Interruttore di alimentazione con telecomando. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Il dispositivo proposto è progettato per funzionare nella rete telefonica pubblica. Consente di accendere e spegnere da remoto apparecchi elettrici di rete di bassa e media potenza (fino a 1 kW) utilizzando una linea telefonica. Il dispositivo ha quattro canali (controlla quattro carichi). Il numero di canali può essere aumentato arbitrariamente per estensione. L'interruttore è alimentato da una rete AC 220 V. È possibile collegare il dispositivo nel luogo di installazione alla linea telefonica senza rispettare la polarità in parallelo con l'apparecchio telefonico locale (LTA).

In modalità standby, il dispositivo non carica la linea, non risponde ai segnali vocali e ai segnali di selezione a impulsi o DTMF provenienti dall'MTA o dalla linea. Il controllo remoto dei carichi di commutazione (modifica dei loro stati) viene effettuato solo in modalità occupazione linea. Lo switch occupa la linea dopo che un certo numero di segnali di chiamata in entrata (pacchi) arrivano all'MTA dal PBX. Per il controllo dei carichi vengono utilizzati segnali DTMF standard, provenienti dall'apparecchio telefonico remoto (UTA) con il quale l'interruttore ha stabilito un collegamento. Se l'UTA non dispone della funzione di selezione DTMF, il controllo può essere effettuato tramite un segnale acustico che l'utente avvicina al microfono del ricevitore dell'UTA.

Lo switch funziona in modalità interattiva, ovvero non solo riceve comandi di controllo dalla linea, ma emette anche segnali sulla linea, grazie ai quali l'utente può giudicare l'esecuzione dei suoi comandi e lo stato attuale dei carichi.

Ciascuno dei carichi ha il proprio indirizzo: una combinazione di tre cifre composta dai numeri 0 - 9, dai simboli #, * e dalle lettere A, B, C, D. Il dispositivo accetta quattro comandi: accendere il carico con un determinato indirizzo, spegni il carico con un determinato indirizzo, richiedi lo stato corrente del carico con un determinato indirizzo e rilascia la linea. Il dispositivo emette tre tipi di segnali sulla linea: "avvisare l'utente che la linea è occupata" - un segnale intermittente con un tono principale di 1024 Hz della durata di 3,5 - 4 s; “notifica all'utente dello stato di accensione del carico con un determinato indirizzo” segnale continuo con tono principale di 1024 Hz della durata di 2 s; notificare all'utente lo stato spento del carico con un determinato indirizzo" - un segnale intermittente con un tono principale di 1024 Hz della durata di 2 s. Se, dopo che l'interruttore ha preso la linea, non viene ricevuto alcun segnale DTMF entro 1- 2 minuti, la linea viene rilasciata automaticamente e il dispositivo ritorna in modalità standby.

I parametri elettrici dell'interruttore riguardanti la sua interazione con la linea telefonica non vanno oltre i limiti stabiliti per gli apparecchi telefonici di qualsiasi classe di complessità [1]. La frequenza dei segnali propri e di comando dell'apparecchio rientra nella larghezza di banda del canale telefonico (0,3 - 3 kHz).

Sulla base del dispositivo proposto, è possibile creare un sistema per il controllo remoto discreto di qualsiasi parametro o un sistema di notifica individuale per un gran numero (teoricamente fino a 163) abbonati su una linea telefonica, ad esempio all'interno di un'istituzione.

Lo schema a blocchi dell'interruttore è mostrato in Fig. 1 e lo schema circuitale del blocco logico (digitale) del dispositivo è mostrato in Fig. 2.

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L'unità di interfaccia di linea, realizzata su VD1, DA1, VT1, VT2, garantisce l'occupazione della linea, la ricezione dei segnali DTMF da essa che formano messaggi di comando di indirizzo (ACP) e l'immissione dei segnali del dispositivo nella linea. L'unità di generazione del segnale di chiamata, realizzata su VD2, U1, DD14.1, genera impulsi di livello digitale dai pacchi che chiamano il PBX. Il nodo di controllo della modalità (DD9DD11, DD15.1, DD13.3, DD13.4, DD17.1) conta gli impulsi di chiamata e genera un segnale di impegno linea dopo l'arrivo di un numero specificato di essi. Il ricevitore del segnale DTMF (DD1), insieme ai registri di memorizzazione della trasmissione automatica (DD4-DD7), forma in parallelo i codici degli indirizzi e dei comandi ricevuti dalla linea.

I decodificatori dell'indirizzo del canale (VD3VD50, DD15.2-DD15.5, DD16) generano segnali sulle loro uscite che forniscono l'accesso ai trigger dello stato del canale (DD21). La modifica degli stati di questi trigger viene effettuata dai segnali dell'unità di generazione dei comandi e dai segnali lineari (DD8, DD18-DD20, DD14.2-DD14.4, DD17.3, DD17.4). Lo stesso nodo interroga i trigger ed emette segnali corrispondenti alla linea. Il sincronizzatore, realizzato sul chip DD12, è una fonte di sequenze di impulsi di 1, 2, 1024 e 1/60 Hz, necessarie per il funzionamento del dispositivo. Tutte queste frequenze sono stabilizzate dal risuonatore al quarzo ZQ2.

In modalità standby, è presente un livello alto sul pin 6 del contatore DD10.1, che blocca il conteggio degli impulsi DD10.1 provenienti dal pin 4 del DD12 1 Hz. Il contatore DD9 viene ripristinato, il suo conteggio è inoltre impedito dal livello alto dal pin 6 di DD10.1. Il trigger DD11.1 è in uno stato basso, il transistor VT1 è aperto in alto sul pin 2 di DD11.1 e l'interruttore del transistor DA1 è aperto. La linea non è caricata. Al pin 5 del contatore DD21 è presente un livello alto, che blocca il conteggio degli impulsi DD2.1 a 6 Hz provenienti dal pin 12 di DD2. Lo stesso livello impedisce al contatore DD2.2 di contare e ai registri DD4-DD7 di ricevere dati. Quando al pin 2 di DD15.1 arrivano messaggi in chiamata dalla centrale telefonica compaiono degli impulsi positivi, in fase con l'inviluppo dei messaggi. Ciascuno di questi impulsi ripristina DD10.1.

Il livello basso sul pin 6 di DD10.1 dopo l'azzeramento viene mantenuto per circa 7 s, quindi, con una pausa tra gli impulsi di circa 4 s [1], il contatore DD9 può contarli. Una delle uscite DD9 (pin 9 di DD9) è collegata all'ingresso “S” (pin 6) del trigger DD11.1. Alla fine dell'ottavo impulso, sul pin 9 di DD9 appare un livello alto, portando DD11.1 in uno stato alto. Un livello basso dal pin 2 di DD11.1 blocca il transistor VT1, l'interruttore DA1 si chiude e la linea viene caricata con la resistenza dei resistori R15 e R17 collegati in parallelo (il transistor VT2 è aperto). Utilizzando un ponticello tra una delle uscite del DD9 e l'ingresso “S” del DD11.1 è possibile impostare il numero di chiamate dopo le quali il commutatore occuperà la linea (da uno a nove). Dopo che la linea è occupata, dopo circa 7 secondi, il conteggio DD9 viene azzerato e il livello alto dal pin 6 di DD10.1 è proibito, ma ciò non influenza lo stato del trigger DD11.1. Se il ricevitore viene sollevato prima che venga ricevuto il numero specificato di chiamate presso l'MTA, l'account DD9 viene ripristinato e disattivato 7 secondi dopo l'ultima chiamata ricevuta e il dispositivo rimane in modalità standby.

Nel momento in cui la linea è occupata da un differenziale positivo dal pin 1 di DD11.1, viene avviato il DD11.2 one-shot e il contatore DD10.2 viene azzerato. Il livello alto con il pin 13 di DD11.2 consente ad un segnale intermittente con un tono fondamentale di 3,5 Hz di passare attraverso DD4 per 14.2 - 1024 s. Attraverso VT2, questo segnale entra nella linea e avvisa l'utente che è occupato dall'interruttore. Successivamente, il dispositivo attende l'arrivo dalla linea di trasmissione automatica. La trasmissione automatica viene fornita all'ingresso del preamplificatore sull'elemento DD13.1, dalla sua uscita attraverso il limitatore diodi R18, HL1, HL2 vengono forniti all'ingresso del ricevitore-decodificatore del segnale DTMF DD1. Le trasmissioni automatiche hanno il formato - XXXY, dove XXX sono tre segnali di indirizzo DTMF (la cifra più significativa a sinistra, quella meno significativa a destra); Y - Segnale di comando DTMF. La trasmissione automatica viene composta dall'utente dal segnale acustico o dalla tastiera UTA senza pause tra l'invio dell'indirizzo e il comando.

Prima dell'arrivo del primo segnale DTMF del cambio automatico, il contatore DD2.2 e i registri DD4-DD7 vengono resettati, il multiplexer DD3 ha un livello alto sul pin 1 e livelli bassi sui pin 5, 2, 4. Quando viene riconosciuto il primo segnale DTMF, sull'uscita “rilevamento precoce” di ESO (pin 16) di DD1 appare un livello alto, che ripristina il contatore DD2.1. Il codice del segnale DTMF decodificato appare sui pin 11-14 di DD1, dopo di che appare un livello alto sull'uscita "late detector" di DSO (pin 15) di DD1, al limite del quale commuta il contatore DD2.2. Sul pin 5 di DD3 appare un livello alto; al suo bordo, il codice del segnale DTMF viene scritto nel registro DD5. Il secondo segnale DTMF viene scritto allo stesso modo su DD6, il terzo su DD7, il quarto segnale DTMF (comando) viene scritto su DD4. Il livello basso sul pin 5 di DD2.1 viene mantenuto dopo aver azzerato DD2.1 per circa 2 s. Se la pausa tra i segnali DTMF durante la composizione supera questo intervallo, il contatore DD2.2 e i registri DD4DD7 verranno ripristinati a zero prima della fine della composizione. Dalle uscite del registro DD4 (pin 1, 15, 14, 13), il codice del segnale di comando DTMF viene inviato al decodificatore di comando DD8. Il codice uno corrisponde al comando “accendi”, il codice due corrisponde a “spegni”, il codice tre corrisponde a “stato query”, il quattro corrisponde a “riga di rilascio”. I restanti codici di comando (e uscite DD8) non vengono utilizzati nel dispositivo, ma è possibile utilizzarli al posto di quelli riportati nello schema, riassegnandoli di conseguenza.

Gli indirizzi dei canali di commutazione vengono impostati cablando le strisce di diodi nei decodificatori di indirizzi H1-H4. L'idea della decrittazione degli indirizzi è presa da [2]. Ad esempio, lo schema in Fig. 2 mostra il decoder H1 dell'indirizzo “265”. Quando il codice di questo indirizzo appare sul bus di uscita dei registri DD5-DD7, verrà impostato un livello alto sull'uscita H1 (pin 3 di DD16.1). Tutte le uscite del registro, che, in base al codice di indirizzo, dovrebbero avere un livello alto, sono collegate agli ingressi dell'elemento resistore a diodi AND (VD4, VD8, VD9, VD11, VD13, R20) e alle uscite, che dovrebbero hanno un livello basso, sono collegati agli ingressi diodi - elemento resistore OR (VD3, VD5-VD7, VD10, VD12, VD14, R21). Dopo aver decodificato il comando, cioè la comparsa di un livello alto su una delle uscite DD8, si accede ai trigger di stato di tutti e quattro i canali. Se viene ricevuto un comando di "accensione", i livelli logici dalle uscite del decodificatore di indirizzi H1-H4 vengono forniti attraverso le valvole del multiplexer DD20 agli ingressi "S" dei trigger DD21 (pin 4, 6, 12, 14). Il trigger corrispondente al canale il cui indirizzo è fisso nei registri passerà allo stato alto nel momento in cui il comando viene decrittografato. Quando viene ricevuto un comando di "spegnimento", le uscite H1-H4 sono collegate tramite le valvole DD19 agli ingressi "R" DD21 (pin 3, 7, 11, 15) e il trigger corrispondente al canale selezionato passa in uno stato basso a nel momento in cui il comando viene decodificato.

Il polling dei trigger DD21 viene effettuato dal microcircuito DD18 con un elemento diodo-resistore AND collegato alle sue uscite (VD55-VD58, R34) utilizzando i comandi “accendi”, “spegni” e “stato query”. Un ingresso di ciascuno dei quattro elementi logici DD18 è collegato rispettivamente all'uscita del decodificatore H1-H4, l'altro ingresso è collegato all'uscita del corrispondente trigger DD21 (pin 2, 9, 10, 1 di DD21). Dopo la decodifica del comando, su una delle uscite DD8 è presente un livello alto per circa 2 s, e durante questo tempo viene fornito alla linea un segnale continuo con tono fondamentale di 14.2 Hz attraverso l'elemento aperto DD1024, se il il trigger nel canale selezionato è in uno stato alto oppure un segnale intermittente con lo stesso tono fondamentale se il trigger è basso. Un segnale intermittente entra in linea anche se nei registri viene registrato un indirizzo inesistente (non assegnato a nessun canale).

2 s dopo la decodifica del comando, sul pin 5 di DD2.1 appare un livello alto e i registri DD4-DD7 vengono resettati.

Quando i segnali dell'interruttore entrano nella linea, il microcircuito DD1 viene commutato in una modalità a basso consumo con un livello elevato all'ingresso PDH (pin 6 di DD1), rendendo impossibile decifrare i segnali di ingresso. È inoltre possibile modificare manualmente lo stato di ciascuno dei trigger DD21 utilizzando i pulsanti SB1 "Canale 1" - SB4 "Canale 4", SB5 "On", SB6 "Off". Per fare ciò, è necessario premere contemporaneamente il pulsante per il canale desiderato e il pulsante per l'azione desiderata.

Ogni segnale DTMF decifrato dal microcircuito DD1 provoca l'azzeramento del contatore DD10.2 ad alto livello dall'uscita di “riconoscimento tardivo” del DSO (pin 15 di DD1), prolungando così il tempo in cui il dispositivo occupa la linea. Se i segnali DTMF non arrivano all'ingresso DD1 durante un intervallo di tempo che dura da 1 a 2 minuti, viene scritto il log "11.1" per attivare DD0 al limite del livello alto ricevuto al suo ingresso di clock dal pin 12 di DD10.2 e il dispositivo rilascia la linea. L'interruttore rilascia la linea al comando dell'utente dopo aver composto l'AKP, composto da un indirizzo arbitrario e il comando “rilascia la linea” (numero “4”).

Il livello alto che appare come risultato della decodifica di questo comando sul pin 1 di DD8 mette DD11.1 in uno stato basso.

Una volta rilasciata la linea, il dispositivo torna in modalità standby. L'assorbimento di corrente del blocco logico dell'interruttore da una sorgente +5 V dipende dal numero di carichi collegati. Quando tutti i carichi sono spenti, non supera i 7 mA, quando tutti sono accesi - 30 mA.

Lo schema schematico del blocco dei relè elettronici è mostrato in Fig.3.

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I livelli che arrivano lungo le linee "Circuito 1" - "Circuito 4" dalle uscite dei trigger di canale del blocco logico vengono registrati nel registro DD1 lungo i bordi degli impulsi rettangolari generati dalla tensione di rete 220 V AC dal circuito VD2 , R18, R17, VD1. Le uscite DD1 (pin 1, 15, 14, 13) determinano gli stati degli interruttori triac VS1-VS4. Pertanto, l'accensione e lo spegnimento dei carichi del canale avviene nei momenti in cui la tensione di rete attraversa lo zero (su una semionda crescente (sinusoide). Gli elementi VD3-VD6, R19, R20, C1-C4 formano un alimentatore senza trasformatore per optoaccoppiatori U1 -U8, microcircuiti LED HL1-HL4 e DD1. Il filtro sugli elementi C5, C6, L1, L2 sopprime i picchi di commutazione della tensione di rete. I LED HL1-HL4 indicano lo stato attivo del carico corrispondente. Attraverso l'uso di optoaccoppiatori U1- U4, è assicurato il completo isolamento galvanico della linea telefonica e della rete 220 V che elimina nella linea la tensione di rete.

Una delle possibili versioni dello schema elettrico del segnalatore acustico per il controllo remoto è mostrata in Fig. 4.

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La base del dispositivo è il chip combinatore elettronico DD1 HM9102D. Dall'uscita TONE (pin 12) di DD1, i segnali DTNF del numero inserito dalla tastiera vengono inviati attraverso il divisore R8, R9 all'ingresso del chip DA1 A283D, che viene utilizzato nel dispositivo come amplificatore audio. La tensione di alimentazione a DD1 e DA1 viene fornita tramite l'interruttore a transistor VT1, che si apre con un livello basso sul pin 4 di DD2.2 quando si preme il pulsante "ON" dell'SB16 e si chiude con un livello alto sul pin 4 di DD2.2 quando si preme SB17 “OFF”. Quando si accende l'alimentazione con il pulsante "ON", l'impulso negativo generato dalla catena C1, R6 azzera il contatore DD3.

Se non vengono premuti i pulsanti della tastiera SB1-SB15, dopo circa 100 s viene impostato un livello alto sul pin 2 di DD3, al bordo del quale la catena C8, R13 genera un impulso positivo. Il transistor VT2 si apre per la durata di questo impulso e collega il pin 6 di DD2.2 al filo comune, il che equivale a premere il pulsante "OFF".

Quando i segnali DTMF vengono ricevuti da DD1 prima della scadenza dell'intervallo di tempo specificato, il contatore DD3 viene azzerato ogni volta tramite impulsi dall'uscita NSA (pin 13) di DD1, prolungando così lo stato attivo del circuito. Il consumo di corrente del segnalatore acustico con la chiave VTI chiusa non supera i 25 µA, con la chiave aperta in modalità silenziosa 7,5 mA, in modalità di generazione del segnale DTMF 20 mA. Il tempo di spegnimento automatico può essere variato selezionando l'uscita desiderata DD3 con un ponticello o selezionando gli elementi R10, C3 del generatore di impulsi sull'elemento DD2.4.

Dettagli del dispositivo. L'interruttore e il segnalatore acustico utilizzano resistori del tipo MLT, condensatori non polari KM, ad eccezione di C2 (vedi Fig. 2) tipo K73-16, C3-C6 (vedi Fig. 3) tipo K73-17, condensatori polari K50 -35, varistore RU1 (Fig. 2) CH1-2-1. Invece del microcircuito DD2 KT1 indicato nello schema (Fig. 3170), è possibile utilizzare i suoi analoghi: MV8870 [3], MT8870, NM9270, nonché l'analogo domestico KR1008VZh18 [1]. Invece del microcircuito DD4 HM1D indicato nello schema (Fig. 9102), è possibile utilizzare i suoi analoghi KS58C20N, KS58006, UM91260C e l'analogo domestico KR1008VZh16 [1]. Invece dell'ecoscandaglio a ultrasuoni DA1 A283D, puoi utilizzare il suo analogo russo K174ХА10. Testa dinamica BA1 tipo 0,5 GDSh-2. Le bobine L1, L2 del limitatore di sovratensione (Fig. 3) sono avvolte contemporaneamente con due fili su un anello 20x10x4 mm in ferrite M2000NM-1 con filo MGTF 0,5 fino al riempimento.

I risuonatori al quarzo ZQ1 (Fig. 2) e ZQ1 (Fig. 4) con una frequenza di 3,579545 MHz possono essere sostituiti con risonatori al quarzo o ceramici con una frequenza di 3,58 MHz. Pulsanti SB1-SB6 (Fig. 2) - KM1-1, pulsanti SB1-SB17 (Fig. 4) - matrice della tastiera dal telecomando del televisore. L'interruttore è montato in un alloggiamento di 150x220x100 mm. Sul pannello superiore sono posizionate le prese di rete XS1-XS4, i LED HL1-HL4 (Fig. 3) e i pulsanti SB1-SB4 (Fig. 2). I Triac VS1-VS4 (Fig. 3) vengono installati su radiatori con una superficie di 150 cm2 ciascuno.

L'impostazione dell'interruttore si riduce all'impostazione del guadagno richiesto DD13.1 (Fig. 2) selezionando R16 finché il chip DD1 non ottiene il riconoscimento affidabile dei segnali DTMF. Il livello dei segnali propri dell'interruttore può essere modificato, se necessario, selezionando R17. In caso di funzionamento instabile dell'unità di controllo della modalità, è necessario installare un resistore con una resistenza di 4-12 kOhm tra il pin 100 di DD150 e il filo comune.

Per evitare che il contenuto dei trigger di stato venga ripristinato durante un'interruzione di corrente, è altamente consigliabile utilizzare una batteria di backup. Può essere installato, ad esempio, all'ingresso di uno stabilizzatore di tensione +5 V (non mostrato in Fig. 3). Se presente, la resistenza R4 (Fig. 2) può essere esclusa dal circuito. Dalla Fig. 2 si può vedere che aumentando il numero di registri DD4-DD7 a otto e utilizzando il chip K3KP561 come DD2, è possibile rendere gli indirizzi dei canali a sette cifre.

Quando si imposta il segnale acustico, è necessario impostare l'ampiezza massima del segnale di uscita del suono ultrasonico in assenza della sua limitazione regolando R9 (Fig. 4). La presenza dei pulsanti "H", "P" e "R" sulla tastiera è facoltativa. Come batterie vengono utilizzate tre batterie AA.

letteratura:

1. Kizlyuk AI Manuale sulla progettazione e riparazione di apparecchi telefonici di produzione straniera e nazionale. - M.: Antelkom, 1998.
2. Vinogradov Yu.A. Password elettronica//Radio.-1997.-№12.-S.38.
3. Microcircuiti per telefonia e comunicazioni (Microcircuiti per telefonia. Edizione 2). - M.: DODEKA, 1998.

Autore: PP Redkin

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