Предлагаемое вниманию читателей устройство можно применить для охраны как квартиры или офиса, так и целого предприятия, где число дверей исчисляется многими десятками. Состоит оно из пяти функциональных частей: четырёх одинаковых по схеме и работающих независимо один от другого блоков микроконтроллера и блока исполнительных устройств.
Рис. 1
Схема блока микроконтроллера изображена на рис. 1. Его основа - микроконтроллер ATmega8535-16PI (DD1). Тактовую частоту задаёт кварцевый резонатор ZQ1. К порту РD подключены выключатели SA1 ("Охрана"), SA2 ("Звук") и светодиод HL1, служащий индикатором активации режима охраны. Сигналами с линий этого порта также управляются звукоизлучатель и реле блока исполнительных устройств.
К портам РВ, РА, РС микроконтроллера подключены установленные на дверях конечные выключатели SF1- SF24 и светодиоды HL2-HL25 на пульте управления устройством. Пользователь (оператор, диспетчер) визуально контролирует состояние каждой двери по состоянию соответствующего свето-диода. Если контролируемая дверь закрыта, контакты механически связанного с ней конечного выключателя разомкнуты и соответствующий этой двери светодиод не горит. При открывании двери контакты выключателя замыкаются и светодиод начинает мигать.
Питание на светодиоды HL2-HL25 поступает через электронный ключ на транзисторе VT1, который управляется сигналом с линии PD7 (вывод 21) микроконтроллера. Резистор R4 ограничивает ток через светодиод HL1, резисторы R6-R13, R16-R31 - ток через светодиоды HL2-HL25. Питающее напряжение 5 В поступает из блока исполнительных устройств через контакт 4 вилки XP1. Через её же контакты 1 и 2 в этот блок поступают сигналы "Исп. устр." ("Исполнительное устройство") и "Звук", формируемые микроконтроллером. Конденсаторы C1 и с2 фильтруют пульсации в цепи питания.
Рис. 2
Схема блока исполнительных устройств представлена на рис. 2. Розетки XS1-XS4 предназначены для подключения блоков микроконтроллера. Функции рассматриваемого блока - управление исполнительными устройствами с помощью реле К1 и включение звуковой сигнализации. Реле К1 управляется электронным ключом, выполненным на транзисторах VT1, VT2. Реле срабатывает, если сигнал "Исп. устр." в любой розетке (контакт 1) имеет уровень лог. 0. Звуковая сигнализация включается, если такой же уровень приобретает сигнал "Звук" (контакт 2). Напряжение питания 5 и 12 В поступает через контакты вилки XP1. Выключатели SA1, SA2 служат для отключения от цепей управления соответственно реле К1 и пьезоэлектрического звукоизлуча-теля HA1.
Устройство в целом может работать в двух режимах: контроля состояния дверей и охраны.
Алгоритм работы в режиме контроля состояния дверей следующий. Пусть все двери охраняемого объекта закрыты (конечные выключатели SF1 - SF24 в блоке микроконтроллера разомкнуты), выключатель SA1 ("Охрана") находится в положении "Выкл.", SA2 ("Звук") - "Вкл.", в такое же положение установлен и выключатель SA2 ("Звук") в блоке исполнительных устройств. После подачи питающего напряжения при инициализации микроконтроллера DD1 во все разряды портов Рв, РА, РС записывается лог. 1. Все светодиоды погашены, сигнал "Исп. устр." (на выводе 14) имеет уровень лог. 1. На выводе 21 генерируется сигнал прямоугольной формы (меандр) с периодом около 1 с.
Условимся, что концевой выключатель SF1 и светодиод HL2 соответствуют двери № 1, SF2 и HL3 - двери № 2 и т. д. Если открыть дверь № 1, замкнутся контакты выключателя SF1, светодиод HL2 начнёт мигать с периодом около 1 с, а звукоизлучатель HA1 в блоке исполнительных устройств выдаст прерывистый сигнал длительностью примерно 3 с. Аналогично при открывании двери № 2 замкнётся выключатель SF2, начнёт мигать светодиод HL3, прозвучит звуковой сигнал такой же длительности и т. д. Установка выключателя SA2 ("Звук") в положение "Выкл." приведёт к тому, что при замыкании любого конечного выключателя (т. е. при открывании двери, на которой он смонтирован) будет только мигать соответствующий светодиод.
В режим охраны устройство переходит через 10 с после установки выключателя SA1 блока микроконтроллера в положение "Вкл.". Если периметр охраняемого объекта большой и за указанное время закрыть все двери невозможно, то это необходимо сделать заранее, до постановки объекта под охрану. При замыкании в этом режиме контактов любого из конечных выключателей SF1-SF24 (т. е. появлении на соответствующей линии портов РВ, РА, РС микроконтроллера сигнала лог. 0) через 10 с включается звуковая сигнализация (здесь также подразумевается, что выключатели SA1 и SA2 в блоке исполнительных устройств находятся в положении "Вкл."). При этом на выводе 14 микроконтроллера DD1 устанавливается уровень лог. 0 и срабатывает реле К1 в блоке исполнительных устройств. Сигнализация включится и в том случае, если любой из конечных выключателей замкнётся даже на короткое время (например, если соответствующая дверь будет открыта и тут же закрыта). Если на охраняемом объекте появится "свой", то во избежание срабатывания сигнализации при открывании какой-либо из охраняемых дверей ему необходимо успеть за 10 с перевести выключатель SA1 блока микроконтроллера в положение "Выкл.". Понятно, что доступ к этому выключателю и выключателям SA1, SA2 блока исполнительных устройств должен быть ограничен.
Контакты реле К1 можно использовать для замыкания цепей управления или питания различных исполнительных устройств, например, механизмов блокировки дверей или для включения сирены (ревуна).
Написанная на языке ассемблера программа занимает всего около 0,4 Кбайт памяти программ микроконтроллера DD1. Разобравшись в ней, можно изменить период мигания свето-диода HL1, длительность звукового сигнала в режиме контроля состояния дверей, время до постановки устройства под охрану, а также время задержки включения сигнализации.
В устройстве использованы резисторы С2-33Н, но можно использовать и любые другие с такой же мощностью рассеяния и допустимым отклонением сопротивления от номинального значения не более ±5 %. Конденсатор С1 - оксидный К50-35 или аналогичный импортный, C2-C5 - керамические К10-17а (первый из них монтируют в непосредственной близости от выводов питания микроконтроллера DD1). Выключатели SA1, SA2 во всех блоках - тумблеры МТД1, реле К1 - РЭС48Б исполнения РС4.590.202-01 (сопротивление обмотки - 85...115 Ом, ток срабатывания - не более 52 мА). Возможно применение любых других реле с рабочим напряжением 12 В и контактами, рассчитанными на коммутацию нагрузки (исполнительных устройств). Конечные выключатели SF1-SF24 - любые подходящие по конструкции. Очень удобны в применении размыкающие или переключающие герконы (их устанавливают на притолоках дверей, а управляющие ими постоянные магниты - на самих дверях с таким расчётом, чтобы герконы размыкались при их закрывании). Звукоизлучатель HA1 - пьезоэлектрический НРМ14АХс встроенным генератором ЗЧ или аналогичный с рабочим напряжением 12 В. Светодиоды - любые.
Собранное из исправных деталей и без ошибок в монтаже устройство налаживания не требует и работоспособно при первом же включении питания.
Коды и исходный текст программы микроконтроллера охранного устройства (файлы ohran.hex, ohran.asm) можно скачать здесь.
Автор: С. Шишкин, г. Саров Нижегородской обл.