Dispositivo di sicurezza a microcontrollore. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Il dispositivo offerto all'attenzione dei lettori può essere utilizzato per proteggere sia un appartamento o un ufficio, sia un'intera impresa, dove il numero di porte è di molte decine. Consiste di cinque parti funzionali: quattro blocchi del microcontrollore e il blocco dei dispositivi esecutivi che sono identici nello schema e funzionano indipendentemente l'uno dall'altro.

Riso. 1 (clicca per ingrandire)

Lo schema a blocchi del microcontrollore è mostrato in fig. 1. La sua base è il microcontrollore ATmega8535-16PI (DD1). La frequenza di clock è impostata dal risonatore al quarzo ZQ1. Gli interruttori SA1 ("Sicurezza"), SA2 ("Suono") e il LED HL1, che funge da indicatore dell'attivazione della modalità armata, sono collegati alla porta PD. I segnali provenienti dalle linee di questa porta controllano anche l'emettitore sonoro e il relè dell'unità attuatore.

I finecorsa SF1-SF24 installati sulle porte e i LED HL2-HL25 sul pannello di controllo del dispositivo sono collegati alle porte РВ, РА, РС del microcontrollore. L'utente (operatore, dispatcher) controlla visivamente lo stato di ciascuna porta tramite lo stato del LED corrispondente. Se la porta comandata è chiusa, i contatti del finecorsa ad essa collegato meccanicamente sono aperti e il led corrispondente a tale porta è spento. Quando la porta viene aperta, i contatti dell'interruttore si chiudono e il LED inizia a lampeggiare.

L'alimentazione viene fornita ai LED HL2-HL25 tramite una chiave elettronica su un transistor VT1, che è controllato da un segnale dalla linea PD7 (pin 21) del microcontrollore. Il resistore R4 limita la corrente attraverso il LED HL1, i resistori R6-R13, R16-R31 - la corrente attraverso i LED HL2-HL25. La tensione di alimentazione di 5 V viene fornita dall'attuatore tramite il pin 4 del connettore XP1. Attraverso i propri contatti 1 e 2, questo blocco riceve i segnali "Utilizza dispositivo". ("Dispositivo di esecuzione") e "Suono", generato dal microcontrollore. I condensatori C1 e C2 filtrano l'ondulazione nel circuito di potenza.

Riso. 2 (clicca per ingrandire)

Lo schema a blocchi dei dispositivi di azionamento è riportato in fig. 2. Gli zoccoli XS1-XS4 sono progettati per collegare le unità microcontrollore. Le funzioni del blocco in questione sono il controllo degli attuatori tramite il relè K1 e l'attivazione di un allarme acustico. Il relè K1 è controllato da una chiave elettronica realizzata sui transistor VT1, VT2. Il relè è attivato se il segnale "Usa dispositivo". in qualsiasi presa (pin 1) ha un livello di log. 0. L'allarme acustico si attiva se lo stesso livello acquisisce il segnale "Sound" (pin 2). La tensione di alimentazione di 5 e 12 V viene fornita attraverso i contatti del connettore XP1. Gli interruttori SA1, SA2 vengono utilizzati per scollegare dai circuiti di controllo, rispettivamente, il relè K1 e la sirena piezoelettrica HA1.

Il dispositivo nel suo complesso può operare in due modalità: controllo dello stato delle porte e protezione.

L'algoritmo di funzionamento nella modalità di controllo dello stato della porta è il seguente. Lascia che tutte le porte dell'oggetto protetto siano chiuse (i finecorsa SF1 - SF24 nell'unità microcontrollore sono aperti), l'interruttore SA1 ("Sicurezza") è in posizione "Off", SA2 ("Suono") - "On", impostato nella stessa posizione e interruttore SA2 ("Suono") nel blocco dei dispositivi esecutivi. Dopo l'applicazione della tensione di alimentazione durante l'inizializzazione del microcontrollore DD1, viene scritto un log su tutti i bit delle porte Pv, RA, PC. 1. Tutti i LED spenti, segnale "Utilizza dispositivo". (al pin 14) ha un livello di log. 1. Al pin 21 viene generato un segnale ad onda quadra (meander) con un periodo di circa 1 s.

Mettiamo d'accordo che il finecorsa SF1 e il led HL2 corrispondono alla porta n° 1, SF2 e HL3 corrispondono alla porta n° 2, ecc. Se si apre la porta n° 1 i contatti dell'interruttore SF1 si chiuderanno, il led HL2 inizierà a lampeggiare con un periodo di circa 1 s, e l'emettitore sonoro HA1 nel blocco dei dispositivi esecutivi emetterà un segnale intermittente con una durata di circa 3 s. Analogamente, all'apertura della porta n. 2, l'interruttore SF2 si chiuderà, il LED HL3 inizierà a lampeggiare, suonerà un segnale acustico della stessa durata, ecc. Posizionando l'interruttore SA2 ("Sound") in posizione "Off" . porterà al fatto che quando un qualsiasi finecorsa è chiuso (cioè quando la porta su cui è montato è aperta), il LED corrispondente si limiterà a lampeggiare.

Il dispositivo entra in modalità armata 10 s dopo aver impostato l'interruttore SA1 dell'unità microcontrollore in posizione "On". Se il perimetro dell'oggetto protetto è ampio ed è impossibile chiudere tutte le porte entro il tempo specificato, è necessario farlo in anticipo, prima che l'oggetto venga armato. Quando i contatti di uno qualsiasi dei finecorsa SF1-SF24 sono chiusi in questa modalità (ovvero compare un segnale log. 0 sulla riga corrispondente delle porte PB, PA, PC del microcontrollore), dopo 10 nel blocco di esecuzione dispositivi sono in posizione "On"). Allo stesso tempo, il livello di registro viene impostato sul pin 1 del microcontrollore DD2. 14 e il relè K1 è attivato nell'attuatore.

L'allarme si attiverà anche se uno qualsiasi dei finecorsa viene chiuso anche per breve tempo (ad esempio se la porta corrispondente viene aperta e subito richiusa). Se un "amico" appare sull'oggetto protetto, per evitare di attivare un allarme all'apertura di una qualsiasi delle porte protette, deve avere il tempo di portare l'interruttore SA10 dell'unità microcontrollore in posizione "Off" in 1 secondi . È chiaro che l'accesso a questo interruttore e agli interruttori SA1, SA2 dell'attuatore deve essere limitato.

I contatti del relè K1 possono essere utilizzati per chiudere i circuiti di controllo o alimentare vari attuatori, ad esempio i meccanismi di blocco delle porte o per attivare una sirena (ululante).

Un programma scritto in linguaggio assembly occupa solo circa 0,4 KB della memoria del programma del microcontrollore DD1. Dopo averlo compreso, è possibile modificare il periodo di lampeggio del LED HL1, la durata del segnale acustico nella modalità di controllo dello stato della porta, il tempo fino all'inserimento del dispositivo e il tempo di ritardo per l'attivazione dell'allarme.

Il dispositivo utilizza resistori S2-33N, ma è possibile utilizzarne altri con la stessa potenza di dissipazione e una deviazione di resistenza consentita dal valore nominale non superiore a ± 5%. Condensatore C1 - ossido K50-35 o simile importato, C2-C5 - ceramica K10-17a (il primo è montato in prossimità delle uscite di potenza del microcontrollore DD1). Interruttori SA1, SA2 in tutti i blocchi - interruttori a levetta MTD1, relè K1 - versione RES48B RS4.590.202-01 (resistenza dell'avvolgimento - 85 ... 115 Ohm, corrente di funzionamento - non più di 52 mA). È possibile utilizzare qualsiasi altro relè con una tensione operativa di 12 V e contatti progettati per la commutazione di carichi (attuatori).

Finecorsa SF1-SF24 - qualsiasi design adatto. Gli interruttori reed di apertura o commutazione sono molto comodi da usare (sono installati sugli architravi delle porte, ei magneti permanenti che li controllano sono sulle porte stesse in modo che gli interruttori reed si aprano quando sono chiusi). La sirena HA1 è un HPM14AX piezoelettrico con un generatore AF integrato o simile con una tensione operativa di 12 V. LED - qualsiasi.

Assemblato con parti riparabili e senza errori di installazione, il dispositivo di regolazione non richiede ed è operativo alla prima accensione.

I codici e il codice sorgente del programma del microcontrollore del dispositivo di sicurezza (file ohran.hex, ohran.asm) possono essere scaricati da ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/06/ohrana96.zip.

Autore: S. Shishkin

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