• Взяти до себе:

  • Партнери

  • « | Головна | »

    Датчик диму з радіоінтерфейсом

    Автор: admin | February 6, 2010

    В цій статті описаний датчик диму з радіо інтерфейсом на основі елементної бази фірми Motorola.

    Термін роботи датчика диму при живленні від стандартної батареї 9-вольта місткістю 400 мА-год складає не менш одного року. Радіоінтерфейс може використовувати два дозволених частотних діапазону: 434 або 315 Мгц.
    Доступні наступні типи модуляції: FSK (Frequency Shift Keying – частотна маніпуляція щодо несучої) і OOK (On/Off Keying – амплітудна модуляція), які апаратно задаються в датчику диму.
    Вихідна потужність радіопередавача у датчику диму апаратно регулюється у межах від -20 до 10 дБм, чутливість приймального модуля складає -105 дБм.
    Швидкість передачі інформації вибирається програмно на етапі завдання ідентифікатора і номеру датчика, і варіюється у межах від 1.11 кбіт/с.

    Для забезпечення вільних тимчасових інтервалів у ефірі і запобігання колізіям при передачі даних в системі застосовано тимчасове розділення.

    На малюнку приведена блок схема датчика диму з радіоінтерфейсом.

    Блок схема датчика диму з радіоінтерфейсом

    Блок схема датчика диму з радіоінтерфейсом

    Апаратні засоби датчика можна розділити на три функціональних блоки.

    Основним елементом блоку датчика диму є інтегральна схема датчика диму MC145010/12 компанії Motorola. Мікросхема використовує ефект оптичного розсіяння світлового потоку продуктами горіння при певній концентрації частинок усередині димової камери.

    Крім опитування димової камери на наявність диму, мікросхема здійснює моніторинг напруги живлення і відстежує зміну чутливості димової камери.
    Локальна індикація режимів роботи здійснюється вбудованою звуковою сигналізацією і світлодіодом.

    Схема тестування дозволяє перевіряти працездатність датчика за допомогою натиснення і утримання кнопки, виведеної на його корпус
    що імітує задимлення камери.

    Живлення мікросхеми власне датчика диму і його периферії здійснюється від 9-В батареї, у той час як блок інтерфейсу працює при живленні +2,5 В. Для сполучення функціональних блоків датчика задіяна схема перетворення рівнів напруги.

    Як основний елемент радіоінтерфейсу використовується мікроконтролер (МК ) MC68HC908RF2 з інтегрованим у корпус радіопередавачем. Функції МК – обробка сигналів про наявність задимлення в камері про зниження напруги живлення і зміні чутливості
    камери, що поступають з виходів мікросхеми датчика диму і обслуговування протоколу передачі даних по радіоканалу.

    Програмно здійснюються:

    – захист від помилкових інформаційних сигналів, що поступають з мікросхеми датчика диму;
    – тимчасове розділення (з індивідуальними затримками) між сеансами зв’язку, залежними від номера датчика, що гарантує відсутність інтерференції з іншими датчиками системи і вирівнювання термінів служби батарей датчиків при роботі у черговому режимі;
    – виключення одночасної передачі інформації про задимлення
    при виявленні пожежі відразу декількома датчиками системи;
    – перешкодостійке кодування передавальної інформації;
    – енергозберігаючі алгоритми і функції.

    Датчик диму працює в трьох режимах.

    Черговий режим припускає мінімальне енергоспоживання.
    Кожні 8 секунд датчик опитує димову камеру на наявність локального задимлення; кожні 32 секунди перевіряються рівень напруги живлення і чутливість камери і здійснюється локальна і віддалена індикація стану. Локальна індикація проводиться одноразовим включенням світлодіода кожні 32 сек.

    У міру розряду батареї, при зниженні напруги нижче порогу у 7±0,5 В, датчик починає видавати короткочасний звуковий сигнал «РОЗРЯД БАТАРЕЇ» одночасно з включенням светодіодного індикатора кожні 32 з. Це відбувається в перебіг мінімум одного тижня.

    У час експлуатації датчика можливе зниження чутливості димової камери. При зменшенні чутливості, а також при несправностях електронної схеми, датчик видає кожні 32 з короткочасний звуковий сигнал «НЕСПРАВНІСТЬ», не співпадаючий по часу з включенням оптичного індикатора, також протягом одного тижня.

    Віддалена індикація зводиться до передачі інформації про стан датчика через радіо інтерфейс не меншого 4 разів на годину.

    Режими зниження рівня напруги і чутливості камери не є критичними і не вимагають миттєвої активізації радіопередачі і, отже, дана інформація передається в приймальний-контрольний модуль при кожному штатному сеансі зв’язку.

    При виявленні локального задимлення датчик переходить в режим
    «ПОЖЕЖА», включає переривистий звуковий сигнал «ТРИВОГА» одночасно з включенням оптичного індикатора не рідше за один раз в секунду.

    Опитування димової камери проводиться кожні 8 секунд. Інформація про полягання датчика в режимі «ПОЖЕЖА» передається віддаленому приймальному модулю не рідше за один раз за 90 сек. Датчик знаходиться в даному режимі до тих пір, поки в камері є задимлення.

    При активації схеми перевірки працездатності датчика відбувається імітація режиму локального задимлення на час натиснення кнопки на корпусі датчика. Отже, опис роботи датчика в режимі «ПОЖЕЖА» застосовано і в даному випадку.

    Використання батареї в якості автономного джерела живлення дозволило відмовитися від проводів, але поставило завдання забезпечення терміну роботи датчика від однієї батареї на проміжку часу мінімум 1 року. Рішення даної проблеми здійснюється на апаратному і програмному рівнях.

    По-перше основна вимога до апаратної частини датчика – мінімальне
    споживання електроенергії всіма частинами схеми в неактивному режимі.

    По-друге, мінімізація споживання під час активної фази роботи окремих частин датчика.

    По-третє скорочення тривалості активних фаз кожного елементу датчика.

    По-четверте апаратна і програмна реалізації «сплячого» і активного
    режимів.

    По-п’яте, що повністю відключаються модуль радіопередавача і
    схема підсилення.
    В результаті, вдалося добитися зниження 30 мкА струму, споживаного датчиком в черговому режимі, при номінальній напрузі живлення.

    Використання мікроконтролера визначає наявність інтерфейсу програмування і відладки. З цією метою було розроблено два варіанти програмування, що зажадали як додаткової схемотехніки безпосередньо у датчику диму, так і окремих апаратних засобів. Перший варіант визначає використання плати інтерфейсу MON08 і припускає наявність комп’ютера і певних навиків програмування мікроконтролерів. Варіант зручний в процесі виробництва і вихідного контролю датчиків диму але при наладці системи на об’єкті його реалізація скрутна.

    Другий варіант для програмування датчика диму припускає використовувати сам приймально-контрольний модуль, основними функціями якого є:

    В статті використані матеріали журналу «Электронные компоненты» №9’ 2003

    google.com bobrdobr.ru del.icio.us technorati.com linkstore.ru news2.ru rumarkz.ru memori.ru moemesto.ru

    Теми: Пожежні сигналізації | Нема коментарів »

    Коментарі