|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Encoder e decoder per il canale radio dell'allarme di sicurezza. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Sicurezza e protezione La rivista è tornata più volte sul tema dei canali radio per gli allarmi di sicurezza. L'uso delle comunicazioni radio nella tecnologia di sicurezza risulta spesso conveniente e talvolta l'unico modo per trasmettere un segnale di allarme. Questo articolo descrive un'altra versione di un codificatore e decodificatore per tale sistema. È passato parecchio tempo da quando le trasmissioni radiofoniche, per ovvi motivi, sono diventate più accessibili. E non solo per quelli che inizialmente venivano chiamati radioamatori, ma anche per chi lo usa per scopi pratici: radiocomando a distanza, comunicazioni radio personali, radiofari, ecc. Uno degli ambiti di applicazione interessanti (e recentemente rilevanti) è la sicurezza di vari oggetti remoti, in particolare veicoli. La rivista "Radio" ha pubblicato diversi progetti destinati a questo scopo, tra cui il canale radio di Y. Vinogradov [1-3] e il guardiano radiofonico di S. Biryukov [4]. In termini di complessità e per molti aspetti della base elementale, questi due progetti sono simili, sebbene in termini pratici siano leggermente diversi. Ciò vale principalmente per lavorare in condizioni di intense interferenze radio. Se nel primo caso è alta la probabilità che non venga ricevuto alcun segnale di allarme, nell'altro caso i falsi allarmi infastidiranno il proprietario, il che riduce anche l'affidabilità della sicurezza. Inoltre, la presenza di segnali costanti in onda può attirare l'attenzione dei radioteppisti. In ogni caso, quale disegno preferire spetta al radioamatore stesso. L'autore di questo articolo ha scelto la pubblicazione [1-3]. Il codificatore e il decodificatore del canale radio hanno subito modifiche. Il circuito dell'encoder [1, Fig. 1], secondo l'autore, contiene particolari “extra” che limitano ingiustificatamente le possibilità di utilizzo dell'unità radiotrasmittente. Pertanto, la presenza di un grilletto “usa e getta” sugli elementi DD4.3 e DD4.4 implica ovviamente il funzionamento solo con sensori di contatto e richiede l'intervento del proprietario dopo ogni azionamento della protezione. È molto meglio realizzare un'unità radiotrasmittente in aggiunta all'allarme sonoro di sicurezza. Tali allarmi, di norma, contengono i componenti necessari, compresi quelli esecutivi (relè, transistor, tiristori, ecc.). Ciò consentirà al proprietario, a seconda delle condizioni, di scegliere la modalità operativa necessaria del guardiano, ad esempio, durante il giorno, utilizzare un allarme acustico destinato a un intruso e di notte passare alla sicurezza “silenziosa”. Quanto sopra non significa però che l'unità radiotrasmittente non possa essere utilizzata in modo autonomo. Il decodificatore [1, Fig. 2] contiene un numero significativo di connessioni tra elementi logici inclusi in diversi microcircuiti, il che rende difficile la creazione di un circuito stampato compatto. E sebbene la prefazione all'articolo [3] dichiari che il proprietario può portare con sé l'unità radioricevente, questa non può essere definita “tascabile”. Inoltre, non prevede l'antenna interna necessaria in questi casi, sebbene ne venga fornita la possibile struttura. Tutto ciò ha spinto l'autore dell'articolo a creare, sulla base del progetto di Yu Vinogradov, il proprio canale radio con crittografia del segnale radio. Le dimensioni dell'unità radiotrasmittente (senza antenna) sono ridotte di quasi 3 volte e dell'unità radioricevente con antenna magnetica di 2 volte. Il circuito dell'encoder (con trasmettitore) è mostrato in fig. uno.
Funzionalmente, corrisponde pienamente a un nodo simile di Yu Vinogradov [1]. È stato mantenuto anche il numero massimo possibile di combinazioni di crittografia: 16384. La modifica ha interessato solo la velocità di trasmissione del messaggio radio*: la frequenza di commutazione dei canali del multiplexer (familiarità) è stata raddoppiata mantenendo la frequenza del generatore di clock. Ciò è stato fatto, da un lato, per comodità di “disporre” il circuito stampato, dall'altro per le caratteristiche del contatore utilizzato. Tuttavia non c'è motivo di temere che la larghezza di banda radio superi i limiti consentiti o che la larghezza di banda del filtro piezoceramico nel radioricevitore non sia sufficiente. Ad esempio possiamo fare riferimento al progetto [4], dove la frequenza di modulazione del trasmettitore radio è ancora più elevata. Come si può vedere dallo schema, l'encoder è assemblato su soli due chip della serie originale CMOS 4000 [5]. Il microcircuito CD4060 (DD1) è simile nella sua struttura interna al contatore a 14 bit CD4020 (K561IE16), ma a differenza di esso, ha uscite da elementi buffer all'ingresso per la costruzione di un generatore. Di conseguenza, non ha output da un numero maggiore di cifre: oltre alla seconda e alla terza cifra, anche la prima e l'undicesima non hanno output. Il chip CD4067 (DD2) è un multiplexer-demultiplexer a 16 canali controllato da un codice binario a quattro bit e può sostituire due chip K561KP2 (KR1561KP2). Nel circuito dell'encoder di Fig. 1, la designazione di riferimento degli ingressi A-D del microcircuito DD2 e i numeri di canale X0-X15 vengono preservati. Durante lo sviluppo del circuito stampato, l'ordine di collegamento degli ingressi AD alle uscite del contatore DD1 è stato modificato, quindi la commutazione temporale dei canali (familiarità) avviene esattamente nella sequenza indicata nel diagramma (dall'alto verso il basso). In generale, va notato che la designazione degli ingressi AD e dei numeri di canale è del tutto condizionale, poiché il numero della chiave pubblica è determinato dalla tabella della verità in base al codice di indirizzo e nient'altro. Il funzionamento del codificatore proposto non è quasi diverso da quello descritto da Yu Vinogradov, sebbene abbia alcune caratteristiche. Ciò vale innanzitutto per la formazione di una pausa tra i messaggi radio. La fonte originale [1] non dice nulla sul suo scopo, ma è ovvio che la pausa è necessaria per evidenziare il bit iniziale sullo sfondo di una combinazione di crittografia contenente informazioni in gran parte simili. Pertanto, per un funzionamento congiunto affidabile del codificatore e del decodificatore (principalmente quando le informazioni trasmesse e ricevute non corrispondono), è auspicabile che la durata della pausa non sia inferiore al messaggio radio. Poiché il contatore DD1, come già accennato, non dispone di un'uscita a 11 bit, la durata della pausa viene scelta pari al messaggio radio stesso (15,6 ms). Un'altra caratteristica dell'encoder è che, come il trasmettitore, in modalità standby è diseccitato. La modalità di allarme è assicurata fornendo una tensione di alimentazione all'unità radio trasmittente (incluso l'encoder), che ha ridotto il numero di collegamenti esterni. Per impostare il contatore DD1 al suo stato iniziale, utilizzare il circuito C12R8. Fornisce inoltre un ritardo nell'inizio della trasmissione radio di un segnale di allarme per il tempo necessario affinché il generatore del trasmettitore raggiunga la modalità operativa e consente di utilizzare l'unità direttamente con sensori di contatto, senza adottare misure aggiuntive per sopprimere il rimbalzo dei contatti. I resistori R9, R10 e il risonatore al quarzo ZQ2 sono elementi dell'oscillatore interno del chip DD1. Il diodo VD1 protegge il dispositivo dal collegamento con polarità errata della sorgente di tensione. Nella fig. La figura 2 mostra una possibile versione del circuito stampato dell'unità radiotrasmittente contenente l'encoder considerato. L'encoder è convenzionalmente separato dal trasmettitore da una linea tratteggiata. La tavola è realizzata in fibra di vetro con lamina unilaterale. I brevi collegamenti tra gli elementi e la disposizione ponderata delle parti consentono di fare a meno della pellicola schermante.
Il trasmettitore radio utilizza resistori importati di piccole dimensioni, ma sono adatti anche quelli domestici (MLT, S2-23, ecc.) Se installati verticalmente sulla scheda. Tra il risuonatore al quarzo e la scheda è interposta una sottile guarnizione in gomma, prelubrificata su entrambi i lati con colla 88H. Il risonatore è fissato con un filo isolato, che funge anche da ponticello elettrico. Se i conduttori del risonatore sono rigidi (RK169, RK373), devono essere accorciati alla lunghezza minima e il collegamento al circuito stampato deve essere effettuato tramite un filo sottile oppure devono essere utilizzati i conduttori della resistenza R3. La presa dell'antenna ad alta frequenza X1 è installata sulla scheda utilizzando un morsetto a forma di U fatto in casa realizzato in filo con un diametro di 2 mm. Alle sue estremità è presente una filettatura M2 per il montaggio dei dadi. Nelle facce laterali filettate della presa è necessario realizzare due scanalature con una lima ad ago tonda ad una profondità di 1...1,5 mm sotto il morsetto. Per realizzare questa parte, invece del filo, è conveniente utilizzare i perni di serraggio dell'interruttore a biscotto PG-3. Il pin della presa è collegato alla scheda con un conduttore. Il trasmettitore ha una modalità di radiazione continua. Poiché questa modalità viene utilizzata piuttosto raramente (principalmente per impostare il canale radio nel suo insieme), viene implementata in modo un po' insolito (Fig. 3).
L'involucro dell'unità trasmittente è realizzato in sottile lamiera stagnata ed è collegato elettricamente ad un filo comune. È stato praticato un foro con un diametro di 4 mm nel coperchio dell'alloggiamento sopra il montante del telaio della bobina L3. Un dado M2,5 è saldato all'interno del coperchio coassialmente al foro. Una vite viene avvitata nel dado dall'esterno. Poiché il suddetto supporto del telaio della bobina è collegato elettricamente sulla scheda al collettore del transistor VT3 (vedere Fig. 1), quando si avvita la vite, il collettore verrà cortocircuitato con l'alloggiamento, che corrisponde alla modalità di radiazione continua. È necessario “piantare” una goccia di saldatura sulla parte sporgente del supporto e posizionare una rondella di materiale elastico (ad esempio gomma porosa) sotto la testa della vite. Il suo spessore deve essere tale che in assenza di contatto risulti leggermente compresso per evitare lo svitamento spontaneo della vite. Si possono usare anche le molle. Il contatto affidabile è garantito da una certa elasticità del materiale dell'alloggiamento. Si consiglia di utilizzare una vite in rame. Condensatore C10 - K53-1A, il resto - KM o K10-176. Il risuonatore al quarzo ZQ2 è in una custodia piatta, leggermente più piccola del comune RV-72. È possibile utilizzare un risonatore di un orologio da polso in una cassa cilindrica in miniatura. La combinazione di crittografia selezionata viene stabilita collegando i pin del chip DD2 al corrispondente conduttore stampato utilizzando una goccia di saldatura. Non è necessario configurare l'encoder. Se le parti sono funzionanti e non sono presenti errori di installazione, inizia a funzionare immediatamente quando viene applicata la tensione di alimentazione. Utilizzando un oscilloscopio, è possibile osservare gli impulsi rettangolari del generatore di clock sul pin 9 del chip DD1 e la combinazione di crittografia composta sul pin 1 di DD2 (CT). Il circuito del decodificatore è mostrato in Fig. 4. La differenza principale rispetto a quella descritta da Yu Vinogradov risiede nell'unità di confronto tra la combinazione di crittografia ricevuta dall'etere e quella installata nel decoder. Il confronto avviene quasi istantaneamente lungo il fronte positivo del contatore al centro di ciascuna area familiare (decoder). Ciò ha permesso di trascurare in gran parte le frequenze irregolari dei risonatori al quarzo nell'encoder e nel decodificatore, nonché di aumentare leggermente l'immunità al rumore. Inoltre, una tale costruzione si è rivelata più facile da implementare e richiedeva meno chip.
Quando il decodificatore viene acceso con un impulso di alto livello attraverso il condensatore C1, i trigger del microcircuito DD2 vengono impostati sullo stato 1 (indipendentemente dallo stato degli altri ingressi). Un livello alto dall'uscita del trigger DD2.2 ripristina il contatore DD4 e ne impedisce l'ulteriore funzionamento. Subito dopo, all'uscita del trigger DD2.1 appare un livello basso, poiché il suo ingresso R rimane alto. Ciò consente al trigger DD2.2 di funzionare sull'ingresso dell'orologio C. Il decoder entra in modalità standby. In questa modalità, il canale X0 del multiplexer DD5 è chiuso, sugli ingressi dell'indirizzo AD la cui combinazione è 0000. Di conseguenza, i canali rimanenti sono aperti, compreso XI5, e sul pin 9 dell'elemento DD3.3 si trova un livello basso (l'interruttore a levetta SA1 è chiuso, poiché l'alimentazione è attiva). Il nodo di allarme [1] non funziona. Per un generatore di clock assemblato sugli elementi DD1.1 e DD1.3, il livello basso sul pin 8 di DD1.3 è permissivo, quindi in modalità standby produce impulsi rettangolari. Quando viene trasmesso un segnale di allarme, più precisamente il bit di inizio della combinazione di crittografia installata nell'unità radiotrasmittente, all'uscita dell'elemento DD1.4 apparirà un livello alto. Il trigger DD2.2 commuterà e consentirà il funzionamento del contatore DD4, nonché il trigger DD2.1 sull'ingresso C. In sincronia con il funzionamento del contatore, il multiplexer DD5 inizia a cercare la combinazione di crittografia (familiarità) nella sequenza indicata in il diagramma (dall'alto verso il basso). Il suo confronto con quello ricevuto dall'aria avviene nell'elemento DD1.2. Il risultato del confronto (0 se c'è corrispondenza e 1 se i segnali sono diversi) viene trasmesso all'ingresso informazioni D del trigger DD2.1. L'ingresso C del trigger al centro di ciascuna area familiare riceve fronti di impulso dall'uscita 5 del contatore DD4. La commutazione del trigger su un singolo stato è possibile solo se i segnali ad un certo punto non corrispondono. Se la combinazione di crittografia accettata e installata non corrisponde, si verifica un processo simile all'ingresso in modalità standby, con l'unica differenza che il ritardo non dipende più dal tempo di carica del condensatore C1, ma è determinato solo dai parametri temporali di i microcircuiti utilizzati. Una completa coincidenza della combinazione di crittografia stabilita con quella ricevuta dall'etere significa che tutte le familiarità sono state ricercate dal multiplexer DD5. Il canale X15 sarà l'ultimo ad aprirsi se combinato agli ingressi dell'indirizzo 1111. In questo caso, l'ingresso dell'unità di allarme e il pin 8 dell'elemento DD1.3, con i contatti dell'interruttore SA1.1 chiusi, saranno collegati alla tensione divisore R1R2. La tensione su questo divisore è circa 5/6 della tensione di alimentazione, che corrisponde ad un livello logico alto. Suonerà un allarme e l'orologio si fermerà. Questo stato permarrà finché non verrà premuto il pulsante SB1. L'utilizzo dell'interruttore SA1 con due gruppi di contatti amplia le funzionalità del radioguardiano. Un gruppo di contatti (SA1.2) è progettato per spegnere l'alimentazione dell'unità ricevente quando la si utilizza in una versione portatile alimentata da una batteria, mentre il secondo gruppo (SA1.1) viene utilizzato per disabilitare il blocco della modalità di allarme quando alimentato da un'unità esterna collegata al connettore XS1. In questo caso lo stato dei contatti SA1.2 non ha importanza poiché la batteria viene scollegata dai contatti 2 e 3 della presa. L'unità esterna può contenere, oltre ad un'alimentazione stabilizzata per una tensione di 6...9 V, altri dispositivi elettronici, ad esempio un'unità di allarme ad alto volume con la soppressione di altre fonti sonore, un orario e un numero di allarmi registratore [6] o un dispositivo per la trasmissione di un messaggio di allarme tramite telefono [7]. Strutturalmente, il blocco può essere progettato, ad esempio, in un orologio elettronico, un ricevitore radio, ecc., che, tra l'altro, possono avere a loro volta unità di segnale. Quando i contatti dell'interruttore SA1.1 sono aperti, il segnale di allarme non viene registrato nel decodificatore (questa funzione viene eseguita in un modo o nell'altro da un'unità esterna), poiché il generatore di orologio continua a funzionare. In questo caso il decoder tornerà in modalità standby automaticamente (al primo disallineamento della combinazione di crittografia) non appena verrà ripristinato il “silenzio” in onda. Naturalmente, nel dispositivo watchdog con cui funzionerà l'unità radiotrasmittente, è necessario prevedere una modalità simile (ad esempio, limitare nel tempo il segnale di allarme). È necessario prestare attenzione al fatto che l'impedenza di ingresso del dispositivo esterno collegato al pin 5 del connettore XS1 deve essere sufficientemente grande da non bypassare il partitore di tensione R1R2. È consentito ridurre la tensione sul divisore a 0,7 della tensione di alimentazione. Si noti che è possibile spegnere automaticamente la centrale d'allarme decoder quando si utilizza un posto esterno. Per fare ciò è sufficiente collegare il pin 8 dell'elemento DD3.3 al pin 4 del connettore XS1, collegandolo con un resistore aggiuntivo al filo comune. In fig. 5.
La scheda è realizzata in fibra di vetro a doppia faccia, ma è possibile utilizzarne una su un solo lato, poiché un numero limitato di conduttori stampati sul lato di installazione delle parti può essere realizzato con un filo di montaggio sottile. È necessario inserire i fili del ponticello nei fori dei cuscinetti quadrati e saldarli su entrambi i lati della scheda. Le designazioni delle parti del ricevitore (nella figura sono separate dal decodificatore da una linea tratteggiata) corrispondono allo schema del ricevitore in [8]. Per consentire l'uso autonomo dell'unità, viene utilizzata un'antenna magnetica WA1 [3, Fig. 7] con bobina di accoppiamento L1 e connettore ad alta frequenza X1 per il collegamento di un'antenna esterna. Inoltre, la scheda prevede l'installazione delle seguenti parti (evidenziate con linee tratteggiate): un condensatore di sintonia C1' (collegato in parallelo a C1), un ulteriore condensatore di blocco per alimentare lo stadio di ingresso C3' e un unico circuito oscillante L5C21C22 ( per aumentare la selettività del ricevitore [3]). Sono state apportate modifiche minori al ricevitore stesso. È necessario scambiare i resistori R10 e R11, filtro piezoceramico ZQ2 - FP1P1 -060.1. Al posto del comparatore di tensione K554SAZ (DA3), viene utilizzato K521SAZ con la piedinatura corrispondente. È anche possibile utilizzare 554СЗ, ma in un pacchetto a 8 pin. Si è scoperto che è preferibile l'ordine inverso dei perni (in senso orario nella vista dall'alto). Pertanto questo chip non è installato di serie sulla scheda. Ci sono diverse opzioni. Il modo più semplice è dissaldare il microcircuito dal lato dei conduttori stampati. La seconda opzione è piegare i cavi nella direzione opposta. Nel caso di un case in metallo, questo è preferibile (basta mettere dei tubi isolanti sui terminali). I pin 1, 4, 6, 9, 14 del microcircuito DA1 (K174PS1) sono collegati tra loro all'interno del cristallo: un filo comune è collegato a loro sulla scheda. I pin liberi 7 e 8 del microcircuito DA2 (K157ХА2) devono essere rimossi e al loro posto deve essere saldato un ponticello. A proposito, le raccomandazioni per l'uso di questo microcircuito [9] indicano l'indesiderabilità della presenza di segnali elettrici su questi terminali. Le bobine L1 e L2 sono avvolte su un'asta di ferrite con un diametro di 8 e una lunghezza di 80 mm. Un'opzione per il montaggio di un'antenna magnetica e di un connettore RF di piccole dimensioni X1 (CP75-104 e CP75-103) è mostrata in Fig. 6.
Il connettore 1 è fissato con un dado 2 su una staffa angolare 3 realizzata in lamiera sottile. È conveniente utilizzare lo stagno (si può tagliare con normali forbici), avendo precedentemente praticato un foro del diametro di 8 mm per il connettore. Tale staffa (la sua larghezza è 12 mm) può essere saldata alla scheda utilizzando la staffa metallica 4. Il collegamento dell'asta di ferrite 6 con il connettore viene effettuato mediante un giunto 5 ricavato da un idoneo materiale non metallico. Nel caso più semplice può trattarsi di un tubo di cloruro di polivinile, pressato o incollato. Il filo proveniente dal terminale centrale del connettore viene fatto passare attraverso un foro nel suo corpo (destinato alla saldatura della treccia del cavo) e posato sotto il tubo o sopra di esso. Se viene utilizzata solo un'antenna esterna, le bobine L1, L2 possono essere installate al posto dei condensatori C1' e C1 saldando il condensatore C1 direttamente ai montanti del telaio della bobina L1. Il condensatore C6 nel decoder è K53-1A; il suo corpo metallico funge anche da schermo tra la parte digitale e il ricevitore radio. Non mostrato in Fig. 4 pin 1, 5, 14, 15 del chip DD4 (KR1561IE20) devono essere rimossi o devono essere svasati i fori sul lato opposto della scheda. Per i pin 4,11 (DD1), 12 (DD2) e 9 (DD4) non realizzare contatti sullo stesso lato. L'emettitore piezoelettrico NA1 (ZP-18) deve essere modificato prima dell'installazione sulla scheda. Un supporto in filo a forma di L è saldato perpendicolarmente alla base dell'elemento piezoelettrico, rimosso dall'alloggiamento. Viene inserito nel foro della scheda e saldato in modo che l'elemento piezoelettrico non tocchi le parti. Il coperchio dell'elemento piezoelettrico è saldato alla scheda utilizzando un conduttore sottile flessibile. Questo design “sciolto” contribuisce ad aumentare l’emissione sonora. Quando si utilizza un'antenna magnetica, l'alloggiamento dell'unità ricevente deve essere realizzato in materiale “radiotrasparente”. È adatta una custodia del designer Yunost KP 101, ben noto ai radioamatori. Il funzionamento del decoder può essere verificato scollegando l'uscita dell'elemento DD1.4 dagli altri elementi. Per fare ciò, è conveniente utilizzare un filo di montaggio sul lato in cui sono installate le parti tra i pin 11 e 6 del microcircuito DD1. Il pin 6 di DD1 o il pin 11 di DD2 è collegato al punto di prova (CP) nell'encoder e i contatti dell'interruttore SA1 sono chiusi. Quando la tensione di alimentazione viene applicata all'encoder, nel decoder dovrebbe suonare un segnale di allarme intermittente. Se il suo volume è chiaramente insufficiente, puoi provare a selezionare il resistore R6. * Un messaggio radio qui deve essere inteso come la trasmissione di una combinazione di crittografia, divisa in 16 intervalli di tempo identici (in base al numero di canali multiplexer) (familiarità), ciascuno dei quali è caratterizzato dalla presenza o dall'assenza di radiazioni ad alta frequenza . I primi due posti familiari sono occupati dalle informazioni di servizio necessarie affinché il decoder inizi a funzionare e si sincronizzi con l'encoder. Letteratura
Autore: A.Martemyanov, Seversk, regione di Tomsk
Pelle artificiale per l'emulazione del tocco
15.04.2024 Lettiera per gatti Petgugu Global
15.04.2024 L'attrattiva degli uomini premurosi
14.04.2024
▪ Quanti dinosauri non sono stati ancora scoperti ▪ Sistemi a chip singolo Qualcomm IPQ8074 e QCA6290 ▪ L'hotel sarà servito da robot ▪ Satelliti per la registrazione delle onde gravitazionali ▪ Fotocamera reflex Nikon D7200
▪ sezione del sito Esperimenti di chimica. Selezione dell'articolo ▪ articolo di Pascal Blaise. Biografia di uno scienziato ▪ Articolo sul Cervino. Miracolo della natura
Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito
www.diagram.com.ua |
Vedi altri articoli sezione 
Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:
Tutte le lingue di questa pagina