Математическая морфология.
Электронный математический и
медико-биологический журнал. - Т. 12. -
Вып. 3. - 2013. - URL:
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/TITL.HTM
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-39-html/TITL-39.htm
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-39-html/cont.htm
УДК 658.5
ДИСТАНЦИОННЫЙ
СИГНАЛИЗАТОР
Ó 2013 г.
Маслов А. Д., Гумиров Р. З.
Дистанционный сигнализатор
(в дальнейшем ДС) предназначен для подачи сигнала тревоги по телефонной линии
при срабатывании датчика состояния. Устройство характеризуется простой
конструкцией и отсутствием отдельного источника питания. Устройство подает
сигнал при срабатывании датчика по двум телефонным номерам, записанным в память
микроконтроллера. Ввод номеров оповещения
производится с помощью телефонного аппарата.
Ключевые слова: дистанционный сигнализатор.
В представленной работе
рассмотрен ДС, который может быть применен для сигнализации экстремальных
событий как в технологических процессах, так и в различных охранных
устройствах. В технологических установках датчики события сигнализируют о
достижении предельного значения контролируемого параметра: максимума или
минимума. В некоторых случаях – это аварийные сигналы, принимаемые по телефонной
линии и требующие немедленного вмешательства служб диспетчера.
Широкое применение данный ДС
может найти в охранных устройствах.Устройство выполнено на микроконтроллере DD1, PIC16F84
(рис. 1), изготовленном по микропотребляющей высокоскоростной КМОП-технологии.
За счет низкого энергопотребления оказалось возможным осуществить его питание
от телефонной линии с использованием стабилизатора напряжения, выполненного на
генераторе тока DA1 (КЖ101) и стабилитроне VD2 (КС106А1). Для задания
тактовой частоты работы микроконтроллера применен низкочастотный кварцевый
резонатор BQ1 (32,678 кГц) [1].
Для коммутации телефонной
линии используются два электронных ключа на VT1 и VT2 (КП501А). Ключ на VT2
имитирует разговорный, а на VT1 – импульсный ключ номеронабирателя
кнопочного телефонного аппарата [2]. При срабатывании ключа VT2 на линии
устанавливается напряжение порядка 10 В, а при срабатывании ключа VT1 – не
более 0,2 В.
В качестве охранного датчика
используется механический ключ (SA3), подключаемый к клеммам
Х3 и Х4, а для выбора режима работы устройства применяются тумблер SA1 и
кнопка SА2. Диод VD3, соединенный с выводом 10 микроконтроллер DD1,
включен для защиты вывода микроконтроллера от случайного подключения напряжения
телефонной сети. Контроль состояния телефонной линии осуществляется микроконтроллером
через делитель напряжения на резисторах R1, R2.
Логика работы устройства
определяется программой, записанной в память микроконтроллера DD1. В
исходном состоянии тумблерSA2 находится в положении
“Телефон” (Т), и устройство не влияет на работу телефонного аппарата,
подключенного к линии.
Рис. 1
Ввод номеров оповещения
может осуществляться только с телефонного аппарата с импульсным номеронабирателем.
Для этого необходимо нажать кнопку SA2 и удерживать ее в этом
состоянии в течение 1-2 сек. После этого необходимо снять телефонную трубку и
после короткого гудка набрать первую цифру телефона оповещения. Последующие
цифры номера набираются после очередного короткого гудка. По окончанию набора
следует положить телефонную трубку на рычаг телефона. Для набора второго номера
оповещения через 2-3 секунды вновь необходимо снять трубку и ввести цифры второго
номера телефона (цифры набираются на телефонном аппарате после короткого
гудка). Если прозвучало два гудка, то необходимо повторить ввод номеров через
18 секунд.
Если Вам достаточно одного
номера оповещения, то вместо номера телефона можно набрать любые две или три
цифры. Если после нажатия кнопки SA2, Вы не сняли телефонную
трубку в течение 18 секунд, устройство автоматически переходит в исходное
состояние.
Номера телефонов
записываются во Flash-ПЗУ данных микроконтроллера, поэтому при отключении
устройства или снятия напряжения на телефонной линии, записанные данные
сохраняются в ПЗУ и не требуют повторного ввода.
В режиме “Охрана”
переключатель SA1 необходимо перевести в положение “О”. В течение
30 секунд устройство не реагирует на состояние охранного датчика SA3, что
вполне достаточно, чтобы выйти из помещения и закрыть входную дверь. По истечении
30 сек, при несанкционированном проникновении в помещение (размыкании контактов
датчика SA3), устройство подает сигнал тревоги по номерам
телефонов, записанных в ПЗУ микроконтроллера. Для увеличения вероятности приема
сигнала тревоги, сигнал подается тремя сериями по три раза в каждой серии.
Пауза между сериями 5-6 мин.
В режиме "охрана"
любой звонок на Ваш телефон "перехватывается" устройством и оно имитирует поднятие
телефонной трубки и через 3-5 секунд ее опускание на рычаг телефона.
При подключении устройства к
линии со спаренными телефонами (с блокиратором) устройство работает с
ограничениями, определяемыми особенностями работы спаренных телефонов.
Во-первых, при разговоре соседнего абонента ваш телефонный аппарат и устройство
отключаются, а после окончания разговора автоматически подключаются к линии,
при этом охранное устройство продолжит работу в том режиме, котором находилось
до отключения напряжения на линии. Во-вторых, при спаренных телефонах устройство
в режиме “охрана” не “перехватывает” телефонные звонки.
В предложенном варианте
исполнения были применены резисторы RC 0805,
керамические конденсаторы СС 0805, стабилитрон VD1 в корпусе КТ26 (ТО92),
микроконтроллер DD1 в исполнении 04I/SO. Устройство не критично к
выбору элементов, за исключением стабилизатора тока DA1. При анализе работы нескольких
устройств было обнаружено, что из-за достаточно большого разброса тока
потребления DD1 напряжение питания в некоторых случаях становится
менее 2,9 В и, как следствие, происходит сбой в наборе номера оповещения.
Устройство устойчиво функционирует, если использовать DA1 с током стабилизации
лежащим от 0,35 мА до 0,5 мА.
На контакты Х3, Х4 можно подключить датчик контроля технологического
параметра, с достигающего экстремальное значение, или датчик аварийного
сигнала, требующего экстренное вмешательство диспетчерских служб.
Литература
1.
Однокристальные
микроконтроллеры PIC12C5x,
PIC12C6x,
PIC16x8x,
PIC14000, M16C/61/62.
Перевод с англ. и ред. Б. Я. Прокопенко. М.: Издательский дом «Додэка-ХХI», 2001. – 336 с.
2.
Кизлюк А. И.
Справочник по устройству и ремонту телефонных аппаратов зарубежного и отечественного
производства. М.: «Библион», 1995. – 192 с.
Военная академия войсковой противовоздушной
обороны
Вооруженных Сил Российской Федерации
имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского
Поступила в редакцию 26.11.2013