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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Sistema di sicurezza per auto con tracciamento satellitare delle coordinate e trasmissione delle notifiche tramite canale GSM. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Sicurezza e protezione La comparsa sul mercato di moduli relativamente economici per la costruzione di modem GSM e ricevitori di segnali dai sistemi di navigazione satellitare GLONASS e GPS consente di creare progetti relativamente semplici con indicatori di buona qualità, in grado di determinare con precisione le coordinate attuali di un oggetto, per esempio un'auto e trasmettendoli attraverso i canali di comunicazione cellulare. Il dispositivo proposto utilizza moduli già pronti che hanno un ricco set di funzioni e un design che consente l'installazione con un saldatore convenzionale. Nonostante il sistema sia stato progettato per l'utilizzo in automobile, modificando i programmi dei microcontrollori in esso presenti, può essere facilmente adattato per altre applicazioni, ad esempio per il tracciamento di animali di grossa taglia. L'insieme delle funzioni di sicurezza in esso previste può essere facilmente modificato senza collegare i sensori corrispondenti e rimuovere elementi dal segnalatore che non sono necessari per la sua manutenzione. Non è necessario apportare modifiche al programma del microcontrollore. Semplificando in questo modo il segnalatore, è possibile utilizzarlo, ad esempio, per sapere costantemente dove si trova un bambino che è andato a fare una passeggiata. Il computer a cui è collegata l'unità base del sistema tramite interfaccia Bluetooth indica la posizione dell'oggetto sulle mappe del programma Google Earth o del programma SASPlanet distribuito gratuitamente. È anche possibile trasmettere informazioni sulla posizione di un oggetto ad un telefono cellulare su cui è installato un programma di navigazione, ad esempio Navitel 3.5.0. In linea di principio, la posizione di un oggetto può essere monitorata utilizzando qualsiasi dispositivo con un programma di navigazione dotato di Bluetooth. Il sistema è composto da due blocchi: il beacon stesso, installato sull'oggetto monitorato, e il blocco base. Quest'ultimo è il leader in tutte le modalità e il faro è lo schiavo. Eseguendo i comandi del leader, determina le coordinate dell'oggetto dai segnali dei satelliti di navigazione dei sistemi GLONASS e GPS e li trasmette tramite il canale GSM. In modalità sicurezza, il segnalatore invia messaggi vocali sulle situazioni di allarme tramite lo stesso canale. I numeri telefonici a cui vengono inviati i comandi e trasmesse le informazioni devono essere preregistrati nelle SIM card installate nei modem GSM del beacon e dell'unità base. La modalità principale dell'unità base è ricevere le coordinate dal beacon e poi trasmetterle tramite l'interfaccia Bluetooth a un computer o altro dispositivo che le visualizzi sulla mappa. I messaggi audio possono essere ricevuti anche da un normale telefono cellulare. È possibile utilizzare schede SIM diverse oppure la stessa nell'unità base e nel telefono. Per ricevere i segnali GLONASS/GPS, il radiofaro è dotato di un'antenna attiva. Con esso si determinano le coordinate di un'auto dotata di faro anche quando è parcheggiata in un garage. Se ciò non è necessario, è possibile utilizzare un'antenna passiva. Ciò richiederà modifiche minime al ricevitore GLONASS/GSM, rimuovendo da esso la bobina attraverso la quale viene fornita alimentazione all'antenna attiva. Il beacon fornisce l'identificazione del numero da cui è stata effettuata la chiamata in arrivo, eliminando la possibilità che persone non autorizzate accedano al sistema. Poiché tutti i numeri sono memorizzati nelle carte SIM, possono essere modificati senza interferire con i programmi del microcontrollore. Se l'operatore cellulare offre la possibilità di rispondere con un messaggio SMS a una richiesta USDC sullo stato dell'account dell'abbonato della carta SIM installata nel beacon, il beacon genera tale richiesta sulla base di un comando inviatogli da una cella telefono. Inoltra le informazioni ricevute in risposta sotto forma di messaggio SMS al mittente del comando. Lo stato dell'account dell'abbonato dell'unità base può essere controllato utilizzando un computer su cui è in esecuzione un programma terminale e collegato all'unità base tramite Bluetooth. A questo scopo l'unità prevede una modalità operativa speciale. Se non è possibile controllare lo stato del conto utilizzando le richieste USDC, le carte SIM dovranno essere temporaneamente spostate dal beacon o dall'unità base al telefono cellulare per eseguire questo controllo. Il faro e l'unità base sono alimentati dalle batterie del cellulare e consumano una piccola corrente in modalità standby. L'unità base fornisce un'indicazione dello stato della batteria. Lo caricano utilizzando il caricabatterie del cellulare e viene fornita un'indicazione di ricarica. La batteria del lampeggiante viene caricata dall'impianto elettrico del veicolo, ma può anche essere caricata dallo stesso caricabatterie della batteria dell'unità base. La configurazione del sistema si riduce principalmente alla registrazione di diversi parametri nei modem GSM delle unità e alla riprogrammazione del ricevitore beacon GLONASS/GPS alla velocità di trasmissione richiesta delle informazioni di navigazione ricevute. Questo viene fatto utilizzando un computer attraverso le porte di comunicazione seriale dotate di modem e ricevitore. È inoltre necessario registrare i messaggi vocali destinati alla trasmissione tramite il faro in un chip di registrazione e riproduzione vocale e programmare i microcontrollori del faro e dell'unità base. Schema e progetto di un modem GSM Cominciamo con il modem GSM, che viene utilizzato sia nel beacon che nell'unità base. Il circuito del modem è mostrato in Fig. 1. Quando si lavora con il modulo SIM900D (U1) che costituisce la base del modem, è necessario rispettare alcuni semplici requisiti in conformità con le sue istruzioni operative: - finché non appare un livello di tensione alto sull'uscita STATUS (pin 5), non deve essere consentita la presenza di tensione agli ingressi del modulo. Ciò è fornito da un nodo sui transistor VT4 e VT2.2; - la tensione agli ingressi del modulo non deve superare 2,8 V. Ciò è fornita dallo stabilizzatore di tensione parallelo DA1, transistor VT2.1, diodi VD1, VD5; - il modulo deve essere spento e riacceso collegando l'ingresso PWRKEY (pin 12) del modulo al filo comune per un tempo superiore a 1 s, operazione effettuata dal transistor VT1. Tuttavia, seguendo questa raccomandazione, il manuale fornisce una descrizione del funzionamento del modulo quando la tensione di alimentazione è ridotta. Quando la tensione è inferiore a 3,2 V, si spegne automaticamente. Per evitare danni al modulo quando la batteria viene scollegata bruscamente da un interruttore esterno, i condensatori C3 e C4 nel circuito di alimentazione hanno una capacità totale di 300 μF. La carica in essi accumulata è sufficiente affinché il modulo esegua correttamente la procedura di spegnimento; - è necessario collegare uno ionistore all'ingresso VRTC (pin 15) (si usano quelli che si trovano nei vecchi cellulari); - i pin per il collegamento della scheda SIM non hanno protezione integrata, quindi è necessario installare diodi zener esterni per una tensione di 5 V o diodi di protezione. In questo caso, questi sono i diodi VD2-VD4, VD6-VD8.
Il ponticello S1 viene utilizzato per selezionare l'opzione per il collegamento di un LED esterno, un indicatore della modalità operativa del modulo. Quando è in posizione 1-2, il catodo del LED è collegato al terminale “Modem” e il suo anodo è collegato al positivo dell'alimentatore. In questo caso, il transistor VT6 e i resistori R18-R20 non vengono utilizzati e non è necessario installarli sulla scheda del modem. Questo collegamento LED viene utilizzato nell'unità base. Nella versione per il faro, il ponticello è impostato sulla posizione 2-3, l'anodo del LED è collegato al terminale “Modem” e il catodo è collegato al filo comune. La logica dell’indicatore è la stessa in entrambi i casi. Il pulsante SB1 è destinato all'accensione e allo spegnimento manuale del modem. Per eseguire una qualsiasi di queste operazioni è necessario premerlo per 1...2 s, controllando il processo di spegnimento o accensione a seconda dello stato del LED collegato alla linea “Modem”. Un disegno dei conduttori del circuito stampato della scheda modem è mostrato in Fig. 2, e la posizione delle parti su di esso è in Fig. 3. Nei fori mostrati riempiti, inserire pezzi di filo stagnato e saldarli su entrambi i lati.
Il ponticello S1 è formato collegando un conduttore stampato che va al terminale superiore del resistore R23 nel disegno con il collettore del transistor VT5 (posizione 1-2) o del transistor VT6 (posizione 2-3). Prima di installare il modulo SIM900D sul circuito stampato, si consiglia di applicare un po 'di pasta saldante sulle piazzole di contatto ad esso previste (io utilizzo BST-506) e scaldare la pasta con un asciugacapelli fino a stagnare le piazzole. Questa semplice preparazione renderà la saldatura molto più semplice. Se ciò non è possibile, puoi saldare nel solito modo: con un saldatore con punta sottile. Prima di saldare, è necessario applicare goccioline di flusso ai contatti laterali del modulo SIM900D utilizzando un ago (io uso F-2000), senza di esso è difficile saldare questi contatti. Resistori R15 e R17 - C1-4-0,125 W, il resto - P1-12 dimensione 1206. Condensatori all'ossido - TECAP, ceramico - GRM32 X7R. Il dispositivo non è fondamentale per la scelta dei valori degli elementi, ad eccezione dei resistori R14, R15, R17 nell'unità di stabilizzazione della tensione da 2,8 V. È possibile utilizzare quasi tutti i resistori e condensatori, di dimensioni adeguate. Lo stesso vale per i transistor bipolari. I condensatori all'ossido necessari si trovano nei vecchi telefoni cellulari, ci sono anche ionistori e diodi a barriera Schottky BAT20J. Questi diodi possono essere sostituiti da altri con bassa caduta di tensione diretta. I diodi al germanio D2B e simili funzionano bene. Il gruppo FET IRF7343 può essere sostituito da due FET separati con il tipo di conduttività del canale appropriato. L'unico requisito è che la tensione di soglia sia compresa tra 1,5 e 2 V. Il pulsante SB1 è l'interruttore di accensione del telefono cellulare Nokia. Si consiglia di installare il porta SIM card 5190006-008-R esattamente così, altrimenti bisognerà rifare la scheda. L'antenna AP22B è collegata al modulo SIM900D tramite un cavo adattatore ADA-000-115. Qui puoi utilizzare un'antenna di altro tipo, progettata per le comunicazioni cellulari. Schema e design dell'unità base Lo schema dell'unità base è mostrato in Fig. 4. Funziona secondo un programma registrato nella memoria del microcontrollore DD1. Premendo il pulsante SB1 in modalità standby si collegano le linee RXD e TXD del modem GSM alle corrispondenti linee del modulo Bluetooth U1. Di conseguenza, il modem può essere controllato da un programma terminale in esecuzione su un computer collegato all'unità base tramite Bluetooth. Quando l'unità base funziona in modalità di trasmissione delle informazioni dal localizzatore al computer, lo stesso pulsante viene utilizzato per uscire dalla modalità senza spegnere il ricevitore del segnale GLONASS/GPS nel localizzatore.
Quando si preme il pulsante SB2 in modalità standby, si accede alla modalità di trasferimento delle informazioni, in cui questo pulsante serve per uscire dalla modalità spegnendo il ricevitore GLONASS/GPS. Premendo il pulsante SB3 rispondono a una chiamata in arrivo e richiedono che il beacon trasmetta informazioni sullo stato attuale dell'oggetto. Serve anche per riagganciare dopo una sessione di comunicazione. Si prega di notare che il programma del microcontrollore DD1 non rileva il riaggancio del beacon, quindi deve essere dato manualmente al termine della sessione di comunicazione. Altrimenti, il modem GSM smetterà di connettersi e il microcontrollore DD1 potrebbe rimanere in uno stato indefinito. Ogni pressione dei pulsanti è accompagnata da un segnale sonoro proveniente dall'emettitore HA1. Va tenuto presente che per risparmiare energia dalla batteria G1 in modalità standby, il microcontrollore DD1 è per la maggior parte del tempo in uno stato di "sonno", "svegliandosi" ogni 2 s per interrogare i pulsanti e monitorare la batteria voltaggio. Se si preme un pulsante mentre il microcontrollore è in modalità di sospensione o si sta eseguendo un'attività non correlata al polling dei pulsanti, il comando potrebbe essere saltato. Pertanto è necessario tenere premuto il pulsante finché non si riceve un segnale sonoro di conferma e solo successivamente rilasciarlo. SA1 - interruttore di alimentazione dell'unità. Chiudendo l'interruttore SA2 il sistema passa alla modalità di sicurezza, che garantisce in particolare la ricezione dei messaggi vocali dal radiofaro. Inoltre, utilizzando il transistor VT2 e l'emettitore sonoro HA1, in caso di situazione di allarme suonerà un segnale di chiamata. L'interruttore SA3 accende il modulo U1 per verificarne la funzionalità ed eseguire il debug della connessione con il dispositivo terminale (computer). La testina dinamica BA1 viene utilizzata per ascoltare i messaggi vocali dal radiofaro. L'emettitore sonoro HA1 emette segnali di pressione dei pulsanti e informa sulle chiamate in arrivo. Quando la batteria G1 è scarica all'1% della sua capacità, il LED HL80 inizia a lampeggiare brevemente; quando la scarica HA40 arriva fino al 1%, l'emettitore HA1 emette un segnale acustico. Durante la ricarica della batteria, il LED HL1 lampeggia brevemente, e una volta terminata rimane acceso in modo continuo fino a quando il caricabatterie non viene disconnesso dal connettore XSXNUMX o dalla rete. Secondo le istruzioni del modulo SIM900D utilizzato nel modem GSM, la batteria G1 deve essere agli ioni di litio. Secondo le informazioni trovate su Internet, è ottimale conservare una batteria di questo tipo scarica al massimo al 70% della sua capacità. Sulla base di ciò, sono state selezionate le modalità di visualizzazione. Il LED HL2 si accende confermando l'instaurazione della comunicazione in modalità trasferimento dati e in modalità controllo modem tramite il modulo Bluetooth. Il LED HL3 segnala lo stato della connessione del modem con la rete cellulare, mentre il LED HL4 indica lo stato del modulo Bluetooth. Il multiplexer 74HC4052D (DD2) commuta le linee RXD e TXD del modem nella direzione richiesta a seconda dello stato degli ingressi A e B: A=0, B=0 - il modem è collegato al microcontrollore DD1, che lo controlla; A=1, B=0 - le informazioni ricevute dal modem vengono inviate al modulo Bluetooth. A=0, B=1 - il modem è controllato dal modulo Bluetooth (questa è principalmente una modalità di debug, è necessaria anche per ricevere i dati USSD). In questa modalità è conveniente lavorare direttamente con il modem GSM da qualsiasi programma terminale in esecuzione sul computer, io preferisco il programma COM Port Toolkit 3.9. Brevemente sul modulo HC-07. Nel caso più semplice, si tratta di un bridge Bluetooth-RS-232, in effetti un estensore radio per la porta COM. Tutto è molto semplice e facile da integrare nei sistemi che funzionano tramite l'interfaccia RS-232. Puoi trovare molti moduli simili in vendita con i nomi HC-04, HC-05, BC04, BC05, BC06, RF-BT0417C, BT0417 e molti altri. Tutti sono basati sul controller BC417143B. Questa soluzione si chiama BlueCore4; tutti i moduli basati su di essa sono conformi al protocollo Bluetooth 2.0 e sono anche molto simili nell'aspetto. Le loro dimensioni sono 27x13 mm, sono alimentati da una tensione di 3,3 V e durante il processo di installazione della connessione consumano una corrente fino a 30 mA, che diminuisce a 12 mA con comunicazione stabile. La velocità della porta seriale integrata in essi è impostata dai comandi AT nell'intervallo standard di 1200-115200 Baud (predefinito - 9600 Baud, otto bit di informazione senza parità e uno stop). In modalità bridge, il modulo HC-07 non può essere l'iniziatore della connessione (master), ma può essere solo slave. Poiché la velocità di trasferimento delle informazioni nel canale di comunicazione cellulare è 9600 Baud, non è necessario modificare alcuna impostazione del modulo. L'indicatore della modalità operativa (LED HL4) lampeggia frequentemente quando non c'è connessione tramite il canale radio e, una volta stabilita la connessione, rimane illuminato in modo continuo. L'unità base contiene due circuiti stampati: quello principale e la scheda modem GSM discussa sopra. I conduttori stampati sulla scheda principale dell'unità sono mostrati in Fig. 5, e la posizione delle parti su di esso è in Fig. 6. I fori Via in cui i pezzi di filo nudo o i conduttori parziali devono essere inseriti e saldati su entrambi i lati sono mostrati riempiti.
L'elemento base è lo stesso del modem. Il microcontrollore DD1 è installato nel pannello per facilitare la programmazione e la configurazione. I conduttori dei resistori R1, R3, R8 (C1-4-0,125 W) sono saldati direttamente ai pad senza praticare fori sulla scheda. La testina dinamica BA1 proviene da un telefono cellulare Nokia-3410, ma potrebbe essercene un'altra con una resistenza della bobina mobile di 32 Ohm. È installato direttamente sul corpo del blocco. Pulsanti SB1-SB3 - TS-A1PS-130. Interruttori SA2 e SA3 - interruttore DIP accoppiato VDM1-2. Emettitore sonoro HA1 - senza oscillatore integrato, lo si trova nei vecchi telefoni cellulari, schede stampante, ecc. Il blocco è assemblato in una custodia di plastica con dimensioni di 165x65x20 mm. La scheda è installata nel case dell'unità in modo che i pulsanti e i LED si trovino sul lato anteriore del case. Una vista dell'installazione dell'unità con il coperchio inferiore rimosso è mostrata in Fig. 7.
L'interruttore SA1 deve essere progettato per una corrente di almeno 2 A (viene utilizzato l'interruttore a scorrimento KVV70-2P2W). È installato direttamente sul corpo del blocco. Sulla custodia è installato anche il connettore XS1 per il collegamento del caricabatterie del cellulare. Batteria G1 - BP-6M con dimensioni 40x40 mm da un telefono cellulare Nokia. Il caricabatterie deve avere una tensione di uscita stabilizzata non superiore a 6 V. Schema e design del faro Il beacon dispone di un modem GSM, del tutto identico a quello utilizzato nell'unità base. Non ne prenderemo in considerazione nuovamente il circuito e il design, ma prenderemo in considerazione altri componenti assemblati su circuiti stampati separati prima di passare al circuito completo e al design del faro. Lo schema del ricevitore GLONASS/GPS è mostrato in Fig. 8. È assemblato sulla base del modulo SIM68V (U1), in grado di ricevere ed elaborare segnali da entrambi i sistemi di navigazione satellitare. La composizione dei dati di navigazione inviati dal modulo alla porta seriale corrisponde al protocollo NMEA-0183, descritto, ad esempio, nell'articolo di V. Vashchenko “Allarme GSM per auto con determinazione delle coordinate” (Radio, 2009, n. 8 , pp. 28, 29; N. 9 , pp. 41-43). In questo caso vengono utilizzati solo i messaggi $GPRMC che trasportano informazioni di base sulle coordinate dell'oggetto.
Un avvio a freddo del ricevitore quando si utilizza un'antenna attiva richiede circa 15 secondi. Questo è inferiore a quanto necessario per collegare il beacon all'unità base tramite un canale GSM. La corrente consumata da una sorgente di tensione di 3,3 V non supera i 100 mA. All'interno del modulo viene generata la tensione di 2,8 V destinata ad alimentare l'antenna attiva. Se non si intende utilizzare tale antenna, è necessario eliminare l'induttanza L1. Il nodo sul transistor VT1 e il LED HL1 sono progettati per segnalare il funzionamento del ricevitore. Quando funziona, il LED lampeggia brevemente in sincronia con il secondo timestamp generato dal ricevitore. Il circuito stampato del ricevitore GLONASS/GPS è mostrato in Fig. 9. Tutti gli elementi installati su di esso sono per il montaggio su superficie.
Nella fig. La Figura 10 mostra uno schema del caricabatterie. Si tratta di uno stabilizzatore di tensione a impulsi che riduce la tensione fornita dalla rete di bordo del veicolo a 5 V. Questa è la tensione richiesta per l'unità di ricarica della batteria nel modem beacon GSM, che alimenta il modem stesso e altri componenti del beacon.
Il circuito stampato del caricabatterie è mostrato in Fig. 11. Condensatori all'ossido C1, C2 - qualsiasi tipo, di dimensioni adeguate. Il nucleo magnetico dell'induttore L1 è un anello di ferrite di dimensioni 12x6x6 mm, prelevato da un vecchio alimentatore per computer. Attorno ad esso vengono avvolte 20-30 spire di filo isolato con un diametro di 0,7...0,8 mm. Puoi anche utilizzare un anello più grande, ad esempio 17x10x8 mm. Ma il numero di spire dell'avvolgimento deve essere modificato in modo che l'induttanza dell'induttore rimanga uguale a quella indicata nel diagramma.
Durante il funzionamento dell'unità base, si è scoperto che il nodo del modulo SIM900D installato nel modem, che controlla la ricarica della batteria, a volte (una o due volte al mese) “si blocca”. Per eliminare questo fenomeno, possiamo consigliare di sostituire il chip LM2575S-5.0 nel caricabatterie con un LM2575S-ADJ con la possibilità di regolare la tensione di uscita. Avendo impostato la tensione di uscita del caricabatterie su 4,1...4,2 V, la sua uscita deve essere collegata direttamente alla batteria dell'unità, escludendo così qualsiasi controllo di carica da parte del modulo SIM900D. Questa modifica consentirà anche l'utilizzo di un interruttore di alimentazione unipolare per l'unità base. Lo schema completo del faro è mostrato in Fig. 12. Tutte le funzioni principali sono eseguite dal microcontrollore PIC16F726-E/SP (DD1) secondo il programma scritto in esso. Riceve comandi dal modem GSM e informazioni di navigazione dal ricevitore GLONASS/GSM, genera messaggi per la trasmissione su un canale di comunicazione cellulare, inclusi messaggi vocali utilizzando il chip di registrazione e riproduzione vocale ISD5116ED (DD3).
Il selettore-multiplexer DD2 commuta le porte seriali del microcontrollore, del modem e del modulo Bluetooth a seconda della direzione del trasferimento delle informazioni tra di loro. Lo stabilizzatore integrato DA3 fornisce una tensione di 3,3 V al ricevitore GLONASS/GPS A3 e al chip di registrazione e riproduzione vocale DD3. Quando si utilizza il lampeggiante come dispositivo di sicurezza, il suo connettore XP1 è collegato ai circuiti dell'oggetto protetto (auto) secondo lo schema mostrato in Fig. 13. Qui SA1 è un interruttore di sicurezza nascosto in un luogo segreto (ad esempio, nel “cruscotto” di un'auto). La sirena HA1 è posizionata sotto il cofano e il LED HL1 si trova in un posto comodo nella cabina per l'osservazione. Il LED mostrerà lo stato di connessione del modem GSM del beacon con la rete cellulare. In questo caso, il ponticello S1 nel modem dovrebbe essere impostato sulla posizione 2-3 (in contrapposizione alla posizione nel modem dell'unità base).
Se la sirena non verrà utilizzata, il transistor VT1 e i resistori R15, R17 non potranno essere installati nel lampeggiante. Se si rifiuta di controllare l'accensione, gli elementi R9, C5, VD2 non saranno necessari, ma il pin 9 del microcontrollore DD1 dovrà essere collegato al filo comune tramite un resistore da 1 kOhm. Il circuito R6R16C3 genera un segnale di risposta da un sensore di movimento installato nell'auto (io utilizzo un sensore Pyronyx ColtX8). Se il sensore non viene utilizzato, questo circuito deve essere escluso, e il pin 11 del microcontrollore deve essere collegato al filo comune tramite una resistenza da 1 kOhm. Gli elementi R3, R12, R18, C4 sono progettati per monitorare la tensione della batteria del veicolo fornita al pin 5 del connettore XP1. Utilizzando il resistore trimmer R18, la tensione sul pin 4 del microcontrollore DD1 è impostata su 1,05 V alla tensione minima consentita della batteria (la mia è 11,2 V). Se il monitoraggio della batteria del veicolo non è necessario, questo circuito può essere utilizzato per monitorare la tensione della batteria G1 nel lampeggiante stesso. Per fare ciò, scollegare l'uscita sinistra del resistore R3 dal contatto del connettore XP1 e dall'ingresso del caricatore A2 e collegarlo al circuito +4,2 V. Ridurre il valore di questo resistore a 7,5 kOhm e aumentare il valore del resistore R12 a 10 kOhm. Al pin 8 del connettore XP1 nel lampeggiante è collegato un condizionatore di segnale per l'allarme di sicurezza standard dell'auto, composto da transistor VT2, diodo VD1, resistori R1, R10, R19, R20 e condensatore C2. Se si rifiuta di trasmettere un segnale di allarme dal segnalatore quando viene attivato un allarme standard, gli elementi elencati possono essere eliminati e il pin 13 del microcontrollore DD1 può essere collegato al filo comune tramite un resistore da 1 kOhm. Il microfono BM1 è progettato per l'ascolto remoto dell'ambiente sonoro in un luogo protetto. Può essere ascoltato sia dalla testina dinamica installata nell'unità base (impartindo l'apposito comando) sia chiamando il radiofaro tramite cellulare. Il segnale del microfono viene amplificato dall'amplificatore operazionale DA1 prima di essere inviato al modem GPS. Il microamperometro PA1 funge da sensore di oscillazione per il faro e l'oggetto su cui è installato. Viene utilizzata una forza elettromagnetica indotta nel telaio del microamperometro quando il suo ago oscilla, causato da un'influenza meccanica esterna. Per una maggiore sensibilità, alla freccia è attaccato un peso composto da diverse gocce di saldatura. Tali sensori sono stati più volte descritti nella rivista "Radio". Il segnale è amplificato dall'amplificatore operazionale DA2. Se non è necessario un sensore di oscillazione, è possibile escludere dal segnalatore il microamperometro, l'amplificatore operazionale DA2 e le parti associate. In questo caso, il pin 26 del microcontrollore deve essere collegato al circuito +4,2 V tramite una resistenza da 1 kOhm. Un disegno dei conduttori stampati della scheda principale del faro è mostrato in Fig. 14, è dotato di un angolo di intaglio di 46x73 mm per l'installazione di una scheda modem GSM, la quale viene fissata alla scheda principale con tre viti M2 su supporti in materiale isolante alti 5 mm.
La disposizione degli elementi sulla scheda del faro è mostrata in Fig. 15. I via vengono visualizzati riempiti. Il sensore di oscillazione (microamperometro PA1) è fissato ad esso con una staffa e nella scheda è ricavato un ritaglio per la parte sporgente del suo corpo. La batteria agli ioni di litio G1 LC18650 da 3800 mAh viene fissata alla scheda con una staffa metallica utilizzando due viti. Connettore XP1 - DRB-9MA (angolato).
La scheda ricevitore GLONASS/GPS (vedi Fig. 9) è installata sugli stessi rack del modem. I suoi collegamenti alla scheda principale sono effettuati tramite fili. La scheda del caricabatterie (vedere Fig. 11) è posizionata sopra la scheda principale su sei pezzi di filo rigido di rame stagnato con un diametro di 0,8 mm, attraverso i quali vengono effettuati i collegamenti elettrici necessari. I fori sulla scheda principale in cui sono saldati questi segmenti sono indicati da punti all'interno. Il faro è assemblato in una custodia metallica con dimensioni di 152x120x35 mm. La sua vista generale con il coperchio aperto è mostrata in Fig. 16. All'interno della custodia, su supporti alti 3...5 mm, è presente un circuito stampato del faro a cui sono collegati un modem, un ricevitore GLONASS/GPS e un caricabatterie. I connettori dell'antenna del modem e del ricevitore si trovano sulla parete anteriore del case. Il microfono BM1 è fissato alla sua copertura rimovibile.
Funzionamento del sistema in modalità trasmissione dati di navigazione Per trasferire le coordinate di un oggetto dal beacon all'unità base tramite la rete GSM, è stato selezionato il protocollo CSD, in cui il canale di comunicazione tratta le informazioni digitali per l'intera durata della sessione, come in una normale connessione vocale. La velocità di trasmissione è 9600 Baud. Oggi il costo di tale trasferimento è solitamente vicino al costo di una chiamata della stessa durata, cioè relativamente piccolo, sebbene più costoso rispetto all'utilizzo del protocollo GPRS. L'innegabile vantaggio di CSD rispetto a GPRS è l'assenza della necessità di un indirizzo IP statico, che è piuttosto costoso, e di un server di terze parti per l'archiviazione e la trasmissione delle informazioni, il che riduce l'affidabilità del sistema nel suo insieme. La durata della sessione di trasmissione delle informazioni non è limitata da altro che dal costo dei servizi dell'operatore di telecomunicazioni. Ma raramente è necessario trasferirne una quantità significativa (ad esempio, per registrare il percorso di movimento di un oggetto), poiché il compito principale del sistema è determinare la posizione corrente dell'oggetto. Per risparmiare la carica della batteria, il segnalatore è inizialmente in stato di sospensione. Nell'unità base, quando l'interruttore SA1 è chiuso, il modem GPS e il modulo Bluetooth U1 sono spenti, il microcontrollore DD1 è in modalità di sospensione. Per accedere alla modalità di trasferimento dati, premere il pulsante SB2, dopodiché il microcontrollore si sveglia dalla modalità di sospensione, utilizza l'emettitore sonoro HA1 per emettere un breve segnale acustico e accende il modem GSM e il modulo Bluetooth. I LED HL3 e HL4 iniziano a lampeggiare. Finché il modem non è registrato nella rete, il LED lampeggia a lungo con brevi pause. Dopo aver effettuato con successo la registrazione, la natura del suo lampeggiamento cambia: i lampeggi si accorciano e le pause sono significativamente più lunghe. Il microcontrollore invia un comando al modem per connettersi al beacon in modalità trasferimento dati. Quando la connessione viene stabilita, ciò viene indicato dal LED HL2 che inizia a lampeggiare. Per stabilire una connessione in modalità trasferimento dati sono necessari circa 30 secondi (a seconda dell'operatore cellulare), durante i quali è necessario stabilire una connessione tra il modulo Bluetooth dell'unità base e un dispositivo terminale, come un computer. Se come terminale viene utilizzato un telefono cellulare con il programma di navigazione Navitel 3.5.0, dopo l'inizio del trasferimento dei dati verrà stabilita una connessione Bluetooth e il programma di navigazione visualizzerà un messaggio vocale: "La connessione con i satelliti è stata stabilita". Se viene stabilita la connessione Bluetooth, il LED HL4 è sempre acceso. Il LED HL2 lampeggia fino all'inizio della trasmissione dei dati, dopodiché si accende anche in modo continuo. Se non si verifica alcuna connessione entro un minuto, il microcontrollore darà al modem un comando di riaggancio, genererà un breve segnale dall'emettitore sonoro HA1 ed entrerà in modalità standby per una richiesta ripetuta. Esistono due modi per uscire dalla modalità di trasferimento dei dati di navigazione: - premere nuovamente il pulsante SB2, il radiofaro verrà riportato al suo stato originale e il ricevitore GLONASS/GPS al suo interno verrà spento; - premere il pulsante SB1, che riporterà anche il radiofaro al suo stato originale, ma il ricevitore GLONASS/GPS continuerà a funzionare al suo interno. Ciò è utile in condizioni di scarsa ricezione satellitare in cui il ricevitore impiega molto tempo per creare un almanacco. Quando si esce dalla modalità di trasferimento dati, anche il modem GSM e il modulo Bluetooth dell'unità base verranno spenti. Chiudendo l'interruttore SA2, è possibile ridurre il tempo necessario per rientrare in una sessione di comunicazione poiché il modulo Bluetooth e il modem GSM dell'unità base rimarranno costantemente accesi, ma la corrente media consumata dall'unità dalla batteria aumenterà aumento. La modalità di trasferimento dati è possibile sia con la sicurezza attivata che disattivata. Funzionamento del sistema in modalità armata Al faro, la modalità di sicurezza viene attivata da un segnale proveniente dall’allarme di sicurezza standard della struttura o manualmente utilizzando l’interruttore “segreto” SA1 (vedi Fig. 13). Per collegare il lampeggiante al sistema di allarme di sicurezza standard dell'auto, viene utilizzata la sua uscita aggiuntiva. Di solito si tratta di un filo blu, il cui stato in modalità sicurezza è impostato secondo le istruzioni per l'allarme. In questo caso, è necessario che quando l'oggetto viene messo sotto protezione, questo filo sia collegato al filo comune (massa) dell'auto e rimanga in questo stato fino alla comparsa di un segnale di allarme o allo spegnimento dell'allarme. Dopo aver attivato l'interruttore "segreto", la modalità di sicurezza viene impostata in circa un minuto. Quando la modalità di sicurezza è attivata, il faro emette un breve segnale acustico con una sirena (HA1 in Fig. 13) ed effettua una chiamata di controllo a un telefono cellulare o ad un'unità base, alla quale non si deve rispondere. Nella modalità di sicurezza vengono monitorati lo stato dei sensori di movimento e di oscillazione, il funzionamento dell'allarme standard, l'accensione dell'accensione e la carica (presenza) della batteria del veicolo. È possibile escludere qualsiasi sensore, nonché la modalità di sicurezza stessa, rimuovere le parti che ne garantiscono il funzionamento e non è necessaria alcuna modifica al programma del microcontrollore. La ricezione di messaggi di allarme e la trasmissione di richieste sullo stato attuale dell'oggetto sono possibili utilizzando sia l'unità base che un telefono cellulare. I messaggi vocali allarmanti vengono generati nel beacon da una serie di frasi memorizzate nel chip di registrazione e riproduzione vocale ISD5116 (DD3 in Fig. 12). Questa funzionalità è facoltativa. Senza il chip dD3 o in caso di malfunzionamento, nel canale di comunicazione verrà emesso un segnale sonoro ripetuto anziché un messaggio vocale. I messaggi sullo stato attuale dell'oggetto vengono emessi da una chiamata in arrivo al beacon dall'unità base o da un telefono cellulare. Il microfono nel faro consente di ascoltare l'ambiente sonoro del sito protetto. Quando uno qualsiasi dei sensori viene attivato, il beacon comporrà il numero dell'unità base (o del cellulare), segnalerà la situazione attuale e attenderà per due minuti una chiamata in arrivo dallo stesso abbonato a cui è stato inviato il messaggio. Se durante questo tempo non segue la chiamata richiesta, verranno inviati 1 brevi segnali acustici tramite la sirena HA13 (vedi Fig. 15), dopodiché il radiofaro effettuerà una chiamata al numero di backup. Le chiamate in uscita continueranno finché il beacon non riceverà una chiamata in arrivo che conferma l'allarme. Successivamente, il segnalatore smetterà di effettuare chiamate, ma continuerà ad accendere periodicamente la sirena HA1 mentre il sensore attivato rimane in questo stato. L'uscita dalla modalità di sicurezza avverrà solo dopo lo spegnimento dell'allarme di sicurezza standard e l'apertura dell'interruttore “segreto” SA1 (vedere Fig. 13). I numeri di telefono utilizzati devono essere preventivamente registrati nel formato accettato nella rete utilizzata, sulla SIM card installata nel modem GSM del beacon, con i seguenti nomi (in lettere latine): Mno - abbonato proprietario del telefono principale al quale verranno trasmessi i messaggi di allarme e al quale potranno essere richieste informazioni sullo stato attuale dell'oggetto; Pqr - un servizio che informa via SMS sul saldo corrente del conto dell'abbonato; T - abbonato, la cui chiamata in arrivo funge da comando per richiedere il saldo del conto dell'abbonato della carta SIM del beacon; in modalità sicurezza, il beacon utilizza il suo numero come backup se è impossibile connettersi con quello principale; Wxy - un abbonato (solitamente un'unità base), una chiamata in arrivo dalla quale attiva la modalità di tracciamento delle coordinate dell'oggetto. Alcuni numeri potrebbero essere uguali, ma dovranno comunque essere registrati sulla carta SIM con i nomi corrispondenti. Tutti i nomi elencati e i numeri corrispondenti devono essere registrati sulla carta, anche se non viene utilizzata la modalità di sicurezza. La scheda SIM installata nel modem GSM del beacon deve contenere il numero di telefono del beacon sotto il nome Wxy. Le richieste del PIN devono essere disabilitate su entrambe le carte. I programmi del microcontrollore non contengono alcuna informazione sui numeri di telefono, ma controllano il numero del chiamante e, se diverso da quelli presenti sulla SIM card, ignorano la chiamata. Quando riceve una chiamata in arrivo dall'abbonato T, il beacon genererà una richiesta all'abbonato Pqr e invierà la risposta ricevuta all'abbonato T sotto forma di un messaggio SMS. In risposta a una chiamata in arrivo da un abbonato Mno, il beacon segnalerà lo stato attuale dell'oggetto protetto. Quando si riceve una chiamata da un abbonato Wxy nel formato di un comando di trasmissione dati, il beacon attiverà la modalità di tracciamento delle coordinate dell'oggetto. Una chiamata vocale in arrivo dallo stesso abbonato non abilita questa modalità. Configurazione dell'unità base Prima di iniziare l'installazione dell'unità, è necessario controllarne attentamente l'installazione. Successivamente, senza collegare i circuiti di alimentazione al modem GSM e al modulo Bluetooth e senza installare il microcontrollore DD1 nel pannello, applicare alla scheda dell'unità una tensione di 4,2 V da una fonte separata. Per la prima volta è opportuno alimentarlo tramite un milliamperometro e un resistore con resistenza da 0,5...1 kOhm collegato in serie ad esso. Solo dopo esserti accertato che non ci siano problemi puoi applicare direttamente la potenza. Controllare la tensione di +3,3 V all'uscita dello stabilizzatore DA1. Ciò deve essere fatto collegando temporaneamente una resistenza di carico con una resistenza di 1...5 kOhm all'uscita dello stabilizzatore. Monitorare le variazioni di tensione sulle prese del pannello del microcontrollore DD1 in base alla posizione degli interruttori e dei pulsanti. Questa procedura eviterà molte difficoltà associate ai difetti di installazione. Controllare il funzionamento dei LED HL1 e HL2 applicando la tensione che accende i LED alle prese corrispondenti sul pannello del microcontrollore. Dopo essersi assicurati che tutto sia in ordine, installare nel pannello un microcontrollore, nella cui memoria vengono caricati i codici del file main.hex situato nella cartella “Basic Block” dell'applicazione. Dopo aver alimentato il modulo U1, chiudere l'interruttore SA3. Il LED HL4 dovrebbe lampeggiare. Prova a connetterti al tuo computer tramite Bluetooth. La prima volta che si tenta di eseguire questa operazione, potrebbe essere necessario inserire la password 1234 quando richiesto dal computer.Se la connessione viene stabilita, il LED HL4 dovrebbe rimanere acceso in modo continuo. Collegare il circuito +4,2 V della scheda principale al pin corrispondente del modem e fornire la tensione di alimentazione al modem. Dopo l'accensione, il modem dovrebbe rimanere in uno stato passivo e la corrente consumata dall'unità non dovrebbe aumentare di più di pochi milliampere. Spegnendo nuovamente l'alimentazione, installare una scheda SIM nel modem e collegarvi l'antenna. Quindi riaccendere l'alimentazione. Successivamente i LED HL3 e HL4 dovrebbero lampeggiare per qualche tempo. Se il LED HL3 non si accende è necessario verificare se il modem ha il ponticello S1 in posizione 1-2. Al termine delle procedure di accensione, verifica della funzionalità e registrazione del modem nella rete GSM, il programma del microcontrollore DD1 spegnerà il modem e il modulo Bluetooth e il microcontrollore stesso entrerà in modalità sospensione. Ora devi configurare il modem inviandogli diversi comandi AT. La sequenza delle azioni è la seguente: - premere il pulsante SB1 (i LED HL3 e HL4 dovrebbero iniziare a lampeggiare), il modem e il modulo U1 si accenderanno e le loro porte seriali saranno collegate direttamente tramite il multiplexer DD2; - stabilire una connessione tra il computer e l'unità base tramite Bluetooth aprendo la finestra delle proprietà della connessione creata sullo schermo del computer, scoprire il numero della porta COM virtuale creata nel sistema operativo; - eseguire un programma terminale sul computer, specificando il numero di questa porta e impostando la velocità a 9600 Baud con otto bit di informazione senza parità e un bit di stop; - impartire al modem il comando AT necessario affinché esegua la procedura di rilevamento automatico della velocità (in maiuscolo latino senza parametri). Come ogni altro, deve terminare con i caratteri di ritorno a capo e di avanzamento riga. Se la connessione viene stabilita, il modem risponderà OK. Ulteriori comandi possono essere digitati con lettere di qualsiasi registro, e non è possibile inviare quello successivo senza attendere che il modem confermi la ricezione e l'esecuzione del precedente; - disabilitare la modalità eco con il comando ATE0; - utilizzare il comando AT&W per salvare questa impostazione nella memoria non volatile del modem; - utilizzare il comando AT+IPR=9600 per impostare una velocità di comunicazione fissa di 9600 baud; - utilizzare il comando AT+CLIP=1 per abilitare il rilevamento automatico del numero di chiamata in arrivo; - utilizzare il comando AT+CMGF=1 per attivare la modalità testo. Per impostazione predefinita, il LED collegato al modem (HL3 secondo il circuito dell'unità base) in assenza di registrazione nella rete emette lampeggi della durata di 53 ms con pause di 790 ms e, dopo il lampeggio, la durata delle pause aumenta a 2990 ms . Se lo si desidera, utilizzare i comandi AT+SLEDS=X,XZ per modificare lo schema di lampeggiamento del LED. In ciascuno di questi comandi vengono impostati i seguenti parametri: il numero della modalità (1 - nessuna registrazione, 2 - il modem è registrato nella rete, 3 - modalità GRPS, non utilizzata nel sistema in questione); Y - durata del flash, ms; Z - durata della pausa, ms. Ad esempio, utilizzo la sequenza di comandi: AT+SLITTE=1,700,53; AT+SLITTE=2,200,2990; AT+SLITTE=3,200,600. Dopo aver completato le operazioni descritte, il modem è pronto per il funzionamento. Per verificare si può usare il comando ATD<numero> (si inseriscono solo le cifre del numero senza parentesi angolari e spazi, se necessario sono precedute dal segno “+” e dal prefisso internazionale) per obbligarlo a chiamare il numero specificato numero. Il modem dovrebbe rispondere correttamente e il telefono il cui numero è stato specificato nel comando dovrebbe squillare. Se si compone sul telefono il numero della scheda SIM installata nel modem dell'unità base, nella finestra del programma terminale verrà visualizzato ANELLO +CLIP: "<numero>",145,""""<nome>",0 Qui <numero> è il numero di telefono la cui chiamata è stata accettata dal modem; <nome> - il nome dell'abbonato con il quale questo numero è registrato nella scheda SIM del modem. Utilizzando il comando AT+CPBF="W" puoi scoprire i numeri di tutti gli abbonati registrati nella scheda SIM del modem i cui nomi iniziano con W. Il modem dovrebbe rispondere: Il numero dell'abbonato denominato Wxy deve essere registrato sulla carta SIM per il normale funzionamento del sistema. Per uscire dalla modalità test del modem, premere nuovamente il pulsante SB1. I LED HL3 e HL4 si spegneranno e l'unità base entrerà in modalità standby. Per verificare il funzionamento dell'unità base in modalità di sicurezza, chiudere l'interruttore SA2. I LED HL3 e HL4 lampeggeranno. Dopo aver registrato il modem sulla rete, premere il pulsante SB3. Il dispositivo comporrà il numero dell'abbonato Wxy. Una volta che sei sicuro di ciò, dai il comando di riagganciare premendo nuovamente lo stesso pulsante. Controllare la ricezione di una chiamata in arrivo in modalità sicurezza chiamando il telefono dell'abbonato Wxy al numero della carta SIM dell'unità base. Nell'altoparlante BA1 dovrebbe essere riprodotto un tono ripetuto. Rispondi alla chiamata premendo il pulsante SB3. Per terminare la sessione di comunicazione premere nuovamente lo stesso pulsante. Se per qualche motivo la connessione con il computer tramite Bluetooth non funziona, è possibile organizzare temporaneamente la connessione del modem con la porta COM del computer (fisica o realizzata tramite adattatore USB-COM) utilizzando un convertitore di livello, il cui schema è mostrato in figura Fico. 17. In questo caso, il microcontrollore DD1 viene rimosso dal pannello e collegato al filo comune delle sue prese 12 e 13, collegato agli ingressi di indirizzo A e B dell'interruttore 74HC4052. I circuiti RXD e TXD del convertitore sono collegati alle prese 7 e 8 del pannello del microcontrollore. Successivamente, avviando un programma terminale sul computer, eseguire tutte le procedure sopra descritte.
Allestimento di un faro A differenza dell'unità base, il modem GSM nel beacon deve essere costantemente pronto per il funzionamento, quindi l'alimentazione del modem non viene interrotta durante il funzionamento. Ma quando si eseguono lavori di regolazione è necessario poter scollegare la batteria. L'interruttore SA1 è progettato per questo. Le raccomandazioni per il primo alimentatore sono le stesse dell'unità base: fornire alimentazione in sequenza a tutti i nodi, controllando il consumo di corrente. La memoria del microcontrollore installato nel beacon deve contenere i codici del file gps_main.hex situato nella cartella “Beacon” dell'applicazione. Successivamente è necessario configurare il modem GSM, impostare il ricevitore GLONASS/GPS e registrare i messaggi vocali nel chip DD3 (se utilizzato). Modem GSM per il beacon può essere configurato collegandolo temporaneamente alla scheda dell'unità base invece di un modem simile. In questo caso nel modem deve essere installata una scheda SIM destinata all'utilizzo nel beacon. La procedura di configurazione del modem differisce da quella descritta in precedenza solo per il fatto che al termine è necessario dare il comando AT+CSCLK=2 per abilitare la modalità di risparmio energetico. Ora il modem entrerà in modalità sospensione dopo 5 secondi di inattività. Il modem uscirà da esso quando c'è attività sulle linee della porta seriale, viene ricevuta una chiamata in arrivo o un SMS. Il primo comando dopo un periodo di inattività superiore a 5 secondi farà solo uscire il modem dalla modalità di risparmio energetico e verranno eseguiti il secondo e quelli successivi. In un modem configurato, prima di collegarlo alla scheda beacon, è necessario spostare il ponticello S1 dalla posizione 1-2 alla posizione 2-3. Il modem può essere configurato separatamente oppure installandolo in un beacon collegando le sue linee TXD e RXD alla porta COM di un computer tramite l'adattatore precedentemente descritto (Fig. 17). Ricevitore GLONASS/GPS (nodo A3) è costruito su un modulo SIM68V, che per impostazione predefinita fornisce informazioni di navigazione ad una velocità di 115200 Baud. Deve essere ridotto a 9600 Baud, poiché questa è la velocità con cui vengono trasmesse le informazioni sulla rete GSM. Sfortunatamente, non c'è modo di farlo con semplici comandi nel modulo SIM68V e l'unico modo per modificare la velocità è caricare un nuovo programma al suo interno. L'utilità per questo e il programma stesso si trovano nella cartella "SIM68V" nell'appendice dell'articolo. L'operazione non richiede la conoscenza del software del modulo e si completa in pochi semplici passaggi. Per collegare il ricevitore alla porta COM del computer, viene utilizzato il convertitore di livello sopra descritto (Fig. 17). Collegare le sue linee TXD e RXD con le stesse linee del nodo A3. Successivamente, procedi come segue: - aprire gli archivi PowerFlash_Simcom.zip (contiene un programma per computer per la riprogrammazione) e B68V03SIM11V_68.rar (contiene informazioni per la scrittura sul modulo) situati nella cartella dell'applicazione "SIM96V"; - eseguire il programma PowerFlash_Simcom.exe, fare clic sul pulsante sullo schermo "Connetti", quindi sul pulsante sullo schermo "Test". Sullo schermo del computer verrà visualizzato un messaggio di errore; - chiudere il programma, utilizzare un editor di testo per aprire il file Powerflash.ini e modificare il valore del parametro ComSelect in esso contenuto da uno al numero della porta COM a cui è collegato il nodo A3 tramite il convertitore di livello, quindi salvare il file ; - dopo aver riavviato il programma, fare clic sul pulsante a schermo "Download Agent", selezionare il file B03V11SI M68R_96_Al lInOne_DA_MT333 3_MP.BIN, quindi fare clic sul pulsante a schermo "Download ROM" e selezionare il file B03V11SIM68R_96.bin; - premere il pulsante a schermo "Test". Una volta che il programma è stato scaricato con successo sul ricevitore, sullo schermo del computer apparirà un cerchio verde. Il ricevitore ora trasmetterà le informazioni di navigazione a 9600 Baud. L'unica cosa a cui dovresti prestare attenzione sono le corde che passa $GRPMC,181212,... il valore dell'ora corrente (in questo caso, 18 ore 12 minuti 12 secondi UTC) deve essere seguito dalla lettera A. La lettera V al suo posto significa che i dati non sono affidabili. Ciò è solitamente dovuto a condizioni insoddisfacenti per la ricezione dei segnali dai satelliti (ad esempio, in ambienti interni) o a un numero insufficiente di satelliti nell'area di ricezione. Regolazione dell'assemblaggio del tono deve essere completato prima di installare il chip DD3 (ISD5116ED) sulla scheda beacon. Per fare ciò, è necessario collegare un modem configurato al beacon e il microcontrollore programmato del beacon deve essere installato nel suo pannello. Dopo aver acceso il beacon, effettua una chiamata dal tuo cellulare al numero della scheda SIM installata nel beacon. Se viene effettuata una chiamata da un numero memorizzato sulla scheda SIM del beacon con il nome Mno, in risposta ad essa (se è presente un chip DD3) si dovrebbe sentire una frase che caratterizza lo stato del beacon e l'oggetto su cui è installato e quando si chiama da un numero che non è presente sulla carta SIM, la frase "Numero non riconosciuto". Ma se il chip DD3 manca o è difettoso, il microcontrollore beacon genera e trasmette un segnale di tono sul canale GSM. La resistenza di trimming R29 deve essere utilizzata per ottenere la migliore riproduzione da parte del telefono da cui è stata effettuata la chiamata. Programmazione del chip ISD5116ED (DD3) viene eseguito dopo l'installazione sulla scheda beacon. È necessario archiviare nella memoria del chip tutti i messaggi vocali che il beacon deve trasmettere nelle varie situazioni. Si tratta di informazioni sugli eventi accaduti e sullo stato attuale dei sensori, nonché sullo stato della batteria del veicolo. Il chip di registrazione e riproduzione vocale ISD5116ED è controllato tramite comandi inviati tramite l'interfaccia I2C. Per programmarlo è necessario realizzare un adattatore COM-I2C, il cui schema è mostrato in Fig. 18 e caricare nella memoria del microcontrollore DD2 i codici dal file i2c_rs232.hex situato nella cartella “ISD5116” dell'applicazione. Questo microcontrollore è dotato di un controller hardware I2C. Converte le informazioni provenienti dalla porta COM del computer al connettore XS1 in segnali di questa interfaccia e li trasmette al chip ISD5116ED installato nel beacon. Come mostrato nella Fig. 18, deve essere inoltre collegato all'uscita lineare della scheda audio del computer e collegato ad essa un controllo UMZCH, che può essere utilizzato come altoparlante audio attivo del computer. Durante la programmazione del chip DD3, il microcontrollore del faro (DD1) deve essere rimosso dal pannello.
Per registrare nel chip, è necessario preparare, utilizzando un microfono e una scheda audio del computer, file audio contenenti le frasi necessarie in qualsiasi formato accessibile al computer. È conveniente utilizzare il programma Sound Forge 9.0, che consente di modificare qualsiasi parametro dei frammenti audio, combinarli e ritagliare sezioni non necessarie. Per ridurre la quantità di memoria utilizzata, è necessario eliminare anche le pause all'inizio e alla fine di ciascuna frase. Nella tabella sono riportate tutte le frasi che devono essere scritte nel chip. Indica anche la loro durata approssimativa e gli indirizzi da cui iniziano nella memoria del chip. Durante la registrazione, questi indirizzi dovrebbero essere rigorosamente rispettati, poiché è attraverso di essi che il programma del microcontrollore beacon cerca i frammenti sonori necessari. Se le singole frasi risultano troppo lunghe e non è possibile inserirle nello spazio assegnato, sarà necessario apportare modifiche al programma. Gli indirizzi in cui si trovano gli indirizzi dell'inizio delle frasi sono disponibili nella stessa tabella. Quando si scrivono frasi sul chip, vengono utilizzati i seguenti comandi, che sono sequenze di byte: EE 82 44 2F 83 00 C1 ED - configurazione di registrazione, ingresso segnale audio AnA IN (pin 18 del chip), uscita AUX OUT (pin 20); EE 82 24 26 83 59 D1 ED - configurazione riproduzione, uscita audio AUX OUT (pin 20); EC 91 HH LL ED - comando di scrittura, HH - byte alto dell'indirizzo dell'inizio della frase scritta, LL - il suo byte basso; EC A9 HH LL ED - comando di riproduzione, HH - byte alto dell'indirizzo dell'inizio della frase riprodotta, LL - il suo byte basso; MIB - comando per fermare la registrazione o la riproduzione (in quest'ultimo caso non è necessario, la riproduzione si ferma automaticamente quando viene raggiunta la fine della frase); EF - comando per leggere lo stato del microcircuito. Questi comandi differiscono da quelli forniti nel manuale del microcircuito perché alcuni dei loro byte sono utilizzati dal microcontrollore dell'adattatore. Ad esempio, dopo aver ricevuto il byte EF, lo genera e lo trasmette tramite l'interfaccia I2C un vero e proprio comando per leggere lo stato del microcircuito. Il programma terminale da cui verranno emessi i comandi deve essere configurato per funzionare a 19200 baud con otto bit di dati senza parità e un bit di stop. La registrazione viene eseguita nel seguente ordine: - viene dato un comando di configurazione della registrazione, dopodiché è possibile ascoltare il file audio riprodotto dal computer utilizzando un controllo UMZCH collegato all'uscita AUX OUT del microcircuito ISD5116ED; - impartire un comando di registrazione con l'indirizzo iniziale della frase e, con una minima perdita di tempo, avviare la riproduzione della frase desiderata dal computer; - non appena termina la frase, viene dato il comando di interrompere la registrazione; - inviare un comando per leggere lo stato del chip ISD5116ED, al quale si dovrebbe ricevere una risposta di tre byte. Il secondo è il byte di ordine superiore e il terzo è il byte di ordine inferiore dell'indirizzo della prima cella di memoria del microcircuito che è libera per la scrittura dopo la frase scritta. Tale indirizzo non deve essere maggiore dell'indirizzo iniziale della frase successiva nell'ordine indicato nella tabella. tavolo
Si consiglia di verificare la registrazione effettuata ascoltandola tramite un controllo UMZCH. Per fare ciò, è necessario emettere un comando di configurazione della riproduzione, quindi un comando di riproduzione con l'indirizzo iniziale della frase e, al termine della riproduzione, leggere lo stato del chip. Ripetendo il ciclo descritto, tutte le frasi necessarie vengono scritte nel microcircuito. Gruppo sensore oscillante impostato collegando l'ingresso dell'oscilloscopio all'uscita dell'amplificatore operazionale DA2. Utilizzando il resistore trimmer R2, impostare questa uscita su un livello logico alto. Successivamente, controlla sperimentalmente la posizione del cursore del resistore. Quando il sensore (microamperometro PA1, il cui ago è appesantito con un pezzo di saldatura) viene scosso, il livello all'uscita dell'amplificatore operazionale dovrebbe cambiare nel tempo con l'oscillazione dell'ago. La regolazione finale viene effettuata sull'auto. L'unità di monitoraggio dello stato della batteria viene impostata applicando una tensione pari alla tensione minima consentita della batteria al pin 5 del connettore XP1 del beacon (ho 11,2 V). Utilizzare il resistore trimmer R18 per impostare la tensione su 1,05 V all'ingresso RA2 del microcontrollore. Il risultato è facile da verificare. Impostare la tensione a 5...1 V sul pin 12 del connettore XP13 e, riducendola lentamente, attendere la telefonata con il messaggio “Battery low”. Ciò deve avvenire ad una determinata tensione minima. I restanti componenti del faro non necessitano di lavori di adeguamento. I file dei circuiti stampati in formato Sprint Layout 6.0 e tutti i programmi necessari per il funzionamento e la configurazione del sistema possono essere scaricati da ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/06/beacon.zip. Autore: S. Polozov
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