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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Watchdog electrónico en el microcontrolador. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Seguridad y proteccion El dispositivo señalado a los lectores reacciona ante una rotura en las líneas de comunicación eléctrica (bucles) y lo notifica con señales luminosas y sonoras. El "vigilante" está controlado por el microcontrolador PIC12F675 y la alarma se activa mediante el triac BTA140 conectado a él mediante el optoacoplador MOC3062. El "vigilante" electrónico descrito en el artículo está destinado a proteger una casa de jardín. El objetivo de instalar un dispositivo de este tipo es asustar a un intruso que intenta entrar en la casa y llamar la atención de los vecinos sobre el incidente mediante alarmas sonoras y luminosas. El diagrama del dispositivo se muestra en la Fig. 1. Su base es el microcontrolador DD1 PIC12F675, cuya frecuencia de reloj es de 4 MHz, establecida por el generador integrado. Los bucles de seguridad E4 y E3 están conectados a las líneas GP3 y GP4 (pines 5 y 8, respectivamente) a través del bloque de contactos XT1-XT2. Cada uno de ellos puede tener uno o más sensores conectados en serie (interruptores de láminas o botones mecánicos, que se muestran como interruptores SA2-SA5) instalados en puertas y ventanas. En modo de espera, los contactos de todos los sensores deben estar cerrados. Los condensadores C4 y C5 protegen las entradas del microcontrolador del ruido impulsivo que es posible en los bucles de seguridad.
La parte ejecutiva del dispositivo controlada por microcontrolador está hecha sobre un optosimistor U1 y un triac VS1 y está diseñada para conectar lámparas de señalización incandescentes EL1, EL2 y las sirenas HA1, HA2. La indicación necesaria para el funcionamiento y depuración del dispositivo se realiza mediante LED HL1 y HL2 de diferentes colores, conectados a las líneas GP1, GP5 (pines 6 y 2 del microcontrolador, respectivamente) a través de resistencias limitadoras de corriente R4 y R5. El LED verde HL1 se enciende cuando intentas abrir la casa. Por su brillo, el propietario sabe que alguien intentó entrar en la casa en su ausencia. El LED rojo HL2 indica que la alarma está encendida (los pines 6 y 2 del microcontrolador cambian de estado simultáneamente). Esto le permite verificar el funcionamiento del dispositivo sin conectar sirenas ni lámparas de alarma. El dispositivo se alimenta de una red de corriente alterna de 230 V 50 Hz. El voltaje de 5 V necesario para el funcionamiento del microcontrolador se crea mediante el transformador reductor T1, el puente rectificador VD1, el regulador de voltaje integrado DA1 y los condensadores de filtro C1-C3. El cartucho fusible FU1 protege contra cortocircuitos de emergencia. El dispositivo funciona de la siguiente manera. Después de encender la fuente de alimentación de 230 V y suministrar un voltaje de +5 V al microcontrolador, se inicia el programa del microcontrolador, que configura sus líneas GP4 y GP3 para entrada, y líneas GP0, GP1 y GP5 para información de salida. El programa implementa el siguiente algoritmo de interacción con el propietario: 1. Después de encender la electricidad, el propietario tiene aproximadamente 60 segundos para salir de la casa y cerrar la puerta. 2. 1 minuto después del encendido, para comprobar el estado de funcionamiento de los dispositivos, suena una señal de alarma durante 1 segundo (la lámpara se enciende, suena la sirena). El dispositivo se pone en servicio. 3. El estado de los sensores se comprueba cada 1 segundo. Cuando se detecta un sensor abierto, después de 10 s se activa una señal de alarma intermitente (1 s encendido - 1 s apagado) y el LED HL1 se enciende (como se indicó, por su estado el propietario puede determinar si la señal de alarma se encendió en su ausencia). Es necesario un retraso de 10 segundos en el encendido de las señales luminosas y sonoras para que el propietario que regresa, después de abrir la puerta, tenga tiempo de desconectar la red eléctrica sin activar la alarma. 4. 3,5 minutos después del encendido, la alarma se apaga y el microcontrolador comprueba el estado de los sensores. Si están cerrados, el dispositivo entra en modo de seguridad, mientras el LED HL1 sigue encendido. Si se detecta un sensor abierto, el dispositivo entra en modo de espera del host. El propietario que regresa devuelve el dispositivo a su estado original apagando el dispositivo. El texto fuente del programa del microcontrolador y el archivo HEX se encuentran en los archivos Oxrana675.asm y Oxrana675.hex, respectivamente. Los mismos archivos configuran la palabra de configuración del microcontrolador necesaria (3F0CH). Las piezas del dispositivo están montadas sobre dos fragmentos de placas de pruebas hechas de láminas de fibra de vidrio. En uno de ellos (Fig. 2) están instalados un microcontrolador, un optoacoplador, resistencias R2, R3, R6 y un condensador C3, en el segundo, todas las demás partes.
Posible reemplazo del microcontrolador PIC12F675 - PIC12F629 (sin modificaciones en el programa), optoacoplador MOC3062 - optoacoplador con una corriente de funcionamiento más baja, por ejemplo, MOC3043 o MOC3063, pero en este caso la resistencia R1 debe tener una resistencia de 680 ohmios. Reemplazaremos el puente de diodos 2D906A por otro que tenga parámetros adecuados (por ejemplo, KTs407A o DB107), y en lugar del estabilizador de voltaje integrado de baja potencia 78L05, puede usar cualquier otro con un voltaje de salida de 5 V (7805 , KR142eN5a, etc.). Resistencias y condensadores de pequeño tamaño y de cualquier tipo. El transformador reductor utilizado por el autor tiene dos devanados secundarios, de los cuales sólo se utiliza uno. La corriente consumida es insignificante, por lo que se puede utilizar casi cualquier otro transformador de baja potencia con un devanado secundario de 8...12 V. Como interruptor de red SA1 se utiliza un interruptor doméstico común montado en la pared. El diseño del dispositivo en su conjunto puede variar según las capacidades del radioaficionado. El autor colocó las placas en la carcasa de un antiguo contador de electricidad doméstico (en los últimos años, estos contadores han sido reemplazados masivamente por otros modernos más precisos, por lo que no será difícil encontrar una carcasa de este tipo). Dos de los cuatro potentes terminales de tornillo que contiene se utilizan para conectar cables que conectan el dispositivo a una red de 230 V, y los otros dos son cables provenientes de sirenas y lámparas de alarma (en el diagrama, estos contactos se denominan XT1-XT4). Los hilos del cable pasan a través de orificios perforados en la caja y se conectan a la placa mediante un bloque de terminales de tornillo XT5-XT8. Los LED HL1 y HL2 están instalados en una placa de circuito dentro de la carcasa (su brillo se observa a través de una ventana de vidrio). La vista de instalación del dispositivo se muestra en la Fig. 3 (cubierta de la caja quitada). El puente de diodos VD1 está montado en el reverso de la placa grande y por este motivo no es visible.
Para los bucles, se puede utilizar cable telefónico, por ejemplo, "fideos". La cantidad de sensores conectados en serie se determina dependiendo de la cantidad de ventanas y puertas que se monitorean. El funcionamiento del dispositivo se probó con bucles de hasta 10 m de largo, si se utiliza un bucle por seguridad, se instala un puente de cable en lugar del segundo. Para ahuyentar a un intruso y llamar la atención de los vecinos del campo, una de las lámparas y una de las sirenas se colocan en el interior, y el resto se instalan en el exterior, por ejemplo, en el tejado. La versión del autor del dispositivo funciona con dos lámparas incandescentes de 40 W cada una y dos sirenas electromecánicas SS-1 (la potencia consumida por cada una de ellas es de 30 W). Triac VS1 está equipado con un pequeño disipador de calor. Sin embargo, si la potencia consumida por los dispositivos de señalización no supera los 150...200 W, pueden funcionar sin disipador de calor. Además, la activación de la alarma de seguridad ocurre raramente y por un corto tiempo, y la alarma en sí es intermitente. El optosimistor U1 simplemente no tiene tiempo de calentarse durante el funcionamiento. Si es necesario, se puede aumentar el número de lámparas y sirenas, pero el triac VS1 deberá instalarse en un disipador de calor seleccionado teniendo en cuenta el aumento del consumo de energía. Para trabajar con el dispositivo, además de las sirenas electromecánicas anteriores, se pueden utilizar dispositivos de señalización electrónicos más modernos con una tensión de alimentación de 230 V CA. La desventaja del dispositivo propuesto es su volatilidad: si falla la tensión de red, deja de realizar sus funciones. Para evitar que esto suceda, se puede conectar a la red mediante un sistema de alimentación ininterrumpida (UPS). Cualquier UPS pequeño diseñado para usarse con una computadora servirá. El funcionamiento del dispositivo fue probado con un UPS IPpON Modelo Back Verso 600. Quizás alguien decida replicar el dispositivo de seguridad propuesto con dispositivos de alarma de bajo voltaje y una batería de respaldo incorporada. Para tal diseño, la base del dispositivo descrito puede resultar útil: un microcontrolador con un programa grabado en su memoria. El programa del microcontrolador se puede descargar desde ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/02/ohrana675.zip. Autor: E. Shenov
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