Устройство охраны с сигнализацией по телефонной линии
Известно, что далеко не всем гражданам, решившим установить в своей квартире сигнализацию, по карману воспользоваться помощью специализированных охранных фирм. Автор предлагаемой статьи разработал устройство, которое позволяет обзавестись окраиной системой, не прибегая к их услугам.
Описываемое охранное устройство использует цепь нормально замкнутых датчиков, соединенных последовательно. При размыкании любого из них оно автоматически бесконечное число раз набирает заранее заданный телефонный номер и подает специфические звуковые сигналы. Абонент на другом "конце" провода, поняв значение этих сигналов, может вернуть устройство в дежурный режим, подав команду DTMF-сигналом, и позаботиться об устранении угрозы охраняемому объекту. Существенный недостаток такого устройства состоит в необходимости принятия специальных мер по защите телефонной линии, так как если злоумышленник обрежет линию, оно будет нейтрализовано. Но об этом - в конце статьи.
Схема устройства показана на рисунке. Оно собрано на трех микросхемах: DD1 - управляющая часть, DD3 - универсальный номеронабиратель с памятью последнего номера, DD2 - декодер сигналов DTMF-набора для дистанционного управления. Все функции устройства реализованы аппаратно, беэ использования микроконтроллеров, что делает его доступным для повторения радиолюбителями средней квалификации.
На микросхеме DD1 собраны два триггера, условно названные "Триггер режима" (элементы DD1.1 и DD1.2) и "Триггер тревоги" (DD1.4 и DD1,5). Их состояния показаны в таблице.
| "Триггер режима" | "Триггер тревоги" | Состояние устройства | ||||
| Вход DD1.1 | Вход DD1.2 | Выход DD1.1 | Вход DD1.4 | Вход DD1.5 | Выход DD1.4 | |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | "Отключено" |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | "Охрана" |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | "Тревога" |
После первой подачи напряжения питания (или после нажатия кнопки SB1 "Сброс") на выходе элемента DD1.1 возникает низкий уровень. При зтом на входе элемента DD1.4 тоже низкий уровень и "Триггер тревоги" не реагирует на любые манипуляции с датчиками. На выходе DD1.4 высокий уровень, транзистор VT2 открыт, a VT1 - закрыт. Устройство находится в состоянии "Отключено".
Уходя из квартиры, хозяин нажимает на кнопку SB2 "Охрана" и удерживает ее 2...3 с. По цепи VD3HL1R5SA1 - SAn течет ток. Если какой-либо датчик разомкнут, свето-диод HL1 не загорится. Кроме того, контролируется состояние батареи GB1. Если она разряжена, светодиод HL1 ярко вспыхивает и сразу гаснет. Высокий уровень через диод VD2 поступает на вход элемента DD1.2 и переводит "Триггер режима" в состояние, когда на его выходе (DD1.1) высокий уровень. Однако пока конденсатор СЗ не разрядится через резистор R3, на входе элемента DD1.4 "Триггера тревоги" будет низкий уровень и хозяин может выйти из квартиры. При указанных на схеме номиналах элементов СЗ и R3 это время составляет около одной минуты.
Если любой из датчиков SA1 - SAn будет разомкнут, на входе элемента DD1.3 возникнет высокий уровень. Импульс, сформированный цепью VD6R6C4, переключит "Триггер тревоги". На его выходе (DD1.4) окажется низкий уровень, транзистор VT2 закроется, a VT1 - откроется. Через транзистор VT1, светодиод HL2, транзистор VT3, резистор R25 потечет ток около 30 мА из телефонной линии. Цепь VD6R6 предотвратит обратное переключение триггера, если разомкнувшийся датчик снова замкнется.
Высокий уровень, поступивший на вывод 1 микросхемы DD3, запускает набор номера. Импульсы набора поступают с вывода 9 микросхемы DD3. Для формирования разрыва линии при наборе на этом выводе (открытом стоке) возникает низкий уровень. На выводе 8 (тоже открытый сток) низкий уровень присутствует во время набора всего номера, поэтому на входе элемента DD1.6 будет низкий уровень, а на выходе - высокий. По окончании набора номера сигналы в перечисленных точках изменятся на противоположные. На выводе 16 микросхемы DD3 возникнет низкий уровень, что активирует функцию "Redial" (повтор последнего набранного номера).
Особенностью микросхемы UM91215A является то, что в состав функции "Redial" у нее входит функция "Flash" ("Кратковременный отбой"). Таким образом, микросхема DD3 будет бесконечное число раз набирать заранее внесенный в ее память номер, производя между попытками набора необходимое отсоединение от линии.
Тактовые импульсы на микросхему DD3 поступают от генератора микросхемы DD2 через конденсатор С9. Такое включение, кроме экономии кварцевого резонатора, внесло и "изюминку". Дело в том, что микросхема DD2 получает питание через цепь R21VD20 только тогда, когда открыт транзистор VT1. Как только DD3 сформирует команду "Flash". VT1 закроется, конденсатор С12 разрядится (микросхема DD2 потребляет около 10 мА) и задающий генератор DD2 перестанет работать. Микросхема DD3 останется без тактовых импульсов, и время "Flash" возрастет с 600 мс до 20...30 с.
Такой эффект может оказаться полезным, если вы хотите настроить передачу сигнала тревоги на пейджер, используя DTMF-канал. Чтобы отключить устройство при получении сигнала, набираете номер, к которому оно подключено (необходим телефонный аппарат с возможностью переключения в тональный набор), дожидаетесь очередной попытки дозвона и набираете цифру "2". Если передача сигнала тревоги на пейджер вам не нужна, то следует подключить кварцевый резонатор к микросхеме DD3 так же, как и к DD2, или применить конденсатор С12 большей емкости.
По возвращении домой хозяин квартиры переводит устройство в режим "Отключено", нажав на кнопку SB1 "Сброс".
Для записи номера телефона в микросхему DD3 к ней необходимо подключить стандартную клавиатуру 3x4 [1,2]. Можно это делать с помощью разъема, подключив только на время программирования.
Порядок программирования следующий. Нажмите и отпустите на кнопку SB2. Подождите, пока разрядится конденсатор СЗ. Нажмите и удерживайте кнопку SB3 "Программирование". При этом "Триггер тревоги" перейдет в состояние "Тревога", устройство займет телефонную линию (загорится светодиод HL2), но функция "Redial" не будет активирована, так как конденсатор С10 эашунтирован через диод VD11. Обозначим буквой "Р" кнопку SB4 "Пауза". Нажмите кнопки: "Р", "Х", "Х", "Х", "Х", "Х", "Х", "*", "P", "1", "Р", "1","Р", "1"…"Р", "1", "P", "1" (всего 28 знаков, включая паузы, но не более!). Здесь "ХХХХХХ" - номер телефона, куда будет дозваниваться устройство. Отпустите кнопку SB3 и кратковременно нажмите SB1. Светодиод HL2 должен погаснуть.
Кнопка "*" переводит микросхему DD3 в режим тонального набора. Кнопка SB4 ("Р", "Пауза") вводит в набираемый номер паузу длительностью 3 с. Сигналы тонального набора цифры "1" и будут теми самыми "специфическими" сигналами тревоги. Если выход на городскую сеть производится через префикс ("8", "9" или др.), то после его набора введите 1 - 2 паузы.
При поступлении на вход микросхемы DD2 через цепь C5R9 тонального сигнала, соответствующего цифре "2", на ее выходе D1 возникает высокий уровень, который переключает устройство в режим "охрана" (именно "Охрана", а не "Отключено", поскольку конденсаторы С1 и С2 не успевают разрядиться). Импульс на выходе D1 микросхемы DD2 короткий, так как с его поступлением устройство сразу же отключается от линии. По окончании импульса "Триггер режима" переходит в состояние "Охрана".
Диод VD12 устанавливают в том случае, если АТС не воспринимает импульсный набор. Тогда нужно правый по схеме вывод резистора R14 подключить к общему проводу, и микросхема DD3 будет переведена в режим тонального набора. Сигнал с вывода 8 DD3 через диод VD12 заблокирует выходные каскады микросхемы DD2 во время набора номера. Сигнал дистанционного отключения пройдет на выход DD2 лишь после окончания набора всей запрограммированной в DD3 последовательности, но до начала активизации функции "Flash". Это время, возможно, потребуется увеличить, применив конденсатор С10 большей емкости. Диод VD12 необходим и при передаче сигнала тре-воги на пейджер.
Цепь R17VD15VD13 обеспечивает устройство питанием в режимах "Отключено" и "Охрана". Резистор R17 подбирают так. чтобы через батарею GB1 (три элемента "AA" протекал ток порядка 100 мкА в направлении ее зарядки. Указанный на схеме номинал обеспечивает такой ток при напряжении в телефонной линии 60 В, По тому же критерию подбирают и резистор R21. но уже в режиме "Тревога".
Каскад C13R22VT3 нужен для передачи тональных сигналов в линию. Резистор R24 - нагрузка внутреннего усилители микросхемы DD3. Диоды VD4 и VD5 введены в процессе испытаний - после грозы вышла из строя микросхема DD1 (пробило вход элемента DD1.3).
Микросхему DD2 можно заменить на КР1008ВЖ18, a DD3 - на микросхемы серий UM91215, UM91214 или КР1008ВЖ27. Эти же микросхемы с буквой В и КР1008ВЖ27 имеют 18 выводов. Вставляют их в панельку так, чтобы выводы 9 и 10 остались свободными. Микросхемы с буквой С также имеют 18 выводов, но у них нужно оставить свободными выводы 1 и 18. У микросхем с буквой D, имеющих 20 выводов, остаются свободными выводы 1, 10, 11, 20 [2]. Вместо транзистора VT1 допустимо использовать ключ KP1014KT1B.
О защите линии. Идеально, если распределительный шкаф расположен с обратной стороны стены вашей квартиры. Просверлите отверстие в стене так. чтобы можно было просунуть провод прямо в междуэтажный канал. Если это сделать невозможно, придется провода проложить под штукатурку, В любом случае наружные провода целесообразно не удалять, а включить в цепь датчиков со стороны квартиры, при этом замкнуть их между собой в щитке и замаскировать конец. Можно, по договоренности с соседями, подключить устройство к их линии через стену между квартирами.
Источники
Автор: И. ШИРЯЕВ, г.Екатеринбург.