secunde după prima condiție de declanșare și la o secundă după a doua. Algoritmul descris este implementat de un program disponibil.

În concluzie, determinăm curentul mediu consumat de senzor. Pentru aceasta, tabelul 1 conține date pentru fiecare consumator: curentul consumat (I) și durata consumului acestuia (t). Pentru consumatorii care funcționează ciclic, ținând cont de pauza de opt secunde, consumul mediu de curent (μA) este I × t/8 × 10 6 . Însumând valorile găsite, găsim curentul mediu consumat de senzor: 2 μA. Aceasta este foarte bun rezultat. De exemplu, atunci când utilizați baterii cu o capacitate de 220 mAh, timpul de funcționare estimat (excluzând autodescărcarea) va fi de aproximativ 12 ani.

Tabelul 1. Consum mediu de curent, ținând cont de o pauză de opt secunde în funcționarea senzorului

ESEU

Scopul lucrării: dezvoltarea unui sistem cu microprocesor bazat pe un microcontroler, un sistem de alarmă de incendiu pentru 11 detectoare de incendiu. Când unul dintre senzorii de alarmă de incendiu este declanșat, se primește un semnal codat prin canalul radio, care asigură pornirea semnalului și indică numărul senzorului declanșat.

Introducere

1. Descrierea obiectului și specificația funcțională

2. Descrierea resurselor MC

2.1 Atribuirea pinului

2.2 Execuția microcontrolerului

2.3 Caracteristicile microcontrolerelor din seria PIC16F X

2.4 Caracteristici periferice, caracteristici speciale, tehnologie

2.5 Caracteristici de performanță

3. Dezvoltarea algoritmilor dispozitivelor

4. Asamblare

5. Descrierea unităţilor funcţionale ale MPS şi algoritmul de interacţiune a acestora

6. Descrierea alegerii bazei elementului și a funcționării schemei de circuit

Concluzie

Bibliografie

anexa a

Anexa B

Anexa B

Anexa D

Anexa D

INTRODUCERE

Recent, în țara noastră, și, poate, în întreaga lume, problema siguranței obiectelor a devenit cea mai urgentă. Sistemele electronice de alarmă de incendiu reprezintă unul dintre principalele obstacole în calea unui incendiu.

Sisteme moderne de securitate integrate.

În legătură cu utilizarea pe scară largă a componentelor electronice moderne și a metodelor digitale de prelucrare a informațiilor, există o „intelectualizare” semnificativă a mijloacelor tehnice. Aceste mijloace încetează să mai fie doar auxiliare și capătă noi proprietăți. Modern mijloace tehnice apărările pot fi utilizate ca un sistem complet integrat sau un sistem format din componente independente funcțional.

Tendințele de dezvoltare a electronicii și ingineriei electrice bazate pe microminiaturizare necesită utilizarea unei game largi de dispozitive și produse de putere redusă și de dimensiuni reduse (convertoare, transformatoare, amplificatoare, filtre, stabilizatoare, redresoare etc.) realizate pe un noua bază constructivă a ERE. Realizările științei și tehnologiei pe stadiul prezent evoluțiile în domeniul tehnologiei electronice pot reduce semnificativ caracteristicile de greutate și dimensiune ale dispozitivelor electronice considerate. În prezent, designul REE, REU și ERE se caracterizează printr-o creștere bruscă a utilizării LSI, ceea ce face posibilă, de asemenea, reducerea volumului dispozitivelor și, în același timp, îmbunătățirea caracteristicilor lor de calitate, fiabilitate și durabilitate.

Sistemele de incendiu de mare capacitate sunt utilizate în mod obișnuit pentru siguranță mari intreprinderi, bănci, hoteluri și se caracterizează prin faptul că deservesc de la câteva sute la câteva mii de senzori (detectoare). În același timp, este necesar să se controleze nu numai senzorii, ci și alt fel dispozitive care controlează funcționarea sistemului.

Microcontrolerele din seria PIC sunt ideale pentru organizarea și dezvoltarea întreprinderilor mici și mijlocii din domeniul producției de echipamente electronice. Cu timp de muncă minim și Bani puteți configura cu ușurință producția de mini-ATS, blocare de telefon, senzori de alarmă „inteligenti”, sisteme de control acces, electronice auto etc. Mai mult, în astfel de produse, între 30 și 90 la sută din sarcina funcțională este suportată de software care poate fi ușor modificată și adaptată la nevoile consumatorului.

De o importanță nu mică este capacitatea de a proteja codul programului de copierea sau modificarea neautorizată. Prezența acestei opțiuni protejează în mod eficient drepturile dezvoltatorului și producătorului și este deosebit de importantă în Ucraina, unde aceste drepturi sunt încălcate sistematic. Pentru radioamatorii, microcontrolerele PIC sunt interesante și datorită accesibilității și ușurinței de dezvoltare și utilizare, precum și datorită faptului că le deschid noi zone de creativitate nevăzute până acum. Un radioamator este eliberat de munca neproductivă menită să selecteze și să caute componente adecvate, dezvoltând circuite complexe implementate pe microcircuite logice dure. Designul dispozitivului în sine este mult simplificat și fiabilitatea este crescută.

În acest proiect de curs, un sistem bazat pe microprocesor bazat pe un microcontroler este implementat pentru a controla o alarmă de incendiu. Proiectul se bazează pe microcontrolerul PIC16F84A.

1. Descrierea obiectului și specificația funcțională

Dispozitivul propus - modulator și demodulator pe două microcontrolere poate funcționa împreună cu un emițător și un receptor cu modulație de frecvență sau amplitudine. Dispozitivul controlează adăugarea la fiecare secundă a impulsurilor de la senzorii de alarmă de incendiu. Starea a 11 senzori este monitorizată. Când impulsurile de control dispar din cauza unei distanțe semnificative față de obiect sau emițătorul este oprit, se activează un semnal sonor. După declanșarea unei alarme, este posibil să se determine care dintre parametrii sau senzorii au declanșat alarma.

Specificații funcționale

Deoarece dispozitivul conține două structuri complete, vom analiza fiecare structură separat:

Modulator

A. 11 detectoare de incendiu pentru deschidere

A. la modulatorul transmițătorului

b. purtător pornit

3. Funcții

A. colectarea de informații de la detectoare de incendiu (detectoare)

b. porniți purtătorul transmițătorului

Cu. transmiterea semnalelor către modulatorul emițătorului

d. prelucrarea caracteristicilor de timp ale funcționării dispozitivului și transmisiei sub formă de frecvență

Demodulator

A. de la comparatorul receptor

b. butonul de pornire (pornire)

A. emițător de sunet

b. indicator cu șapte segmente

3. Funcții

A. primirea semnalelor de control de la comparatorul receptorului

b. prelucrarea informatiilor primite

c. semnal sonor „Alarmă” către emițătorul de sunet

d. transmiterea informațiilor către un indicator cu șapte segmente care indică obiectul activării alarmei și funcționarea dispozitivului

2. Descrierea resurselor MK

2.1 Atribuirea pinului

Locația pinilor microcontrolerului PIC16F84A este prezentată în fig. unu.

Orez. 1 - Locația pinii microcontrolerului PIC16F84A

2.2 Execuția microcontrolerului

Microcontrolerul este disponibil în două tipuri de cazuri.

Locația știfturilor și dimensiunile structurale ale diferitelor cazuri sunt prezentate în Fig. 2 și Fig.3.

Orez. 2 - Dimensiunile structurale ale microcontrolerului PIC16F84A (versiunea 1)

Orez. 3 - Dimensiunile structurale ale microcontrolerului PIC16F84A (versiunea 2)

2.3 Caracteristici ale seriei de microcontrolere PIC16F

Caracteristici CPU RISC de înaltă performanță:

Doar 35 de comenzi de operare cu un singur cuvânt pentru recunoaștere

Toate bucle de instrucțiuni unice, cu excepția ramurilor de program, care sunt în două bucle

Viteza de acțiune: DC - 20 MHz intrare temporizare DC - ciclu de instrucțiuni de 200 ns

1024 de cuvinte din memoria programului

68 de octeți de date RAM

64 de octeți EEPROM de date

Comenzi late de 14 biți

Octeți de date de 8 biți

15 Funcții speciale de înregistrare hardware

Stivă hardware adâncă de opt orizontale

Moduri de adresare directă, indirectă și relativă

Patru surse de întrerupere:

Ac extern RB0/INT

TMR0 Timer Exces

PORTB<7:4>modificarea întreruperii este activată

Scrieți datele EEPROM complet

2.4 Caracteristici periferice, caracteristici speciale, tehnologie

Caracteristici periferice

13 intrări I/O cu control individual al direcției

Ieșire/sursă de deșeuri cu curent ridicat pentru ieșire directă

25 deșeuri maxime de ieșire mA. pentru direcție

Sursa de 25 mA max. pentru direcție

TMR0: cronometru/contor pe 8 biți cu prescaler programabil din 8 piese

Caracteristici speciale Microcontroler :

10.000 de cicluri de ștergere/scriere FLASH îmbunătățit

Memorie tipică de program

10.000.000 de cicluri tipice de ștergere/scriere EEPROM

Memorie de date tipică

Conținut de date EEPROM > 40 de ani

Circumference Serial Programming™ (ICSP™) inclusă – prin două intrări

Resetare la pornire (POR), cronometru putere mare (PWRT)

Temporizator de pornire a oscilatorului (OST)

Timer (WDT) watchdog cu propriul RC Shard inclus

Oscilator pentru acțiune fiabilă

Protecție prin cod

Metoda SHA de economisire a energiei

Opțiuni de oscilator selectabile

CMOS Extended FLASH/EEPROM

Tehnologie:

Putere redusă, tehnologie de mare viteză

Proiect complet imobil

Pe tot intervalul de tensiune de operare:

Comercial: 2,0 V 5,5 V

Industrial: 2,0 V 5,5 V

Consum redus de energie:

- < 2 mA типично @ 5V, 4 мгц

15 ??? tipic @ 2V, 32 kHz

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

2.5 Caracteristici de performanta

Temperatura mediu inconjurator sub polarizare-55°C +125°C

Temperatura de depozitare -65°C +150°C

Tensiune la orice intrare relativ la VSS (cu excepția VDD, MCLR și RA4) -0,3 V (VDD + 0,3 V)

Tensiune la VDD relativ la VSS -0,3 +7,5V

Tensiunea la MCLR în raport cu VSS (1) . -0,3 +14V

Tensiune la RA4 în raport cu VSS -0,3 până la +8,5V

Consumul total de energie (2) .800mW

Curent maxim în afara intrării. 150mA

Curent maxim de intrare VDD100 mA

Clemă de curent de intrare, IIK (VI< 0 или VI >VDD)?????????????????????????????????????????????????????? ??? ??????????????????????????????????????????????????? ?????? ????????????????????????? ??20 mA

Propunem o schemă universală alarmă anti-efracție pe un mic microcontroler ATTINY-13 cu 8 pini, cu toată simplitatea sa, implementează multe moduri de operare convenabile.

Schema schematică a dispozitivului de securitate

Funcționarea algoritmică a circuitului

1. Când alimentarea este pornită, după 10 secunde, circuitul trece în modul armat, semnalând acest lucru prin aplicarea unui impuls de 0,5 secunde sirenei (cu condiția ca buclele să fie închise pe carcasă) și alimentarea LED-ului este alimentată. care afișează „starea” sistemului.

1.1. Dacă în momentul trecerii la modul armat una dintre bucle este întreruptă, atunci sirena primește trei impulsuri cu o durată de 0,5 secunde și un interval de 0,5 secunde, iar LED-ul „stare” începe să clipească 1 dată (dacă bucla Nu .1 este rupt), de 2 ori (dacă bucla nr. 2 este întreruptă) și de 3 ori (dacă bucla nr. 1 și nr. 2 sunt întrerupte) pentru o durată de 1 secundă și un interval de 0,5 secunde cu o pauză de 4 secunde, modul de securitate nu este activat.

2. Dacă bucla #1 se întrerupe în modul armat, atunci cu o întârziere de 3 secunde (pentru dezarmarea manuală), începe notificarea (un impuls către sirenă care durează 60 de secunde și un impuls de 3 secunde către LED-ul optocuplerului).
LED-ul „stare” începe să clipească așa cum este indicat în paragraful 1.1.

2.1. Dacă, din momentul primei întreruperi a buclei nr. 1, în 3 minute bucla nu este restabilită, atunci se emite o notificare repetată.

2.2. Dacă, din momentul primei întreruperi a buclei nr. 1, în 6 minute bucla nu este restabilită, atunci se emite o notificare repetată.

2.3 Dacă, din momentul primei întreruperi a buclei nr. 1, bucla nu este restabilită în 7 minute, atunci 6 impulsuri cu durata de 3 secunde cu o frecvență de 60 de minute sunt alimentate LED-ului optocuplerului. Pentru perioada de rupere a buclei nr. 1, securitatea se realizează de-a lungul buclei nr. 2.

2.4 Dacă în timpul proceselor de notificare pe bucla nr. 1 are loc o întrerupere a buclei nr. 2, atunci notificarea pe bucla nr. 2 are loc cu o întârziere de 60 de secunde.

2.5 Dacă după 60 sec. după prima pauză, bucla nr. 1 este restabilită pentru o perioadă de 10 secunde, în orice etapă, apoi după 10 secunde. circuitul continuă să funcționeze cu elementul 2, cu excepția LED-ului „de stare”, care își amintește că bucla nr. 1 a fost întreruptă (repetarea articolului 2.5 este posibilă de cel mult 10 ori).

3. Dacă bucla #2 se întrerupe în modul armat, pornește o alertă (un impuls către sirenă care durează 60 de secunde și un impuls care durează 3 secunde către LED-ul optocuplerului). LED-ul „stare” începe să clipească așa cum este indicat în paragraful 1.1.

3.1. Dacă, din momentul primei întreruperi a buclei nr. 2, în decurs de 3 minute bucla nu este restabilită, atunci se emite o notificare repetată.

3.2. Dacă, din momentul primei întreruperi a buclei nr. 2, în 6 minute bucla nu este restabilită, atunci se emite o notificare repetată.

3.3 Dacă, din momentul primei întreruperi a buclei nr. 2, bucla nu este restabilită în 7 minute, atunci 6 impulsuri cu durata de 3 secunde cu o frecvență de 60 de minute sunt alimentate LED-ului optocuplerului. Pentru perioada de rupere a buclei nr. 2, securitatea se realizează de-a lungul buclei nr. 1.

3.4 Dacă în timpul proceselor de notificare pe bucla #2 există o întrerupere în bucla #1, atunci notificarea pe bucla #1 are loc cu o întârziere de 60 de secunde.

3.5 Dacă după 60 sec. după prima pauză, bucla nr. 2 este restabilită pentru o perioadă de 10 secunde, în orice etapă, apoi după 10 secunde. circuitul continuă să funcționeze cu elementul 3, cu excepția LED-ului „de stare”, care își amintește că bucla nr. 2 a fost întreruptă (repetarea articolului 3.5 este posibilă de cel mult 10 ori).

Dezvoltare electronică de ultimă generație pentru module la distanță sistem de securitate și incendiu a permis obținerea celor mai buni indicatori de fiabilitate și imunitate excelentă la zgomot sistem electronicîn general. În conformitate cu termenii dumneavoastră de referință, Razrabotka PRO poate dezvolta orice electronică și poate realiza producția ulterioară de echipamente electronice la comandă, cu suport de proiect de înaltă calitate din partea dezvoltatorului. Toate lucrările sunt finalizate într-un timp rezonabil la cele mai bune prețuri, varianta posibila Dezvoltarea dispozitivelor este întotdeauna aleasă ținând cont de dorințele clientului.

Dispozitivul electronic adus în atenție a fost conceput pentru a crea un integrat sistem de securitate semnalizare folosind magistrala CAN industrial utilizată pentru schimbul de date între toate dispozitivele din sistem. Sistemul este format din următoarele dispozitive: un hub și dispozitive de control al echipamentelor de alimentare, precum și controlere de buclă și senzori. Utilizarea magistralei CAN a făcut posibilă asigurarea fiabilității operaționale și cea mai bună imunitate la zgomot a sistemului. Autobuzul CAN industrial, care este acum din ce în ce mai mult aplicare largăîn gestionarea dispozitivelor auto, elimină defecțiunile în pachetele de date primite de la diverse dispozitiveîn mediu industrial complicată de interferența de la echipamentele de alimentare și cablurile de alimentare.

Modulul de bucle și senzori (controler de bucle) vă permite să controlați mai multe bucle (cu comutatoare cu lame) și alți senzori: un senzor digital de temperatură, un senzor de umiditate relativă, un senzor de fum (fum), un senzor de incendiu, o deschidere a carcasei optice senzor. Modulul vă permite să redați semnale sonore, să măsurați tensiunea analogică, să detectați tastele Dallas iButton și să controlați automat un magnet sau un dispozitiv de deschidere a ușii.

Sistemul de alarma este format din urmatoarele module:

1. butuc;

2. Modul senzor (controller de senzori și bucle);

3. Modul de control;

4. Amplificator (repetor CAN).

Schema schematică a modulului „Controler de bucle și senzori ai alarmei de securitate”

Dezvoltarea electronicii s-a realizat folosind (ca control) microcontrolerul Atmel AVR 8-bit AT90CAN32. Alegerea se datorează interfeței hardware CAN încorporate. Modulul este alimentat de un convertor de tensiune MAX5035BASA datorită eficienței și fiabilității sale ridicate. Transceiver-ul CAN - MCP2551 de la Microchip asigură formarea și citirea nivelurilor logice pe magistrala CAN. Stabilizatorii de tensiune LM317LBD în incluziunea corespunzătoare sunt utilizați ca surse de curent stabil pentru alimentarea senzorilor de fum. Convertorul de putere 5V / 12V pentru senzori de fum este asamblat pe un cip unic LM2703MF, care este apreciat de mulți dezvoltatori și este foarte comun în prezent. Alte componente: emițător de sunet HC0905A, descărcare de gaz EC90X.

Modulul buclă și senzorul este format din două separate plăci de circuite imprimate asamblate pe rafturi din alamă și conectate printr-un conector standard de tip placă la placă. O astfel de decizie în dezvoltare dispozitiv electronic a permis utilizarea mai completă a spațiului interior al carcasei și, ca urmare, a făcut posibilă utilizarea unei carcase GAINTA standard cu dimensiuni și costuri mai mici. Fotografia prezintă plăcile modulului, conectate doar printr-un conector, fără rafturi.

Placa principală de circuit imprimat a modulului de buclă și senzor, găzduită într-o carcasă etanșă, conține toate componentele circuitului principal, cu excepția conectorilor și blocurilor de borne pentru cablurile externe și, de asemenea, nu are un convertor de putere de 12 V pentru senzori externi care necesită tensiunea de alimentare specificată pentru funcționarea lor.

Placa de circuit imprimat de sus a buclei și a modulului senzor cu conectori de prindere rapidă instalați pentru conectarea buclelor de securitate și a cablurilor de la senzori. Borne cu șuruburi sunt prevăzute pentru conectarea magistralei CAN. De asemenea, în fotografie puteți vedea un LED verde de semnal (sus) și o pereche optică - un LED IR și un fototranzistor IR (jos). Optocuplerul este utilizat ca senzor optic de deschidere a carcasei.

Pe reversul Placa de circuit imprimat de sus găzduiește un convertor de putere controlat pentru senzori externi care necesită o tensiune de alimentare de 12 V. Componentele convertorului de putere nu pot fi montate pe placă dacă nu este destinat să conecteze senzori speciali sau dispozitive externe care necesită alimentare de 12 V la modul.

Aici sunt prezentate atât plăcile flexibile, cât și plăcile cu senzori instalate într-o carcasă etanșă, folosind distanțiere din alamă pentru PCB (6 mm diametru, filet de 3 mm).

În total, modulul are 11 canale, pentru fiecare dintre ele setate separat informatii complete, care include identificatori ai regiunii, obiectului, locației de instalare și tipului de senzor conectat la canal.

Modulul senzor are cinci canale configurabile N0-N4 la care vă puteți conecta tipuri diferite bucle sau senzori: sonde cheie iButton (bucla este manevrată cu un rezistor de 30kΩ pentru a monitoriza o întrerupere a liniei), senzori digitali senzori de temperatură DS18S20 (fără șunt), senzori digitali de umiditate relativă HIH-4010 (fără șunt), dispozitive de potrivire pentru măsurarea tensiunii rețelei de curent alternativ (fără șunt), senzori de incendiu IP114-5-A, bucle cu comutatoare normal închise, bucle cu întrerupătoare cu lamelă deschisă.

Detectoarele de incendiu și ambele tipuri de bucle cu lame pot fi de trei subtipuri: fără rezistențe de control, un rezistor în serie și un rezistor în serie și rezistențe shunt pe fiecare comutator cu lame. Toate configurațiile folosesc rezistențe de 3kΩ. Selectarea tipului de senzor și a subtipului acestuia se face prin comenzi de la computerul de control, precum și orice alte setări ale sistemului în ansamblu. Toate buclele și senzorii sunt monitorizați pentru întreruperi și scurtcircuite. Modulele de sistem nu au comenzi - butoane, comutatoare, jumperi etc.

Modulul senzor are două canale speciale N8-N9, la care pot fi conectați senzori de fum IP212-58 (buclele sunt manevrate cu o rezistență de 30kΩ pentru a monitoriza întreruperile de linie). La fiecare astfel de intrare pot fi conectate până la 10 detectoare de fum. Modulul are încorporat un senzor optic de deschidere a carcasei, mesajele din care sunt transmise printr-un canal N10 separat. De asemenea, în modulul senzor sunt trei canale N5-N7, destinate să conecteze orice linii de la senzori cu ieșiri de tip „contact uscat”, închise în stare normală. Modulul senzor este echipat cu un emițător de sunet care poate fi setat să se alimenteze automat semnale sonore(de exemplu, la aplicarea tastei iButton) sau controlat prin comenzi de la un computer.

În timpul dezvoltării electronicii, acest dispozitiv a fost prevăzut cu o ieșire pentru conectarea unui releu electromagnetic, care poate fi controlat automat (când se aplică o cheie iButton cu un cod permis pentru un anumit modul) sau comenzi de la un computer.

Pentru a controla starea sistemului, este furnizată o ieșire către un LED cu două culori (circuit anti-paralel) pereche. Este posibil să conectați două LED-uri separate. În orice caz, fiecare LED poate fi controlat individual fie automat, fie prin comenzi de la un computer. În cazul controlului automat, LED-ul selectat clipește când tasta iButton este aplicată cititorului. Intrările modulului senzorului sunt protejate împotriva electricității statice. Pe placa modulului sunt instalate un descărcator de gaz și rezistențe pentru eliminarea electricității statice în creștere de pe liniile lungi de comunicație.

Atribuirea registrelor modulului senzor în zona RAM

000. Date canal 0 ADC.

001. Date ADC canal 1.

002. Date ADC canal 2.

003. Canal 3 date ADC.

004. Canal 4 date ADC.

005. Canal 8 date ADC.

006. Canal 9 date ADC.

007. Date ADC pentru linia de alimentare CAN.

009. Resetați senzorul de fum pe canalul 8. Starea normală este 0, trebuie scris un 1 pentru resetare.

010. Resetați senzorul de fum pe canalul 9. Starea normală este 0, trebuie scris un 1 pentru resetare.

011. Control releu. Dezactivat - 0, activat - 1. În mod implicit, când dispozitivul pornește, modul 0 este activat.

012. Mod de operare LED1. Pot fi utilizate următoarele valori: 0 - LED-ul stins, 1 - LED-ul aprins permanent, 2 - LED-ul clipește (pauză 1,5 sec., clipește 0,5 sec.), 3 - LED-ul clipește (pauză 0,5 sec., clipește 0,5 sec.). ), 4 - clipire unică a LED-ului cu durata de 0,5 secunde (la final, modul 0 este selectat automat - LED-ul este stins). În mod implicit, atunci când dispozitivul pornește, modul 0 este activat.

013. Mod de operare LED2. Controlul este similar cu cel al LED-ului 1. În mod implicit, atunci când dispozitivul pornește, modul 0 este pornit.

014. Controlul sunetului. Durata sunetului este specificată în ms x 10. Pentru a scoate un sunet cu o durată de 200ms, introduceți valoarea 20. Ieșirea sunetului nu limitează performanța dispozitivului.

015. Managementul LED-ului intern. 0 – LED-ul stins, 1 – LED-ul aprins permanent, 2 – LED-ul clipește (pauză 1 sec., clipește 1 sec.). În mod implicit, atunci când dispozitivul pornește, modul 2 este activat.

016. Un semn că dispozitivul nu a fost repornit. Când dispozitivul este pornit, este resetat 0. Atributul poate fi setat programatic la orice valoare necesară.

017. Zona rezervata pana la registrul 050 inclusiv.

051. Începutul zonei codului cheii iButton. 75 de chei a câte 6 octeți fiecare, în total 450 de registre, ultimul registru folosit este 499.

Alocarea registrelor modulului senzor în zona EEPROM

500. Adresa proprie a dispozitivului (implicit 255).

501. Mod de funcționare a dispozitivului: 1 – modul senzor, 0 – modul de comandă. Acest registru este doar pentru citire.

502. Numărul versiunii software (octet mare). Acest registru este doar pentru citire.

503. Numărul versiunii software (byte mic). Acest registru este doar pentru citire.

504. Configurarea rezistențelor și numărul de senzori pe bucla canalului N0. Valoarea zecilor din acest număr determină configurația rezistenței: 0 pentru nicio rezistență, 1 pentru o rezistență în serie, 2 pentru o rezistență în serie și rezistențe de șunt pe fiecare senzor. Valoarea unităților din acest număr determină numărul de senzori din buclă. De exemplu, numărul 24 înseamnă că numărul de configurație 2 (cu o serie de rezistență și rezistențe de șunt pe fiecare senzor) este selectat cu patru senzori conectați.

505. Configurația rezistențelor și numărul de senzori pe bucla de canal N1. Similar cu registrul 504 pentru configurarea canalului N0.

506. Configurarea rezistențelor și numărul de senzori pe bucla de canal N2. Similar cu registrul 504 pentru configurarea canalului N0.

507. Configurația rezistențelor și numărul de senzori pe bucla canalului N3. Similar cu registrul 504 pentru configurarea canalului N0.

508. Configurația rezistențelor și numărul de senzori pe bucla de canal N4. Similar cu registrul 504 pentru configurarea canalului N0.

509. Resetarea automată a detectoarelor de fum canal N8.

510. Resetarea automată a detectoarelor de fum canal N9.

511. Emiterea automată a semnalelor sonore.

512. Control automat al releului (tasta iButton).

513. Control automat al LED-ului 1 (tasta iButton).

514. Control automat al LED-ului 2 (tasta iButton).

515. Creșterea tuturor perioadelor de trimitere a mesajelor de N ori. Valorile 0 și 1 nu măresc perioadele de trimitere. Valoarea 2 - mărește toate perioadele de 2 ori, valoarea 3 - crește toate perioadele de 3 ori și așa mai departe.

516. Pornirea unui convertor suplimentar de tensiune de 12V pentru a alimenta senzorii externi conectați (1 - pornit, 0 - oprit).

551. Începutul zonei de identificare și selecția tipurilor de senzori de canal. Sunt 11 canale în total, câte 9 octeți fiecare, în total 99 octeți, ultimul registru utilizat este 649. Scopul informațiilor pentru fiecare canal este: regiune - 2 octeți, obiect - 2 octeți, locație - 4 octeți, tip senzor - 1 octet.

650. Începutul zonei de coduri cheie iButton. 25 de chei a câte 6 octeți fiecare, în total 150 de registre, ultimul registru folosit este 799.

800. Începutul intervalului de perioade de transmitere a mesajelor pe tipuri (perioadele de trimitere se stabilesc separat pentru fiecare canal). Total 11 canale de 12 tipuri de mesaje, total 132 registre, ultimul registru folosit este 931. Valorile de trimitere sunt înregistrate în secunde. Valoarea maximă este de 255 de secunde. Multiplicatorul din registrul N515 vă permite să măriți perioadele de trimitere a mesajelor de până la 255 de ori. Astfel, valoarea maximă a perioadelor de trimitere poate fi mărită la 65025 secunde, adică mai mult de 18 ore.

Selectarea tipului de senzor

0 - Fără senzor, mesajele de pe canalul corespunzător nu sunt transmise (canalul este dezactivat).

1 - Senzori (comutatoare Reed) cu contacte normal închise. Buclele pot fi monitorizate pentru circuite deschise și scurtcircuite dacă este selectat numărul de configurație 2 (cu o serie de rezistențe și rezistențe de șunt pe fiecare senzor). Buclele pot fi monitorizate pentru un scurtcircuit numai dacă este selectată configurația numărul 1 (cu un rezistor în serie). Buclele nu sunt monitorizate pentru întreruperi și scurtcircuite dacă este selectat numărul de configurație 0 (fără rezistențe). Senzorii pot lua o stare normală și o stare declanșată. Sunt emise mesaje: 1 - stare normală, 2 - funcționare, 3 - scurtcircuit, 4 - întrerupere de linie.

2 - Detector de fum. Bucla este monitorizată pentru rupere și scurtcircuit. Sunt emise mesaje: 1 - stare normală, 2 - funcționare, 3 - scurtcircuit, 4 - întrerupere de linie. Necesită o rezistență de șunt de 30 kΩ. După declanșarea senzorului și transmiterea mesajului corespunzător, senzorul revine automat la starea inițială în 3 secunde, corespunzător normei, prin întreruperea alimentării senzorului, dacă permisiunea pentru resetare automată este setată în registrele de configurare. . În caz contrar, resetarea senzorului la starea sa inițială se realizează prin scrierea unei comenzi în registrul de control corespunzător.

3 – Tasta iButton. Bucla este monitorizată pentru o pauză. Sunt emise mesaje: 1 - stare normală, 7 - cod cheie, 3 - scurtcircuit, 4 - întrerupere de linie. În cazul recunoașterii și transmiterii codului cheii, câmpul de date al mesajului va conține 6 octeți din codul citit de la cheie. În funcție de setări este posibil control automat LED-uri și sunet. Dacă codul cheii se potrivește cu unul dintre codurile cheii stocate în memoria modulului senzorului în zona EEPROM (25 de taste) sau RAM (75 de taste), atunci releul poate fi controlat automat conform setărilor.

4 – Senzor de temperatură Dallas DS18S20. Bucla este monitorizată pentru rupere și scurtcircuit. Sunt emise mesaje: 5 - temperatură, 3 - scurtcircuit, 4 - întrerupere de linie. Nu este nevoie de rezistență de șunt. În cazul unei transmisii de temperatură, câmpul de date al mesajului va conține 2 octeți de cod (cei 4 octeți rămași vor fi întotdeauna 0). Primul octet determină semnul temperaturii: 0 - peste zero, 1 - sub zero. Al doilea octet conține valoarea temperaturii în grade Celsius.

5 – Senzor de umiditate Honeywell HIH-4010. Bucla este monitorizată pentru rupere și scurtcircuit. Se emit mesaje: 6 - umiditate, 3 - scurtcircuit, 4 - întrerupere de linie. Nu este nevoie de rezistență de șunt. În cazul trimiterii unui mesaj despre umiditate, câmpul de date va conține 1 octet de cod - valoarea umidității relative a aerului. Cei 5 octeți rămași în câmpul de date vor fi întotdeauna 0.

6 - Tensiune alternativă (măsurată printr-un adaptor conectat la intrarea corespunzătoare cu izolare galvanică). Bucla este monitorizată pentru un scurtcircuit. Sunt emise mesaje: 1 - stare normală, 3 - scurtcircuit, 4 - întrerupere de linie, 8 - tensiune de linie. Nu este necesar un rezistor shunt suplimentar (este instalat pe placa dispozitivului potrivit). În cazul transmiterii mesajului „tensiune pe linie”, câmpul de date va conține 1 octet de cod - valoarea tensiunii AC la intrarea adaptorului, împărțită la 10. Adică la o tensiune de 220V , se va transmite 022, la o tensiune de 430 V, se va transmite 043. Cei 5 octeți rămași în câmpul de date vor fi întotdeauna 0.

7 - Senzor de incendiu. Funcționează și este controlat în același mod ca bucla de tip 1 (senzori cu contacte normal închise). Acest tip de senzor necesită și configurarea rezistențelor de monitorizare conectate și numărul de senzori.

8 - Senzori (comutatoare reed) cu contacte normal deschise. Buclele pot fi monitorizate pentru circuite deschise și scurtcircuite dacă este selectat numărul de configurație 2 (cu o serie de rezistențe și rezistențe de șunt pe fiecare senzor). Buclele pot fi monitorizate pentru un scurtcircuit numai dacă este selectată configurația numărul 1 (cu un rezistor în serie). Buclele nu sunt monitorizate pentru întreruperi și scurtcircuite dacă este selectat numărul de configurație 0 (fără rezistențe). Senzorii pot lua o stare normală și o stare declanșată. Sunt emise mesaje: 1 - stare normală, 2 - funcționare, 3 - scurtcircuit, 4 - întrerupere de linie.

9 – senzor optic deschiderea carcasei (numai canalul 10).

Tipuri de mesaje ale modulelor senzori:

1. Stare normală;

2. Activare senzor;

3. Scurtcircuit al buclei;

4. Rupere de linie buclă;

5. Temperatura;

6. Umiditate relativă aer;

7. Cod cheie iButton;

9. Inclus;

10% mai puțin;

11. Curent de linie.

Actualizare software pentru modulul de la distanță

Pe toate modulele utilizate în sistem sunt instalate programe speciale de încărcare care vă permit să actualizați de la distanță program de lucru orice modul fără a perturba funcționarea sistemului în ansamblu. Programul este actualizat conform protocolului X-modem standard cu control și corectare a erorilor, precum și verificarea corectitudinii înregistrării programului în memoria microcontrolerului.

Aceasta alarma antiefractie este conceputa pentru a proteja spatiul (subsol) folosind 2 tipuri de senzori.
1 tip de senzori este realizat din contact magnetic IO102-2 (SMK1). Este fie instalat standard pe ușă (în dulap), fie un magnet (neodim) este lipit de un lacăt, iar întrerupătorul cu lame este fixat în tocul ușii (vis-a-vis). Și orice manipulare a încuietorii va declanșa garda.
2 senzori - senzor infrarosu mișcare (detector) tip Reflex. Se instalează în incinta protejată. În caz de incendiu sau de intrare neautorizată printr-un compartiment despărțitor, subteran etc.

principial schema circuitului dispozitivul este prezentat în Fig.1

Diagrama schematică a generatorului extern de sirenă (G) este prezentată în Fig.2

Dimensiunile totale ale dispozitivului sunt prezentate în Fig.3

Vederea instalării este prezentată în Fig.4

Algoritm de funcționare a dispozitivului

Porniți armarea (S1), LED-ul verde se va aprinde și LED-ul galben va clipi rapid și soneria va emite. După ~ 50 de secunde Galben se stinge dacă încuietoarea este în poziție și nimeni nu se profilează în fața detectorului IR. Securitatea intră în standby. Doar verde este aprins.
- dacă lacătul este rotit pentru a se deschide sau a se rupe, Garda va funcționa - Galben se va aprinde, soneria va emite un bip și se va aprinde. sirena externă. Dacă încuietoarea revine în poziția inițială, galbenul se va stinge (după 2 impulsuri), dar roșu se va aprinde (declanșatorul a fost „Memorie”)
- dacă există un efect termic asupra senzorului IR din interiorul camerei, atunci (de 3 ori) galben și sunetul se vor aprinde. După ce expunerea se oprește, totul se stinge și se aprinde roșu („Memorie”).
- pentru a „reseta” Guard trebuie să-l opriți. alimentare (S1) pentru mai mult de 5 sec. și pornește-l din nou.
- puteți opri activarea automată a sirenei externe cu comutatorul S3 (Oprit) și porniți sirena manual (contorizat) cu butonul S4.

Programul PIC16F628 a fost scris acum 5 ani... și hex tocmai a fost copiat de pe cristal

Lista elementelor radio