Wprowadzenie
Obecnie istnieje wiele schematów i konstrukcji
urządzeń alarmowych z powiadamianiem GSM. Opisane są w dedykowanych czasopismach,
można znaleźć w Internecie. Praktycznie wszystkie, przy dokładnej analizie, mają
tą samą niedogodność: oprogramowanie sprzętowe (firmware) – demonstracyjne!
Jeżeli chcesz korzystać w pełni z urządzenia – musisz zapłacić! Natychmiast
tracisz chęci posługiwać się takim urządzeniem, a w niektórych przypadkach –
nawet kupywać takie czasopisma, które przekształcają się w zwykłe ulotki
reklamowe o profilu radiotechnicznym.
Niżej opisane urządzenie jest urządzeniem alarmowym z dodatkowymi funkcjami GSM,
przy tym jest wbudowany moduł GSM i telefony komórkowe nie są potrzebne. Schemat
nie jest skomplikowany dla współczesnego radioamatora, a oprócz tego, od dawna
prowadzona jest produkcja płytek obwodów drukowanych do jednostki centralnej i
innych urządzeń peryferyjnych. I, co najważniejsze: firmware - w pełni
funkcjonalne, nie demonstracyjne!
Projekt stale się rozwija i udoskonala. Gotowy jest pilot zdalnego sterowanie na
promienie podczerwone, blok klawiatury, odbiornik kodu DTMF, zasilacz z kontrolą
naładowania akumulatora, a także wiele innych dodatkowych elementów. Istnieje
również oprogramowanie mikrokontrolera do pracy jako alarm samochodowy z
wykorzystaniem akumulatora samochodowego lub opcjonalnie, z zasilaniem
autonomicznym. W najbliższych planach: sterowanie na pastylkach TouchMemory,
sterowanie radiowe.
Przeznaczenie i podstawowe funkcje
urządzenia
Monitorowanie czterech pętli alarmowych (loops)
we wszystkich trybach z wyjątkiem trybu "Programowanie" i wyświetlanie stanu
pętli za pomocą diód LED umieszczonych na panelu przednim (świecenie LED - "pętla
w normalnym stanie", w innych przypadkach – przerwa lub zwarcie w pętli
sygnalizacji).
W pętli alarmowej mogą być stosowane: - Czujniki magnetyczne (kontaktrony –
zwierne i rozwierne)
- Czujki takie jak "folia", "okna"; - Sygnalizatory pożaru (SP-104, SP-105); -
Czujniki ruchu, objętości, obecności; - Inne czujniki, które mają zwarte styki w
normalnym stanie i rozwierane styki przy naruszeniu stanu.
Urządzenie ochraniając obiekt może działać w następujący sposób:
"Normalne" ("Alarm" wytwarzany jest sygnał natychmiast po naruszeni (strefy)
pętli, pętla nie jest przywracana po operacji); "Opóźnione" (gdy użytkownik
wychodzi lub wchodzi, dzięki czemu można mieć czas, aby włączyć urządzenie i
wyjść lub otworzyć obiekt i wyłączyć urządzenie)
"Korytarz" (przy naruszeniu strefy, a następnie powrócenie jej do normalnego
stanu i włączeniu jej pod ochronę); "Całodobowa, przeciwpożarowa" (pętla pod
ciągłą ochroną, aktywacja i dezaktywacja odbywa się za pomocą specjalnego
polecenia SMS); "Całodobowa, przycisk alarmowy" (strefa pod ciągłą ochroną,
aktywacja i dezaktywacja jest wykonywana przy użyciu specjalnego polecenia SMS,
przy naruszeniu pętli wykonywane jest tylko połączenie telefoniczne, wysłanie
wiadomości SMS o sabotażu, ale syrena nie jest włączana);
"Wyłączona" (System nie reaguje na wszelkie zmiany w pętli sygnału wejściowego).
Włączenie "Ochrona" odbywa się przy pomocy "ukrytego" lub "tajnego" przycisku, "tajnego"
przełącznika (zamiast którego może być wykorzystana klawiatura ze zwiernymi
kontaktami, typu «Satel»), pilota zdalnego sterowania, pastylki TouchMemory (Dallas)
lub dodatkowej klawiatury w zależności od firmware kontrolera. Opisane tutaj
firmware używa tylko "ukrytego" wyłącznika, pozostałe wersje zostaną omówione
później.
Obsługiwane są dwa tryby pracy urządzenia: - system alarmowy GSM (moduł GSM jest
podłączony i za jego pomocą prowadzona jest wymiana informacji)
- autonomiczny system alarmowy (moduł GSM nie jest zamontowany w systemie,
urządzenie działa jako samodzielny alarm).
Aktywacja i dezaktywacja systemu alarmowego wykonywana jest za pomocą wywołania
z określonego telefonu (opcja może być wyłączona) z przesłaniem SMS o stanie
systemu.
Przesłanie potwierdzającego SMS o aktywacji systemu alarmowego może być
wyłączone. Formowanie sygnału "Alarm" (włączenie syreny, powiadomienie "Alarm"
na telefonu komórkowy) przy naruszeniu pętli („przerwa” lub „zwarcie”) co
najmniej jednego z obwodów alarmowych.
Wysyłanie wiadomości SMS i połączenie telefoniczne do trzech mobilnych lub
stacjonarnych (jeśli jest obsługiwane są SMS przez usługodawcę) numerów
telefonów.
Przełączenie systemu alarmowego w tryb „WYŁĄCZONY” realizowane tylko przy pomocy
pilota, klawiatury, odebranej wiadomości SMS z numeru telefonu komórkowego 1 i (lub)
wybierania z tego numeru telefonu (może być wyłączone), a także „ukrytego”
przełącznika, w zależności od firmware mikrokontrolera.
Możliwość zdalnego sterowania poprzez wysyłanie wiadomości SMS o określonej
treści (może być wyłączone).
Możliwość odsłuchiwania chronionego obiektu poprzez połączenie telefoniczne na
numer SIM karty zainstalowanej w systemie (pod warunkiem posiadania wewnętrznego
mikrofonu w module GSM, również może być wyłączona).
Programowanie podstawowych funkcji i parametrów urządzenia (numery telefonów,
czas opóźnienia, czas pracy syreny itp.) wykonywane jest za pomocą programu
komputerowego Lite Programmer w trybie „PROGRAMOWANIE” urządzenia.
W tym trybie wyjście portu COM komputera (sygnały RxD i TxD) powinny być
podłączone do właściwego złącza systemu alarmowego za pomocą specjalnego kabla.
Urządzenie wysyła określony sygnał użytkownikowi o braku środków finansowych na
koncie karty SIM.
Urządzenie wysyła określony sygnał użytkownikowi o braku sygnału łączności ze
stacją operatora sieci komórkowej.
Przesłanie wiadomości SMS o zaniku napięcia sieciowego w trybie „Ochrona” (może
być wyłączone).
Zastosowanie wbudowanego modułu GSM pozwala na uniknięcie zbędnych modułów i
połączeń, a także zwiększyć spójność i stabilność łączności poprzez kanał GSM.
Programowane działanie przekaźnika mocy: włączenie przekaźnika tylko w trybie (Alarm)
na czas określony przez użytkownika (od 60 do 240 sekund).
Wykorzystanie oryginalnego protokołu transmisji promieniami podczerwonymi
nadajnika zdalnego sterowania do obsługi systemu alarmowego i nadajnika
radiowego, a także oryginalne kodowanie danych nadawanych z klawiatury.
Po odebraniu pewnego ciągu znaków nie zaprogramowanych w pamięci mikrokontrolera
nadajnika zdalnego sterowania, urządzenie wysyła sygnał „SABOTAŻ” w celu
uniemożliwienia rozszyfrowania kodu zdalnego sterowania przez hackerów.
W pilotach zdalnego sterowania zastosowano niepowtarzalne kody,
charakterystyczne tylko dla określonego zestawu (warianty kodów), przy czym
należy podkreślić, że istniejących wariantów kodów może być około 3 miliardy, a
to w zasadniczy sposób utrudnia jego odgadnięcie.
Zastosowano możliwość kontroli napięcia sieciowego i napięcia akumulatora przez
system alarmowy, a przy tym, przy zaniku i pojawieniu się napięcia sieciowego
wysyłane są wiadomości SMS. Także przy obniżeniu napięcia zasilania źródła
rezerwowego (akumulatora) poniżej zaprogramowanego poziomu (8-9Volt) wysyłana
jest wiadomość SMS, a system alarmowy przechodzi w tryb „Uśpienia” wyjście, z
którego możliwe jest tylko po powrocie napięcia (sieciowego lub akumulatora).
Wysyłka wiadomości SMS na pierwszy (zaprogramowany) telefon komórkowy przy
odbiorze połączenia telefonicznego z podaniem numeru telefonu dzwoniącego (może
być wyłączona).
Urządzenie umożliwia przełączanie zewnętrznych dźwiękowych lub świetlnych
urządzeń sygnalizacyjnych (dzwonki, syreny, światła) o napięciu do 250V i
poborze mocy do 200W
Firmware mikrokontrolera (flash), opisane w tym artykule, przeznaczone jest do
współpracy urządzenia z „tajnym” przełącznikiem, a także włączenia-wyłączenia
urządzenia za pomocą sygnału z zaprogramowanego telefonu komórkowego i wysłania
wiadomości SMS.
Kolejne warianty wykonania urządzenia będą opisywane w następnych materiałach,
oczywiście, jeżeli będzie zainteresowanie czytelników.
Charakterystyka techniczna
Ilość obwodów sygnalizacji (wejściowych) – 4
Rezystancja wynośnego elementu (końcowa) – 2,7kΩ
Maksymalna oporność obwodu ochrony bez uwzględnienia rezystancji wynośnego
elementu - 750Ω
Napięcie sieciowe prądu zmiennego – 230V (110…260V przy zastosowaniu impulsowego
źródła zasilania)
Napięcie zasilania prądu stałego – 12V (8…17V, bez zastosowania akumulatora
rezerwowego źródła zasilania; 8…25V jeżeli nie ma akumulatora i aktywnych
czujników sygnalizacji)
Zużycie energii przy zasilaniu z sieci prądu zmiennego, w następujących trybach
pracy (bez podłączonych aktywnych czujników sygnalizacji) nie więcej niż:
- „dyżurny”, bez wykorzystania modułu GSM – 6W;
- „dyżurny”, przy wykorzystaniu modułu GSM – 11W;
- „ochrona”, przy wykorzystaniu modułu GSM – 12W;
- „alarm”, przy wykorzystaniu modułu GSM i wyłączonej syrenie – 16W;
- szczytowy pobór – 43W.
Zużycie prądu ze źródła prądu stałego (bez podłączonych aktywnych czujników
sygnalizacji), przy napięciu 12,6V, w następujących trybach pracy, nie więcej
niż: -
- „dyżurny”, bez wykorzystania modułu GSM – 0,16A
- „dyżurny”, przy wykorzystaniu modułu GSM – 0,23A
- „ochrona”, przy wykorzystaniu modułu GSM – 0,28A
- „alarm”, przy wykorzystaniu modułu GSM i wyłączonej syrenie – 0,34A
- szczytowy (impulsowy) pobór – 1,8A
Obsługiwane standardy GSM: 900/1800/1900 MHz.
Maksymalny rozmiar wiadomości tekstowej SMS, znaki - 85 (przy użyciu alfabetu
łacińskiego w wiadomości).
Ustawianie limitów czasów:
- Opóźnienie na wejście – 0…150 sekund;
- Opóźnienie na wyjście – 0…250 sekund;
- Czas pracy syreny – 30…250 sekund.
Opis schematu elektrycznego modułu
podstawowego Schemat elektryczny
urządzenia przedstawiony jest na rysunku 1.
Na jednej płytce, dla wygody i minimalizacji ogólnych wymiarów urządzenia,
połączono trzy urządzenia: blok mikrokontrolera, moduł GSM, obwód RS232-UART dla
komunikacji z komputerem w trybie programowania. Numeracja elementów na
schematach – cyfra przed numerem porządkowym elementu odpowiada numerowi modułu.
W związku z tym, że w przyszłości planowane jest wykorzystanie uzupełniających
urządzeń peryferyjnych – klawiatur, różnych systemów zdalnego sterowania,
pastylek TouchMemory, każdemu blokowi będzie przypisana swoja, „firmowa” cyfra
przed numerem porządkowym elementu.
Schemat urządzenia wyróżnia się względną prostotą i maksymalną standaryzacją
użytych elementów bazowych, tak aby wszystkie elementy można było kupić w
najbliższym sklepie z częściami elektronicznymi.

Rysunek 1- schemat elektryczny systemu alarmowego GSM
Wszystkie nastawy i funkcje urządzenia
programowane są za pomocą specjalnego oprogramowania, co uniemożliwia
przeprogramowanie na obiekcie, a w tym i w celach przestępczych. Dotyczy to
przede wszystkim sklepów i innych obiektów z masowym przepływem osób. Z tego
powodu, jak również - z doświadczenia życiowego, jestem kategorycznie przeciwko
możliwości programowania systemów centrali GSM z karty SIM! Mimo, że czasami
może to być bardzo niewygodne.
Jądrem systemu sygnalizacji (alarmu) jest mikrokontroler Atmega168 produkcji
znanej firmy Atmel Corp. Są to dobrze znane mikrokontrolery, dlatego nie
będziemy koncentrować uwagi na zasadach ich pracy i architekturze.
Mikrokontroler monitoruje stan obwodów wejściowych (petli) podłączonych do wejść
ADC i w zależności od trybu pracy zapewnia dalsze działania, takie jak:
powiadomienie na telefon, wysłanie wiadomości SMS, włączenie przekaźnika syreny
itd.
Wejścia ADC PC0-PC3 przeznaczone są do monitorowania stanu obwodów (pętli)
sygnalizacji, mikrokontroler dokonuje pomiaru napięcia na tych wejściach i w
zależności od wielkości napięcia generuje sygnał „przerwa”, „norma” lub
„zwarcie”. Na PC5 i PC6 podawane jest napięcie z wyjścia bloku zasilania w celu
monitorowania tego napięcia. Przy okazji, jeżeli te
wejścia nie będą podłączone, urządzenie nie uruchomi się!
Jako moduł GSM wybrano dobrze znany moduł SIM300 produkcji chińskiej firmy
SimCom.
On od dawna znany jest jako mniej-więcej mało awaryjny moduł i coraz częściej
wykorzystywany jest w różnych amatorskich urządzeniach.
W przedstawionym schemacie on wykorzystany jest w standardowym podłączeniu, bez
żadnych „dodatków”. Do zasilania modułu zastosowano impulsowy stabilizator
napięcia na układzie scalonym LM2576T-ADJ. Możliwe jest zastosowanie LM2596-ADJ
dla jeszcze większej minimalizacji płytki drukowanej, ale on jest droższy i
dlatego go nie zastosowałem. Tranzystory 2Q2…2Q4 przeznaczone do dopasowania
niskonapięciowych portów modułu GSM (nie więcej niż 2,7V) z wysokonapięciowymi
(5V) portami mikrokontrolera. Z tych elementów można całkowicie zrezygnować i
uprościć schemat. W tym celu ogólne zasilanie urządzenia należy obniżyć do
2,7…3V, wstawiając zamiast 1IC2 odpowiedni stabilizator napięcia. Ale w tym
wypadku może „pojawić się” drugi minus: przy tak niskim napięciu zasilania
dowolne zakłócenia w obwodach wejściowych (pętli) mogą doprowadzić do wywołania
fałszywych alarmów. Dlatego nie należy robić zbyt długich przewodów w obwodach
wejściowych (pętli).
W urządzeniu zastosowano kontrolne diody LED:
- 1LED1 – kontrola pracy systemu (w trybie pracy miga z częstotliwością 2-5 razy
na sekundę, w trybie programowania świeci ciągłym swiatłem);
- 2LED3 – kontrola pracy modułu GSM (po nawiązaniu łączności w sieci operatora i
poprawnej pracy modułu GSM miga z częstotliwością 1 raz w ciągu 2-3 sekund, w
pozostałych przypadkach – problemy z łącznością lub z samym modułem GSM – miga 1
raz na sekundę)
Oprócz tego, do wyprowadzeń OUT_I1…OUT_I4 podłączone są diody świecące dla
kontroli stanu obwodów wejściowych (pętli) sygnalizacji (OUT_I1…OUT_I4 – katody,
+5V – wspólna anoda).
KEY_S – faktycznie, „tajny” przycisk lub przełącznik.
SPEAKER – gniazdo do podłączenia głośnika, o dowolnej oporności, moc nie
mniejsza niż 0,25 W
Zastosowane elementy mogą być produkcji krajowej lub importowane.
Wybór bardzo szeroki, wszystko zależy od wymiarów wykonanej płytki drukowanej.
Ja opracowałem płytkę drukowaną z zastosowaniem elementów SMD, dlatego wybór
elementów był ograniczony. Jeżeli użytkownik chce wykorzystać opracowaną
samodzielnie płytkę drukowaną, to można zastosować rezystory przewlekane 0,125W
lub inne, tranzystory 1Q1, 1Q2 BC547, ÊÒ3102, ÊÒ315, ÊÒ502, ÊÒ815 (to nawet
lepiej, bo moc wbudowanego głośnika wzrośnie kilkakrotnie, jedynie należy usunąć
rezystor 1R18). 1Q3 – BC557, ÊÒ3102, ÊÒ361 i podobne. Diody – 1N4148, ÊÄ521,
ÊÄ522, stabilizatory 5Â – BZX5V1, ÊÑ147, ÊÑ156. Mikrokontroler – Atmega168, w
dowolnej obudowie.
Do modułu GSM jest możliwe podłączenie mikrofonu i (lub) urządzenia
głośnomówiącego, w tym celu przewidziano odpowiednie złącze. Można zastosować
zewnętrzny interfejs USB-UART (np. na bazie znanego US FT232)
Powinniśmy szczegółowo omówić moduł GSM. Ja zastosowałem SIM300D (SIM300DZ)
w celu minimalizacji wymiarów urządzenia, chociaż można zastosować i SIM300C,
ale trzeba będzie wykonać nową płytkę drukowaną.
W czasie, gdy pisałem ten artykuł, firma SimCom produkująca te moduły ogłosiła
wycofanie z produkcji modułów serii SIM300 do końca 2010 roku, i zaproponowała w
kolejnych opracowaniach stosować nowe moduły – SIM900. Dla tych, którzy
opracowywali projekty w oparciu o SIM300D będzie czasowo produkowany przejściowy
model – SIM900D.
Jest to analog obudowy SIM300D, ale na bazie SIM900.
Jak tylko pojawi się w ogólnej sprzedaży moduł SIM900, autor dokona zamiany w
danym opracowaniu, o czym dodatkowo powiadomi.
Jeszcze jedna radosna nowina: moduł SIM900 będzie tańszy niż SIM300D.
Dalsze omawianie schematu, myślę, nie jest potrzebne, przeznaczenie wyprowadzeń
opisano.
Powiem tylko, jak się okazało, mikrokontroler Atmega168 – to bardzo „delikatny”
mikrokontroler, nie wytrzymuje podwyższonego napięcia na wejściach, a także
mikrozwarć na wyjściach. W procesie realizacji projektu było uszkodzonych kilka
mikrokontrolerów ze względu na brak uwagi przy kompletacji i montażu, a
dokładnie, ze względu na mikrozwarcia („sople” na płytce drukowanej). Dlatego
należy być ostrożnym!
Płytka drukowana urządzenia wykonana z
dwustronnego tekstolitu o wymiarach 108x52mm. Najlepiej z metalizacją otworów,
inaczej będzie wiele kłopotów i problemów. Oczywiście, można było wykonać
jednostronną płytkę drukowaną, ale postawiony był cel – minimalizacja, a także
zastosowanie elementów SMD. W instrukcji obsługi i programowania szczegółowo
opisano przeznaczenie poszczególnych wyprowadzeń na płytce, opiszemy je i tutaj.

Rysunek 2 – przeznaczenie złącz na płytce drukowanej urządzenia
Niżej, w tabeli, opisano przeznaczenie każdego
kontaktu na płytce. Należy podkreślić, że opisywane jest urządzenie, pracujące z
„tajnym” przełącznikiem i wejścia do podłączenia innych urządzeń (pilotów
zdalnego sterowania, klawiatur itd.) są na razie nie wykorzystywane.
Nazwa złącza | Pin | Przeznaczenie pinu |
---|
Złącze JM | 1 | Wejście GND | 2 | Pin 2 Atmega168 | 3 | Kolektor 2Q2 | Złącze podłączenia obwodów wejściowych sygnalizacji, Złącze ZONES
| 1 (10) | Wejście obwodu wejściowego №1
| 2 (20) | Wspólny przewód GND wejść 1 i 2
| 3 (30) | Wejście obwodu wejściowego №2
| 4 (40) | Wejście obwodu wejściowego №3
| 5 (50) | Wspólny przewód GND wejść 3 i 4
| 6 (60) | Wejście obwodu wejściowego №4
| Złącze przycisku/przełącznika ,wyjście podłączenia głośnika
| 1 | Głośnik + | 2 | Głośnik - | 3 | Wejście przycisku | 4 | GND przycisku | Złącze dla głównych podłączeń, złącze GENERAL
| 1 (10) | Plus napięcia zasilania 12,6В, аkumulator
| 2 (20) | Minus/GND napięcia zasilania | 3 (30) | Wyprowadzenie przekaźnika CN – wspólny kontakt
| 4 (40) | Wyprowadzenie przekaźnika NC – normalnie zamknięty
| 5 (50) | Wyprowadzenie przekaźnika NO – normalnie otwarty
| 6 (60) | GND; wyjście diody świecącej sygnalizacji systemu (katoda)
| 7 (70) | Odbiornik sygnałów zdalnego sterowania - GND
| 8 (80) | Odbiornik sygnałów zdalnego sterowania - wejście
| 9 (90) | Odbiornik sygnałów zdalnego sterowania - zasilanie
| 10(100) | Wyjście diody świecącej sygnalizacji systemu (anoda)
| Złącze do podłączenia diód sygnalizacyjnych stanu obwodów wejściowych (pętli)
| 1 | Plus 5 V | 2 | Wyjście wskaźnika obwodu wejściowego №4
| 3 | Wyjście wskaźnika obwodu wejściowego №3
| 4 | Wyjście wskaźnika obwodu wejściowego №2
| 5 | Wyjście wskaźnika obwodu wejściowego №1
| 6 | Nie wykorzystany | 7 | GND | Antena modułu GSM | 1 | Antena | Zestaw słuchawkowy modułu GSM | 1 | Mikrofon minus | 2 | Mikrofon plus | 3 | GND | 4 | Urządzenie głośnomówiące plus
| 5 | Urządzenie głośnomówiące minus
| Wejście UART, podłączenie PC | 1 | GND | 2 | Wejście Rx UART | 3 | Wejście Tx UART | Zworka wyłączenia zasilania modułu GSM
| 1-2 | Zasilanie włączone | 2-3 | Zasilanie wyłączone |
Rysunki płytki drukowanej, a także ich ogólny
widok przedstawione są na poniższych rysunkach.

Rysunek 3 – płytka drukowana, strona TOP

Rysunek 4 – Płytka drukowana, strona BOTTOM

Rysunek 5 – Płytka drukowana, widok elementów, strona TOP

Rysunek 6 – Płytka drukowana, widok elementów, strona BOTTOM

Rysunek 7 – Zmontowana płytka drukowana
Programowanie mikrokontrolera.
Do zaprogramowania mikrokontrolera Atmega168,
zastosowanego w urządzeniu, można wykorzystać dowolny programator. Ja
korzystałem z PonyProg, autorstwa Klaudio Lankonelli.
Należy zaprogramować następujące fuse bity:
BODLEVEL0=0 BODLEVEL1=0 BODLEVEL2=1 SUT0=0 CKSEL3...0=1111 Pozostałych fuse
bitów nie należy programować.
Przypominam, że zaprogramowany fuse bit – to logiczne „0”, nie zaprogramowany –
to logiczna „1”. To należy uwzględnić przy wykorzystywaniu innych programatorów.
Przy korzystaniu z USBprog – ustawienie fuse bitów : 0xEF, 0xDC, 0xF9
Firmware można pobrać ze strony
autora.
Blok zasilania
Jeżeli dane urządzenie planuje się wykorzystać
jako alarm samochodowy, automatycznie, blok zasilania jest zbędny. Przy
wykorzystaniu urządzenia w warunkach stacjonarnych niezbędny jest dobrej jakości
blok zasilania z możliwością autonomicznej pracy przez określony czas (tak zwany
UPS), który podczas zaniku napięcia sieciowego zasilanie urządzenie odbywa się z
wbudowanego akumulatora. Można wykorzystać zwykły zasilacz na 12…15V, ale wtedy
nie jest gwarantowane stabilne ładowanie akumulatora, przy skokach napięcia
możliwe jest nawet przeładowanie akumulatora i zagotowanie elektrolitu.
Idealnym rozwiązaniem może być impulsowy zasilacz, ale pod warunkiem, że obiekt
nie jest zbyt „nasycony” aktywnymi czujnikami sygnalizacji (wszelkiego rodzaju
czujnikami ruchu, obecności, objętości), można wykorzystać opisany poniżej blok
transformatorowy. Różni się on od innych: stabilne napięcie 12,7V przy poborze
prądu do 2A. Jest to niezbędne dla podtrzymania pracy akumulatora.
Blok zasilania podłączyć należy do złącza kontroli zasilania sieciowego: OUT_V1
do INP_ADC1, à OUT_V2 – do INP_ADC2. Do wyjścia OUT_12.6V można także podłączyć
aktywne czujniki sygnalizacji. Nie należy zapominać o tym, że sumaryczny
pobierany prąd nie powinien być większy niż 0,5A. Proponuję zamontować
bezpiecznik 1A, aby zapobiec przeciążeniu i uszkodzeniu IC1, IC2.
Zamiast diód D5, D6 można zastosować rezystor, ale należy go obliczyć w ten
sposób, aby na wyjściu bloku zasilania uzyskać napięcie 12,6…12,8V.
Uwaga! Na rysunkach płytki drukowanej brak rezystorów R3, R4 dlatego, że tą
poprawkę wprowadzono później

Rysunek 8 – Schemat ideowy bloku zasilania

Rysunek 9 – Płytka drukowana bloku zasilania

Rysunek 10 - Widok elementów na płytce drukowanej
bloku zasilania
Programowanie funkcji i nastaw urządzenia
Teraz przejdziemy do opisu najbardziej
skomplikowanego i ciekawego - Programowanie podstawowych funkcji systemu
alarmowego. Programowanie odbywa się tylko przy pomocy komputera osobistego. Nie
wiem, jak długie trzeba by wprowadzić "programowe słowo" do zapisu na kartę SIM,
aby zaprogramować około pięćdziesięciu parametrów... Ze względu na skomplikowany
sposób programowania zmuszony byłem "ofiarować" możliwość zaprogramowania innymi
środkami. Do programowania służy program Lite Programmer, najnowszą wersję,
zawsze można pobrać ze strony autora. Podłączanie urządzenia do komputera
wykonuje się przy pomocy dowolnego kabla USB od telefonu komórkowego (wykonanego
na FT232, PL2303, OTi6858 i inne). Kabel należy przygotować, bo wykorzystujemy
tylko RxD, TxD i GND. Tak przygotowany kabel podłączamy do gniazda „PODŁĄCZENIE
PC”.
Kolejność przełączenia urządzenia w tryb
programowania:
1. Nacisnąć przycisk S1, nie krócej niż 2 sekundy i czekać aż dioda 2LED3
przestanie
migać (zwykle nie więcej niż 10 sekund).
2. Odłączyć zasilanie urządzenia.
3. Zworkę zasilania modułu GSM przestawić w położenie „WYŁĄCZONE”
(zewrzeć piny 2 i 3).
4. Zdjąć zworkę JM
5. Podłączyć kabel USB do łączności z komputerem
6. Nawiązać łączność urządzenia z komputerem PC i przeprowadzić programowanie
(opisano niżej)
7. Odłączyć zasilanie urządzenia. 8. Odłączyć kabel USB od urządzenia, założyć
zworkę JM, przestawić zworkę
zasilania modułu GSM w położenie „WŁĄCZONE” (zewrzeć piny 1 i 2).
9. Programowanie zakończone, można włączyć zasilanie urządzenia i korzystać z
urządzenia.
Główne okno programu jest standardowe, bez dodatków i "wodotrysków". Po prawej
stronie okna ustawić port COM, jak również prędkość transmisji danych (w naszym
przypadku - 115200), aby przełączyć urządzenie w tryb programowania, należy
wybrać w okienku "Action" (prawy dolny róg) - "Link" i nacisnąć „Uruchom”. Dioda
1LED1 powinna zaświecić swiatłem ciągłym. Można przystąpić do programowania.

Rysunek 11 – Główne okno programu Lite Programmer
Szczególnych trudności, dla użytkownika, który
chociażby raz w życiu włączył komputer, praca z oprogramowaniem nie powinna
stanowić. Ponadto, wszystko jest opisane szczegółowo we wskazanej wcześniej
Instrukcji Obsługi i Programowania.
W skrócie: ustawić opcje, które są Wam potrzebne, upewnić się, czy w trzeciej
kolumnie pojawił się czerwony napis "Zmiany", w okienku "Action" wybrać
"Programowanie", nacisnąć przycisk "Uruchom", i parametry są programowane..
Jeśli parametr jest zaprogramowany, piąta kolumna pokazuje "zaprogramowany" ,
przy jakimś błędzie program też wyświetli odpowiedni komunikat.
Dodatkowe niuansy programowania
Szczególną uwagę należy zwrócić na proces
programowania, bo od tego zależy prawidłowość pracy całego urządzenia. Jak
pokazało doświadczenie, główny błąd popełniany jest we wpisie numeru telefonu
centrum SMS naszego operatora. Jeśli nie znasz numeru lub nie jesteś pewien, to
lepiej wcale go nie programować. Oprogramowanie systemowe modułu GSM w tym
przypadku samodzielnie wybierze właściwy numer. Również bardzo ostrożnie
postępować podczas ustawiania parametrów zapytania USSD o stan środków
finansowych na koncie operatora, jeśli planujesz go używać.
Istnieją dwa sposoby wyboru. Pierwszy - wybrać odpowiedniego operatora, a
program sam wybierze numer i sumę minimalną, równą dwóm stawkom pobieranym przez
operatora.
Drugi - z rozwijanego menu operatora USSD wybrać punkt TUNE USSD, a następnie w
wyświetlonym formularzu wpisać wymagane parametry: minimalną kwotę, separator
(niektórzy operatorzy stosują różne znaki separacji, na przykład, kropka ,
przecinek, dwukropek).
Program obecnie obsługuje tylko alfabet łaciński podczas wprowadzania tekstu
wiadomości SMS, ponieważ funkcja ta jest obsługiwana przez program
mikrokontrolera. Obecnie trwają prace, aby wprowadzić i obsługę cyrylicy.
Kolejna uwaga na temat programowania. Zamiast programu komputerowego można by z
powodzeniem stosować java-midlet, zaprojektowany specjalnie dla danego systemu.
Wtedy urządzenie podłączało by się do telefonu za pomocą portu podczerwieni lub
zwykłego złącza do przesyłu danych. Ci, którzy wezmą się za napisanie takiego
midletu otrzymają wszystkie protokoły i tablice programowania (całkowicie
bezpłatnie). E-mail:
ddn-research@yandex.ru
Skrócony podręcznik obsługi
Przed zainstalowaniem karty SIM do urządzenia
alarmowego należy ją wcześniej odpowiednio „przygotować”, a konkretnie: wyłączyć
hasło. Zaleca się stosować kartę SIM tego samego operatora sieci komórkowej, co
i telefon administratora systemu alarmowego. Prawdopodobieństwo dostarczenia
wiadomości SMS znacznie wzrośnie. Po włączeniu zasilania urządzenia i jego
uruchomieniu rozlegnie się długi sygnał dźwiękowy z wewnętrznego głośnika,
następnie rozpocznie się nawiązywanie łączności z modułem GSM, po zakończeniu
której rozlegną się trzy krótkie sygnały dźwiękowe. Urządzenie jest gotowe do
użytku. Dalej będzie opis wykorzystania urządzenia w roli systemu alarmowego do
ochrony pomieszczeń domów i innych lokali. Aby korzystać z urządzenia jako
alarmu samochodowego lub innych funkcji, w pierwszej kolejności należy
zastosować inny firmware mikrokontrolera, a to wychodzi poza ramy tego artykułu.
Jest to temat kolejnych publikacji.
Aby aktywować urządzenie (włączyć ochronę) należy zamknąć przełącznik KEY_S.
Nawiasem mówiąc, zamiast tego przełącznika można zastosować dowolną klawiaturę
ze zwiernymi kontaktami, np. Satel SW02.
Następnie urządzenie zacznie odliczać czas niezbędny (zaprogramowany) na
wyjście, w ciągu którego należy opuścić ochraniany obiekt.
Jeżeli po upływie czasu niezbędnego na wyjście wszystkie obwody wejściowe
(pętle) są poprawnie zainstalowane, urządzenie przechodzi w tryb ochrony.
W wypadku, gdy po upływie czasu niezbędnego na wyjście, chociażby jeden z
obwodów wejściowych jest otwarty lub zwarty, urządzenie emituje przerywany
sygnał dźwiękowy przez 100 – 140 sekund, wysyłając wiadomość SMS, o nie
włączeniu ochrony obiektu, na pierwszy numer telefonu (jeżeli zaprogramowano),
po czym urządzenie przechodzi w tryb alarmowy z przesyłką wszystkich wiadomości
i telefonów.
Można także aktywować urządzenie dzwoniąc z pierwszego zaprogramowanego numeru
telefonu lub wysyłając wiadomość SMS z tekstem „START” z tego samego numeru
telefonu.
Należy pamiętać, że w danej wersji urządzenia nie zaleca się równoczesnego
stosowania przy aktywacji urządzenia „tajnego” przełącznika i funkcji GSM, aby
uniknąć wzajemnych zakłóceń. Przy równoczesnym stosowaniu, priorytet ma
przełącznik, funkcje GSM nie będą działały!
W trybie ochrony urządzenie bez przerwy monitoruje stan wszystkich obwodów
wejściowych sygnalizacji, a także stan modułu GSM. Jeśli nastąpi naruszenie
obwodu wejściowego sygnalizacji, wysyłana jest wiadomość SMS i wykonywane jest
wybieranie połączenia telefonicznego zgodnie z kartą programowania. Wybieranie
połączenia telefonicznego trwa do momentu podniesienia słuchawki przez abonenta,
ale nie dłużej niż 8 razy. Także w trybie ochrony monitorowane jest zasilanie
sieciowe 230V i akumulatora rezerwowego źródła zasilania. Wtedy, przy każdym
zaniku napięcia 230V, a następnie jego powrocie następuje wysłanie odpowiedniej
wiadomości SMS (tą funkcję można wyłączyć przy programowaniu).
W celu dezaktywacji urządzenia (wyłączenia ochrony) należy otworzyć obiekt i w
ciągu czasu niezbędnego na wejście rozłączyć kontakty przełącznika KEY_S. Jeżeli
tego się nie wykona, urządzenie przejdzie w tryb alarmu. Urządzenie można
dezaktywować przed otwarciem obiektu, dzwoniąc z pierwszego telefonu lub wysłać
wiadomość SMS „STOP”.
W dyżurnym trybie urządzenie również monitoruje stan obwodów wejściowych
sygnalizacji, a także modułu GSM. W przypadku utraty połączenia z modułem GSM
lub utracie sieci co 2-4 minuty słychać pięć krótkich sygnałów dźwiękowych.
Również co 30-40 minut sprawdzany jest stan konta numeru karty SIM. Przy braku
środków rozlega się 10 krótkich sygnałów dźwiękowych („trel”) i wysyłana jest
wiadomość SMS („NO MONEY”) na pierwszy numer telefonu.
Poniższa tabela pokazuje wiadomości tekstowe SMS, które mogą być wysyłane przez
urządzenie w wypadku niektórych zdarzeń (gdy wyłączona była funkcja wysyłania w
czasie programowania, dane nie będą wysyłane):
Tekst SMS
| Opis
| Uwagi
|
---|
Stop guard!
| Potwierdzenie dezaktywacji – wyłączenia ochrony
| Tryb dużurny | POWER OFF!!!
| Uszkodzenie lub zanik napięcia sieciowego 230V
| Tylko w trybie ochrony | Power ON
| Powrót napięcia sieciowego 230V(po zaniku)
| ALL POWERS OFF!!!
| Wszystkie napięcia zasilające niżej normy. Po pewnym czasie urządzenie przejdzie w tryb uśpienia.
| We wszystkich trybach pracy | Start after sleeping
| Wznowienie pracy urządzenia po awarii zasilania
| NO MONEY!!!
| Minimalna suma środków na rachunku. Należy uzupełnić rachunek!
|
Urządzenie to ma wielki potencjał w sensie
doskonalenia i modernizacji, może być stosowane nie tylko jako system alarmowy,
ale także jako dowolne urządzenie do zbierania-przekazywania danych,
konfigurując program mikrokontrolera dla każdego, konkretnego przypadku.
Zakończenie
Autor wykonał dziesiątki egzemplarzy opisanego
urządzenia, reklamacji praktycznie nie było, było kilka skarg na trudności
podczas pracy z urządzeniem, dotyczących programowania. Ale po wnikliwym
przeczytaniu instrukcji trudności same ustąpiły.
Ponadto, do tej pory opracowane były i opisane dodatkowe elementy urządzenia:
sterowanie klawiaturą, pilot zdalnego sterowania na promienie podczerwone,
odbiornik pastylek TouchMemory. Urządzenia te mają oryginalny protokół odbioru i
transmisji danych, nie kompatybilny ze wszystkimi istniejącymi protokołami w
danym czasie, co zwiększa bezpieczeństwo wykorzystania urządzenia. Opracowano
dekoder kodu DTMF, jednocześnie z nim dodano cztery dodatkowe pętle alarmowe i
czujnik otwarcia urządzenia (sabotażu). Ale to temat kolejnych publikacji ...
Firmware mikrokontrolera, plik z płytką drukowaną i program Lite Programmer
można pobrać ze strony autora:
http://ddn.radioliga.com/
|