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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Watchdog eletrônico no microcontrolador. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Segurança e proteção O dispositivo oferecido à atenção dos leitores reage a uma interrupção nas linhas de comunicação elétrica (loops) e avisa sobre isso com sinais luminosos e sonoros. O watchdog é controlado pelo microcontrolador PIC12F675, e o triac BTA140 conectado a ele pelo optoacoplador MOC3062 liga o alarme. O "vigia" eletrônico descrito no artigo foi projetado para proteger a casa do jardim. O objetivo da instalação de tal dispositivo é assustar um intruso ao tentar entrar na casa e chamar a atenção dos vizinhos para o incidente por meio de alarmes sonoros e luminosos. O esquema do dispositivo é mostrado na fig. 1. Sua base é o microcontrolador DD1 PIC12F675, cuja frequência de clock é -4 MHz, definida pelo gerador embutido nele. Os loops de segurança E4 e E3 são conectados às linhas GP3 e GP4 (pinos 5 e 8, respectivamente) via bloco terminal XT1-XT2. Cada um deles pode ter um ou mais sensores conectados em série (interruptores reed ou botões mecânicos, representados como interruptores SA2-SA5) instalados em portas e janelas. No modo de espera, os contatos de todos os sensores devem estar fechados. Os capacitores C4 e C5 protegem as entradas do microcontrolador de ruído de impulso, que são possíveis em loops de segurança.
A parte executiva do dispositivo controlado pelo microcontrolador é feita no U1 optotriac e no VS1 triac e é projetada para conectar lâmpadas de sinalização incandescentes EL1, EL2 e sirenes HA1, HA2. A indicação necessária para o funcionamento e depuração do dispositivo é realizada pelos LEDs HL1 e HL2 de diferentes cores de brilho conectados às linhas GP1, GP5 (saídas 6 e 2 do microcontrolador, respectivamente) através dos resistores limitadores de corrente R4 e R5. O LED verde HL1 acende quando você tenta abrir a casa. Por seu brilho, o proprietário fica sabendo que alguém em sua ausência tentou entrar na casa. O LED vermelho HL2 indica o acionamento do alarme (os pinos 6 e 2 do microcontrolador mudam de estado simultaneamente). Isso permite que você verifique a operação do dispositivo sem conectar sirenes e lâmpadas de sinalização. O dispositivo é alimentado por AC 230 V 50 Hz. A tensão de 5 V necessária para a operação do microcontrolador é criada por um transformador abaixador T1, uma ponte retificadora VD1, um regulador de tensão integrado DA1 e capacitores de filtro C1-C3. O fusível FU1 protege contra curtos-circuitos de emergência. O dispositivo funciona da seguinte maneira. Após a alimentação de 230 V ser ligada e a tensão de +5 V ser aplicada ao microcontrolador, inicia-se o programa do microcontrolador, que configura suas linhas GP4 e GP3 para entrada e as linhas GP0, GP1 e GP5 para saída de informações. O programa implementa o seguinte algoritmo de interação com o host: 1. Após ligar a energia, o proprietário tem aproximadamente 60 segundos para sair de casa e fechar a porta. 2. 1 minuto após ligar, para verificar a capacidade de manutenção dos dispositivos, um sinal de alarme é ativado por 1 s (a lâmpada acende, a sirene toca). O dispositivo torna-se ativo. 3. O estado dos sensores é verificado em intervalos de 1 s. Quando um sensor aberto é detectado, após 10 s, um alarme intermitente é ativado (1 s ligado - 1 s desligado) e o LED HL1 acende (conforme observado, o proprietário pode determinar a partir de seu estado se o alarme foi ativado em sua ausência). É necessário um retardo de 10 segundos para o acendimento dos sinais luminosos e sonoros para que o proprietário que retorna, após abrir a porta, tenha tempo de desligar a energia elétrica sem acionar o alarme. 4. 3,5 minutos após ligar, o alarme é desligado e o microcontrolador verifica o status dos sensores. Se estiverem fechados, o dispositivo entra em modo armado, enquanto o LED HL1 continua aceso. Se um sensor aberto for detectado, o dispositivo entrará no modo de espera do host. O proprietário devolvido muda o dispositivo para seu estado original desligando a energia do dispositivo. O texto fonte do programa do microcontrolador e o arquivo HEX são fornecidos nos arquivos Oxrana675.asm e Oxrana675.hex, respectivamente. Os mesmos arquivos definem a palavra de configuração do microcontrolador necessária (3F0CH). Os detalhes do dispositivo são montados em dois fragmentos de breadboards feitos de fibra de vidro. Em um deles (Fig. 2) estão instalados um microcontrolador, optoacoplador, resistores R2, R3, R6 e o capacitor C3, no segundo - todas as outras partes.
Possível substituição do microcontrolador PIC12F675 - PIC12F629 (sem nenhuma modificação no programa), optoacoplador MOC3062 - um optoacoplador com uma corrente de resposta menor, por exemplo, MOC3043 ou MOC3063, mas neste caso o resistor R1 deve ter uma resistência de 680 ohms . Substituiremos a ponte de diodos 2D906A por outra adequada em termos de parâmetros (por exemplo, KTS407A ou DB107) e, em vez de um regulador de tensão integrado de baixa potência 78L05, você pode usar qualquer outro com tensão de saída de 5 V (7805 , KR142eH5a, etc.). Resistores e capacitores - qualquer tipo de tamanho pequeno. O transformador abaixador utilizado pelo autor possui dois enrolamentos secundários, dos quais apenas um é utilizado. A corrente consumida por ele é insignificante, então você pode usar quase qualquer outro transformador de baixa potência com um enrolamento secundário de 8 ... 12 V. Um interruptor doméstico comum de parede é usado como interruptor de alimentação SA1. O design do dispositivo como um todo pode ser diferente dependendo das capacidades do rádio amador. O autor colocou as placas no caso de um antigo medidor de eletricidade residencial (nos últimos anos, esses medidores foram massivamente substituídos por outros modernos mais precisos, portanto, encontrar tal caso não será difícil). Dois dos quatro poderosos terminais de parafuso nele são usados para conectar os fios que conectam o dispositivo à rede de 230 V, e os outros dois são fios provenientes de sirenes de sinalização e lâmpadas (no diagrama, esses contatos são designados como XT1-XT4) . Os fios dos loops são passados pelos furos feitos na caixa e conectados à placa através do borne de parafuso XT5-XT8. Os LEDs HL1 e HL2 são instalados na placa de circuito dentro do gabinete (seu brilho é observado através da janela de vidro). Uma vista da instalação do dispositivo é mostrada na fig. 3 (tampa do invólucro removida). A ponte de diodos VD1 é montada no lado oposto da placa grande e por isso não é visível.
Para loops, um fio de telefone, por exemplo, "macarrão", pode ser usado. O número de sensores conectados em série é determinado em função do número de janelas e portas controladas. A operação do dispositivo foi testada com loops de até 10 m de comprimento.Se um loop for usado para proteção, um jumper de fio será instalado no lugar do segundo. Para assustar um intruso e chamar a atenção dos vizinhos do campo, uma das lâmpadas e uma das sirenes são colocadas dentro da sala, e as demais são instaladas fora dela, por exemplo, no telhado. A versão do autor do dispositivo é operada com duas lâmpadas incandescentes de 40 W e duas sirenes eletromecânicas SS-1 (a potência consumida por cada uma delas é de 30 W). O Triac VS1 está equipado com um pequeno dissipador de calor. No entanto, se a potência consumida pelos dispositivos de sinalização não exceder 150 ... 200 W, pode funcionar sem dissipador de calor. Além disso, a ativação do alarme contra roubo ocorre raramente e por pouco tempo, e o próprio alarme é intermitente. Optosimistor U1 simplesmente não tem tempo para aquecer durante a operação. Se necessário, o número de lâmpadas e sirenes pode ser aumentado, mas o triac VS1 deverá ser instalado em um dissipador de calor, selecionado levando em consideração o aumento do consumo de energia. Para trabalhar com o dispositivo, além das sirenes eletromecânicas acima, podem ser utilizados dispositivos de sinalização eletrônica mais modernos com tensão de alimentação de 230 V CA. A desvantagem do dispositivo proposto é sua volatilidade: em caso de queda de energia na rede, ele deixa de realizar suas funções. Para evitar que isso aconteça, ele pode ser conectado à rede por meio de uma fonte de alimentação ininterrupta (UPS). Qualquer no-break de baixa potência projetado para uso com um computador servirá. O funcionamento do dispositivo foi verificado com o UPS IPpON Model Back Verso 600. Talvez alguém decida repetir o dispositivo de segurança proposto com dispositivos de sinalização de baixa tensão e uma bateria de backup embutida. Para tal projeto, a base do dispositivo descrito pode ser útil - um microcontrolador com um programa armazenado em sua memória. O programa do microcontrolador pode ser baixado em ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/02/ohrana675.zip. Autor: E. Shenov
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