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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Interruptor de energia com controle remoto. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Telefonia O dispositivo proposto foi projetado para operar na rede telefônica pública. Ele permite ligar e desligar remotamente aparelhos elétricos de rede de baixa e média potência (até 1 kW) usando uma linha telefônica. O dispositivo possui quatro canais (controla quatro cargas). O número de canais pode ser aumentado arbitrariamente por extensão. O switch é alimentado por uma rede CA de 220 V. Você pode conectar o dispositivo no local de sua instalação à linha telefônica sem observar a polaridade em paralelo com o aparelho telefônico local (LTA). No modo standby, o dispositivo não carrega a linha, não responde aos sinais de voz e aos sinais de discagem por pulso ou DTMF vindos do MTA ou da linha. O controle remoto das cargas dos interruptores (alteração de seus estados) é realizado apenas no modo de ocupação de linha. O switch ocupa a linha depois que um certo número de sinais de chamada recebidos (pacotes) chegam ao MTA vindos do PBX. Para controlar as cargas, são utilizados sinais DTMF padrão, provenientes do aparelho telefônico remoto (UTA) com o qual a central estabeleceu conexão. Caso o UTA não possua função de discagem DTMF, o controle pode ser feito a partir de um beeper, que o usuário leva até o microfone do aparelho UTA. O switch opera em modo interativo, ou seja, não apenas recebe comandos de controle da linha, mas também envia sinais para a linha, pelos quais o usuário pode avaliar a execução de seus comandos e o estado atual das cargas. Cada uma das cargas possui seu próprio endereço - uma combinação de três dígitos composta pelos números 0 - 9, os símbolos #, * e as letras A, B, C, D. O dispositivo aceita quatro comandos: ligue a carga com um determinado endereço, desligue a carga com um determinado endereço, solicite o estado atual da carga com algum endereço e libere a linha. O dispositivo emite três tipos de sinais para a linha: “notificando o usuário de que a linha está ocupada” - um sinal intermitente com tom principal de 1024 Hz com duração de 3,5 - 4 s; “notificar o usuário sobre o estado ligado da carga com determinado endereço” sinal contínuo com tom principal de 1024 Hz com duração de 2 s; notificando o usuário sobre o estado desligado da carga com um determinado endereço" - um sinal intermitente com tom principal de 1024 Hz com duração de 2 s. Se, após o comutador capturar a linha, nenhum sinal DTMF for recebido dela dentro de 1- 2 minutos, a linha é liberada automaticamente e o dispositivo retorna ao modo de espera. Os parâmetros elétricos da central quanto à sua interação com a linha telefônica não ultrapassam os limites estabelecidos para aparelhos telefônicos de qualquer classe de complexidade [1]. A frequência dos sinais próprios e de controle do dispositivo está dentro da largura de banda do canal telefônico (0,3 - 3 kHz). Com base no dispositivo proposto, é possível criar um sistema de controle remoto discreto de qualquer parâmetro ou um sistema de notificação individual para um grande número (teoricamente até 163) assinantes através de uma linha telefônica, por exemplo, dentro de uma instituição. O diagrama de blocos da chave é mostrado na Fig. 1, e o diagrama de circuito do bloco lógico (digital) do dispositivo é mostrado na Fig.
A unidade de interface de linha, feita em VD1, DA1, VT1, VT2, garante a ocupação da linha, a recepção dos sinais DTMF dela que formam mensagens de comando de endereço (ACP) e a entrada dos sinais do próprio dispositivo na linha. A unidade geradora de sinal de toque, fabricada em VD2, U1, DD14.1, gera pulsos de nível digital a partir de pacotes de chamada de PABX. O nó de controle de modo (DD9DD11, DD15.1, DD13.3, DD13.4, DD17.1) conta pulsos de toque e gera um sinal de captura de linha após a chegada de um número especificado deles. O receptor de sinal DTMF (DD1), juntamente com os registros de armazenamento da transmissão automática (DD4-DD7), formam paralelamente os códigos de endereços e comandos recebidos da linha. Os decodificadores de endereço de canal (VD3VD50, DD15.2-DD15.5, DD16) geram sinais em suas saídas que fornecem acesso aos gatilhos de estado do canal (DD21). A alteração dos estados desses gatilhos é realizada por sinais da unidade geradora de comando e sinais lineares (DD8, DD18-DD20, DD14.2-DD14.4, DD17.3, DD17.4). O mesmo nó pesquisa os gatilhos e emite os sinais correspondentes para a linha. O sincronizador, feito no chip DD12, é uma fonte de sequências de pulsos de 1, 2, 1024 e 1/60 Hz, necessárias ao funcionamento do dispositivo. Todas essas frequências são estabilizadas pelo ressonador de quartzo ZQ2. No modo standby, há um nível alto no pino 6 do contador DD10.1, que bloqueia a contagem dos pulsos DD10.1 que chegam do pino 4 do DD12 1 Hz. O contador DD9 é zerado, sua contagem também é proibida pelo nível alto do pino 6 do DD10.1. O gatilho DD11.1 está em estado baixo, o transistor VT1 está aberto em nível alto no pino 2 de DD11.1 e a chave do transistor DA1 está aberta. A linha não está carregada. No pino 5 do contador DD21 existe um nível alto, que bloqueia a contagem dos pulsos de 2.1 Hz do DD6 que chegam do pino 12 do DD2. O mesmo nível proíbe o contador DD2.2 de contar e os registros DD4-DD7 de receber dados. Quando as mensagens de chamada da central telefônica chegam ao pino 2 do DD15.1, aparecem pulsos positivos, em fase com o envelope das mensagens. Cada um desses pulsos reinicializa DD10.1. O nível baixo no pino 6 do DD10.1 após zerar é mantido por cerca de 7 s, portanto, com uma pausa entre os pulsos de cerca de 4 s [1], o contador DD9 pode contá-los. Uma das saídas DD9 (pino 9 do DD9) está conectada à entrada “S” (pino 6) do trigger DD11.1. No final do oitavo pulso, um nível alto aparece no pino 9 do DD9, colocando DD11.1 em estado alto. Um nível baixo do pino 2 do DD11.1 bloqueia o transistor VT1, a chave DA1 fecha e a linha é carregada com a resistência dos resistores R15 e R17 conectados em paralelo (o transistor VT2 está aberto). Usando um jumper entre uma das saídas DD9 e a entrada “S” do DD11.1, você pode definir o número de chamadas após as quais a central ocupará a linha (de um a nove). Após a linha ser ocupada, após cerca de 7 segundos, a contagem DD9 é zerada e o nível alto do pino 6 do DD10.1 é proibido, mas isso não afeta o estado do gatilho DD11.1. Se o aparelho for atendido antes que o número especificado de chamadas seja recebido no MTA, a conta DD9 será redefinida e desativada 7 segundos após a última chamada recebida, e o dispositivo permanecerá no modo de espera. No momento em que a linha é ocupada por um diferencial positivo do pino 1 do DD11.1, o DD11.2 one-shot é iniciado e o contador DD10.2 é zerado. O alto nível com o pino 13 do DD11.2 permite que um sinal intermitente com tom fundamental de 3,5 Hz passe pelo DD4 por 14.2 - 1024 s. Através do VT2, esse sinal entra na linha e avisa ao usuário que ela está ocupada pela chave. Depois disso, o aparelho aguarda a chegada da linha de transmissão automática. A transmissão automática é fornecida à entrada do pré-amplificador no elemento DD13.1, de sua saída através do limitador de diodo R18, HL1, HL2 são fornecidas à entrada do receptor-decodificador de sinal DTMF DD1. As transmissões automáticas possuem o formato - XXXY, onde XXX são três sinais de endereço DTMF (o dígito mais significativo à esquerda, o menos significativo à direita); Y - Sinal de comando DTMF. A transmissão automática é discada pelo usuário a partir do beeper ou teclado UTA sem pausas entre o envio do endereço e o comando. Antes da chegada do primeiro sinal DTMF da transmissão automática, o contador DD2.2 e os registros DD4-DD7 são zerados, o multiplexador DD3 possui nível alto no pino 1 e nível baixo nos pinos 5, 2, 4. Quando o primeiro sinal DTMF é reconhecido, um nível alto aparece na saída de “detecção precoce” do ESO (pino 16) do DD1, que zera o contador DD2.1. O código do sinal DTMF descriptografado aparece nos pinos 11-14 do DD1, após o qual um nível alto aparece na saída de “detecção tardia” do DSO (pino 15) do DD1, na borda da qual o contador DD2.2 comuta. Um nível alto aparece no pino 5 do DD3; em sua borda, o código do sinal DTMF é escrito no registro DD5. O segundo sinal DTMF é gravado da mesma forma em DD6, o terceiro em DD7, o quarto sinal DTMF (comando) é gravado em DD4. O nível baixo no pino 5 do DD2.1 é mantido após zerar o DD2.1 por cerca de 2 s. Se a pausa entre os sinais DTMF durante a discagem exceder esse intervalo, o contador DD2.2 e os registros DD4DD7 serão zerados antes do final da discagem. Das saídas do registro DD4 (pino 1, 15, 14, 13), o código do sinal de comando DTMF é enviado ao decodificador de comando DD8. O código um corresponde ao comando “ligar”, o código dois corresponde a “desligar”, o código três corresponde a “status da consulta”, o quatro corresponde a “linha de liberação”. Os códigos de comando restantes (e saídas DD8) não são usados no dispositivo, mas você pode usá-los em vez daqueles mostrados no diagrama, reatribuindo-os de acordo. Os endereços dos canais de comutação são definidos conectando as tiras de diodo nos decodificadores de endereço H1-H4. A ideia de descriptografia de endereço é retirada de [2]. Por exemplo, o diagrama da Fig. 2 mostra o decodificador H1 do endereço “265”. Quando o código deste endereço aparecer no barramento de saída dos registros DD5-DD7, um nível alto será definido na saída H1 (pino 3 do DD16.1). Todas as saídas de registro, que, de acordo com o código de endereço, devem ter nível alto, são conectadas às entradas do elemento resistor de diodo AND (VD4, VD8, VD9, VD11, VD13, R20), e às saídas, que devem possuem nível baixo, são conectados às entradas do diodo - elemento resistor OR (VD3, VD5-VD7, VD10, VD12, VD14, R21). Após a decodificação do comando, ou seja, o aparecimento de um nível alto em uma das saídas DD8, os gatilhos de estado de todos os quatro canais são acessados. Se for recebido um comando de “ligar”, os níveis lógicos das saídas do decodificador de endereço H1-H4 são fornecidos através das válvulas do multiplexador DD20 para as entradas “S” dos triggers DD21 (pinos 4, 6, 12, 14). O trigger correspondente ao canal cujo endereço está fixado nos registradores entrará em estado alto no momento em que o comando for descriptografado. Quando um comando de “desligamento” é recebido, as saídas H1-H4 são conectadas através das válvulas DD19 às entradas “R” DD21 (pinos 3, 7, 11, 15), e o trigger correspondente ao canal selecionado entra em estado baixo em no momento em que o comando é decodificado. A pesquisa dos gatilhos DD21 é realizada pelo microcircuito DD18 com elemento resistor de diodo E conectado às suas saídas (VD55-VD58, R34) por meio dos comandos “ligar”, “desligar” e “consultar status”. Uma entrada de cada um dos quatro elementos lógicos DD18 é conectada à saída do decodificador H1-H4, respectivamente, a outra entrada é conectada à saída do gatilho correspondente DD21 (pino 2, 9, 10, 1 do DD21). Após a decodificação do comando, um nível alto fica presente em uma das saídas DD8 por cerca de 2 s, e durante esse tempo um sinal contínuo com tom fundamental de 14.2 Hz é fornecido à linha através do elemento aberto DD1024, se o o trigger no canal selecionado estiver em estado alto, ou um sinal intermitente com o mesmo tom fundamental se o trigger estiver baixo. Um sinal intermitente também entra na linha se um endereço inexistente (não atribuído a nenhum canal) for gravado nos registradores. 2 s após a decodificação do comando, um nível alto aparece no pino 5 do DD2.1 e os registros DD4-DD7 são reiniciados. Quando os próprios sinais do switch entram na linha, o microcircuito DD1 é comutado para um modo de baixa potência com alto nível na entrada PDH (pino 6 do DD1), impossibilitando a decifração dos sinais de entrada. Você também pode alterar o estado de cada um dos triggers DD21 manualmente usando os botões SB1 "Canal 1" - SB4 "Canal 4", SB5 "On", SB6 "Off". Para fazer isso, você precisa pressionar simultaneamente o botão do canal desejado e o botão da ação desejada. Cada sinal DTMF decifrado pelo microcircuito DD1 faz com que o contador DD10.2 seja zerado em um nível alto a partir da saída de “reconhecimento tardio” do DSO (pino 15 do DD1), prolongando assim o tempo que o dispositivo ocupa a linha. Se os sinais DTMF não chegarem à entrada DD1 durante um intervalo de tempo de 1 a 2 minutos, o log “11.1” é escrito para disparar DD0 no limite do nível alto recebido em sua entrada de clock do pino 12 de DD10.2 , e o dispositivo libera linha. O switch libera a linha ao comando do usuário após discar o AKP, composto por um endereço arbitrário e o comando “liberar a linha” (número “4”). O nível alto que aparece como resultado da decodificação deste comando no pino 1 do DD8 coloca o DD11.1 em um estado baixo. Depois que a linha for liberada, o dispositivo retornará ao modo de espera. O consumo de corrente do bloco lógico do switch de uma fonte de +5 V depende do número de cargas conectadas. Quando todas as cargas estão desligadas, não ultrapassa 7 mA, quando todas estão ligadas - 30 mA. O diagrama esquemático do bloco de relés eletrônicos é mostrado na Fig.3.
Os níveis que chegam ao longo das linhas "Circuito 1" - "Circuito 4" das saídas dos gatilhos dos canais do bloco lógico são registrados no registro DD1 ao longo das bordas dos pulsos retangulares gerados a partir da tensão de rede 220 V CA pelo circuito VD2 , R18, R17, VD1. As saídas DD1 (pino 1, 15, 14, 13) determinam os estados das chaves triac VS1-VS4. Assim, ligar e desligar as cargas do canal ocorre nos momentos em que a tensão da rede cruza zero (em uma meia onda crescente (senoidal). Os elementos VD3-VD6, R19, R20, C1-C4 formam uma fonte de alimentação sem transformador para optoacopladores U1 -U8, LEDs HL1-HL4 e microcircuitos DD1. O filtro nos elementos C5, C6, L1, L2 suprime surtos de comutação da tensão da rede. Os LEDs HL1-HL4 indicam o estado ligado da carga correspondente. Através do uso de optoacopladores U1- U4, é garantido o isolamento galvânico completo da linha telefônica e da rede 220 V, o que elimina a tensão da linha de rede. Uma das versões possíveis do diagrama do circuito do beeper para controle remoto é mostrada na Fig.
A base do dispositivo é o chip discador eletrônico DD1 HM9102D. Da saída TONE (pino 12) do DD1, os sinais DTNF do número inserido no teclado são enviados através do divisor R8, R9 para a entrada do chip DA1 A283D, que é utilizado no dispositivo como amplificador de áudio. A tensão de alimentação para DD1 e DA1 é fornecida através da chave transistor VT1, que abre com nível baixo no pino 4 do DD2.2 quando você pressiona o botão “ON” do SB16 e fecha com nível alto no pino 4 do DD2.2 quando você pressiona SB17 “OFF”. Quando a alimentação é ligada com o botão “ON”, o pulso negativo gerado pela cadeia C1, R6 zera o contador DD3. Se não houver pressionamentos dos botões do teclado SB1-SB15, após cerca de 100 s um nível alto é definido no pino 2 do DD3, em cuja borda a cadeia C8, R13 gera um pulso positivo. O transistor VT2 abre durante este pulso e conecta o pino 6 do DD2.2 ao fio comum, o que equivale a pressionar o botão “OFF”. Quando os sinais DTMF são recebidos do DD1 antes que o intervalo de tempo especificado tenha expirado, o contador DD3 é zerado a cada vez por pulsos da saída NSA (pino 13) do DD1, prolongando assim o estado ligado do circuito. O consumo de corrente do beeper com chave VTI fechada não ultrapassa 25 µA, com chave aberta em modo silencioso 7,5 mA, em modo de geração de sinal DTMF 20 mA. O tempo de desligamento automático pode ser variado selecionando a saída DD3 desejada com um jumper ou selecionando os elementos R10, C3 do gerador de pulsos no elemento DD2.4. Detalhes do dispositivo. O interruptor e o sinal sonoro utilizam resistores do tipo MLT, capacitores apolares KM, com exceção de C2 (ver Fig. 2) tipo K73-16, C3-C6 (ver Fig. 3) tipo K73-17, capacitores polares K50 -35, varistor RU1 (Fig. 2) CH1-2-1. Em vez do microcircuito DD2 KT1 indicado no diagrama (Fig. 3170), você pode usar seus análogos: MV8870 [3], MT8870, NM9270, bem como o análogo doméstico KR1008VZh18 [1]. Em vez do microcircuito DD4 HM1D indicado no diagrama (Fig. 9102), você pode usar seus análogos KS58C20N, KS58006, UM91260C e o análogo doméstico KR1008VZh16 [1]. Em vez da sonda ultrassônica DA1 A283D, você pode usar seu análogo russo K174ХА10. Cabeça dinâmica BA1 tipo 0,5 GDSh-2. As bobinas L1, L2 do protetor contra surtos (Fig. 3) são enroladas simultaneamente com dois fios em um anel 20x10x4 mm feito de ferrite M2000NM-1 com fio MGTF 0,5 até o preenchimento. Os ressonadores de quartzo ZQ1 (Fig. 2) e ZQ1 (Fig. 4) na frequência de 3,579545 MHz podem ser substituídos por ressonadores de quartzo ou cerâmica na frequência de 3,58 MHz. Botões SB1-SB6 (Fig. 2) - KM1-1, botões SB1-SB17 (Fig. 4) - matriz do teclado do controle remoto da TV. O interruptor é montado em uma caixa de 150x220x100 mm. Os soquetes de rede XS1-XS4, LEDs HL1-HL4 (Fig. 3) e botões SB1-SB4 (Fig. 2) são colocados no painel superior. Os Triacs VS1-VS4 (Fig. 3) são instalados em radiadores com área de 150 cm2 cada. A configuração da chave se resume a definir o ganho necessário DD13.1 (Fig. 2) selecionando R16 até que o chip DD1 obtenha reconhecimento confiável de sinais DTMF. O nível dos sinais do próprio switch pode ser alterado, se necessário, selecionando R17. Em caso de operação instável da unidade de controle de modo, um resistor com resistência de 4-12 kOhm deve ser instalado entre o pino 100 do DD150 e o fio comum. Para evitar que o conteúdo dos gatilhos de estado seja redefinido durante uma falha de energia, é altamente recomendável usar uma bateria reserva. Pode ser instalado, por exemplo, na entrada de um estabilizador de tensão de +5 V (não mostrado na Fig. 3). Se estiver presente, o resistor R4 (Fig. 2) pode ser excluído do circuito. 2 pode ser visto que aumentando o número de registros DD4-DD7 para oito e usando o chip K3KP561 como DD2, você pode tornar os endereços dos canais de sete dígitos. Ao configurar o sinal sonoro, é necessário definir a amplitude máxima do sinal de saída do som ultrassônico na ausência de sua limitação ajustando R9 (Fig. 4). A presença dos botões “H”, “P” e “R” no teclado é opcional. Três pilhas AA são usadas como baterias. Literatura:
Autor: P. P. Redkin
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