2b28b0c569972503

Схема. Многофункциональный дверной звонок с режимом охраны

      Кроме выполнения своей основной функции — проигрывания мелодии при нажатии на установленную у двери кнопку — этот звонок показывает текущее время и дату, а также температуру в месте его размещения. При включённом режиме «Охрана» он регистрирует число нажатий на звонковую кнопку, время и дату этих нажатий, оповещает об открывании дверей и окон в помещении. Предусмотрено также оповещение о чрезмерном повышении или понижении температуры, отключение звука (звонка) и подключение дополнительных выносных звуковых или световых сигнализаторов.

Технические характеристики
Напряжение питания, В……………………………………12…20
Минимальный потребляемый ток (ток покоя), мА……..100
Максимальный потребляемый ток, мА…………………..160
Интервал рабочей температуры, °С …………………….-5…+45
Погрешность измерения температуры, °С………………± 0,5
Габаритные размеры, мм ………………………………….171x121x80
Схема Многофункциональный дверной звонок с режимом охраны 1
      Схема многофункционального звонка показана на рис. 1. «Ядро» устройства — микроконтроллер DD1 (ATmega16-16PU). Его тактовая частота стабилизирована кварцевым резонатором ZQ1, работу которого обеспечивают конденсаторы С1 и С2. Номинал резистора R3 выбирают таким, чтобы яркость подсветки экрана ЖКИ HG1 была оптимальной, а подстроечным резистором R2 устанавливают необходимую контрастность изображения на экране ЖКИ. Перед первым включением звонка рекомендуется поставить движок подстроечного резистора в среднее положение.

      На транзисторе VT1 собран электронный ключ, управляющий реле К1. Диод VD1 защищает транзистор от напряжения самоиндукции, возникающего на обмотке реле. А к его контактам можно подключить внешний звонок или сигнальную лампу (для людей с ослабленным слухом). Если использована лампа на 220 В, то контакты реле должны быть рассчитаны на коммутацию такого напряжения.
      Собственные звуковые сигналы (мелодии) микроконтроллер генерирует на выходе PD5, с которым через защитный резистор R10 соединён УМЗЧ с громкоговорителем. Я использовал простой усилитель, собранный на микросхеме TDA2003, вместо которой можно применить К174УН7.
Схема Многофункциональный дверной звонок с режимом охраны 2
      К разъёму Х1 подключают «охранный шлейф» — замкнутую в нормальном состоянии цепь, разрываемую, например, герконами при открывании дверей и окон, на которых они установлены.
Разъём Х2 предназначен для соединения с программатором. Это необходимо при загрузке программы в установленный на плату звонка микроконтроллер DD1. Я использовал программатор AVR910 [1]. Сначала во FLASH-память микроконтроллера следует загрузить содержимое файла Zwonok(project).hex, а затем запрограммировать конфигурацию микроконтроллера согласно рис. 2.

      Находящуюся у входной двери кнопку звонка (SB1) соединяют с разъёмом ХЗ изолированными проводами минимально возможной длины. Но следует иметь в виду, что старые электромагнитные звонки питаются, как правило, от сети 220 В, а их кнопка установлена в разрыв одного из питающих проводов. Если взамен такого звонка будет использован описываемый, придётся переделывать квартирную электропроводку либо можно подключить кнопку по схеме, опубликованной в [2], или другой подобной, обеспечивающей электрическую изоляцию многофункционального звонка от сети.

      Кнопки SB2—SB8 служат для управления звонком. Кнопка SB9 требуется для установки устройства в исходное состояние. Это бывает необходимо в случае «зависания» микроконтроллера. Светодиоды HL1—HL4 (соответственно синего, красного, оранжевого и зелёного цветов свечения) предназначены для индикации состояния устройства.
      Датчик температуры ВК1 и часы реального времени DD2 соединены с микроконтроллером DD1 шиной I2C. Линии SDA и SCL этой шины связывают с плюсом питания резисторы R6 и R11.

      ВК1 — термометр и термостат с цифровым вводом/выводом информации [3]. В нашем случае он используется только как термометр и передаёт измеренные значения температуры девятиразрядным двоичным дополнительным кодом с ценой младшего разряда 0,5 °С. Интервал измеряемой температуры -55… + 125 °С.
      DD2 — часы-календарь реального времени [4]. Они отсчитывают секунды, минуты, часы, день недели, число, месяц и год. Точность хода обеспечивает кварцевый резонатор ZQ2. Счёт времени может вестись как в 24-часовом, так и в 12-часовом режиме (в нашем случае использован только 24-часовой режим). Число дней в каждом месяце заложено в память микросхемы и автоматически корректируется с учётом високосных лет.

      Кроме полных часов-календаря, микросхема содержит 56 байт энергонезависимого статического ОЗУ. В ней имеется встроенный узел переключения на резервное питание при отключении основного источника напряжения +5 В. Для поддержания хода часов необходимо, чтобы напряжение резервного элемента G1 находилось в интервале 2…3,5 В.
Схема Многофункциональный дверной звонок с режимом охраны 3
      Узел питания многофункционального звонка построен по схеме, изображённой на рис. 3. Резистор R1 гасит излишек напряжения, подаваемого на стабилизатор DA2, уменьшая рассеиваемую этим стабилизатором мощность. Его подбирают таким, чтобы при сработавшем реле К1 (см. рис. 1) напряжение между выводами 1 и 2 стабилизатора DA2 не стало менее 7 В.
      Подаваемое на разъём Х1 узла питания постоянное нестабилизированное напряжение Uпит может находиться в интервале 14…20 В. Если же оно стабилизировано и равно 12 В, стабилизатор DA1 вместе с конденсаторами СЗ и С4 можно исключить, а катод диода VD1 и соединённые с ним обкладки конденсаторов С1 и С2 присоединить прямо к левому (по схеме) выводу резистора R1 и выходу +12 В.
Схема Многофункциональный дверной звонок с режимом охраны 4
      Внешний вид многофункционального звонка представлен на рис. 4. Кнопки SB5—SB8 расположены ромбом в соответствии со своим функциональным назначением. Так как кнопкой SB9 приходится пользоваться очень редко, на лицевую панель она не выведена. Однако в панели (ниже светодиодов) предусмотрено небольшое отверстие, через которое на эту кнопку можно нажать, например, стержнем от шариковой авторучки.

      Подстроечный резистор R2 — любой малогабаритный, например, СПЗ-38а или СПЗ-386. Резистор R1 в узле питания — С2-23-0.25. Остальные резисторы — С2-23-0,125.
      Реле К1 — с обмоткой на 12В и током срабатывания не более 50 мА. Я использовал оказавшееся под рукой старое реле РЭС15 исполнения РС4.591.006. Вместо диода 1N4001 параллельно обмотке реле можно подключить диод Д220 или Д310. Светодиоды серии КИПД 66 заменимы другими подходящего цвета свечения и яркости.

      Элемент G1 любой литиевый напряжением 3 В. При ёмкости 48 мА-ч и более он в отсутствие основного питания сможет поддерживать ход часов микросхемы DS1307 более 10 лет.
      После включения внешнего питания звонок воспроизводит «мелодию приветствия». Это сделано для того, чтобы после временного отключения электроэнергии можно было своевременно узнать о её включении, не оставляя для этого включёнными осветительные лампы и другие электроприборы. При появлении электроэнергии вы об этом услышите…
Схема Многофункциональный дверной звонок с режимом охраны 5
      Затем происходит инициализация датчика температуры ВК1, часов реального времени DD2, ЖКИ HG1 и включается зелёный светодиод HL4. По завершении запуска программы на экране ЖКИ появляется главное меню (рис. 5).
      В строке «Кнопка ЗВОНОК» этого меню выводится информация о числе нажатий на кнопку SB1 и дублирующую её кнопку SB2. Далее следуют строки «Настройки…», «Температура», в которой выводится её текущее значение в градусах Цельсия, и строка с текущими временем и датой.

      Если с помощью кнопок SB5 «Вверх» и SB7 «Вниз» выбрать строку «Кнопка ЗВОНОК» и нажать на кнопку SB8 «Ввод», на экран ЖКИ будет выведен отчёт о четырёх последних нажатиях на SB1 и SB2 (рис. 6). После его просмотра в главное меню возвращаются нажатием на кнопку SB6 «Назад».
      При входе описанным выше способом в меню «Настройки…» на экране появится изображение, подобное показанному на рис. 7. По строкам этого меню перемещаются тоже с помощью кнопок SB5 «Вверх» и SB7 «Вниз», а выбирают одну из них нажатием на кнопку SB8 «Ввод».

      Выбором строк «Установка времени» или «Установка даты» выводят на экран изображения, показанные соответственно на рис. 8 и рис. 9. Параметр для изменения выбирают кнопками SB5 «Вверх» и SB7 «Вниз», а изменяют его с помощью кнопки SB8 «Ввод». При каждом нажатии на неё значение выбранного параметра увеличивается. Завершают установку нажатием на кнопку SB6 «Назад».
      При выборе строки «Сброс счётчика» произойдёт обнуление счётчика числа нажатий на кнопки SB1 и SB2, а из меню «Кнопка ЗВОНОК» будет удалён отчёт о нажатиях на них. В конце строки «Сброс счётчика» появится «галочка», информирующая о его нулевом значении.

      Выбором строки «Подсветка» включают или выключают подсветку экрана ЖКИ. В конце этой строки в квадратных скобках отображается текущее состояние подсветки.
      Если нажатием на кнопку SB3 включена функция «Охрана», то при разрыве «охранного шлейфа» начнётся воспроизведение «мелодии сигнализации». Она будет звучать до тех пор, пока эту функцию не выключат повторным нажатием на ту же кнопку.

Прилагаемые файлы: zwonok.zip

ЛИТЕРАТУРА
1. Рыжков А. USB-программатор микроконтроллеров AVR и AT89S, совместимый с AVR910. — Радио, 2008, № 7, с. 28, 29.
2. Петрянин Д. Замена дверного звонка. — Радио, 2008, № 6, с. 50.
3. DS1621    Digital    Thermometer    and Thermostat. www.pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/DS1621.pdf
4. DS1307 64 x 8, Serial, I2C Real-Time Clock. — www.datasheets.maxim-ic.com/en/ds/DS1307.pdf

Д. ПЕТРЯНИН, г. Ртищево Саратовской обл.
«Радио» №9 2012г.

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *