Проект посвящен разработке программируемой домашней системы охраны с высокими эксплутационными качествами. В качестве внешних охранных датчиков в системе используются два фоторезистора, которые реагируют на прерывание светового потока лазерного диода. Кроме того, на плате установлен собственный датчик-фоторезистор для обнаружения вскрытия блока управления.
Основные характеристики системы:
- ядро системы – 8-разрядный микроконтроллер PIC16F877A;
- питание от внешнего источника напряжением 15 В – 25 В;
- интерактивное управление и программирование по интерфейсу RS232;
- два фоторезистора в качестве датчиков;
- возможность подстройки чувствительности каждого датчика в отдельности;
- встроенная мощная (5 Вт) система звукового оповещения срабатывания системы с возможностью выбора тональности и громкости звучания;
- световое оповещение срабатывания системы;
- тональный набор установленного телефонного номера при срабатывании системы;
- установлен внутренний датчик внутри блока управления для обнаружения вскрытия;
- режим самотестирования;
- логгирование активности системы;
- простой дизайн печатной платы.
Принципиальная схема системы охраны
Основой системы является микроконтроллер компании Microchip PIC16F877A. Интерфейс датчиков образуют компараторы LM339, благодаря которым также возможна подстройка чувствительности датчиков для режимов день/ночь. В системе оповещения применена интегральная микросхема генератора звуковых сигналов UM3561 и усилитель мощности μPC2002 (TDA2002). Генерацию двухтональных сигналов DTMF для набора номера осуществляет микроконтроллер посредством R-2R матрицы резисторов. Для гальванической развязки с телефонной сетью используется трасформатор.
Регуляторы напряжения LM7805, LM7812 и LM317 используются для получения напряжений питания +5 В (микроконтроллер, драйвер RS232, компараторы), +12 В (усилитель мощности, реле для управления светом), +3 В (генератор звуковых сигналов, питание лазера).
В системе были применены фоторезисторы торговой марки EG&G VACTEC серии VT90N2. Регулировка чувствительности датчиков осуществляется потенциометрами R4, R6, R8. Потенциометром R11 осуществляется регулировка режимов день/ночь.
Список компонентов
| Обозначение в схеме |
Наименование, номинал |
Примечание |
| IC1 | PIC16F877A | микроконтроллер, корпус DIP |
| IC2 | LM339N | компаратор |
| IC3 | MAX232 | |
| IC4 | UM3561 | звуковой генератор сирены |
| IC5 | μPC2002 | аналог TDA2002 |
| IC6 | LM7805 | |
| IC7 | LM7812 | |
| IC8 | LM317 | |
| D1 | 1N4004 | |
| D2 | 1N4148 | |
| T1, T3 | 2SC945 | |
| T2 | 2SD400 | |
| Q1 | кварцевый резонатор 20 МГц | |
| Q2 | BS170 | |
| Q3 | IRF9640 | |
| R4, R8 | 30 кОм | линейный потенциометр |
| R6 | 20 кОм | линейный потенциометр |
| R11 | 50 кОм | линейный потенциометр |
| R18 | 50 кОм | логарифмический потенциометр |
| R1, R2, R3, R19 | 10 кОм | |
| R5, R7, R9, R10 | 22 кОм | |
| R12 | 68 кОм | |
| R13, R14 | 2.2 кОм | |
| R15 | 330 кОм | |
| R16, R20 | 1 кОм | |
| R21, R22, R42 | 300 Ом | |
| R23, R24, R25, R26, R27, R28, R29, R30 |
100 Ом | |
| R31, R32, R33, R34, R35, R36, R37, R38 |
220 Ом | |
| R39, R40, R41 | 47 кОм | |
| R43 | 240 Ом | 0.5 Вт |
| L1 | 4.8 мкГн | индуктивность |
| LDR1 | фоторезистор VT90N2 | |
| LD1 | трехцветный светодиод | |
| SPK | динамик 8 Вт (8 Ом) или 10 Вт (4 Ома) |
|
| C1, C18, C19 | 0.1 мкф (25 В) | |
| C2, C3 | 10 пФ | |
| C11 | 0.22 мкф (100 В) | |
| C16, C17 | 0.33 мкф (50 В) | |
| C4, C5, C6, C7 | 1 мкф (50 В) | |
| C13, C14 | 1 мкф (100 В) | |
| C9 | 10 мкф (35 В) | |
| C10 | 1000 мкф (35 В) | |
| C12 | 220 мкф (35 В) | |
| C20 | 100 мкф (35 В) | |
| C21 | 470 мкф (35 В) | |
| TRN1 | Трансформатор 600 Ом:600 Ом | |
| SG1 | Миниатюрный динамик для установки на плату (пищалка) |
|
| RL1 | Shinmei RSB-5-S | Реле, 5 В |
| RL2 | FANGKE JZC-23F | Реле, 12 В (коммутируемое напряжение/ток: 220 В/5 А) |
| S1 | кнопка | |
| S2 | переключатель |
Внешние датчики, некоторые переключатели, цепи управления, звуковой излучатель тревоги подключаются к установленным коннекторам.
Внешний вид собранной платы представлен на рисунке ниже
- DC Power input: разъем для подключения внешнего источника питания 18 В – 25 В;
- RS232 Serial Interface Connector: коннектор интерфейса RS232 для подключения кабеля. Стоит заметить, что для подключения не подходит нуль-модемный кабель;
- PHONE/LINE Connector: разъем для подключения телефонной линии и телефона (RJ11/RJ12). Разъем для подключения телефона – опционально;
- 3V Laser Supply: разъем источника питания 3 В для лазера;
- Connector for Sensor 1/2: разъемы для подключения внешних датчиков;
- Status Indicator: светодиод-индикатор статуса и режима работы;
- Reset Switch: кнопка «Сброс», кнопка для отключения звукового оповещения при активизации системы;
- Environment Sensor: внутренний датчик обнаружения вскрытия блока управления;
- Phone dialer enable switch: кнопка включения режима дозвона на установленный номер;
- Alarm Volume Control: потенциометр для настройки уровня громкости звукового оповещения при активации системы;
- 230V Light connector: коннекторы для подключения внешних источников света 220 В для при активации системы;
- Tone Selector: джампер переключения тональности звуквого оповещения. 1-2 Звук сирены пожарного автомобиля, 2-3 – звук сирены автомобиля скорой помощи, не замкнуты – звук сирены полицейского автомобиля. Замыкать выводы 2-3 между собой не следует, т.к. это может вызвать неисправность всей охранной системы;
- Beeper: звуквойо излучатель установленный на плате для индикации ошибок при вводе данных;
- Program / Run Switch connector: разъем для подключения переключателя режимов работы Программирование/Работа;
- Alarm Audio Output: разъем для подключения динамика звукового оповещения.
Загрузки
Принципиальная схема, рисунок печатной платы в формате Eagle – скачать
Статья на английском языке в формате .pdf - скачать
В следующей части мы рассмотрим процесс калибровки и настройки системы.
