Коммуникации и связь / Контрольная работа: Система охранной сигнализации

Контрольная работа: Система охранной сигнализации

1. Техническое описание

2. Сборочный чертёж

3. Перечень элементов

4. Программа для сверлильного станка

5. Программа для фотоплоттера

1. Техническое описание

Автоматическое оповещение по заданному телефонному номеру о проникновении на охраняемый объект — стандартная функция в так называемых телефонных серверах — АОНах. Однако практическое использование этой функции сопряжено с рядом затруднений: сложность резервирования по питанию из-за значительного энергопотребления, проблематичность скрытой установки, незащищенность от обрыва телефонной линии и, наконец, высокая стоимость. В бытовых условиях, например для охраны квартиры, можно использовать более простые специализированные устройства, об одном из них и идет разговор в публикуемой здесь статье. Предлагаемая система охранной сигнализации (см. схему) представляет собой самостоятельное устройство, которое на время охраны квартиры подключают к телефонной линии вместо основного телефонного аппарата. Охранным датчиком (или датчиками) служат пружинящие контакты, вмонтированные в проем входной двери, срабатывающие при их размыкании. Функцию индикатора состояния контактов датчика выполняет светодиод HL2.

Цифровая часть системы состоит из контроллера охраны, аналогичного предложенному в [1], формирователя-распределителя управляющих сигналов, узла блокировки автодозвона, узла сопряжения с телефонной линией, наборного узла и узла управления внешним сигнализатором. Контроллер охраны собран на элементах DD1.3, DD1.4, DD5.2—DD5.4, счетчике DD7 и D-триггерах DD6.1, DD6.2, DD8.1, формирователь-распределительна счетчике DD9 и D-триггере DD8.2, узел блокировки автодозвона — на элементе DD1.1 и триггерах микросхемы DD2, узел управления внешним сигнализатором — на элементе DD5.1 и транзисторах VT4, VT5. Наборный узел и узел сопряжения с телефонной линией, аналогичные используемым в трубках-телефонах, образуют клавишная клавиатура (КК), микросхема DD10 и транзисторы VT1—VT3. Работа специализированной микросхемы К1008ВЖ1 (DD10) подробно описана в [2].

Устройство включают двухпозиционным переключателем SA1: контакты SA1.1 подключают его к телефонной линии, а контакты SA1.2 — к источнику питания GB1. При установке переключателя SA2 в положение "Набор" на резисторе R14 появляется напряжение высокого уровня, устанавливающее триггер DD6.2 и счетчик DD7 контроллера охраны в нулевое состояние. Одновременно блокируется работа тактового генератора импульсов, собранного на элементах DD1.3 и DD1.4, обнуляются счетчик-дешифратор DD9 и триггер DD8.2, выполняющие функцию формирователя-распределителя. Сигналом разрешения служит напряжение низкого уровня, поступающее на вход 6 элемента DD3.2. Узел сопряжения с линией при этом имитирует режим "снятой" трубки, о чем сигнализирует светодиод HL1 "Линия". При таком состоянии устройства можно не спеша проверить срабатывание датчика при открывании входной двери и, пользуясь клавиатурой, подключенной к микросхеме DD10, набрать номер телефона оповещения. Для проверки правильности набора номера достаточно снять трубку телефонного аппарата, убедиться в соединении с телефоном оповещения, после чего положить трубку.

Составной транзистор VT1VT2, выполняющий функцию наборного ключа, управляется сигналом, поступающим к нему с выхода NSI микросхемы DD10. Если номер телефона оповещения набран ранее и хранится в памяти этой микросхемы, то вне зависимости от положения переключателя SA1 проверить правильность его набора можно последовательным нажатием на клавиши "#" и "*". Кстати, эта манипуляция, но реализуемая автоматически, и является основой автодозвона системы в охранном режиме.

При переводе переключателя SA2 в положение "Охрана" сигнал высокого уровня на входе 6 элемента DD3.2, поступающий с выхода 0 микросхемы DD9, закрывает наборный ключ VT1VT2 и светодиод HL1 гаснет, что означает состояние "Трубка положена". При выходе из квартиры контакты датчика кратковременно размыкаются, триггер DD6.2 переключается в единичное состояние и запускает тактовый генератор. Через 30 с на выходе 213 DD7 возникнет положительный перепад напряжения, который переключает триггер DD6.2 в нулевое состояние, что, в свою очередь, вызовет блокировку работы тактового генератора. На выходе 213 микросхемы DD7 сохраняется сигнал высокого уровня, а триггер DD8.1, управляющий работой формирователя-распределителя, остается в нулевом состоянии. С этого момента устройство переходит в режим охраны.

Предположим, что датчик сработал. В этом случае триггер DD6.2 переключается в единичное состояние и запускает тактовый генератор. Через 15 с на выходе 210 счетчика DD7 возникнет сигнал высокого уровня, который переключает триггер DD8.1 в единичное состояние, разрешающее работу счетчика DD9. Синхроимпульсы, поступающие на вход CN этого счетчика, вызовут последовательное возникновение на его выходах импульсов высокого уровня. Сначала произойдет "снятие" трубки в линии из-за появления на выходе 0 сигнала низкого уровня, а затем последовательное включение ключей DD4.2, DD4.3, имитирующих нажатие клавиш "#" и "*" клавиатуры. С выхода NSI микросхемы DD10 станут поступать импульсы кодового набора, а в линии начнется набор номера телефона оповещения. Одновременно на выходе Х1 микросхемы DD10 возникнут импульсы опроса клавиатуры, следующие на вход СО ключевого элемента DD4.4. Этот элемент, управляемый сигналами с выхода 4 микросхемы DD9, а также цепь R21C9 останавливают работу формирователя-распределителя на время набора номера —через элемент DD5.4 блокируют тактовый генератор. Как только номер телефона набран и счетчик DD9 "досчитает" до появления на его выходе 7 сигнала высокого уровня, дальнейшая его работа блокируется по • входу СР. Через диод VD5 на вход СО элемента DD4.1 поступает разрешающий сигнал, обеспечивающий выдачу в линию прерывистого тонального сигнала. Сигнал длится примерно 15с, пока на выходе 2 счетчика DD7 контроллера охраны не появится сигнал низкого уровня. Это приводит к переключению триггера DD8.1, обнулению счетчика DD9 и появлению на его выводе 0 сигнала высокого уровня, обеспечивающего закрывание транзистора VT1VT2 ("Трубка положена"). На этом этапе в работу устройства вступает триггер DD2.1. Появление на его инверсном выходе напряжения высокого уровня прекращает автодозвон. Так произойдет, если за время, пока триггер DD8.1 блокирует работу формирователя-распределителя, на синхровходе триггера DD2.1 возникнет импульс.

Конденсатор С1 и резистор R2, соединяющие вход 8 элемента DD1.1 с телефонной линией, служат для выделения вызывного сигнала (100 В, 25 Гц), который и обеспечивает переключение триггера DD2.1. Одновибратор DD2.2 при этом выходным сигналом разрешает временную (на 3...5 с) выдачу сигнала оповещения в линию. Если вызывного сигнала, блокирующего дальнейший автодозвон, не было, то контроллер охраны и формирователь-распределитель продолжают выполнять вышеописанную работу. В устройстве предусмотрен выход оповещения об обрыве телефонной линии при срабатывании датчика в режиме "Охрана". К этому выходу (контакты Х5, Х6) можно подключить с соблюдением полярности внешний сигнализатор, срабатывающий при кратковременном размыкании контролируемой цепи.

Узел управления внешним сигнализатором работает следующим образом. Сигнал высокого уровня, поступающий на вход 2 элемента DD5.1 в состоянии "Трубка положена", открывает транзисторы VT4, VT5 и тем самым замыкает контрольную цепь внешнего сигнализатора. При срабатывании датчика и включении автодо-звона появление с линии сигнала высокого уровня на входе 1 элемента DD5.1 не позволяет транзисторам VT4, VT5 закрыться (кратковременные помехи гасятся конденсатором С5). Если напряжение в линии отсутствует, то на выходе элемента DD5.1 возникает сигнал высокого уровня, совпадающий по времени с сигналом управления наборным ключом, что, в свою очередь, приводит к закрыванию транзисторов VT4, VT5 и срабатыванию внешнего сигнализатора.

Микросхемы серии К561, используемые в устройстве, можно заменить на аналогичные им серии 564, КР1561. Микросхема КР1008ВЖ1 заменима на КР1008ВЖ7, транзистор КТ815Г (VT2) — на КТ961А, а КТ503Е (VT1) — на КТ630А, мост КЦ407А — на четыре диода КД105Б или КД209. Все резисторы, кроме подстроечного R15, — МЛТ. Конденсаторы — любые подходящие по номиналу, но конденсатор С1 должен быть на номинальное напряжение не менее 160 В. Светодиоды АЛ307Б заменимы на другие красного свечения. Источником питания устройства служит батарея, составленная из трех гальванических элементов 316, 332, 343 или четырех аккумуляторов Д-0,1, Д-0,25. Ток потребления в режиме охраны не превышает 1 мА, в выключенном состоянии (при хранении в памяти микросхемы DD10 набранного номера телефона) — не более 10 мкА. Печатная плата для описанного устройства не разрабатывалась. Все его детали смонтированы на одной общей плате размерами 160х80 мм. Резиновая клавиатура (от микрокалькулятора) приклеена к плате со стороны печатных проводников. Там же установлены сдвоенный микропереключатель ПД1 и светодиоды. Налаживание устройства сводится к настройке тактового генератора на частоту 500 Гц и, если необходимо, подбору резистора R12 для выбора оптимальной частоты набора номера телефона оповещения

2. Сборочный чертеж