Глава 2. Первый проект:

контроллер сигнализации

Основные цели этой главы:

• ознакомить читателя с основными этапами разработки контроллера и максимально быстро обучить приемам работы в среде разработки программ для микроконтроллеров AVR Studio 4.08;

• разобраться с организацией и работой портов ввода/вывода;

• понять принцип работы аппаратных прерываний микроконтроллера;

• пройти этапы разработки контроллера от схемы до отладки программы.

Разработка простого устройства сигнализации, подходящего для защиты помещений от вторжения, - удобный пример, не перенасыщенный техническими деталями.

2Л. Постановка задачи

Пусть требуется изготовить простой контроллер сигнализации, работающей в следующих режимах:

• ожидание;

• вторжение;

• штатное отпирание двери;

• отпирание изнутри.

2.1.1. Устройства, подключаемые к контроллеру, и параметры входных и выходных сигналов

Питание сигнализации производится от автомобильного аккумулятора (4-12 В). Аккумулятор подзаряжается от сети переменного тока через зарядное устройство, которое здесь не рассматривается. Исполнительные устройства сигнализации питаются непосредственно от аккумулятора.

На дверь устанавливается кнопка. При запертой двери кнопка нажата, а ее контакты разомкнуты, при отпирании двери или взломе контакты замкнуты.

Контроллер должен управлять электрическим замком. Открывание производится подачей на соленоид замка напряжения +12 В. При отсутствии напряжения на соленоиде замок запирается автоматически под действием пружинного механизма.

Пара контактов кодового устройства замыкается на короткое время после того, как кнопки устройства нажаты в определенной последовательности.

При нажатии кнопки открывания замка внутри помещения замок открывается без ввода кода.

Для сигнализации используется светодиод на удаленном пульте, а также сирена. Для включения сирены на нее должна быть подана импульсная последовательность, частота повторения импульсов 1 кГц, амплитуда импульсов 12 В.

При отказе или разрядке аккумулятора замок открывается изнутри вручную, сирена и светодиод не включатся, так как питания на них не будет

2.1.2. Логика работы контроллера

Режим ожидания

В этом режиме контакты кнопки, установленной на двери, замкнуты, контакты кодового устройства разомкнуты, сирена и светодиод выключены, ток через соленоид замка протекать не должен.

Режим вторжения

При взломе двери контакты кнопки, установленной на двери, замкнуты. Если предшествующего замыкания контактов кодового устройства не бьио, это должно вызвать включение сирены и светодиода на удаленном пульте. Сирена должна работать в прерывистом режиме: продолжительность звука и продолжительность пауз равны и должны составлять 0.5 с. Выключение сирены и светодиода должно производиться внутри помещения отдельной кнопкой, расположенной на плате контроллера.

Режим штатного отпирания двери

После ввода кода в правильной последовательности кратковременно замыкается пара контактов кодового устройства, к соленоиду замка должно быть приложено напряжение 12 В в течение 2 с, замок отопрется. Если дверь после этого будет открыта, замыкание контактов кнопки, установленной на двери, не приведет к срабатыванию сирены и светодиода.

Режим отпирания двери изнутри

При замыкании контактов кнопки отпирания изнутри к соленоиду замка должно быть приложено в течение 2 с напряжение 12 В, замок отопрется. Если дверь после этого будет открыта, замыкание контактов кнопки, установленной на двери, не приведет к срабатыванию сирены и свето-диода.

2.1.3. Схема сигаализации

НаРис. 1 приведенасхема, удовлетворяющая перечисленным условиям.

Контроллер

Аккумулятор

47.0(25

47.0 (16 В)

Рис. 1. Схема контроллера сигнализации

ЬСнопка SA1 установлена на двери, кнопка SA2 представляет пару контактов в кодовом устройстве, кнопка SA3 установлена внутри помещения. Положение контактов всех трех кнопок на схеме соответствует режиму ожидания (дверь заперта).