Alarm JAN

Zabezpečovací ústředna, která bude popsána v následujícím textu vznikla na základě získání pár kusů pohybových senzorů, neboli PIR senzorů. Cílem bylo navrhnout jednoduchou ústřednu, která umožní vyhodnocení signálu z různých senzorů, PIR, senzoru požáru apd. Na základě těchto signálů aktivovat sirénu, která vyhlásí poplach v místě, a telefonní hlásič, který umožní odeslat zprávu o poplachu na zvolené telefonní číslo.

Popis konstrukce

Ústředna má dva ovládací prvky, „klávesnici“ o čtyřech tlačítkách a speciální přepínač ovládaný klíčkem. Veškerý provoz a stav alarmu je indikován pěti diodami LED. Klávesnice nám umožňuje zapsat námi zvolený kód a pomocí něho ovládat jednotlivé módy alarmu. Přepínačem ovládaným klíčkem volíme ze dvou základních módů alarmu „Provoz/Servis“.  Jeden z těchto režimů lze zvolit během cca 20s po zapnutí alarmu, po této době krátce problikne LED „OK“ a následně se rozsvítí v módu „Servis“ LED „Servis“, v módu „Provoz“ LED „Stand by“. Režim „Servis“ nám umožňuje zapsat vlastní kód do paměti alarmu, což je indikováno krátkým rozsvícením LED „OK“ a následným zhasnutím obou LED. Přepnutím zpět do polohy „Provoz“ se rozsvítí LED „Stand by“ Nezvolíme-li cca do 20s po zapnutí alarmu  mód „servis“ je přednastaven kód 1234 a ústředna po uplynutí této doby přejde do módu „Stand by“.V módu „Stand by“ ústředna čeká na potvrzení kódu pro uvedení alarmu do aktivity. Je-li zadán kód špatně krátce pohasne LED „Stand by“ a opětným rozsvícením čeká na nové zadání kódu. Je-li kód potvrzen správně rozsvítí se krátce LED „OK“ a následně obě LED pohasnou a ústředna přejde do aktivního provozu. Začátek tohoto módu je indikován blikáním LED „Provoz“, cca 3x za 1s po dobu cca 20s. Tato doba nám umožňuje opustit hlídanou zónu. Jakmile se tato LED rozsvítí trvale je ústředna uvedena do plné aktivity a začíná snímat signál z jednotlivých smyček. Jsou k dispozici tři nezávislé hlídací smyčky, do každé možno zapojit až tři čidla.Narušení hlídané zóny je i ndikováno opět rozblikáním LED „Provoz“ cca 1x za 1s po dobu cca 20s. Tato doba nám umožňuje potvrzením platného kódu zrušit vyhlášení alarmu a přejít do módu „Stand by“. Není-li kód potvrzen je po této době vyhlášen poplach aktivováním dvou výstupních smyček ovládajících např. sirénu a telefonní hlásič. Je-li kód zadán špatně je poplach vyhlášen okamžitě. Vyhlášený poplach aktivuje výstup pro sirénu, který je periodicky spínán a vypínán v intervalu 1min. výstup pro telefonní hlásič je trvale aktivován. Vyhlášený poplach ukončíme přepnutím přepínače „Provoz/Servis“ tedy klíčkem. Tento krok nás vrátí na začátek tedy máme 20s na to zvolit režim „Provoz“ s přednastaveným kódem 1234 neb „Servis“ a zapsat námi zvolený kód a alarm uvést v činnost výše popsaným způsobem.

Schéma zapojení    

Srdcem celého alarmu je jednočipový mikropočítač AT89C2051 jenž vykonává na základě programu všechny funkce. Obvody CMOS  4011 jsou zapojeny jako klopné obvody RS a spolu s tlačítky fungují jako bezzákmitové tlačítka. Obvody CMOS 4528 jsou monostabilní multivibrátory a na výstupu generují záporný impuls (log „0“) stabilní délky cca 100μs. Délka impulsu je dána časovou konstantou R5+C7 (R6+C8;R16+C11;R15+C13) tn=kRC, kde k=0,3-0,4. Tyto obvody spolu s tlačítky tvoří celou klávesnici, která je přivedena na port P3 konkrétně na piny P3.0 až P3.3. Po stlačení tlačítka příslušného čísla je tento stav sejmut a uložen do paměti jako námi zvolený kód. Na pin P3.4 je přiveden vzorek napájecího napětí, který je během vyvolání poplachu testován a pokud by došlo k výpadku sítě a tedy přepnutí na vnitřní napájení alarmu (baterie 9V/200mA) přestane být aktivován výstup pro sirénu a je aktivován jen výstup pro tel. hlásič, tedy poplach je vyvolán jen zavoláním na zvolené číslo a siréna je v klidu (z hlediska odběru sirény a tedy co možné zachování kapacity baterie pro napájení alarmu. Na pin P3.5 je zapojen spec. Přepínač ovládaný klíčkem a tedy volba módu „Provoz/Servis“. Na pin p3.7 je zapojena LED indikující mód „Servis“. Na portu P1 jsou zapojeny vstupní smyčky čidel, výstupní pro vyhlášení alarmu a indikační LED. Pin P1.0 je zapojena LED „OK“, pin P1.1 LED „Stand by“, pin P1.2 LED „Provoz“, pin P1.3 výstup pro aktivaci telefonního hlásiče, pin P1.4 výstup pro aktivaci sirény, pin P1.5-P1.7 vstupní smyčky čidel (v klidu je smyčka uzavřena, při narušení hlídaného prostoru je smyčka rozpojena). Ve výstupních smyčkách jsou zapojeny relé G5V-1 a pomocí jumperů můžeme nastavit aktivní úroveň 0V (zkrat proti zápornému pólu, zemi) nebo +12V. Dále je možno pomocí jumperů nastavit je-li tato úroveň aktivní při vyhlášení poplachu nebo naopak. Alarm je napájen ze sítě 230V a pomocí dvou stabilizátorů vytvářeno napětí +12V pro napájení čidel a +5V pro napájení alarmu. Z napětí +12V je přes odpor R25 a Zenerovu diodu ZD1 dobíjena zálohová baterie 9V/200mA. Dioda D6 odděluje bod odkud je přiváděn vzorek napětí pro mikropočítač, pin P3.4 a napětí baterie v případě výpadku síťového napětí. Dioda D5 vyrovnává úbytek na diodě D6. Dioda D7 zvyšuje výstupní napětí 5V na hodnotu asi 5,6V při použití relé G5V-1 6V (v mém případě, šesti voltové relé spínalo při 5V nespolehlivě). Při použití GV-1 5V se místo D7 zapojí drátová propojka. Relé Re3 přivádí napětí baterie na vstup 5ti voltového stabilizátoru v případě výpadku síťového napětí. Celý alarm je na jedné jednostranné desce plošných spojů až na TL1-TL4, která jsou na samostatné destičce a s hlavní deskou jsou propojeny přes „spojku SL10(výška 38mm, nutno upravit délku) připájenou na destičce spínačů a zásuvku PS10S, která je na základní desce. Mechanicky je destička tlačítek spojena se zákl. deskou přes distanční sloupky délky 27mm. Celý alarm je zabudován v krabičce KP22 GES.

Oživení alarmu

Pokud zkontrolujeme hodnoty odporů a kondenzátorů před zapájením do desky, měl by alarm fungovat na první zapojení. Přes to je vhodné postupné zapájení, nejdříve součástky zdroje a změřit odpovídají-li hodnoty napájecích napětí. Potom osadíme všechny součástky včetně patice pro Atmel. Osadíme destičku s tlačítky do zásuvky a zapneme napájení. Pomocí osciloskopu zkontrolujeme na pinech P3.0-P3.3 jsou-li přítomné záporné impulsy cca 100μs po stlačení příslušných tlačítek. Pokud nemáme osciloskop můžeme si pomoci zapojením LED mezi příslušný pin a +5V přes odpor asi 20ohmů. Po stlačení tlačítka dioda slabě a krátce blikne. Dále zkontrolujeme napětí na pinu P3.4 mělo by být v rozmezí 4,4V až 5V. Je-li vše v pořádku osadíme naprogramovaný mikropočítač a zkontrolujeme postupně všechny funkce alarmu. Pokud vše funguje připojíme baterii a zkontrolujeme nabíjení a po odpojení sítě přepnutí relé Re3 a napájení alarmu z baterie.

Seznam součástek:

• R1,2,3,4                                    820W/SMA0207
• R5,6,15,16                              5k6/SMA0207
• R7,8,9,10,11,12,13,14                10k/SMA0207
• R17,19,21                                 18k/SMA0207
• R18,20,22,26                             1k/SMA0207
• R23,24                                     10K/SMA0207
• R25                                          22W/SMA0207
• R27                                          6k8/SMA0207
• R28                                          470W/SMA0207 vybrat
• R29                                          5k1/SMA0207
•  
• C1,19                                       220M/6V         RAD
• C2,6,9,10,12,15,16,17,18,20            100N/12V       KER
• C3                                           4M7/6V                 TAN
• C4,5                                         18pF/12V         KER
• C7,8,11,13                                68N/63V         FOIL
• C14                                          1000M/25V      RAD
• C21                                          220M/15V       RAD
•  
• D1-4                                        DB102
• D5,6,7                                      1N4001
• D8                                           SR350
• D9,10,11                                   1N4148
• ZD1                                         BZX55-2,4V
• LD1,3                                      Led dioda 3mm žlutá
• LD2                                         Led dioda 3mm červená
• LD4,5                                      Led dioda 3mm zelená
• T1-T3                                      BC547
• T4-T5                                      BC327
• IO1                                          AT89C2051
• IO2,IO3                                   4528 (4538)
• IO4,IO5                                   4011 (4093)
• IO6                                          7812
• IO7                                          7805
•  
• Q1                                           Krystal  12MHz / HC49
• S1,2,3,4                        DTL1 (GES)
• P1                                            NS10 spínač s klíčkem GES)
• Re1,Re2                                   G5V-1 5V (6V)
• Re3                                          G5V-1 12V
• PO                                           pojistka trubičková 30mA, držák pojistky PTF15+kryt BS14 (GES)
• TR1                                         EI42/14,5 115
• SV3,4,5,6,7,8,9                          CZM5/2 (GES)
• SV1,2,10,11                              PLS03S + 4ks adresovací zástrčka
• SV12                                       PLS02S 3ks (reset, pro připojení BAT a P1)
•  
• Krabička KP22  138x190x45
•  
• Baterie 9V/200mA+kontakt „Clip“ na 9V baterii.
•  
• Pro propojení zákl. desky s destičkou spínačů je použita „SPOJKA SL10“ pro propojení dvou desek nutno upravit délku + zásuvku PS10S vše GE

Schéma zapojení