Изготовление дверей

Устройство ультразвуковое блок питания и контроля


УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ОХРАННОЕ УСТРОЙСТВО

В охранных системах для помещений применяют различные датчики. Особенность ультразвуковых - простота установки. При их использовании в помещении отпадает необходимость в прокладке охранного шлейфа.

Устройство состоит из датчика перемещения, звукового сигнала и автономного блока питания, объединенных в одном корпусе. Оно может охранять комнату площадью до 20 квадратных метров. Размещают его на стене внутри охраняемого объекта. Срабатывание звукового сигнала происходит при перемещении какого-нибудь предмета, при этом вначале подается короткий предупреждающий звуковой сигнал. Если в помещение зашел хозяин, этот сигнал предупредит его, что устройство сработало и его нужно выключить. Если же этого не сделать, то через минуту устройство подаст громкий звуковой сигнал, звучащий в течение нескольких минут, а затем снова перейдет в режим охраны.

В состав датчика перемещения входят акустический излучатель и приемник. Излучатель вырабатывает сигнал в ультразвуковом диапазоне стабильной амплитуды и частоты. Частоту желательно выбирать в пределах 25...35 кГц. Звуковые волны распространяются во все стороны от излучателя и попадают в приемный датчик разными путями. Прямой сигнал идет непосредственно от излучателя к приемнику. Кроме этого, на вход приемного датчика поступают сигналы, отраженные от окружающих предметов. Амплитуда и сдвиг фазы отраженного сигнала относительно прямого имеют случайную, но постоянную величину и зависят от размеров помещения, места расположения датчика и находящихся в помещении предметов.

В приемном датчике прямой и отраженный сигналы смешиваются, образуя суммарный принятый сигнал определенной амплитуды. При перемещении хотя бы одного предмета, на который попадает звуковая волна, фаза и амплитуда отраженного сигнала изменяются. Перемещение отражающей поверхности приблизительно на 1 см приведет к изменению фазы отраженного сигнала на 180°, поэтому длительное перемещение отражающей поверхности вызовет пульсацию суммарного принятого сигнала с частотой от 1 до 100 Гц в зависимости от скорости и направления перемещения. При появлении в принятом сигнале такого рода пульсации срабатывает сигнальное устройство и подается звуковой сигнал.

Схема устройства показана на рисунке. Генератор излучателя построен по схеме емкостной трехточки. Излучатель BQ1 включен в цепь обратной связи транзистора VT1.

Частота колебаний генератора зависит от резонансной частоты излучателя BQ1 и параметров контура L1 С1. Мощность излучения регулируют подбором резистора R3, а подстройку частоты производят подбором конденсатора С1.

Приемник состоит из ультразвукового микрофона ВМ1, усилителя принимаемого сигнала на ОУ DA1.1, детектора на элементах R11, VD2, С8, R13, усилителя продетектированного сигнала на ОУ DA1.2 и транзисторного ключа VT2VT3. Параметры детектора подобраны таким образом, чтобы подавление несущей частоты в диапазоне 25...35 кГц было максимальным, а ослабление низкочастотных пульсации 1...100 Гц - минимальным. Цепь C7R12C9R14 задает коэффициент усиления и полосу пропускания ОУ DA1.2. При появлении переменного напряжения на его выходе положительная полуволна через конденсатор С10 открывает транзисторный ключ VT2VT3, а отрицательная полуволна через диодУОЗ перезаряжает конденсатор С10.

Сигнальное устройство включает в себя триггер Шмитта на элементах DD1.1, DD1.2, узел управления на элементах DD1.3, DD1.4, усилитель тока на транзисторах VT5, VT6, тиристор VS1 и излучатель звукового сигнала BF1. При включении питания заряжается конденсатор С12. Примерно через 1...1.5 мин на выводе 2 элемента DD1.1 возникает высокий уровень. Теперь, если сработает детектор перемещения, транзисторы VT2, VT3 и VT4 откроются, высокий уровень на выводе 1 элемента DD1.1 переключит триггер. На выходе DD1.1 возникнет низкий уровень, а на выходе триггера (вывод 4 DD1.2) - высокий. Цепь C13R23 задает длительность короткого звукового сигнала - 0,1 с, а цепь R21C14 - задержку подачи длительного звукового сигнала - 60 с. Цепь R20C12 определяет длительность звукового сигнала и задержку работы устройства после включения питания.

Потребляемый ток в дежурном режиме не превышает 70 мА, а в режиме подачи звукового сигнала - 1...2А.

В качестве излучателя BQ1 и приемника ВМ1 использованы биморф-ные пьезоэлементы, настроенные на одну и ту же резонансную частоту, например 34 кГц. Расстояние между пьезоэлементами должно быть 3...5 см. Между ними необходимо проложить звукоизоляционную прокладку из поролона. В принципе,если не найдется биморфных пьезоэлементов, можно применить обыкновенную высокочастотную динамическую головку и микрофон, снизив при этом частоту излучения вплоть до 10 кГц. Но это ухудшит помехозащищенность устройства, так как ухудшится частотная избирательность приемника. Также станет слышен излучаемый звук, но для охраны небольших закрытых помещений, объектов, например автомобиля, чувствительности окажется вполне достаточно, а звуковое излучение будет хорошо экранировать корпус автомобиля. В таком варианте конструкцию генератора необходимо изменить.

Звуковая сирена BF1 - автомобильный сигнал с током потребления 1...2 А. Катушка L1 намотана на ферритовом кольце марки М2000 размерами 20х12х6 и содержит 100 витков провода ПЭВ-0,3 с отводом от середины. Корпус устройства должен быть сделан с запасом прочности и надежно закреплен на стене внутри охраняемого помещения.

Налаживание начинают с настройки генератора. Для этого необходимо отключить приемный пьезоэлемент ВМ1 и подключить его к осциллографу. Расположив пьезоэлементы друг против друга и подав питание на генератор, подбором конденсатора С1 и резистора R3 добиваются максимальной амплитуды принимаемого сигнала. Можно измерить частоту генератора - она должна соответствовать резонансной частоте излучателя. Затем нужно восстановить соединения, разместить пьезоэлементы в корпусе и подать питание на все устройство. Напряжение на выходах ОУ DA1.1 и DA1.2 (выводы 10 и 12) должно быть равно половине напряжения питания.

В заключение проверяют амплитуду усиленного переменного напряжения на выходе ОУ DA1.1, она должна быть примерно равна 0,1 В. Сильное отличие амплитуды от этого значения приведет к некоторому ухудшению чувствительности. Если провести рукой перед пьезоэлементами, амплитуда переменного напряжения на выходе ОУ DA1.1 начнет пульсировать. Частота пульсации будет тем выше, чем выше скорость перемещения. Остальная часть устройства в настройке не нуждается и при правильном монтаже должна работать сразу.

Источник: РАДИО №7, 1998 Автор: А. КОЙНОВ

C этой схемой также часто просматривают:

Зарядное устройство для автомобильных и мотоциклетных батарей Зарядное устройство аккумуляторов от 1,2 до 15 В и от 0,1 до 10 А*ч Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов Автоматическое зарядное устройство Переговорное устройство (дуплексная связь) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОСЛУШИВАНИЯ МАГНИТНЫХ ФОНОГРАММ АВТОМАТ-ЭКОНОМ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ТОЧЕК ЭЛЕКТРОШОКОВОЕ СРЕДСТВО ЗАЩИТЫ

kazus.ru

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ОХРАННОЕ УСТРОЙСТВО

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ОХРАННОЕ УСТРОЙСТВО

   В охранных системах для помещений применяют различные датчики. Особенность ультразвуковых - простота установки. При их использовании в помещении

отпадает необходимость в прокладке охранного шлейфа.

  Устройство состоит из датчика перемещения, звукового сигнала и автономного блока питания, объединенных в одном корпусе. Оно может охранять комнату площадью до 20 квадратных метров. Размещают его на стене внутри охраняемого объекта. Срабатывание звукового сигнала происходит при перемещении какого-нибудь предмета, при этом вначале подается короткий предупреждающий звуковой сигнал. Если в помещение зашел хозяин, этот сигнал предупредит его, что устройство сработало и его нужно выключить. Если же этого не сделать, то через минуту устройство подаст громкий звуковой сигнал, звучащий в течение нескольких минут, а затем снова перейдет в режим охраны.

  В состав датчика перемещения входят акустический излучатель и приемник. Излучатель вырабатывает сигнал в ультразвуковом диапазоне стабильной амплитуды и частоты. Частоту желательно выбирать в пределах 25...35 кГц. Звуковые волны распространяются во все стороны от излучателя и попадают в приемный датчик разными путями. Прямой сигнал идет непосредственно от излучателя к приемнику. Кроме этого, на вход приемного датчика поступают сигналы, отраженные от окружающих предметов. Амплитуда и сдвиг фазы отраженного сигнала относительно прямого имеют случайную, но постоянную величину и зависят от размеров помещения, места расположения датчика и находящихся в помещении предметов.

  В приемном датчике прямой и отраженный сигналы смешиваются, образуя суммарный принятый сигнал определенной амплитуды. При перемещении хотя бы одного предмета, на который попадает звуковая волна, фаза и амплитуда отраженного сигнала изменяются. Перемещение отражающей поверхности приблизительно на 1 см приведет к изменению фазы отраженного сигнала на 180°, поэтому длительное перемещение отражающей поверхности вызовет пульсацию суммарного принятого сигнала с частотой от 1 до 100 Гц в зависимости от скорости и направления перемещения. При появлении в принятом сигнале такого рода пульсации срабатывает сигнальное устройство и подается звуковой сигнал.

  Схема устройства показана на рисунке. Генератор излучателя построен по схеме емкостной трехточки. Излучатель BQ1 включен в цепь обратной связи транзистора VT1. Частота колебаний генератора зависит от резонансной частоты излучателя BQ1 и параметров контура L1 С1. Мощность излучения регулируют подбором резистора R3, а подстройку частоты производят подбором конденсатора С1.

  Приемник состоит из ультразвукового микрофона ВМ1, усилителя принимаемого сигнала на ОУ DA1.1, детектора на элементах R11, VD2, С8, R13, усилителя продетектированного сигнала на ОУ DA1.2 и транзисторного ключа VT2VT3. Параметры детектора подобраны таким образом, чтобы подавление несущей частоты в диапазоне 25...35 кГц было максимальным, а ослабление низкочастотных пульсации 1...100 Гц - минимальным. Цепь C7R12C9R14 задает коэффициент усиления и полосу пропускания ОУ DA1.2. При появлении переменного напряжения на его выходе положительная полуволна через конденсатор С10 открывает транзисторный ключ VT2VT3, а отрицательная полуволна через диодУОЗ перезаряжает конденсатор С10.

  Сигнальное устройство включает в себя триггер Шмитта на элементах DD1.1, DD1.2, узел управления на элементах DD1.3, DD1.4, усилитель тока на транзисторах VT5, VT6, тиристор VS1 и излучатель звукового сигнала BF1. При включении питания заряжается конденсатор С12. Примерно через 1...1.5 мин на выводе 2 элемента DD1.1 возникает высокий уровень. Теперь, если сработает детектор перемещения, транзисторы VT2, VT3 и VT4 откроются, высокий уровень на выводе 1 элемента DD1.1 переключит триггер. На выходе DD1.1 возникнет низкий уровень, а на выходе триггера (вывод 4 DD1.2) - высокий. Цепь C13R23 задает длительность короткого звукового сигнала - 0,1 с, а цепь R21C14 - задержку подачи длительного звукового сигнала - 60 с. Цепь R20C12 определяет длительность звукового сигнала и задержку работы устройства после включения питания. Потребляемый ток в дежурном режиме не превышает 70 мА, а в режиме подачи звукового сигнала - 1...2А.

  В качестве излучателя BQ1 и приемника ВМ1 использованы биморф-ные пьезоэлементы, настроенные на одну и ту же резонансную частоту, например 34 кГц. Расстояние между пьезоэлементами должно быть 3...5 см. Между ними необходимо проложить звукоизоляционную прокладку из поролона. В принципе,если не найдется биморфных пьезоэлементов, можно применить обыкновенную высокочастотную динамическую головку и микрофон, снизив при этом частоту излучения вплоть до 10 кГц. Но это ухудшит помехозащищенность устройства, так как ухудшится частотная избирательность приемника. Также станет слышен излучаемый звук, но для охраны небольших закрытых помещений, объектов, например автомобиля, чувствительности окажется вполне достаточно, а звуковое излучение будет хорошо экранировать корпус автомобиля. В таком варианте конструкцию генератора необходимо изменить.

  Звуковая сирена BF1 - автомобильный сигнал с током потребления 1...2 А. Катушка L1 намотана на ферритовом кольце марки М2000 размерами 20х12х6 и содержит 100 витков провода ПЭВ-0,3 с отводом от середины. Корпус устройства должен быть сделан с запасом прочности и надежно закреплен на стене внутри охраняемого помещения.

  Налаживание начинают с настройки генератора. Для этого необходимо отключить приемный пьезоэлемент ВМ1 и подключить его к осциллографу. Расположив пьезоэлементы друг против друга и подав питание на генератор, подбором конденсатора С1 и резистора R3 добиваются максимальной амплитуды принимаемого сигнала. Можно измерить частоту генератора - она должна соответствовать резонансной частоте излучателя. Затем нужно восстановить соединения, разместить пьезоэлементы в корпусе и подать питание на все устройство. Напряжение на выходах ОУ DA1.1 и DA1.2 (выводы 10 и 12) должно быть равно половине напряжения питания.

  В заключение проверяют амплитуду усиленного переменного напряжения на выходе ОУ DA1.1, она должна быть примерно равна 0,1 В. Сильное отличие амплитуды от этого значения приведет к некоторому ухудшению чувствительности. Если провести рукой перед пьезоэлементами, амплитуда переменного напряжения на выходе ОУ DA1.1 начнет пульсировать. Частота пульсации будет тем выше, чем выше скорость перемещения. Остальная часть устройства в настройке не нуждается и при правильном монтаже должна работать сразу.

А. КОЙНОВРАДИО №7, 1998 Источник: shems.h2.ru

www.qrz.ru

Ультразвуковое охранное устройство

В охранных системах для помещений применяют различные датчики. Особенность ультразвуковых – простота установки. При их использовании в помещении отпадает необходимость в прокладке охранного шлейфа.

Устройство состоит из датчика перемещения, звукового сигнала и автономного блока питания, объединенных в одном корпусе. Оно может охранять комнату площадью до 20 квадратных метров. Размещают его на стене внутри охраняемого объекта. Срабатывание звукового сигнала происходит при перемещении какого-нибудь предмета, при этом вначале подается короткий предупреждающий звуковой сигнал. Если в помещение зашел хозяин, этот сигнал предупредит его, что устройство сработало и его нужно выключить. Если же этого не сделать, то через минуту устройство подаст громкий звуковой сигнал, звучащий в течение нескольких минут, а затем снова перейдет в режим охраны.

В состав датчика перемещения входят акустический излучатель и приемник. Излучатель вырабатывает сигнал в ультразвуковом диапазоне стабильной амплитуды и частоты. Частоту желательно выбирать в пределах 25…35 кГц. Звуковые волны распространяются во все стороны от излучателя и попадают в приемный датчик разными путями. Прямой сигнал идет непосредственно от излучателя к приемнику. Кроме этого, на вход приемного датчика поступают сигналы, отраженные от окружающих предметов. Амплитуда и сдвиг фазы отраженного сигнала относительно прямого имеют случайную, но постоянную величину и зависят от размеров помещения, места расположения датчика и находящихся в помещении предметов.

В приемном датчике прямой и отраженный сигналы смешиваются, образуя суммарный принятый сигнал определенной амплитуды. При перемещении хотя бы одного предмета, на который попадает звуковая волна, фаза и амплитуда отраженного сигнала изменяются. Перемещение отражающей поверхности приблизительно на 1 см приведет к изменению фазы отраженного сигнала на 180°, поэтому длительное перемещение отражающей поверхности вызовет пульсацию суммарного принятого сигнала с частотой от 1 до 100 Гц в зависимости от скорости и направления перемещения. При появлении в принятом сигнале такого рода пульсации срабатывает сигнальное устройство и подается звуковой сигнал.

Схема устройства показана на рисунке. Генератор излучателя построен по схеме емкостной трехточки. Излучатель BQ1 включен в цепь обратной связи транзистора VT1. Частота колебаний генератора зависит от резонансной частоты излучателя BQ1 и параметров контура L1 С1. Мощность излучения регулируют подбором резистора R3, а подстройку частоты производят подбором конденсатора С1.

Приемник состоит из ультразвукового микрофона ВМ1, усилителя принимаемого сигнала на ОУ DA1.1, детектора на элементах R11, VD2, С8, R13, усилителя продетектированного сигнала на ОУ DA1.2 и транзисторного ключа VT2VT3. Параметры детектора подобраны таким образом, чтобы подавление несущей частоты в диапазоне 25…35 кГц было максимальным, а ослабление низкочастотных пульсации 1…100 Гц – минимальным. Цепь C7R12C9R14 задает коэффициент усиления и полосу пропускания ОУ DA1.2. При появлении переменного напряжения на его выходе положительная полуволна через конденсатор С10 открывает транзисторный ключ VT2VT3, а отрицательная полуволна через диодУОЗ перезаряжает конденсатор С10.

Сигнальное устройство включает в себя триггер Шмитта на элементах DD1.1, DD1.2, узел управления на элементах DD1.3, DD1.4, усилитель тока на транзисторах VT5, VT6, тиристор VS1 и излучатель звукового сигнала BF1. При включении питания заряжается конденсатор С12. Примерно через 1…1.5 мин на выводе 2 элемента DD1.1 возникает высокий уровень. Теперь, если сработает детектор перемещения, транзисторы VT2, VT3 и VT4 откроются, высокий уровень на выводе 1 элемента DD1.1 переключит триггер. На выходе DD1.1 возникнет низкий уровень, а на выходе триггера (вывод 4 DD1.2) – высокий. Цепь C13R23 задает длительность короткого звукового сигнала – 0,1 с, а цепь R21C14 – задержку подачи длительного звукового сигнала – 60 с. Цепь R20C12 определяет длительность звукового сигнала и задержку работы устройства после включения питания.

Потребляемый ток в дежурном режиме не превышает 70 мА, а в режиме подачи звукового сигнала – 1…2А.

В качестве излучателя BQ1 и приемника ВМ1 использованы биморф-ные пьезоэлементы, настроенные на одну и ту же резонансную частоту, например 34 кГц. Расстояние между пьезоэлементами должно быть 3…5 см. Между ними необходимо проложить звукоизоляционную прокладку из поролона. В принципе,если не найдется биморфных пьезоэлементов, можно применить обыкновенную высокочастотную динамическую головку и микрофон, снизив при этом частоту излучения вплоть до 10 кГц. Но это ухудшит помехозащищенность устройства, так как ухудшится частотная избирательность приемника. Также станет слышен излучаемый звук, но для охраны небольших закрытых помещений, объектов, например автомобиля, чувствительности окажется вполне достаточно, а звуковое излучение будет хорошо экранировать корпус автомобиля. В таком варианте конструкцию генератора необходимо изменить.

Звуковая сирена BF1 – автомобильный сигнал с током потребления 1…2 А. Катушка L1 намотана на ферритовом кольце марки М2000 размерами 20х12х6 и содержит 100 витков провода ПЭВ-0,3 с отводом от середины. Корпус устройства должен быть сделан с запасом прочности и надежно закреплен на стене внутри охраняемого помещения.

Налаживание начинают с настройки генератора. Для этого необходимо отключить приемный пьезоэлемент ВМ1 и подключить его к осциллографу. Расположив пьезоэлементы друг против друга и подав питание на генератор, подбором конденсатора С1 и резистора R3 добиваются максимальной амплитуды принимаемого сигнала. Можно измерить частоту генератора – она должна соответствовать резонансной частоте излучателя. Затем нужно восстановить соединения, разместить пьезоэлементы в корпусе и подать питание на все устройство. Напряжение на выходах ОУ DA1.1 и DA1.2 (выводы 10 и 12) должно быть равно половине напряжения питания.

В заключение проверяют амплитуду усиленного переменного напряжения на выходе ОУ DA1.1, она должна быть примерно равна 0,1 В. Сильное отличие амплитуды от этого значения приведет к некоторому ухудшению чувствительности. Если провести рукой перед пьезоэлементами, амплитуда переменного напряжения на выходе ОУ DA1.1 начнет пульсировать. Частота пульсации будет тем выше, чем выше скорость перемещения. Остальная часть устройства в настройке не нуждается и при правильном монтаже должна работать сразу.

Файл:  29.jpg

nauchebe.net

Введение

Задачей курсового проектирования является развитие и закрепление навыков самостоятельной работы при решении конкретной задачи, овладение методикой расчета и конструирования изделий ЭАВТ.

Цель курсового проекта – научиться использовать нормативно-технической документацией при разработке ультразвукового охранного устройства, ознакомиться с порядком построения, изложения и оформления конструкторской документации.

В охранных системах для помещений применяют различные охранные устройства с самыми разнообразными алгоритмами работы и функциональными возможностями. В зависимости от конкретной ситуации потребитель выбирает то охранное устройство, которое ему больше всего подходит. Особенностью ультразвуковых охранных устройств является простота установки. При их использовании в помещении отпадает необходимость в прокладке охранного шлейфа.

Устройство содержит недорогие и доступные детали и является простым в изготовлении и эксплуатации.

Изделие проектируется в соответствии с нормативно-техническими документами.

1 РАСШИРЕННОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1. Наименование изделия. Ультразвуковое охранное устройство.

2. Назначение и область применения. Изделие относится к области охранных устройств сигнализации. Ультразвуковое охранное устройство предназначено для обеспечения охраны помещений. Устройство устанавливается непосредственно внутри помещения и реагирует на передвигающиеся предметы (на присутствие злоумышленника в охраняемой зоне).

3. Состав изделия. Устройство представляет собой конструктивно законченный блок и состоит из двух модулей: основной модуль и модуль индикации и управления.

4. Технические требования.

Таблица 1 – Технические требования устройства

Параметр

Значение

1. Номинальное напряжение питания

12 В

2. Температура эксплуатации

10 – 65 °С

3. Влажность при температуре 25 °С и атмосферном давлении 86-106 кПа

не более 80 %

4. Атмосферное давление

86-860 кПа (650-860 мм. рт. ст.)

5. Наработка на отказ

10-15 тыс. час.

6. Интенсивность отказов

10-7-10-9 ч-1

Изделие транспортируется в упаковке любыми видами транспорта без ограничения расстояния. Разработанное изделие предназначено для использования по IV категории эксплуатации (закрытые, отапливаемые и вентилируемые помещения). Печатную плату изготовить в безрамочном исполнении и установить вариант блока с минимальными габаритными размерами. Конструкция изделия должна удовлетворять пользователя без применения специальных мер обеспечения безопасности.

5. Требования надежности

Наработка на отказ 5 тыс. часов

Срок службы устройства не менее 8000 часов.

6. Конструктивные требования

- форму и размеры конструкции определить в процессе проектирования;

- устройство выполнить в пластмассовом корпусе;

- при монтаже использовать печатный и объемный монтаж, органы управления и индикации вывести на лицевую панель.

- цвет корпуса – любой.

- использовать интегральную и дискретную элементную базу.

7. Ориентировочная номенклатура конструкторской документации:

- схема электрическая принципиальная – А2;

- сборочный чертеж печатной платы – А2;

- сборочный чертеж блока – А1;

- печатная плата – А1;

- перечень элементов – А4;

- таблица соединений – А4;

- пояснительная записка – А4.

2 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ, ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

2.1 Сравнительный анализ аналогов

В результате литературного поиска было выявлено несколько устройств, выполняющие аналогичные разрабатываемому устройству функции.

Проведем сравнительный анализ разрабатываемого устройства с сторожевым устройством, основанном на использовании замыкающих и размыкающих контактов электрической цепи. Такой тип устройства в основном используется для охраны дверей, окон, каких-либо лазов, сейфов, а также в других случаях, где электрическая цепь замыкается либо размыкается механическим способом. В таких устройствах могут использоваться проволочные шлейфы, магнитные переключатели и прочие замыкающие или размыкающие цепи. Характерной чертой данного устройства является наличие групп контактов, которые устанавливаются непосредственно на дверях или окнах охраняемого помещения. Устройство содержит световые и (или) звуковые сигнализаторы, которые включаются при замыкании или размыкании электрических контактов (например, при открывании двери помещения). При замыкании или размыкании электрических контактов происходит выработка электрического сигнала, который включает световую или звуковую сигнализацию, информирующих о проникновении посторонних в охраняемое помещение. Звуковая или световая сигнализация позволяет предпринять мероприятия по задержанию злоумышленников.

Недостатками сторожевого устройства, основанного на использовании замыкающих или размыкающих контактов являются:

- сложность установки;

- необходимость прокладки охранного шлейфа;

К тому же, при использовании такого устройства для охраны сейфа устройства сработает только после того, как сейф будет взломан. При этом замок нередко оказывается сломанным.

Особенность ультразвукового охранного устройства – простота установки. При его использовании в помещении отпадает необходимость в прокладке охранного шлейфа. Устройство реагирует на присутствие злоумышленника в охраняемом помещении, что является преимуществом при использовании его для охраны сейфа.

studfiles.net

ультразвуковое охранное устройство

В охранных системах для помещений применяют различные датчики. Особенность ультразвуковых - простота установки. При их использовании в помещении отпадает необходимость в прокладке охранного шлейфа. Устройство состоит из датчика перемещения, звукового сигнала и автономного блока питания, объединенных в одном корпусе. Оно может охранять комнату площадью до 20 квадратных метров. Размещают его на стене внутри охраняемого объекта. Срабатывание звукового сигнала происходит при перемещении какого-нибудь предмета, при этом вначале подается короткий предупреждающий звуковой сигнал. Если в помещение зашел хозяин, этот сигнал предупредит его, что устройство сработало и его нужно выключить. Если же этого не сделать, то через минуту устройство подаст громкий звуковой сигнал, звучащий в течение нескольких минут, а затем снова перейдет в режим охраны. В состав датчика перемещения входят акустический излучатель и приемник. Излучатель вырабатывает сигнал в ультразвуковом диапазоне стабильной амплитуды и частоты. Частоту желательно выбирать в пределах 25...35 кГц. Звуковые волны распространяются во все стороны от излучателя и попадают в приемный датчик разными путями. Прямой сигнал идет непосредственно от излучателя к приемнику. Кроме этого, на вход приемного датчика поступают сигналы, отраженные от окружающих предметов. Амплитуда и сдвиг фазы отраженного сигнала относительно прямого имеют случайную, но постоянную величину и зависят от размеров помещения, места расположения датчика и находящихся в помещении предметов. В приемном датчике прямой и отраженный сигналы смешиваются, образуя суммарный принятый сигнал определенной амплитуды. При перемещении хотя бы одного предмета, на который попадает звуковая волна, фаза и амплитуда отраженного сигнала изменяются. Перемещение отражающей поверхности приблизительно на 1 см приведет к изменению фазы отраженного сигнала на 180°, поэтому длительное перемещение отражающей поверхности вызовет пульсацию суммарного принятого сигнала с частотой от 1 до 100 Гц в зависимости от скорости и направления перемещения. При появлении в принятом сигнале такого рода пульсации срабатывает сигнальное устройство и подается звуковой сигнал. Схема устройства показана на рисунке. Генератор излучателя построен по схеме емкостной трехточки. Излучатель BQ1 включен в цепь обратной связи транзистора VT1.

Частота колебаний генератора зависит от резонансной частоты излучателя BQ1 и параметров контура L1 С1. Мощность излучения регулируют подбором резистора R3, а подстройку частоты производят подбором конденсатора С1. Приемник состоит из ультразвукового микрофона ВМ1, усилителя принимаемого сигнала на ОУ DA1.1, детектора на элементах R11, VD2, С8, R13, усилителя продетектированного сигнала на ОУ DA1.2 и транзисторного ключа VT2VT3. Параметры детектора подобраны таким образом, чтобы подавление несущей частоты в диапазоне 25...35 кГц было максимальным, а ослабление низкочастотных пульсации 1...100 Гц - минимальным. Цепь C7R12C9R14 задает коэффициент усиления и полосу пропускания ОУ DA1.2. При появлении переменного напряжения на его выходе положительная полуволна через конденсатор С10 открывает транзисторный ключ VT2VT3, а отрицательная полуволна через диодУОЗ перезаряжает конденсатор С10. Сигнальное устройство включает в себя триггер Шмитта на элементах DD1.1, DD1.2, узел управления на элементах DD1.3, DD1.4, усилитель тока на транзисторах VT5, VT6, тиристор VS1 и излучатель звукового сигнала BF1. При включении питания заряжается конденсатор С12. Примерно через 1...1.5 мин на выводе 2 элемента DD1.1 возникает высокий уровень. Теперь, если сработает детектор перемещения, транзисторы VT2, VT3 и VT4 откроются, высокий уровень на выводе 1 элемента DD1.1 переключит триггер. На выходе DD1.1 возникнет низкий уровень, а на выходе триггера (вывод 4 DD1.2) - высокий. Цепь C13R23 задает длительность короткого звукового сигнала - 0,1 с, а цепь R21C14 - задержку подачи длительного звукового сигнала - 60 с. Цепь R20C12 определяет длительность звукового сигнала и задержку работы устройства после включения питания. Потребляемый ток в дежурном режиме не превышает 70 мА, а в режиме подачи звукового сигнала - 1...2А. В качестве излучателя BQ1 и приемника ВМ1 использованы биморф-ные пьезоэлементы, настроенные на одну и ту же резонансную частоту, например 34 кГц. Расстояние между пьезоэлементами должно быть 3...5 см. Между ними необходимо проложить звукоизоляционную прокладку из поролона. В принципе,если не найдется биморфных пьезоэлементов, можно применить обыкновенную высокочастотную динамическую головку и микрофон, снизив при этом частоту излучения вплоть до 10 кГц. Но это ухудшит помехозащищенность устройства, так как ухудшится частотная избирательность приемника. Также станет слышен излучаемый звук, но для охраны небольших закрытых помещений, объектов, например автомобиля, чувствительности окажется вполне достаточно, а звуковое излучение будет хорошо экранировать корпус автомобиля. В таком варианте конструкцию генератора необходимо изменить. Звуковая сирена BF1 - автомобильный сигнал с током потребления 1...2 А. Катушка L1 намотана на ферритовом кольце марки М2000 размерами 20х12х6 и содержит 100 витков провода ПЭВ-0,3 с отводом от середины. Корпус устройства должен быть сделан с запасом прочности и надежно закреплен на стене внутри охраняемого помещения. Налаживание начинают с настройки генератора. Для этого необходимо отключить приемный пьезоэлемент ВМ1 и подключить его к осциллографу. Расположив пьезоэлементы друг против друга и подав питание на генератор, подбором конденсатора С1 и резистора R3 добиваются максимальной амплитуды принимаемого сигнала. Можно измерить частоту генератора - она должна соответствовать резонансной частоте излучателя. Затем нужно восстановить соединения, разместить пьезоэлементы в корпусе и подать питание на все устройство. Напряжение на выходах ОУ DA1.1 и DA1.2 (выводы 10 и 12) должно быть равно половине напряжения питания. В заключение проверяют амплитуду усиленного переменного напряжения на выходе ОУ DA1.1, она должна быть примерно равна 0,1 В. Сильное отличие амплитуды от этого значения приведет к некоторому ухудшению чувствительности. Если провести рукой перед пьезоэлементами, амплитуда переменного напряжения на выходе ОУ DA1.1 начнет пульсировать. Частота пульсации будет тем выше, чем выше скорость перемещения. Остальная часть устройства в настройке не нуждается и при правильном монтаже должна работать сразу.

А. КОЙНОВ, г. Находка Приморского края

РАДИО №7, 1998

www.gsm-guard.net

Технические средства охранной сигнализации

Тематика:  Сметы, Монтаж, ТЕР Технические средства охранной сигнализации

  1. Приборы приемно-контрольные сигнальные: концентратор - блок линейный 10 лучей.
  2. Прибор ПС на: 1 луч (клавиатура, преобраз)
  3. Извещатели ОС автоматические: контактный, магнитоконтактный на открывание окон, дверей
  4. Устройства оптико-(фото)электрические: прибор оптико-электрический в одноблочном исполнении
  5. Устройства промежуточные на количество лучей: 1
  6. Конструкция для установки извещателя
  7. Устройства ультразвуковые: прибор ультразвуковой в одноблочном исполнении (прибор вибрационный)
  8. Коробка оконечная
  9. Коробка ответвительная на стене
  10. Провод двух- и трехжильный с разделительным основанием по стенам и потолкам, прокладываемый по основаниям: кирпичным
  11. Кабели до 35 кв по установленным конструкциям и лоткам с креплением на поворотах и в конце трассы, масса 1 м кабеля, кг, до: 1
  12. Кабели, подвешиваемые на тросе, масса 1 м, кг, до: 1
  13. Кронштейн односторонний трамвайный и троллейбусный
  14. Фиксатор на кронштейне
  15. Устройства оптико-(фото)электрические: блок питания и контроля
  16. Электрическая проверка и настройка центрального управляющего устройства. Устройство центральное управляющее
  17. Электрическая проверка и настройка управляющего комплекса
  18. Настройка линейного тракта: на одну систему
  19. Настройка линейного тракта: на две системы
  20. Контрольные и приемо-сдаточные испытания
  21. Транспарант световой (табло)
  22. Оборудование станций АРМ-20, АРЕ-13. Табло общестанционное (табло-блок индикации)
  23. Ящик кабельный на количество клемм: 40
  24. Звонок
  25. Оборудование радиотрансляционных узлов. Аппаратура настенная
  26. Короба пластмассовые шириной до 40 мм
  27. Короб на конструкциях, кронштейнах, по фермам и колоннам, длина, м: 2
  28. Кабели до 35 кв в проложенных трубах, блоках и коробах, масса 1 м, кг, до: 1
  29. Провод в коробах, сечение, мм2, до: 6
  30. Установка: замки накладные
  31. Сверление отверстий в кирпичных стенах электроперфоратором: толщина стен 0,5 кирпича с диаметром отверстия до 20 мм
  32. Коробка распределительная настенная на кабеле с пластмассовой оболочкой
  33. Включение цепей и проводов в кабельный ящик

В архиве файлы в формате: Гранд Смета (*.gsf); MS Excel (*.xls); Универсальный (*.xml)

Скачать:  Технические средства охранной сигнализации.zip (0.069Mb)   Борис   1'439   https://smetnoedelo.ru/~zeGWL

smetnoedelo.ru

Ультразвуковое охранное устройство

Устройство состоит из датчика перемещения, звукового сигнала и автономного блока питания. Срабатывание звукового сигнала происходит при перемещении какого-нибудь предмета, при этом вначале подается короткий предупреждающий звуковой сигнал. Если в помещение зашел хозяин, этот сигнал предупредит его, что устройство сработало и его нужно выключить. Если же этого не сделать, то через минуту устройство подаст громкий звуковой сигнал, звучащий в течение нескольких минут, а затем снова перейдет в режим охраны.

Схема устройства показана на рисунке 1.2.1.. Генератор излучателя построен по схеме емкостной трехточки. Излучатель BQ1 включен в цепь обратной связи транзистора VT1, Частота колебаний генератора зависит от резонансной частоты излучателя BQ1 и параметров контура L1С1. Мощность излучения регулируют подбором резистора R3, а подстройку частоты производят подбором конденсатора С1.

Рисунок 1.2.1 - ультразвуковое охранное устройство.

Приемник состоит из ультразвукового микрофона ВМ1, усилителя принимаемого сигнала на ОУ DA1.1, детектора на элементах R11, VD2, С8, R13, усилителя продетектированного сигнала на ОУ DA1,2 и транзисторного ключа VT2VT3. Параметры детектора подобраны таким образом, чтобы подавление несущей частоты в диапазоне 25...35 кГц было максимальным, а ослабление низкочастотных пульсаций 1...100 Гц -- минимальным. Цепь C7R12C9R14 задает коэффициент усиления и полосу пропускания ОУ DA1.2, При появлении переменного напряжения на его выходе положительная полуволна через конденсатор С10 открывает транзисторный ключ VT2VT3, а отрицательная полуволна через диод VD3 перезаряжает конденсатор С10.

Сигнальное устройство включает в себя триггер Шмидта на элементах DD1 .1, DD1.2, узел управления на элементах DD1.3, DD1.4, усилитель тока на транзисторах VT5, VT6, тиристор VS1 и излучатель звукового сигнала BF1, При включении питания заряжается конденсатор С12, Примерно через 1 ,,,1,5 мин на выводе 2 элемента DD1 .1 возникает высокий уровень. Теперь, если сработает детектор перемещения, транзисторы VT2, VT3 и VT4 откроются, высокий уровень на выводе 1 элемента DD1.1 переключит триггер. На выходе DD1.1 возникнет низкий уровень, а на выходе триггера (вывод 4 DD1.2) -- высокий. Цепь С13R23 задает длительность короткого звукового сигнала -- 0,1 с, а цепь R21С1 4 -- задержку подачи длительного звукового сигнала -- 60 с. Цепь R20C12 определяет длительность звукового сигнала и задержку работы устройства после включения питания.

Охранная система с голосовым оповещением по телефонной линии

Данное устройство позволяет охранять помещение от посторонних при помощи лазерного датчика. При пересечении лазерного луча устройство выдает сигнал тревоги, производит набор номера телефона и выдаёт голосовое сообщение в телефонную линию. Устройство также позволяет защитить охраняемый объект от возникновения пожара.

Принципиальная схема устройства приведена на рисунке 1.3.2. Устройство построено на базе микропроцессора Z80 и состоит из следующих функциональных блоков, изображённых на рисунке 1.3.1.

Рисунок 1.3.1 - Блок схема охранной системы

Блок управления состоит из микропроцессора, ОЗУ статического типа и ПЗУ, в котором зашита программа. Интерфейс ввода-вывода выполнен на микросхеме КР580ВВ55А, которая представляет собой программируемый интерфейсный адаптер (ПИА). К нему подключены клавиатура, дисплей, охранные датчики а также аналоговый компаратор, выполняющий функции модема. Для воспроизведения звука использован программируемый генератор звуков фирмы Yamaha.

Все настройки вводятся с клавиатуры. Устройство позволяет задавать пароль, ввод которого отключает режим охраны, громкость выдаваемого голосового сообщения а также номер телефона, по которому устройство будет звонить и сообщать сигнал тревоги.

Устройство позволяет использовать не только 6-значный городской номер, но и федеральный номер мобильного телефона а также междугородний. При вводе федерального номера нужно вводить цифру 8 для выхода на межгород.

Рисунок 1.3.2 - охранная система с голосовым оповещением.

Поскольку набор производится программой, есть возможность отслеживать состояние телефонной линии и в том случае если она занята, производить повторный набор. После того как номер набран, выдерживается пауза в 5 секунд, в течение которых проверяется снята трубка или идут длинные гудки. Если прошло 6 длинных гудков и трубка не была снята, набор возобновляется.

Определение требований к охранной системе

Требования, предъявляемые к охранной системе следующие:

Большое количество подключаемых датчиков;

Универсальность и широкий набор функций;

Высокая надёжность устройства;

Удобный пользовательский интерфейс;

Низкая себестоимость устройства.

Исходя из требований, указанных выше, необходимо построить ОС на базе микроконтроллера с использованием современной элементной базы. Для обеспечения эргономичного пользовательского интерфейса необходимо иметь возможность подключения данной ОС к персональному компьютеру. Кроме того, должна быть возможность использования приведенных выше схем в качестве дополнения к данному устройству, что позволит сделать его более универсальным. Кроме того, для удобства в эксплуатации, система должна иметь возможность управления с пульта дистанционного управления (ПДУ).

Page 2

Охранная система с дистанционным управлением построена на микроконтроллере, который осуществляет опрос датчиков, вывод на экран текущего состояния системы и температуры охраняемого объекта, управление 4-мя независимыми каналами освещения, а также обеспечивает обмен данными с персональным компьютером. Подключение к ПК осуществляется через интерфейс RS-232 на скорости 9600 кбит/с. Структурная схема ОС приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - структурная схема ОС с дистанционным управлением.

ОС контролирует состояние 9 входов, к которым могут быть подключены датчики различных типов. Если на одном из входов появляется лог. “1” и разрешено срабатывание данного датчика, то ОС переходит в режим тревоги, выдавая соответствующую команду на ПК. Кроме того, к микроконтроллеру подключен цифровой термометр по интерфейсу I2C. Кварцевый резонатор задаёт тактовую частоту работы микроконтроллера. Блок питания выдаёт напряжение питания устройства.

Ниже приведены электрические параметры ОС:

- Напряжение питания5 В

- Ток потребления304 мА

- Тактовая частота4 МГц

- Диапазон рабочих температур-10…+70 С

Прежде всего, нужно выбрать микроконтроллер, на базе которого построена вся работа ОС.

Особенности отечественных однокристальных микроконтроллеров

Среди однокристальных микроконтроллеров (ОМК) отечественного производства наиболее перспективными являются БИС серии К1816, которые имеют два базовых элемента: К1816ВЕ48 (ВЕ48) и К1816ВЕ51 (ВЕ51).

Семейство ВЕ48 состоит из БИС ВЕ35, ВЕ39, ВЕ48 и ВЕ49. Каждая БИС представляет 8-разрядный ОМК, содержащий центральный процессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) данных, ПЗУ программ (не у всех БИС), многоканальный интерфейс ввода / вывода, восьмиразрядный таймер счетчик, векторную систему прерываний с приоритетом, тактовый генератор, устройство синхронизации. Микросхемы семейства ВЕ48 имеют идентичную структуру и отличаются лишь организацией внутренней памяти. Данные об ОМК семейства ВЕ48 приведены в таблице 3.1.

В ОМК ВЕ48 пользователь имеет возможность самостоятельно производить запись информации в память программ с последующим стиранием ультрафиолетом, в отличие от ВЕ49, где операции записи осуществляются с помощью отдельного шаблона в процессе изготовления БИС.

В каждом ОМК предусмотрена возможность расширения памяти программ до 4 Кбайт, памяти данных до 384 байт и увеличения числа линий ввода / вывода за счет подключения внешних БИС.

Таблица 3.1.1 - БИС семейства К1816Вехх

Тип БИС

Память программ, Кбайт

ОЗУ, Байт

Тактовая частота, МГц

ВЕ35

-

64

6

ВЕ39

-

128

11

ВЕ48

1

64

6

ВЕ49

1

128

11

Page 3

AVR-архитектура, на основе которой построены микроконтроллеры семейства AT90S, объединяет мощный гарвардский RISC-процессор с раздельным доступом к памяти программ и данных, 32 регистра общего назначения, каждый из которых может работать как регистр-аккумулятор, и развитую систему команд фиксированной 16-бит длины. Большинство команд выполняются за один машинный такт с одновременным исполнением текущей и выборкой следующей команды, что обеспечивает производительность до 1 MIPS на каждый МГц тактовой частоты.

32 регистра общего назначения образуют регистровый файл быстрого доступа, где каждый регистр напрямую связан с АЛУ. За один такт из регистрового файла выбираются два операнда, выполняется операция, и результат возвращается в регистровый файл. АЛУ поддерживает арифметические и логические операции с регистрами, между регистром и константой или непосредственно с регистром.

Регистровый файл также доступен как часть памяти данных. 6 из 32-х регистров могут использоваться как три 16-разрядных регистра-указателя для косвенной адресации. Старшие микроконтроллеры семейства AVR имеют в составе АЛУ аппаратный умножитель.

Базовый набор команд AVR содержит 120 инструкций. Инструкции битовых операций включают инструкции установки, очистки и тестирования битов.

Все микроконтроллеры AVR имеют встроенную FLASH ROM с возможностью внутрисхемного программирования через последовательный 4-проводной интерфейс.

Периферия МК AVR включает: таймеры-счётчики, широтно-импульсные модуляторы, поддержку внешних прерываний, аналоговые компараторы, 10-разрядный 8-канальный АЦП, параллельные порты (от 3 до 48 линий ввода и вывода), интерфейсы UART и SPI, сторожевой таймер и устройство сброса по включению питания. Все эти качества превращают AVR-микроконтроллеры в мощный инструмент для построения современных, высокопроизводительных и экономичных контроллеров различного назначения.

В рамках единой базовой архитектуры AVR-микроконтроллеры подразделяются на три подсемейства:

Classic AVR -- основная линия микроконтроллеров с производительностью отдельных модификаций до 16 MIPS, FLASH ROM программ 2-8 Кбайт, ЕEPROM данных 64-512 байт, SRAM 128-512 байт;

mega AVR с производительностью 4-6 MIPS для сложных приложений, требующих большого обьёма памяти, FLASH ROM программ 64-128 Кбайт, ЕEPROM данных 64-512 байт, SRAM 2-4 Кбайт, SRAM 4 Кбайт, встроенный 10-разрядный 8-канальный АЦП, аппаратный умножитель 8ґ8;

tiny AVR -- низкостоимостные микроконтроллеры в 8-выводном исполнении имеют встроенную схему контроля напряжения питания, что позволяет обойтись без внешних супервизорных микросхем.

AVR-микроконтроллеры поддерживают спящий режим и режим микропотребления. В спящем режиме останавливается центральное процессорное ядро, в то время как регистры, таймеры-счётчики, сторожевой таймер и система прерываний продолжают функционировать. В режиме микропотребления сохраняется содержимое всех регистров, останавливается тактовый генератор, запрещаются все функции микроконтроллера, пока не поступит сигнал внешнего прерывания или аппаратного сброса. В зависимости от модели, AVR-микроконтроллеры работают в диапазоне напряжений 2,7-6 В либо 4-6 В (исключение составляет Attiny12V с напряжением питания 1,2 В).

Средства отладки. ATMEL предлагает программную среду AVR-studio для отладки программ в режиме симуляции на программном отладчике, а также для работы непосредственно с внутрисхемным эмулятором. AVR-studio доступен с WEB-страницы ATMEL, содержит ассемблер и предназначен для работы с эмуляторами ICEPRO и MegaICE. Ряд компаний предлагают свои версии Си-компиляторов, ассемблеров, линковщиков и загрузчиков для работы с микроконтроллерами семейства AVR. Микроконтроллеры ATMEL широко применяются в России и, как следствие, программируются многими отечественными программаторами. Ряд российских фирм предлагает также различные аппаратные средств отладки AVR-микроконтроллеров

Page 4

Система команд базового семейства PIC165x содержит только 33 команды. Все команды (кроме команд перехода) выполняются за один машинный цикл (или четыре машинных такта) с перекрытием по времени выборок команд и их исполнения, что позволяет достичь производительности до 5 MIPS при тактовой частоте 20 МГц.

Микроконтроллеры PIC имеют симметричную систему команд, позволяющую выполнять операции с любым регистром, используя любой метод адресации.

В настоящее время MICROCHIP выпускает четыре основных семейства 8-разрядных RISC-микроконтроллеров, совместимых снизу вверх по программному коду:

базовое семейство PIC15Cx с 12-разрядными командами, простые недорогие микроконтроллеры с минимальной периферией;

PIC12Cxxx с 12-разрядными командами со встроенным тактовым генератором, выпускаемые в миниатюрном 8-выводном исполнении.

Mid-range PIC16x/7x/8x/9x с 14-разрядными командами. Наиболее многочисленное семейство, объединяющее микроконтроллеры с разнообразными периферийными устройствами, в число которых входят аналоговые компараторы, аналогово-цифровые преобразователи, контроллеры последовательных интерфейсов SPI, USART и I2C, таймеры-счётчики, модули захвата/сравнения, широтно-импульсные модуляторы, сторожевые таймеры, супервизорные схемы и так далее;

High-end PIC17C4x/5xx высокопроизводительные микроконтроллеры с расширенной системой команд 16-разрядного формата, работающие на частоте до 33 МГц, с объёмом памяти программ до 16 Кслов. Кроме обширной периферии почти все микроконтроллеры этого семейства имеют встроенный аппаратный умножитель 8x8, выполняющий операцию умножения за один машинный цикл.

* PIC18. Новое семейство FLASH-микроконтроллеров с функцией самопрограммирования; работающие на частоте до 40 МГц, с объёмом памяти программ до 64 Кслов. Быстродействие 10 MIPS при тактовой частоте 10 МГц; Архитектура и система команд оптимизирована под компилятор Си; Аппаратное умножение 8-разрядных чисел за один машинный такт. Большой объем памяти на кристалле. Многообразие встроенных периферийных модулей.

* DsPIC30. 16-и разрядные цифровые сигнальные микроконтроллеры. Имеют свыше 64 кбайт слов, 8 кбайт RAM и 4 кбайт EEPROM - памяти. Быстродействие свыше 30 MIPS.

Особый акцент MICROСHIP делает на максимально возможное снижение энергопотребления для выпускаемых микроконтроллеров. При работе на частоте 4 МГц PIC-контроллеры, в зависимости от модели, имеют ток потребления меньше 1,5 мА, а при работе на частоте 32,768 КГц -- ниже 15 мкА. Поддерживается “спящий” режим работы. Диапазон питающих напряжений PIC-контроллеров составляет 2,0…6,0 В.

Из программных средств отладки наиболее известны и доступны различные версии ассемблеров, а также интегрированная программная среда MPLAB. Российские производители программаторов и аппаратных отладочных средств также уделяют внимание PIC-контроллерам. Выпускаются как специализированные программаторы, такие как PICPROG, программирующие почти весь спектр PIC-микроконтроллеров, так и универсальные: UNIPRO, СТЕРХ, поддерживающие наиболее известные версии PIC.

Выбор микроконтроллера.

Для определения типа микроконтроллера необходимо подсчитать нужное количество портов ввода-вывода. Для управления ЖК-дисплеем необходимо 11 линий ввода-вывода (8 линий - шина данных, 3 линии - управляющие сигналы). Для подключения термодатчика по I2C интерфейсу требуется 2 линии ввода-вывода, для подключения к ПК - 2 линии. Для подключения приёмника ИК-сигналов - 1 линия. Для использования системы импульсно-фазового управления требуется 1 лини порта, на который через делитель будет подаваться пульсирующее напряжение, снимаемое с блока питания до стабилизатора. Для управления высоковольтной нагрузкой - 4 линии. Для подключения внешних датчиков и управления ведомой ОС - 12 линий ввода-вывода. Исходя из этого, выбираем микроконтроллер PIC18F452 (рисунок 3.1), который имеет 33 линии ввода-вывода, аппаратную поддержку интерфейсов USART и I2C.

Рисунок 3.1 - микроконтроллер PIC18F452

В таблице 3.4.1 приведено функциональное назначение выводов микроконтроллера PIC18F452.

После выбора микроконтроллера необходимо выбрать остальные элементы принципиальной схемы.

Для построения цепи питания микросхем будет использована типовая схема включения стабилизатора напряжения LM7806, на выходе которого получаем +5В. На вход стабилизатора допускается подача напряжения до 20В. Непосредственно перед стабилизатором стоит цепочка VD2, C7. Конденсатор С7 служит для сглаживания пульсаций питающего напряжения, полученного с диодного моста VD1. Диод VD2 необходим для правильного функционирования системы импульсно-фазового управления (СИФУ). Конденсатор C8 служит для подавления высокочастотных помех по питанию.

Для стабильной работы микроконтроллера будет использована цепочка внешнего генератора, состоящей из кварцевого резонатора на 4 МГц и конденсаторов С1,С2, емкостью 20 пФ, рекомендованной фирмой Microchip.

Таблица 3.4.1 - назначение выводов микроконтроллера

Обозначение вывода

№ вывода

Тип I/O/P

Тип буфера

Описание

OSC1/CLKIN

13

I

ST/CMOS

Вход генератора / вход внешнего тактового сигнала

OSC2/CLKOUT

14

O

-

Выход генератора. Подключается кварцевый или керамический резонатор.

-MCLR/VPP

1

IP

ST

Вход сброса микроконтроллера или вход напряжения программирования. Сброс микроконтроллера происходит при низком логическом уровне сигнала на входе.

RA0/AN0

RA1/AN1

RA2/AN2/VREF-

RA3/AN3/VREF+

RA4/T0CKI

RA5/-SS/AN4

2

3

4

5

6

7

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

TTL

TTL

TTL

TTL

ST

TTL

Двунаправленный порт ввода/вывода PORTA.

RA0 может быть настроен как аналоговый канал 0

RA1 может быть настроен как аналоговый канал 1

RA2 может быть настроен как аналоговый канал 2 или вход отрицательного опорного напряжения

RA3 может быть настроен как аналоговый канал 3 или вход положительного опорного напряжения

RA4 может использоваться в качестве входа внешнего тактового сигнала для TMR0. Выход с открытым стоком.

RA1 может быть настроен как аналоговый канал 1 или вход выбора микросхемы в режиме ведомого SPI

RB0/INT

RB1

RB2

RB3/PGM

RB4

RB5

RB6/PGC

RB7/PGD

33

34

35

36

37

38

39

40

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

TTL/ST

TTL

TTL

TTL

TTL

TTL

TTLST

TTLST

Двунаправленный порт ввода/вывода PORTB. PORTB имеет программно подключаемые подтягивающие резисторы на входах.

RB0 может использоваться в качестве входа внешних прерываний.

RB3 может использоваться в качестве входа для режима низковольтного программирования.

Прерывания по изменению уровня входного сигнала.

Прерывания по изменению уровня входного сигнала.

Прерывания по изменению уровня входного сигнала.

Тактовый вход в режиме программирования.

Прерывания по изменению уровня входного сигнала.

Таблица 3.4.2 - продолжение

RC0/T1OSO/T1CKI

RC1/T1OSI/CCP2

RC2/CCP1

RC3/SCK/SCL

RC4/SDI/SDA

RC5/SDO

RC6/TX/CK

RC7/RX/DT

15

16

17

18

23

24

25

26

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

ST

ST

ST

ST

ST

ST

ST

ST

Двунаправленный порт ввода/вывода PORTC.

RC0 может использоваться в качестве выхода

генератора TMR1 или входа внешнего тактового сигнала для TMR1.

RC1 может использоваться в качестве входа генератора для TMR1 или вывода модуля CCP2.

RC2 может использоваться в качестве вывода модуля CCP1.

RC3 может использоваться в качестве входа/выхода тактового сигнала в режиме SPI и I2C.

RC4 может использоваться в качестве входа данных в режиме SPI или вход/выход данных в режиме I2C.

RC5 может использоваться в качестве выхода данных в режиме SPI.

RC6 может использоваться в качестве вывода

передатчика USART в асинхронном режиме или вывода синхронизации USART в синхронном режиме.

RC6 может использоваться в качестве вывода

приемника USART в асинхронном режиме или вывода данных USART в синхронном режиме.

RD0/PSP0

RD1/PSP1

RD2/PSP2

RD3/PSP3

RD4/PSP4

RD5/PSP5

RD6/PSP6

RD7/PSP7

19

20

21

22

27

28

29

30

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

ST/TTL

ST/TTL

ST/TTL

ST/TTL

ST/TTL

ST/TTL

ST/TTL

Двунаправленный порт ввода/вывода PORTD или

ведомый параллельный порт для подключения к шине микропроцессора

RE0/-RD/AN5

RE1/-WR/AN6

RE2/-CS/AN7

8

.9

10

I/O

I/O

I/O

ST/TTL

ST/TTL

ST/TTL

Двунаправленный порт ввода/вывода PORTE.

RE0 может использоваться в качестве управляющего входа чтения PSP или аналогового канала 5

RE1 может использоваться в качестве управляющего входа записи PSP или аналогового канала 6

RE2 может использоваться в качестве управляющего входа выбора PSP или аналогового канала 7

VSS

12,31

P

-

Общий вывод для внутренней логики и портов ввода/вывода

VDD

11,32

P

-

Положительное напряжение питания для внутренней логики и портов ввода/вывода

studbooks.net


Смотрите также