Kodowane cyfrowo wejścia parametryczne do centrali alarmowej
P R O J E K T Y
Kodowane cyfrowo
wejścia parametryczne
do centrali alarmowej
kit AVT-819
Układy słułące
zabezpieczaniu naszego mienia
przed włamywaczami zawsze
cieszyły si� ogromnym
zainteresowaniem Czytelnik�w
Elektroniki Praktycznej. Nic
w tym dziwnego: łyjemy
w �ciekawych czasach�
i wszelkie działania mające
na celu popraw� naszego
poczucia bezpiecze�stwa mają
i jeszcze długo b�dą miały
Zawsze zach�całem moich Czy- liwianiem system�w alarmowych
gł�bokie uzasadnienie.
telnik�w do samodzielnej budowy projektowanych przez ich uczci-
Z tego właśnie powodu
system�w alarmowych i ich cz�ści wych koleg�w. Dlatego teł kałdy
powstało prezentowane
składowych. Musimy pozbyĘ si� system alarmowy jest tylko bardzo
w artykule urządzenie.
jakichkolwiek kompleks�w wobec powałnym utrudnieniem dla dob-
renomowanych producent�w rze wyposałonego złodzieja, a nie
i wyspecjalizowanych firm zajmu- barierą nie do pokonania.
jących si� instalowaniem syste- Kałdy system alarmowy, obo-
m�w alarmowych. Pami�tajmy, łe j�tne czy zbudowany przez pro-
pierwszymi osobami kupującymi fesjonalist�w czy amator�w musi
nowy model centrali alarmowej posiadaĘ sw�j �m�zg�, czyli cen-
czy czujnika są najcz�ściej nie tral�. Centrala musi przyjmowaĘ
ludzie uczciwi, ale ci dla kt�rych informacje od dołączonych do
system alarmowy mołe staĘ si� niej czujnik�w alarmowych i po-
w najbliłszej przyszłości pował- dejmowaĘ decyzje o ewentualnym
nym �utrudnieniem w pracy�. Pa- uruchomieniu układ�w wykonaw-
mi�tajmy, łe niejednokrotnie spryt- czych, tj. sygnalizator�w akus-
nie zainstalowany i ukryty prze- tycznych i optycznych. Stopie�
łącznik mołe byĘ wi�kszą prze- �inteligencji� centrali mołe byĘ
szkodą dla złodzieja nił kosztujący r�łny: od bardzo prostych (i
majątek system alarmowy zainsta- tanich) układ�w, do wyspecjalizo-
lowany przez wyspecjalizowaną, wanych system�w mikroproceso-
ale przez to zrutynizowaną firm�. rowych i komputerowych. Kałda
Postawmy jednak jasno pewną centrala jest wyposałona z zasady
spraw�. Całkowicie niezawodny w co najmniej jedno wejście, na
system alarmowy nie istnieje, po- kt�rym powstanie kryterium alar-
dobnie jak nie istnieje pancerz, mu powoduje uruchomienie ukła-
kt�rego nie przebije ładen pocisk. d�w wykonawczych z pewnym,
To smutne, ale nie wszyscy elek- regulowanym op��nieniem i takłe
tronicy są uczciwymi lud�mi i jest w co najmniej jedno (najcz�ściej
publiczną tajemnicą, łe nieliczni kilka) wejście o działaniu natych-
z nich przeszli na drugą stron� miastowym. Wejścia te reagują
�frontu� i zajmują si� unieszkod- najcz�ściej na rozwarcie lub rza-
Elektronika Praktyczna 11/99
71
Kodowane cyfrowo wejścia parametryczne do centrali alarmowej
Opis działania układu
Tab. 1. Dane techniczne układu HT6150.
Schemat elektryczny propono-
Parametr Min. Typ. Maks.
wanego układu pokazano na rys.
Napięcie zasilania 2,4VDC - 12VDC
2. Łatwo zauwałyĘ, łe centralnymi
Prąd zasilania w stanie STAND-BY0,1�A1�A
punktami układu, jego podw�jnym
Prąd zasilania podczas pracy (zasilanie 5V) 250�A 500�A
sercem są dwa układy scalone
Prąd zasilania podczas pracy (zasilanie 12V) 600�A 1200�A
firmy HOLTEK typu HT6150.
Maksymalny prąd wyjść 4mA
Jest to jednoukładowy koder -
Częstotliwość pracy oscylatora 100kHz dekoder zrealizowany w technice
CMOS LSI, przeznaczony do pra-
dziej na zwarcie dołączonego do lą alarmową posiadającą maksy- cy w systemach zdalnego sterowa-
nich obwodu elektrycznego. Jest malnie osiem wejśĘ o dowolnym nia, głownie w układach alarmo-
to rozwiązanie najprostsze, lecz trybie pracy. Mogą to byĘ wejścia wych. Przy pracy jako koder
taka centralka mołe byĘ stosun- działające z op��nieniem lub re- układ emituje 15-bitowy kod, za-
kowo łatwo �oszukana� przez agujące natychmiast na kryterium lełny od ustawienia wejśĘ adre-
amator�w cudzej własności. Prze- powstania alarmu, a takłe linie sowych. W trybie pracy dekodera
ci�cie lub zwarcie w odpowied- antysabotałowe. Urządzenie mołe układ por�wnuje otrzymany kod
nim miejscu przewod�w prowa- byĘ zasilane dowolnym napi�ciem z ustawieniem własnych wejśĘ ad-
dzących do czujnik�w mołe na- stałym z przedziału 7..16VDC, nie- resowych. Jełeli dwa kolejne po-
tychmiast unieszkodliwiĘ nasz koniecznie stabilizowanym. r�wnania wypadną pozytywnie, to
system alarmowy. Dlatego teł Na zako�czenie wst�pu zosta- układ reaguje na ten fakt zmianą
w bardziej nowoczesnych central- wiłem sobie i Wam, drodzy Czy- stanu dw�ch ze swoich wyjśĘ:
kach stosowane są tzw. wejścia telnicy prawdziwy �deser�. Ot�ł - Po odebraniu prawidłowej trans-
parametryczne, najcz�ściej rezys- proponowany układ mołe słułyĘ misji stan wyjścia VT (ang.
tancyjne. Na rys. 1 pokazano trzy nie tylko do ochrony linii sygna- Valid Transmission) zmienia si�
typy wejśĘ centrali alarmowej: łowych central alarmowych przed z niskiego na wysoki.
dwa om�wione wyłej i trzecie, sabotałem i pr�bami unieszkodli- - Po odebraniu kałdej kolejnej
kt�rego budow� dzisiaj chciałbym wienia systemu alarmowego. prawidłowej transmisji stan wy-
zaproponowaĘ. Umołliwia on takłe włączenie do jścia TGO (ang. Toggle Output)
�Oszukanie� centrali wyposa- systemu alarmowego praktycznie zmienia si� naprzemiennie.
łonej w wejścia pierwszego typu dowolnej liczby dodatkowych ak- Zastosowanie technologii
jest sprawą dziecinnie prostą. tywnych tor�w podczerwieni, zbu- CMOS pozwoliło na znaczące
Analogowe wejścia parametryczne dowanych w prosty spos�b, z wy- ograniczenie poboru prądu. Do
są pewnym utrudnieniem dla zło- korzystaniem tanich i łatwo do- prawidłowego działania układ
dzieja - fachowca, ale i te mołna st�pnych element�w. Aktywne to- HT6150 potrzebuje zaledwie jed-
stosunkowo łatwo unieszkodliwiĘ. ry podczerwieni wyszły ostatnio nego elementu zewn�trznego -
Podnieśmy zatem poprzeczk� trud- troch� z ułycia, wyparte przez rezystora, i to rezystora o toleran-
ności wyłej i zbudujmy układ, czujniki pasywne. Gł�wną przy- cji 5%.
w kt�rym zakodowany sygnał wy- czyną cz�ściowego zaniechania Podstawowe parametry tech-
syłany z centrali alarmowej prze- ich stosowania była łatwośĘ ich niczne układu HT6150 zawarto
chodzi przez dowolną liczb� czuj- �oszukania� przez wprowadzenie w tab. 1.
nik�w alarmowych i wraca w nie- w tor podczerwieni dodatkowego Jeden z układ�w HT6150 - IC4
zmienionej postaci do centrali. �r�dła sygnału. Teraz jednak b�- pracuje w układzie kodera wysyła-
Jakakolwiek zmiana kodu, nie dziemy mieli do czynienia z syg- jąc dane zgodne z sekwencją sta-
m�wiąc juł o przerwaniu obwodu nałem szyfrowanym kodem dyna- n�w logicznych na wejściach ad-
spowoduje natychmiastowe włą- micznym i taka operacja b�dzie resowych na wejście multipleksera-
czenie systemu alarmowego. praktycznie niemołliwa. demultipleksera cyfrowo analogo-
Jednak doświadczenie m�wi
nam, łe zastosowanie stałego ko-
du jest tylko cz�ściowym rozwią-
zaniem problemu zabezpieczenia
linii sygnałowej centrali. Podnie-
śmy zatem poprzeczk� jeszcze
wyłej i zastosujmy w naszym
układzie kod dynamiczny, w kt�-
rym przesyłana liniami sygnało-
wymi informacja b�dzie ustawicz-
nie zmieniana, i to w spos�b lo-
sowy. Wi�cej, w kałdym torze
kod transmisji b�dzie inny, co
uniemołliwi jakiekolwiek mani-
pulacje związane z łączeniem ze
sobą linii sygnałowych.
Układ jest przystosowany do
pracy z praktycznie kałdą centra-
Rys. 1. Sposób dołączania wyjść czujników do wejść centrali.
Elektronika Praktyczna 11/99
72
Kodowane cyfrowo wejścia parametryczne do centrali alarmowej
Rys. 2. Schemat elektryczny urządzenia.
Elektronika Praktyczna 11/99
73
Kodowane cyfrowo wejścia parametryczne do centrali alarmowej
Rys. 3. Schemat elektryczny bezprzewodowego toru transmisyjnego.
wego typu 4051 - IC6. Wejścia Wszystkie wyjścia licznika IC2 te). A zatem, sygnał wysłany z ko-
adresowe tego układu dołączone są dołączone są do wejśĘ adreso- dera przechodzi przez multiplekser
do trzech najmłodszych wyjśĘ licz- wych pami�ci EPROM 2764 - IC1, IC6 i właściwy bufor wyjściowy do
nika binarnego IC2 - 4040, tak wi�c w kt�rej zapisane zostało 8192 jednego z wyjśĘ układu, nast�pnie
wraz ze zmianami stanu tego licz- liczb losowych. Tak wi�c kałda przechodzi przez normalnie zwarte
nika dane wysyłane są do kolej- kolejna grupa kod�w generowa- styki czujnik�w alarmowych i po-
nych wyjśĘ multipleksera, a stam- nych przez IC4 i wysyłanych na wraca do jednego z wejśĘ układu.
tąd za pośrednictwem bufor�w zbu- jedno z wyjśĘ układu określona Nast�pnie zakodowany sygnał kie-
dowanych na układzie ULN2803 - jest inną, przypadkową sekwencją rowany jest do demultipleksera
IC15 do wyjśĘ OUTA..OUTH. stan�w logicznych na wejściach IC7, adresowanego symultanicznie
Na wejście zegarowe licznika adresowych kodera. z multiplekserem IC6 i dociera do
IC2 podawany jest ciąg impuls�w Linie sygnałowe systemu alar- dekodera IC5. Zauwałmy, łe we-
prostokątnych generowanych przez mowego włączone są pomi�dzy jścia adresowego dekodera połączo-
prosty multiwibrator zbudowany na wyjścia OUTA..OUTH a wejścia ne są r�wnolegle z wejściami ad-
bramce IC3A. Cz�stotliwośĘ pracy INA..INH naszego układu, przy resowymi kodera, co sprawia łe
tego generatora została dobrana tak, czym zakładamy, łe wszystkie czuj- podczas kałdej kolejnej transmisji
łe podczas jednego jej okresu niki alarmowe dołączone do tych przesyłane kody są identyczne i na
koder IC4 wykonuje przynajmniej linii wyposałone są w styki pracu- wyjściu VT IC5 pojawia si� stan
trzy kolejne transmisje danych. jące w trybie NC (normalnie zwar- wysoki. Nie odebranie lub odebra-
nie niewłaściwego kodu spowoduje
nie wystąpienie tego stanu na
Tab. 2. Funkcje wyprowadzeń układu
HT6150.
Pin Opis funkcji
A1..A14 Wejścia adresowe służące
ustawianiu kodu transmisji
STATUS Wskaz
nik aktywności dekodera,
aktywny stan wysoki
RESET Zerowanie wyjścia TGO
(naprzemiennego)
DIN Szeregowe wejście danych
DOUT Szeregowe wyjście danych
VT Wskaz
nik odebrania poprawnej
transmisji, aktywny stan wysoki
TGO Naprzemienne wyjście wskaz
nika
odebrania poprawnej transmisji
(kolejne odebrania prawidłowego
kodu zmieniają jego stan na
przeciwny)
TE Wejście ustawiania trybu pracy
(High  koder, Low  dekoder)
OSC1 Wejście dołączenia rezystora
zewnętrznego
OSC2 Wejście dołączenia rezystora
zewnętrznego
VSS Masa zasilania
VDD Dodatni biegun zasilania
Rys. 4. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej.
Elektronika Praktyczna 11/99
74
Kodowane cyfrowo wejścia parametryczne do centrali alarmowej
symalnej ilości wejśĘ r�w-
WYKAZ ELEMENTÓW
nej 8. Jełeli jednak cen-
Rezystory
trala posiada mniejszą
RP1: R-pack SIL 1..10k&!
liczb� wejśĘ, to zb�dne
R1: 5,6M&!
wejścia i wyjścia naszego
R2: 10k&!
układu łączymy ze sobą
R3, R4: 390k&!
zworami.
R5..R12: 330&!
Przejd�my teraz do
Rys. 5. Rozmieszczenie elementów na płytce
drukowanej toru bezprzewodowego. obiecanego �deseru� czyli Kondensatory
do układ�w rozszerzają- C1: 470nF
wyjściu VT podczas jednej z trans- cych mołliwości opisanego wyłej
C2: 1000�F/10
misji danych. urządzenia.
C5, C3: 100nF
A wi�c wiemy juł w jaki spo- Na rys. 3 pokazano schemat
C4: 220�F
s�b nasz układ sprawdza stan prostego nadajnika i odbiornika,
Półprzewodniki
nadzorowanych przez siebie linii kt�re mołemy włączyĘ szeregowo
D1..D16: 1N4148 lub odpowiednik
i łe potrafi wykryĘ pr�by �oszu- w dowolną z linii sygnałowych
IC1: zaprogramowany EPROM
kania� go przez podanie na linie naszego układu. Połączenie takie
2764
sygnałowe niewłaściwego kodu. mołemy zastosowaĘ w dw�ch
IC2: 4040
Nie wiemy jednak jeszcze w jaki przypadkach: jełeli przeprowadze-
IC3: 4093
spos�b zostanie o tym �poinfor- nie przewodu sygnałowego jest
IC4, IC5: HT6150
mowana� centrala alarmowa, kt�- z jakichś powod�w utrudnione lub
IC6, IC7, IC8: 4051
rej wejścia NC dołączone są do niemołliwe i jełeli chcemy dobu-
IC9, IC10, IC11, IC12: 4520
wyjśĘ A..H naszego układu. dowaĘ do systemu alarmowego
IC13:: 4069
Zwr�Ęmy teraz uwag� na trzeci, dodatkowy aktywny tor podczer-
IC14, IC15: ULN2803
adresowany identycznie jak dwa wieni. Aktywne tory podczerwie-
IC16: 7805
poprzednie multiplekser - IC8. ni posiadają liczne zalety w po-
Różne
Jego wejście zostało dołączone do r�wnaniu z czujnikami pasywny-
CON1..CON8: ARK3 (3,5 mm)
wyjścia VT, sygnalizującego sta- mi, a w przypadku naszego ukła-
CON10, CON9: ARK2 (3,5 mm)
nem wysokim odebranie popra- du, kiedy to przesyłana takim
wnej transmisji natomiast osiem torem informacja jest szyfrowana
wejśĘ połączonych jest z wejściami kodem dynamicznym mogą stano- zawierająca 8192 losowych liczb.
zerującymi ośmiu licznik�w binar- wiĘ trudną do sforsowania dla Dla Czytelnik�w, kt�rzy z takich
nych IC9..IC12. Wejścia zegarowe włamywacza barier�. czy innych przyczyn chcieliby za-
licznik�w 4520 zostały dołączone Poniewał układ ten jest jedy- programowaĘ pami�Ę samodzielnie,
do generatora IC3A i liczniki usta- nie dodatkiem do projektu b�dą- podaj� dwa proste sposoby otrzy-
wicznie zliczają wytwarzane przez cego gł�wnym tematem tego ar- mania potrzebnej ilości liczb loso-
ten impulsy. Poniewał jednak na tykułu, nie przewiduje si� wdro- wych. Pierwszą metodą jest napi-
ich wejścia zerujące podawany jest łenia do produkcji kitu z elemen- sane prostego programu w dowol-
cyklicznie stan wysoki, liczniki tami potrzebnymi do jego wyko- nym j�zyku wysokiego poziomu. Ja
nigdy �nie zdąłą� doliczyĘ do nania. W ofercie handlowej AVT posłułyłem si� j�zykiem BASIC,
liczby wi�kszej od 0111(BIN) na ich znajdują si� płytki obwod�w dru- pisząc nast�pujący programik:
wejściach Q3 utrzymuje si� stale kowanych nadajnika i odbiornika
stan niski, negowany nast�pnie aktywnego toru podczerwieni. 'Programowy generator liczb losowych
przez inwertery IC13 i dwie bram- 'do zapisania w EPROMie
ki IC3C i IC3D. W konsekwencji Montał i uruchomienie 'Zapisuje on w pliku wynikowym 8192
tranzystory zawarte w strukturze Na rys. 4 pokazano rozmiesz- 'liczb losowych
układu scalonego IC14 przewodzą, czenie element�w na płytce dru- OPEN  RANDOM.TXT FOR OUTPUT AS 1
zwierając wejścia centrali alarmo- kowanej urządzenia. Mozaik� ście- FOR R = 1 TO 8192
wej do masy. łek płytki obwodu drukowanego X = INT(RND(1) * 255)
Jełeli jednak z jakichkolwiek wykonanego na laminacie dwu- PRINT #1, X;
przyczyn transmisja w jednym stronnym z metalizacją znajdzie- NEXT R
z tor�w nie zostanie odebrana, cie na wkładce wewnątrz numeru. CLOSE 1
lub zostanie odebrany fałszywy Montał układu wykonujemy
kod, to jeden z licznik�w przesta- w typowy spos�b, rozpoczynając Otrzymany w wyniku działania
nie byĘ zerowany i po pewnym od element�w o najmniejszych ga- programu plik tekstowy poddaje-
czasie na jego wyjściu Q3 pojawi barytach, a ko�cząc na wlutowaniu my nast�pnie konwersji na postaĘ
si� stan wysoki. Konsekwencją w płytk� kondensator�w elektroli- czytelną dla programatora EPROM
tego faktu b�dzie zaprzestanie tycznych i stabilizatora napi�cia i programujemy pami�Ę przezna-
przewodzenia jednego z tranzysto- IC16. Układ zmontowany ze spraw- czoną do pracy w naszym ukła-
r�w w układzie IC14 i �zawiado- dzonych element�w nie wymaga dzie.
mienie� centrali alarmowej, łe jakiejkolwiek regulacji i �odpala� Na rys. 5 przedstawiono mo-
w jednym z strzełonych tor�w natychmiast po włołeniu kostek zaik� ściełek płytek drukowanych
dzieje si� coś niedobrego. w podstawki i dołączeniu zasilania. układu nadajnika i odbiornika ak-
Układ mołe wsp�łpracowaĘ W kicie znajdowaĘ si� b�dzie tywnego toru podczerwieni.
z centralami alarmowymi o mak- zaprogramowana pami�Ę EPROM Zbigniew Raabe, AVT
Elektronika Praktyczna 11/99
75