Электронный сторож на микроконтроллере. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Охрана и безопасность

Комментарии к статье

Предлагаемое вниманию читателей устройство реагирует на обрыв линий электрической связи (шлейфов) и извещает об этом световым и звуковым сигналами. Управляет "сторожем" микроконтроллер PIC12F675, а включает сигнализацию симистор BTA140, связанный с ним оптроном MOC3062.

Описываемый в статье электронный "сторож" предназначен для охраны садового домика. Цели установки такого устройства - напугать злоумышленника при попытке проникновения в домик и привлечь к происшествию внимание соседей с помощью звуковой и световой сигнализации.

Схема устройства приведена на рис. 1. Его основа - микроконтроллер DD1 PIC12F675, тактовая частота которого-4 МГц задана встроенным в него генератором. К линиям GP4 и GP3 (соответственно выводы 3 и 4) через контактную колодку XT5-XT8 подключены охранные шлейфы Е1 и Е2. В каждом из них могут быть один или несколько соединенных последовательно датчиков (герконов или механических кнопок, которые показаны как выключатели SA2-SA5), установленных на дверях и окнах. В дежурном режиме контакты всех датчиков должны быть замкнуты. Конденсаторы C4 и C5 защищают входы микроконтроллера от импульсных помех, которые возможны на охранных шлейфах.

Рис. 1. Схема устройства

Управляемая микроконтроллером исполнительная часть устройства выполнена на оптосимисторе U1 и симисторе VS1 и рассчитана на подключение сигнальных ламп накаливания EL1, EL2 и сирен HA1, HA2.

Необходимая для эксплуатации и отладки устройства индикация осуществляется светодиодами HL1 и HL2 разного цвета свечения, подключенными к линиям GP1, GP5 (соответственно выводы микроконтроллера 6 и 2) через токоограничивающие резисторы R4 и R5. Зеленый светодиод HL1 включается при попытке вскрытия домика. По его свечению хозяин узнает о том, что кто-то в его отсутствие пытался проникнуть в домик. Красный светодиод HL2 индицирует включение сигнализации (выводы 6 и 2 микроконтроллера изменяют состояние одновременно). Это позволяет проверить работу прибора, не подключая сигнальные сирены и лампы.

Питается устройство от сети переменного тока 230 В 50 Гц. Необходимое для работы микроконтроллера напряжение 5 В создается понижающим трансформатором T1, выпрямительным мостом VD1, интегральным стабилизатором напряжения DA1 и фильтрующими конденсаторами C1-C3. От аварийных коротких замыканий защищает плавкая вставка FU1.

Устройство работает следующим образом. После включения питания 230 В и поступления на микроконтроллер напряжения +5 В запускается программа микроконтроллера, которая настраивает его линии GP4 и GP3 на ввод, а линии GP0, GP1 и GP5 - на вывод информации. Программа реализует следующий алгоритм взаимодействия с хозяином:

1. После подачи питания у хозяина есть примерно 60 с, чтобы выйти из домика и закрыть дверь.

2. Через 1 мин после включения для проверки исправности устройств на 1 с включается сигнал тревоги (загорается лампа, звучит сирена). Устройство становится на дежурство.

3. Состояние датчиков проверяется с периодичностью 1 с. При обнаружении разомкнутого датчика через 10 с включается прерывистый сигнал тревоги (1 с включен - 1 с выключен) и зажигается светодиод HL1 (как отмечалось, по его состоянию хозяин может определить, не включался ли в его отсутствие сигнал тревоги). Задержка включения светового и звукового сигналов на 10 с необходима для того, чтобы вернувшийся хозяин после открывания двери успел выключить сетевое питание, не вызвав включения сигнала тревоги.

4. Через 3,5 мин после включения сигнал тревоги выключается, и микроконтроллер проверяет состояние датчиков. Если они замкнуты, прибор переходит в режим охраны, при этом светодиод HL1 продолжает гореть. Если же обнаруживается разомкнутый датчик, устройство переходит в режим ожидания хозяина. Вернувшийся хозяин переводит прибор в первоначальное состояние, выключив питание прибора.

Исходный текст программы микроконтроллера и HEX-файл приведены в файлах Oxrana675.asm и Oxrana675.hex соответственно. Этими же файлами задано необходимое слово конфигурации микроконтроллера (3F0CH).

Детали устройства смонтированы на двух фрагментах макетных плат из фольгированного стеклотекстолита. На одной из них (рис. 2) установлены микроконтроллер, оптрон, резисторы R2, R3, R6 и конденсатор C3, на второй - все остальные детали.

Рис. 2. Макетная плата из фольгированного стеклотекстолита с деталями устройства

Возможная замена микроконтроллера PIC12F675 - PIC12F629 (без каких-либо доработок программы), оптрона MOC3062 - оптрон с меньшим током срабатывания, например, MOC3043 или MOC3063, но в этом случае резистор R1 должен иметь сопротивление 680 Ом. Диодный мост 2Д906Азаменим другим подходящим по параметрам (например, КЦ407А или DB107), а вместо маломощного интегрального стабилизатора напряжения 78L05 можно применить любой другой с выходным напряжением 5 В (7805, КР142еН5а и т. п.). Резисторы и конденсаторы - малогабаритные любых типов.

Примененный автором понижающий трансформатор имеет две вторичные обмотки, из которых используется лишь одна. Потребляемый от нее ток незначителен, поэтому можно использовать практически любой другой маломощный трансформатор с вторичной обмоткой на 8...12 В. В качестве сетевого выключателя SA1 применен обычный бытовой, установленный на стене.

Конструктивное исполнение устройства в целом может быть разным в зависимости от возможностей радиолюбителя. Автор разместил платы в корпусе старого бытового счетчика электроэнергии (в последние годы эти счетчики в массовом порядке заменяют более точными современными, поэтому найти такой корпус не составит большого труда). Два из имеющихся в нем четырех мощных винтовых зажимов использованы для подключения проводов, соединяющих прибор с сетью 230 В, а два других - проводов, идущих от сигнальных сирен и ламп (на схеме эти контакты обозначены как XT1-XT4). Провода шлейфов пропускают в просверленные в корпусе отверстия и подключают к плате через винтовую клеммную колодку XT5-XT8. Светодиоды HL1 и HL2 устанавливают на монтажной плате внутри корпуса (их свечение наблюдают через имеющееся в нем стеклянное окошечко). Вид на монтаж устройства показан на рис. 3 (крышка корпуса снята). Диодный мост VD1 смонтирован на обратной стороне большой платы и по этой причине не виден.

Рис. 3. Вид на монтаж устройства\

Для шлейфов может быть применен телефонный провод, например, "лапша". Число последовательно включенных датчиков определяется в зависимости от количества контролируемых окон и дверей. Работа устройства проверялась со шлейфами длиной до 10 м. Если для охраны используется один шлейф, вместо второго устанавливают проволочную перемычку.

Чтобы напугать злоумышленника и привлечь внимание соседей по даче, одну из ламп и одну из сирен размещают внутри помещения, а остальные устанавливают вне его, например, на крыше.

Авторский вариант устройства эксплуатируется с двумя лампами накаливания мощностью по 40 Вт и двумя электромеханическими сиренами СС-1 (потребляемая каждой из них мощность - 30 Вт). Симистор VS1 снабжен небольшим теплоотводом. Впрочем, если потребляемая сигнальными приборами мощность не превышает 150...200 Вт, он может работать без теплоотвода. Кроме того, включение охранной сигнализации случается редко и на короткое время, а сама сигнализация прерывистая. Оптосимистор U1 при работе просто не успевает нагреться.

При необходимости число ламп и сирен можно увеличить, но при этом симистор VS1 придется установить на теплоотвод, выбранный с учетом увеличения потребляемой мощности.

Для работы с устройством, кроме указанных выше электромеханических сирен, могут быть применены и более современные электронные сигнальные приборы с питающим напряжением 230 В переменного тока.

Недостаток предлагаемого устройства - его энергозависимость: при пропадании напряжения в сети оно перестает выполнять свои функции. Чтобы этого не случилось, его можно подключить к сети через источник бесперебойного питания (ИБП). Подойдет любой ИБП небольшой мощности, предназначенный для использования с компьютером. Работа устройства проверена с ИБП UPS IPpON Model Back Verso 600.

Возможно, кто-то решит повторить предлагаемое устройство охраны с низковольтными сигнальными приборами и встроенной резервной аккумуляторной батареей. Для такой конструкции может пригодиться основа описанного устройства - микроконтроллер с записанной в его память программой.

Программу микроконтроллера можно скачать с ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/02/ohrana675.zip.

Автор: Э. Щенов

Смотрите другие статьи раздела Охрана и безопасность.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Звуки передают эмоции лучше слов 25.01.2016 Ученые из Канады и Великобритании во главе с Марком Пеллом (Marc Pell) из Университета МакГилла (Канада) доказали, что человеческий мозг гораздо быстрее распознает эмоции, переданные не словами, а вокализациями - смехом, всхлипыванием, рычанием, вздохами и тому подобное. В этом процессе задействованы более эволюционно древние зоны мозга, чем в интерпретации речи. Более того, ученые обнаружили, что на эмоции, выраженные такими способами, мы обращаем намного больше внимания, чем когда нам говорят о них словами. На обработку неречевых сигналов об эмоциональном состоянии уходят десятые доли секунды. Такая скорость, по словам авторов статьи, выработалась по необходимости, поскольку от быстрого распознавания эмоций другого зачастую зависела жизнь древнего человека. В исследовании ученые акцентировали внимание на трех основных эмоциях - злости, печали и счастья. В эксперименте приняло участие 24 человека, всем им давали прослушать различные несловесные вокализации, а также фразы из несуществующих в реальности слов, сказанные с разной интонацией. Задача испытуемых состояла в том, чтобы узнать передаваемые эмоции, а с помощью ЭЭГ ученые устанавливали, как быстро и в каких зонах мозга фиксировалась реакция. В результате удалось сделать несколько интересных выводов. Кроме того, что несловесные звуки оценивались быстрее, существовала разница и в реакциях на разные виды эмоций. А именно, звуки, говорящие об эмоции счастья, например, смех, обрабатывались быстрее, чем звуки, связанные со злостью и печалью. При этом реакция на злость всегда была более длительной, то есть наш мозг обращает больше внимания именно на эту эмоцию, что, в общем, объяснимо с точки зрения эволюционных преимуществ.

Другие интересные новости:

▪ Статистика слизней

▪ Почем нынче наука

▪ Электрический горный велосипед Vitus E-Mythique LT

▪ Здоровье почек зависит от матери

▪ Создана уникальная холодная материя

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Защита электроаппаратуры. Подборка статей

▪ статья Носить в складках тоги мир и войну. Крылатое выражение

▪ статья Почему сухой сахар никогда не плесневеет? Подробный ответ

▪ статья Охрана труда работников в агропромышленном комплексе

▪ статья О применении сабвуфера в музыкальной системе. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Зарядно-питающее устройство с расширенными эксплуатационными возможностями. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026