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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Elektronischer Wächter auf einem Mikrocontroller. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Sicherheit Das den Lesern zur Kenntnis gebrachte Gerät reagiert auf eine Unterbrechung elektrischer Kommunikationsleitungen (Schleifen) und meldet dies mit Licht- und Tonsignalen. Der Watchdog wird vom Mikrocontroller PIC12F675 gesteuert, und der über den Optokoppler MOC140 damit verbundene BTA3062-Triac schaltet den Alarm ein. Der im Artikel beschriebene elektronische „Wächter“ soll ein Gartenhaus schützen. Der Zweck der Installation eines solchen Geräts besteht darin, einen Eindringling beim Versuch, in das Haus einzubrechen, abzuschrecken und die Nachbarn mithilfe von Ton- und Lichtalarmen auf den Vorfall aufmerksam zu machen. Das Gerätediagramm ist in Abb. dargestellt. 1. Seine Basis ist der Mikrocontroller DD1 PIC12F675, dessen Taktfrequenz 4 MHz beträgt und durch den darin eingebauten Generator eingestellt wird. Die Sicherheitsschleifen E4 und E3 sind über den Kontaktblock XT3-XT4 mit den Leitungen GP5 und GP8 (Pins 1 und 2) verbunden. Jeder von ihnen kann über einen oder mehrere in Reihe geschaltete Sensoren (Reedschalter oder mechanische Taster, dargestellt als Schalter SA2–SA5) verfügen, die an Türen und Fenstern installiert sind. Im Standby-Modus müssen die Kontakte aller Sensoren geschlossen sein. Die Kondensatoren C4 und C5 schützen die Mikrocontroller-Eingänge vor Impulsrauschen, das in Sicherheitsschleifen auftreten kann.
Der vom Mikrocontroller gesteuerte Exekutivteil des Geräts besteht aus dem Optotriac U1 und dem Triac VS1 und ist für den Anschluss der Signalglühlampen EL1, EL2 und der Sirenen HA1, HA2 ausgelegt. Die für den Betrieb und das Debuggen des Geräts erforderliche Anzeige erfolgt durch LEDs HL1 und HL2 unterschiedlicher Leuchtfarben, die über strombegrenzende Widerstände R1 und R5 mit den Leitungen GP6, GP2 (Mikrocontroller-Ausgänge 4 bzw. 5) verbunden sind. Die grüne LED HL1 leuchtet auf, wenn Sie versuchen, das Haus zu öffnen. Durch ihr Leuchten erfährt der Besitzer, dass jemand in seiner Abwesenheit versucht hat, in das Haus einzudringen. Die rote LED HL2 zeigt die Aktivierung des Alarms an (Pins 6 und 2 des Mikrocontrollers ändern gleichzeitig ihren Zustand). Dadurch können Sie die Funktion des Geräts überprüfen, ohne Signalsirenen und Lampen anzuschließen. Das Gerät wird mit AC 230 V 50 Hz betrieben. Die für den Betrieb des Mikrocontrollers erforderliche 5-V-Spannung wird durch einen Abwärtstransformator T1, eine Gleichrichterbrücke VD1, einen integrierten Spannungsregler DA1 und Siebkondensatoren C1-C3 erzeugt. Der Sicherungseinsatz FU1 schützt vor Notkurzschlüssen. Das Gerät funktioniert wie folgt. Nach dem Einschalten der 230-V-Stromversorgung und dem Anlegen einer Spannung von +5 V an den Mikrocontroller wird das Mikrocontroller-Programm gestartet, das seine Leitungen GP4 und GP3 für die Eingabe und die Leitungen GP0, GP1 und GP5 für die Ausgabe von Informationen konfiguriert. Das Programm implementiert den folgenden Algorithmus für die Interaktion mit dem Eigentümer: 1. Nachdem der Strom eingeschaltet wurde, hat der Besitzer etwa 60 Sekunden Zeit, das Haus zu verlassen und die Tür zu schließen. 2. 1 Minute nach dem Einschalten ertönt zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Geräte 1 Sekunde lang ein Alarmsignal (die Lampe leuchtet auf, die Sirene ertönt). Das Gerät geht in Dienst. 3. Der Zustand der Sensoren wird jede Sekunde überprüft. Wenn ein offener Sensor erkannt wird, wird nach 1 s ein intermittierendes Alarmsignal aktiviert (10 s an – 1 s aus) und die HL1-LED leuchtet auf (wie angegeben, kann der Besitzer anhand ihres Zustands feststellen, ob das Alarmsignal eingeschaltet war). seine Abwesenheit). Eine Verzögerung von 1 Sekunden beim Einschalten der Licht- und Tonsignale ist erforderlich, damit der zurückkehrende Besitzer nach dem Öffnen der Tür Zeit hat, den Netzstrom auszuschalten, ohne den Alarm auszulösen. 4. 3,5 Minuten nach dem Einschalten schaltet sich der Alarm aus und der Mikrocontroller prüft den Status der Sensoren. Werden diese geschlossen, geht das Gerät in den Sicherheitsmodus, während die HL1-LED weiterhin leuchtet. Wenn ein offener Sensor erkannt wird, wechselt das Gerät in den Host-Standby-Modus. Der zurückkehrende Besitzer versetzt das Gerät in seinen ursprünglichen Zustand zurück, indem er die Stromversorgung des Geräts ausschaltet. Der Quelltext des Mikrocontroller-Programms und der HEX-Datei sind in den Dateien Oxrana675.asm bzw. Oxrana675.hex enthalten. Dieselben Dateien legen das erforderliche Mikrocontroller-Konfigurationswort (3F0CH) fest. Die Details des Geräts sind auf zwei Fragmenten von Steckbrettern aus Folienfiberglas montiert. Auf einem davon (Abb. 2) sind ein Mikrocontroller, ein Optokoppler, die Widerstände R2, R3, R6 und ein Kondensator C3 installiert, auf dem zweiten alle anderen Teile.
Möglicher Austausch des Mikrocontrollers PIC12F675 - PIC12F629 (ohne Änderungen am Programm), Optokoppler MOC3062 - Optokoppler mit geringerem Betriebsstrom, zum Beispiel MOC3043 oder MOC3063, aber in diesem Fall muss Widerstand R1 einen Widerstandswert von 680 Ohm haben. Wir werden die Diodenbrücke 2D906A durch eine andere mit geeigneten Parametern ersetzen (z. B. KTs407A oder DB107), und anstelle des integrierten Spannungsstabilisators 78L05 mit geringem Stromverbrauch können Sie jede andere mit einer Ausgangsspannung von 5 V (7805) verwenden , KR142eN5a usw.). Widerstände und Kondensatoren – kleine Größen jeder Art. Der vom Autor verwendete Abwärtstransformator verfügt über zwei Sekundärwicklungen, von denen nur eine verwendet wird. Der von ihm verbrauchte Strom ist vernachlässigbar, sodass Sie fast jeden anderen Niederleistungstransformator mit einer Sekundärwicklung von 8 ... 12 V verwenden können. Als Netzschalter SA1 wird ein gewöhnlicher haushaltsüblicher Wandschalter verwendet. Das Design des gesamten Geräts kann je nach den Fähigkeiten des Funkamateurs variieren. Der Autor platzierte die Platinen im Gehäuse eines alten Haushaltsstromzählers (in den letzten Jahren wurden diese Zähler massiv durch genauere moderne Zähler ersetzt, sodass es nicht schwierig sein wird, ein solches Gehäuse zu finden). Zwei der vier darin enthaltenen leistungsstarken Schraubklemmen dienen zum Anschluss von Kabeln, die das Gerät an ein 230-V-Netz anschließen, und die anderen beiden sind Kabel von Alarmsirenen und Lampen (im Diagramm sind diese Kontakte mit XT1-XT4 bezeichnet). Die Kabeladern werden durch im Gehäuse gebohrte Löcher geführt und über einen Schraubklemmenblock XT5-XT8 mit der Platine verbunden. Die LEDs HL1 und HL2 sind auf einer Platine im Inneren des Gehäuses installiert (ihr Leuchten kann durch das darin befindliche Glasfenster beobachtet werden). Eine Ansicht der Installation des Geräts ist in Abb. dargestellt. 3 (Gehäusedeckel entfernt). Die Diodenbrücke VD1 ist auf der Rückseite der großen Platine montiert und daher nicht sichtbar.
Für Schleifen kann ein Telefonkabel, beispielsweise „Nudeln“, verwendet werden. Die Anzahl der in Reihe geschalteten Sensoren richtet sich nach der Anzahl der zu überwachenden Fenster und Türen. Die Funktion des Gerätes wurde mit Schleifen von bis zu 10 m Länge getestet. Bei Verwendung einer Schleife aus Sicherheitsgründen wird anstelle der zweiten eine Drahtbrücke installiert. Um einen Eindringling abzuschrecken und die Aufmerksamkeit der Nachbarn auf dem Land zu erregen, werden eine der Lampen und eine der Sirenen im Innenbereich angebracht, der Rest draußen, beispielsweise auf dem Dach. Die Version des Autors des Geräts wird mit zwei 40-W-Glühlampen und zwei elektromechanischen SS-1-Sirenen betrieben (die Leistungsaufnahme beträgt jeweils 30 W). Triac VS1 ist mit einem kleinen Kühlkörper ausgestattet. Wenn die Leistungsaufnahme der Signalgeber jedoch 150...200 W nicht übersteigt, ist ein Betrieb ohne Kühlkörper möglich. Darüber hinaus erfolgt die Aktivierung des Sicherheitsalarms selten und nur für kurze Zeit, und der Alarm selbst ist zeitweise. Der Optosimistor U1 hat im Betrieb einfach keine Zeit zum Aufheizen. Bei Bedarf kann die Anzahl der Lampen und Sirenen erhöht werden, allerdings muss der Triac VS1 auf einem Kühlkörper installiert werden, der unter Berücksichtigung des erhöhten Stromverbrauchs ausgewählt wird. Für den Betrieb mit dem Gerät können neben den oben genannten elektromechanischen Sirenen auch modernere elektronische Signalgeräte mit einer Versorgungsspannung von 230 V AC verwendet werden. Der Nachteil des vorgeschlagenen Geräts ist seine Flüchtigkeit: Fällt die Netzspannung aus, erfüllt es seine Funktionen nicht mehr. Um dies zu verhindern, kann es über eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) an das Netzwerk angeschlossen werden. Jede kleine USV, die für die Verwendung mit einem Computer konzipiert ist, reicht aus. Der Betrieb des Geräts wurde mit einer USV IPpON Modell Back Verso 600 getestet. Vielleicht beschließt jemand, das vorgeschlagene Sicherheitsgerät mit Niederspannungsalarmgeräten und einer eingebauten Pufferbatterie nachzubauen. Für einen solchen Entwurf kann die Basis des beschriebenen Geräts nützlich sein – ein Mikrocontroller mit einem in seinem Speicher aufgezeichneten Programm. Das Mikrocontroller-Programm kann von ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/02/ohrana675.zip heruntergeladen werden. Autor: E. Shenov
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