Усилительно-коммутационное устройство оповещения

Усилительно-коммутационное устройство оповещения относится к области систем озвучивания зданий, сооружений и открытых пространств, а также для локального оповещения, и представляет собой законченное изделие, к которому могут быть подключены громкоговорители и оконечные пульты.
Известна система общественного оповещения с функцией аварийного вызова (Патент KR 101563891 МПК H04H 20/61, дата публикации 28.10.2015.)
Данная система оповещения содержит терминалы, установленные в центре города или в различных общественных местах, подключенные к установленным в каждом доме для связи с терминалами приемники вызовов, и включает: блок управления питанием, обеспечивающий питание устройства; блок клавишного ввода, в котором осуществляется клавишный ввод для управления устройством; блок отображения часов, отображающий текущее время; модуль беспроводной связи, имеющий функцию двухдиапазонного сканирования для передачи и / или приема речевых сигналов; блок памяти, в котором записываются данные, полученные через модуль беспроводной связи; усилитель, выводящий данные, принятые через модуль беспроводной связи и динамик; и блок управления, выполняющий запись и вывод голосовых сигналов, принятых через модуль беспроводной связи, выборочно записанные голосовые сигналы, повторно передаваемые через модуль беспроводной связи.
Однако данная система не является самостоятельно функционирующей системой оповещения населения, поскольку не содержит гарантированного питания (не содержат функцию резервирования питания), а также не обеспечивает функцию контроля целостности фидерных линий.
Известно устройство громкоговорящей связи (Патент RU 70429. Опубликовано: 20.01.2008), состоящее из корпуса и панели, и содержащее электроакустические преобразователи, усилители приема и передачи, элементы коммутации, сигнализации и согласования, дополнительный симметрирующий трансформатор, при этом первичная обмотка трансформатора соединена с микрофонным входом устройства, а вторичная обмотка трансформатора соединена с входом усилителя передачи, причем параллельно первичной и вторичной обмоткам трансформатора включены конденсаторы с малой собственной индуктивностью.
Однако указанное устройство также не может функционировать автономно, поскольку не обеспечивает гарантированного питания, не выполняет функцию резервирования питания и функцию контроля целостности фидерных линий.
Известен также автоматизированный многоканальный комплекс звукового оповещения (Патент RU 2688908, опубликовано: 23.05.2019).
Данный многоканальный комплекс звукового оповещения содержит модуль источников питания, соединенный с усилительно-коммутационным блоком, включающим основной модуль управления, подключенный к основной шине обмена данными, и соединенные с ней основные усилительные модули, интерфейсный модуль и модуль сопряжения, при этом усилительно-коммутационный блок дополнительно содержит модуль оконечных пультов и переговорных устройств, по меньшей мере один резервный модуль управления, резервный усилительный модуль и устройство резервных переключений, к которому подключены основные и резервный усилительные модули, резервную шину обмена данными, к которой подключены все модули и устройства усилительно-коммутационного блока, и модуль источников питания, который содержит устройство резервирования электропитания от сети, резервное устройство питания от сети и аккумуляторную батарею, причем основной и резервный модули управления выполнены с возможностью диагностики устройств и модулей системы и внешних периферийных устройств.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство акустического оповещения, раскрытое в патентном документе RU 2691651, которое содержит расположенные в алюминиевом корпусе и взаимосвязанные плату управления, аккумуляторную батарею, кабель, при этом плата управления включает в себя микропроцессор, усилитель мощности, элементы вторичного питания, а также зарядное устройство для аккумуляторов, причём подвод команд и питания к плате управления осуществляется за счёт кабеля посредством функции РоЕ (Power over Ethernet).
Данное устройство обеспечивает эффективное оповещение при небольших габаритах и весе заявленного устройства, а также реализует возможность работы при отсутствии питания сети, однако в нем отсутствует возможность бесперебойного питания и оперативного включения устройства в режим оповещения.
Устройство акустического оповещения имеет следующие общие признаки с заявляемой полезной моделью:
наличие элементов резервного питания (аккумулятор, зарядное устройство);
исполнение устройства в едином корпусе;
плата управления;
микропроцессор;
усилитель мощности;
отвод тепла непосредственно через корпус.
Основной задачей, решаемой полезной моделью, является обеспечение бесперебойного питания устройства оповещения, и обеспечение возможности его работы в режиме оповещения и громкоговорящей связи в условиях отсутствия сети.
Технический результат заявляемой полезной модели направлен на уменьшение времени подготовки устройства к работе за счет обеспечения бесперебойного питания от сети или аккумуляторной батареи.
Заявляемый технический результат обеспечивается тем, что в усилительно-коммутационное устройство, содержащее сетевой источник питания, усилитель, микропроцессор, аккумуляторную батарею и зарядное устройство, дополнительно введены селектор напряжений и силовое реле, при этом микропроцессор соединен с усилителем и зарядным устройством, селектор напряжений подключен к усилителю, источнику питания и сетевому источнику питания, подключенному к зарядному устройству, которое соединено с силовым реле и аккумуляторной батареей, при этом силовое реле подключено к источнику питания и аккумуляторной батарее.
В одном из вариантов выполнения усилительно-коммутационное устройство оповещения содержит дополнительный источник питания, подключенный к усилителю, селектору напряжений и микропроцессору.
Предпочтительно установить усилительно-коммутационное устройство в корпусе, при этом боковые стенки корпуса выполнить с возможностью теплоотвода.
Усилительно-коммутационное устройство может дополнительно содержать коммутатор фидерных линий, соединенный с микропроцессором.
Корпус содержит разъем для подключения датчика звукового давления.
Заявляемая полезная модель проиллюстрирована чертежом (фиг.1), на котором представлена структурно-функциональная схема заявляемого устройства, где изображены: микропроцессор 1, усилитель 2, коммутатор фидерных линий 3, дополнительный источник питания 4, селектор напряжений 5, источник питания 6, сетевой источник питания 7, зарядное устройство 8, силовое реле 9, аккумуляторная батарея 10.
Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом.
Усилительно-коммутационное устройство оповещения содержит сетевой источник питания 7, усилитель 2, микропроцессор 1, аккумуляторную батарею 10, зарядное устройство 8, коммутатор фидерных линий 3, селектор напряжений 5 и силовое реле 9, при этом микропроцессор 1 соединен с усилителем 2, коммутатором фидерных линий 3 и зарядным устройством 8, селектор напряжений 5 подключен к усилителю 2, источнику питания 6 и сетевому источнику питания 7, подключенному к зарядному устройству 8, которое соединено с силовым реле 9 и аккумуляторной батареей 10. Силовое реле 9 подключено к источнику питания 6 и аккумуляторной батарее 10, а усилитель 2 соединен с коммутатором фидерных линий 3.
В одном из вариантов выполнения усилительно-коммутационное устройство содержит дополнительный источник питания 4, подключенный к усилителю 2, селектору напряжений 5 и микропроцессору 1.
Предпочтительно установить усилительно-коммутационное устройство в металлическом корпусе (на чертеже не показан), при этом боковые стенки корпуса выполнить с возможностью теплоотвода. Правая и левая сторона корпуса могут выполнять функцию радиатора.
Корпус содержит разъем для подключения датчика звукового давления (на чертеже не показан).
Устройство может быть запитано от двух источников электроэнергии: основного сетевого источника 7 переменного тока 230В и резервной аккумуляторной батареи 10.
Сетевой источник питания 7 преобразует сетевое напряжение в диапазоне 84-264 В в выходное напряжение постоянного тока 210 В. Источник питания 6 преобразует напряжение питания 24 В с аккумуляторной батареи 10 в выходное напряжение постоянного тока 210 В. Селектор напряжений 5 осуществляет выбор питающего напряжения для усилителя 2 (120В) и дополнительного источника питания 4, который может быть использован для формирования напряжений питания, используемых внутри усилительно-коммутационного устройства его составными частями. Выбор источника питания осуществляется по следующему алгоритму:
1. при наличии основного напряжения питания на выходе сетевого источника питания 7, на выходе селектора напряжений 5 будет присутствовать напряжение питания от сетевого источника питания 7;
2. при отсутствии основного напряжения питания, на выходе селектора напряжений будет присутствовать напряжение питания от источника питания 6 (24-210В), связанного с аккумуляторной батареей 10 через силовое реле 9.
Зарядное устройство 8 осуществляет заряд аккумуляторной батареи 10, а также контролирует напряжение на аккумуляторной батарее 10 и защищает ее от глубокого разряда. При достижении нижней границы по напряжению на любом компоненте аккумуляторной батареи 10, она отключается от устройства с помощью силового реле 9.
Усилитель 2 осуществляет усиление аналогового сигнала, поступающего с микропроцессора 1, до уровня 120В RMS (Room mean square - среднеквадратичного значения) и имеет защиту от короткого замыкания.
Микропроцессор 1 выполнен с возможностью осуществления приема команд и передачу статусов – состояния фидерных линий и т.п. на АРМ оператора. Коммутатор фидерных линий 3 необходим для подключения/отключения внешних нагрузок (рупорных громкоговорителей и фидерных линий) от усилительно-коммутационного устройства. Коммутатором фидерных линий управляет микропроцессор 1 на основе приходящих команд с АРМ оператора и на основании результатов внешних нагрузок.
Также микропроцессор 1 осуществляет управление зарядным устройством 8 и коммутатором фидерных линий 3.
При этом микропроцессор 1 осуществляет обработку сигналов тока и напряжения, их измерение, подавая их на усилитель 2. Входной поток звуковых данных доставляется по UDP (user datagram protocol) в микропроцессор 1, который с помощью аудиокодека (на чертеже не показан) преобразует цифровые данные в аналоговый сигнал, поступающий на усилитель 2.
Заявляемое усилительно-коммутационное устройство оповещения может быть широко использовано для озвучивания зданий, сооружений и открытых пространств, а также для локального оповещения, поскольку представляет собой законченное изделие, которое может быть оперативно включено в режим оповещения совместно с громкоговорителями и оконечными пультами управления в короткое время после его установки.