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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Больные деревья меняют мировой климат 31.08.2012 Согласно исследованию ученых из Йельской школы лесного хозяйства и экологических исследований, больные деревья в лесах могут вносить значительный вклад в выбросы парникового газа метана и, соответственно, в глобальное изменение климата. Ученые взяли образцы в 60 местах в лесах на северо-востоке Коннектикута. В итоге были обнаружены концентрации метана в 80000 раз выше окружающего уровня. Нормальная концентрация метана в воздухе составляет менее 2 частей на миллион, но исследователи обнаружили намного более высокий средний уровень - 15000 частей на миллион. "Эти горючие концентрации, - говорит ведущий автор исследования Кристофер Кови. - Мы полагаем, что это явление - общее для всех лесов в мире, а значит, мы нашли новый глобально значимый источник парникового газа". Предполагаемый уровень выбросов деревьями исследованного леса примерно эквивалентен сжиганию 150 литров бензина на гектар леса в год. Выброс метана соответствует 18% углерода, поглощенного лесом, что снижает его роль в поглощении парниковых газов почти на одну пятую. Если экстраполировать эти данные на леса во всем мире, то на метан, образующийся в лесах, приходится 10% мировых выбросов парниковых газов. Деревья производят большое количество метана в более старшем возрасте, от 80 до 100 лет, а также при болезнях. Хотя деревья зачастую внешне кажутся здоровыми, они часто поражены грибковой инфекцией, которая создает благоприятные условия для жизни микроорганизмов производящих метан. Неожиданное открытие меняет взгляд на глобальное потепление и, к сожалению, еще больше усложняет борьбу с ним.

Другие интересные новости:

▪ Микроволновое оружие против беспилотников

▪ Электропроводящий биогель для струйного принтера

▪ Роботы вместо астронавтов

▪ Взрослые стволовые клетки превращаются в органы

▪ Ловля микробов на магнит

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Видеотехника. Подборка статей

▪ статья Пьер Абеляр. Знаменитые афоризмы

▪ статья Отчего бывает жар? Подробный ответ

▪ статья Воронец красный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Установка лазерных эффектов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Монета исчезает из платка и оказывается в яблоке. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025