Приемник радиодатчиков

Автор: Михаил
Опубликовано 14.08.2013
Создано при помощи КотоРед.

Беспроводные (радиодатчики) движения в настоящее время очень широко применяются в различных охранных сигнализациях. Если сравнивать их с обычными датчиками движения (подключаемыми через проводную линию), то необходимо остановится на следующих моментах.

Беспроводные датчики являются очень удобными в плане установки.  Их можно смонтировать практически в любой точке, не нарушая эстетику помещения, так как к радиодатчикам не нужно подводить провода. А основным недостатком является необходимость постоянного контроля и замены элементов питания, возможность «задавить» передаваемый сигнал с помощью различных «глушилок» радиосигналов.

Я всегда придерживался точки зрения, что для создания нормальной системы охранной сигнализации нужно применять датчики движения, подключаемые по проводным линиям, а радиодатчики использовать только в самом крайнем случае. Да, это более сложно, все линии для датчиков необходимо предусмотреть и прокладывать на начальном этапе проведения ремонта или строительства. Но в конечном итоге, это себя оправдывает.

И, тем не менее, реальность такова, что подобные радиодатчики сейчас используются практически в каждой «китайской» GSM сигнализации. Поэтому, сегодня мы рассмотрим, как «привязать» такие датчики к сигнализациям, имеющим входы для подключения проводных датчиков движения или герконов. Это позволит использовать радиодатчики для расширения функциональности существующей системы охранной сигнализации в условиях, когда необходимо установить дополнительные зоны контроля, а возможности подвести к ним кабель отсутствует. В таком случае и пригодится описываемое здесь устройство.

Сначала немного остановимся непосредственно на самих беспроводных датчиках движения. Внешний вид такого датчика приведен на рис. 1.

Рис. 1

 Обычно они работают в диапазоне частот 315 или 433 МГц. Сигнал о сработке радиодатчика передается на базовый блок (приемник) цифровым кодом, уникальным для каждого экземпляра. Рассматриваемые нами радиодатчики построены на основе чипа  SC1527, выдаваемый которым код представляет собой  24-битное число. Разберемся, каким образом происходит кодирование и передача уникального номера радиодатчика.

Рис. 2

 На рис. 2 приведены характеристики передаваемого сигнала при сработке датчика. Сначала передается одиночный импульс, так называемая преамбула. Длительность этого импульса составляет порядка 400 мкс. Затем следует пауза 10 мс, после которой передается непосредственно сам 24-битныйкод. В нем нули кодируются импульсами такой же длительности, как и преамбула (400 мкс), а единицы – импульсами длительностью 1000 мкс (1 мс). Как видите, протокол кода довольно несложный и его обработка может быть реализована на базе простого микроконтроллера.

Код с радиодатчика передается по радиоканалу и для его приема нужен радиоприемный модуль на соответствующую частоту. Разумеется, можно его собрать и самостоятельно, но намного проще заказать готовые модули приемников, например, на том же ebay.com. Стоимость такого модуля составляет меньше 1$. В своё время я заказал несколько комплектов на частоту 433 МГц, которые состоят из приемника и передатчика (рис.3)

 Рис. 3

Передатчикам применения пока не нашлось, а вот приемный модуль используется в описываемой здесь разработке.

Сейчас предлагаемое устройство позволяет «привязать» четыре радиодатчика движения с разбивкой их на четыре зоны. Причем, здесь нет ограничений, что только один из датчиков должно быть в каждой зоне. Допустим, можно записать все четыре датчика и в одну зону. А в конечном варианте, над которым я ещё работаю, можно будет хранить до 30-ти кодов радиодатчиков.

Сохраненные коды датчиков хранятся в энергонезависимой памяти микроконтроллера. При сработке любого радиодатчика, он передает сигнал на приемник, микроконтроллер считывает принятый код и сравнивает его с сохраненным в своей памяти. Если код совпадает, то включается на 1 секунду реле той зоны, к которой был привязан этот датчик. Контакт реле подключается к входу сигнализации, использующей в качестве сигнальных нормально-замкнутые или нормально-разомкнутые контакты. Обычно, в сигнализациях используют датчики, которые в режиме охраны имеют замкнутое, а в режиме тревоги разомкнутое состояние контактов. Кроме того, в шлейф охранной сигнализации в обязательном порядке включается оконечный резистор. Что бы сигнализация работала правильно, нужно не забыть установить такой резистор последовательно с контактами реле. На рис. 4 приведена структурная схема подключения нашего устройства к охранной сигнализации.

 Рис. 4

 Переходим непосредственно к принципиальной схеме устройства (рис. 5). Оно состоит из приемного модуля на частоту 315 или 433 МГц (в зависимости от используемых радиодатчиков), микроконтроллера 12F629 или 12F675, четырех электромагнитных реле К1-К4, управляемых транзисторными ключами VT1-VT4. Питание микроконтроллера и приемника - 5В, оно поступает со стабилизатора LM7805.  Электромагнитные реле питаются напряжением +12В. Светодиоды VD1-VD4, включенные в коллекторную цепь транзисторов, сигнализируют о срабатывании реле. КнопкаS1 предназначена для входа в режим записи кодов датчиков в память микроконтроллера

 Рис. 5

 Порядок работы с устройством. Для записи кода датчика в память микроконтроллера необходимо нажать и удерживать кнопку S1. При этом, с периодом в 1 секунду, будут последовательно включаться реле каждой зоны привязки датчиков, а светодиоды показывать, какое конкретно реле включено. Светодиод VD1 соответствует первой зоне, VD2 - второй и т.д. Для выбора нужной зоны, кнопку необходимо отпустить в том момент, когда включен соответствующий светодиод. После отпускания кнопки светодиод остается во включенном состоянии, и устройство будет готово к записи. Если вы случайно вошли в режим записи, выбрали не ту зону или передумали записывать датчик, то выйти в этого режима можно кратковременным нажатием кнопки S1.

Для инициализации записи  датчика в память устройства, необходимо вызвать его срабатывание. Приемник получит переданный код и запишет его в память микроконтроллера, светодиод при этом выключится и устройство выйдет из режима записи. Затем необходимо сразу проверить, удачно ли прошла запись. Для этого вызываем срабатывание датчика, в результате чего должны включиться на 1 секунду светодиод и реле той зоны, к которой был привязан этот радиодатчик. Если устройство не реагирует на датчик, проводим запись ещё раз.

Для записи кода следующего датчика, все вышеописанные операции необходимо повторить. Организация записи радиодатчиков имеет циклический характер – 5 датчик будет записан на место 1-го, 6 – на место 2-го и т.д.

Очистка (стирание) области памяти хранения кодов радиодатчиков производится следующим образом. Сначала необходимо войти в режим записи любой зоны. Затем повторно нажать кнопку S1 и удерживать её не менее 5 секунд. По истечении этого времени включаться все реле вместе со светодиодами, после чего кнопку можно отпустить, светодиоды погаснут, реле вернутся в исходное состояние  и память будет полностью очищена.

Необходимо учитывать один момент. Один и тот же радиодатчик (имеющий одинаковый код) может быть привязан к нескольким зонам. Однако, на его сработку будет реагировать только одна зона, имеющая меньший порядковый номер. Допустим, мы привязали датчик с кодом XX-YY-ZZ к зоне с порядковым номером 4, а затем ещё раз к зоне с номером 3. В таком случае, если датчик сработает, на него среагирует только третья зона привязки. Конечно, нет смысла привязывать один и тот же радиодатчик к разным зонам, но о данном моменте нужно не забывать.

Устройство собрано на печатной плате размерами 80*60 мм. Внешний вид печатной платы в сборе приведен на рис.6.

Файлы:
Архив ZIP

Все вопросы в Форум.