СИГНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА ПОТЕРЯННОГО ПРЕДМЕТА

Полезная модель относится к сигнальным устройствам или устройствам вызова и может быть использована для поиска потерянных предметов, таких как, пульт дистанционного управления телевизором или кондиционером.
Из предшествующего уровня техники известно сигнальное устройство предназначенное для автоматизированного поиска пульта управления телевизором, видео-, аудио- и другой бытовой и электронной техникой содержащее резонансный контур, усилитель, детектор и звуковой сигнализатор, размещенные на пульте управления, а также генератор прямоугольных импульсов и генератор "пачек", включенные в электрическую цепь питания кнопки включения электронной техники; устройство может работать и от отдельной кнопки (патент РФ на изобретение №2244342, МПК G08B 21/24, опубликовано 10.01.2005 г.). Поиск осуществляется нажатием кнопки включения электронного прибора, при этом блок сигнализации излучает электромагнитные импульсы, которые принимаются резонансным контуром, усиливаются усилителем, выпрямляются детектором и подаются на звуковой сигнализатор.
Недостатком данного технического решения является быстрый разряд батареи питания узла блока сигнализации, закрепленного на пульте, поскольку активные элементы блока сигнализации постоянно находятся в рабочем состоянии и потребляют электрическую энергию. Звуковой сигнал раздается при каждом включении электронного прибора, в том числе и тогда, когда поиск пульта не требуется, поскольку запуск генератора импульсов и генератора "пачек" передающего блока происходит при нажатии кнопки включения электронного прибора. Предупреждающий сигнал отсутствует при нахождении пульта на расстоянии менее 0,5 м от электронного прибора (например, пульт находится за прибором), поскольку при наличии индуктивной связи между приемопередающей антенной и резонансным контуром звуковой индикатор выключен. При достаточно близком расположении нескольких электронных приборов (например, в соседних комнатах), оснащенных указанными устройствами, звуковой сигнал включается на каждом из них при включении любого электронного прибора, поскольку указанное известное устройство не избирательно.
Также известна сдвоенная система поиска потерянных предметов, использующая, как один из вариантов, передачу поискового сигнала с помощью электромагнитных волн, состоящая из двух одинаковых устройств размещенных на различных предметах, например, на пульте дистанционного управления телевизором и связке ключей. Каждое устройство системы состоит из сигнальной кнопки, радиочастотного приемопередатчика с антенной, микропроцессора, обрабатывающего входные данные, формирующего выходные сигналы и потребляющего незначительное количество электроэнергии от батареек в режиме ожидания, а при поступлении входного сигнала или при нажатии кнопки переходящего в активный режим, излучателя звука, светодиода, двух батареек для питания электронной схемы. При потере предмета с закрепленным на нем первым устройством, поиск осуществляется нажатием кнопки на втором устройстве, закрепленном на другом предмете. Поисковый сигнал передается в виде закодированной последовательности электромагнитных импульсов и индивидуален для каждой пары устройств. Устройство, закрепленное на потерянном предмете, откликается звуковым и световым сигналом. Известное техническое решение обеспечивает поиск потерянных вещей путем передачи и приема поискового сигнала в виде электромагнитных волн (патент США на изобретение №6366202, МПК G08B 1/08, опубликовано 02.04.2002 г.).
Недостатком данного технического решения является то, что входной усилитель, выходной усилитель, компаратор и делитель частоты, имеющие активные компоненты, постоянно находятся в активном режиме, при этом расходуется достаточно большое количество энергии, что снижает срок службы батареек и требует их частой замены.
Также известно устройство для поиска пульта дистанционного управления, содержащее установленный внутри телевизора передатчик, кнопка управления включением которого вынесена на фасад телевизора, состоящий из формирователя радиочастотного кодированного сигнала поиска, передающего элемента и, установленный в пульте дистанционного управления приемник, состоящий из приемного элемента, декодера-анализатора радиочастотного кодированного сигнала, звукового индикатора. Вход формирователя радиочастотного кодированного сигнала поиска связан с кнопкой управления включением передатчика, а выход - с передающим элементом. Вход декодера-анализатора радиочастотного кодированного сигнала связан с приемным элементом, а выход - со звуковым индикатором. Устройство может быть использовано при проведении беспроводного поиска пульта дистанционного управления телевизором (патент РФ на полезную модель №112444, МПК G01S 1/00, опубликовано 10.01.2012 г.). Данное техническое решение является наиболее близким к заявленному техническому решению и принято за прототип заявленной полезной модели.
Недостатком данного технического решения является то, что активные компоненты электронной схемы приемника постоянно находятся в рабочем режиме, при этом потребляют значительное количество энергии, что снижает срок службы батареек и требует их частой замены.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание сигнального устройства для поиска потерянного предмета, потребляющего меньшее количество энергии от батарей питания, что позволяет повысить срок их службы и использовать батарейки с меньшей энергоемкостью.
Решение указанной задачи достигается тем, что в заявленной полезной модели, состоящей из передатчика, содержащего батарею питания, последовательно включенные сигнальную кнопку, формирователь кодированной последовательности импульсов, радиочастотный генератор-модулятор, выходной радиочастотный усилитель, передающую антенну и приемника, содержащего батарею питания, последовательно включенные приемную антенну, входной радиочастотный усилитель, формирователь прямоугольных импульсов, декодер-анализатор кодированной последовательности импульсов, звуковой индикатор, в отличие от прототипа в электронную схему передатчика последовательно с батареями питания введен ключ на полевом транзисторе с возможностью автоматического включения и отключения напряжения питания передатчика подачей управляющего напряжения на затвор транзистора, а в электронную схему приемника последовательно с батареями питания так же введен ключ на полевом транзисторе с возможностью автоматического включения и отключения напряжения питания приемника подачей управляющего напряжения на затвор транзистора, входной радиочастотный усилитель и формирователь прямоугольных импульсов выполнены по схеме с малым рабочим током с возможностью запирания их управляющим напряжением.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение срока службы батарей питания передатчика и приемника.
Более длительный срок службы батареи питания передатчика достигается тем, что передатчик находится во включенном состоянии лишь в течение 5852 мс после нажатия сигнальной кнопки, а в режиме ожидания, в котором передатчик находится большую часть времени, выключен и не потребляет электрическую энергию.
Более длительный срок службы батареи питания приемника достигается тем, что приемник, в отсутствии входного сигнала, находится во включенном состоянии лишь 20 мс в интервале времени 5000 мс, а в режиме ожидания выключен и не потребляет электрическую энергию. К тому же, входной радиочастотный усилитель и формирователь прямоугольных импульсов выполнены по схеме с малым рабочим током и во включенном состоянии потребляют незначительное количество энергии от батареи питания. Так же, декодер-анализатор кодированной последовательности импульсов, в отсутствии входного сигнала, находится в спящем режиме с малым током потребления, а во время излучения звукового сигнала входной радиочастотный усилитель и формирователь прямоугольных импульсов заперты управляющим напряжением.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена блок-схема передатчика, на фиг. 2 - блок-схема приемника, на фиг. 3 - импульсная последовательность, вырабатываемая формирователем кодированной последовательности импульсов.
Сигнальное устройство для поиска потерянного предмета состоит из передатчика, находящегося постоянно в доступном месте, например, прикрепленного скотчем на корпусе телевизора и приемника, прикрепленного на часто теряющемся предмете, например, на пульте дистанционного управления телевизором.
Передатчик (фиг. 1) содержит батарею питания 1 (типа 23A, 6 В), подключенную к электронной схеме передатчика через ключ на полевом транзисторе 2, сигнальную кнопку 3 с самовозвратом и конденсатор 4, включенные в цепь затвора ключа на полевом транзисторе 2, формирователь кодированной последовательности импульсов 5 (или микроконтроллер 5), представляющий собой микроконтроллер типа ATtiny13A Atmel, стабилитрон 6, задающий уровень напряжения питания микроконтроллера 5, узел 7 быстрого разряда конденсатора, вход которого подключен к одному из управляющих выводов микроконтроллера 5, радиочастотный генератор-модулятор 8, модулирующий вход которого соединен с сигнальным выводом микроконтроллера 5, выходной радиочастотный усилитель 9, вход которого соединен с выходом радиочастотного генератора-модулятора, передающую антенну 10, подключенную к выходу выходного радиочастотного усилителя 9.
Приемник (фиг. 2) содержит батарею питания 11 (две батарейки типа CR2032, 3 В), подключенную к электронной схеме приемника через ключ на полевом транзисторе 12, резистор 13 и конденсатор 14, включенные в цепь затвора ключа на полевом транзисторе 12, приемную антенну 15 подключенную к входу входного радиочастотного усилителя 16, выход которого подключен к формирователю прямоугольных импульсов 17, декодер-анализатор кодированной последовательности импульсов 18 (микроконтроллер 18), представляющий собой микроконтроллер типа ATtiny13A Atmel, узел 19 быстрого разряда конденсатора, вход которого подключен к одному из управляющих выводов микроконтроллера 18, звуковой индикатор 20, представляющий собой пьезоэлектрический излучатель звука, подключенный непосредственно к сигнальному выводу микроконтроллера 18.
Передатчик (фиг. 1) работает следующим образом. При кратковременном замыкании сигнальной кнопки 3 происходит быстрый заряд конденсатора 4. Напряжение на конденсаторе открывает ключ на полевом транзисторе 2, на электронную схему передатчика поступает напряжение питания от батареи питания 1 и передатчик переходит во включенное состояние. Напряжение питания микроконтроллера 5 задается стабилитроном 6. Низкий уровень напряжения с управляющего вывода PB2 микроконтроллера 5 поступает на вход узла 7 быстрого разряда конденсатора, удерживая биполярный n-p-n транзистор в закрытом состоянии, следовательно, разряд конденсатора 4 практически не происходит, что обеспечивает поддержание ключа на полевом транзисторе 2 в открытом состоянии и работу передатчика. На сигнальном выводе PB1 микроконтроллера 5 формируется кодовая последовательность импульсов, показанная на фиг. 3. Первый импульс 21 высокого уровня, длительностью 6 мс, предназначен для создания сигнала прерывания и вывода микроконтроллера 18 (фиг. 2) приемника из спящего режима. Затем следует пауза 22 длительностью 4 мс, предназначенная для того, чтобы микроконтроллер 18 приемника успел войти в рабочий режим для приема стартового импульса. Затем следует стартовый импульс высокого уровня 23, при обнаружении которого микроконтроллер 18 приемника готов к приему и декодированию байта кодированной последовательности импульсов. Затем передается байт кодированной последовательности импульсов 24 (индивидуальной для каждого устройства). Длительность стартового импульса и импульсов кода равна 0,1 мс. Далее следует пауза 25 длительностью 10 мс и периодическое повторение передачи указанной кодированной последовательности импульсов. Данная кодированная последовательность импульсов поступает на модулирующий вход радиочастотного генератора-модулятора 8 (фиг. 1), где происходит модуляция несущей частоты 433,92 МГц сформированной кодированной последовательностью импульсов. Модулированные сигналы усиливаются выходным радиочастотным усилителем 9 (фиг. 1) и излучаются передающей антенной 10 (фиг. 1). Через 5852 мс после включения микроконтроллер 5 (фиг. 1) вырабатывает напряжение высокого уровня на управляющем выводе PB2, которое открывает биполярный транзистор узла 7 быстрого разряда конденсатора, что вызывает разряд конденсатора 4, закрытие ключа на полевом транзисторе 2 и отключение напряжения питания передатчика. Таким образом, за время работы передатчика, равное 5852 мс, кодированная последовательность импульсов передается 280 раз.
Приемник (фиг. 2) работает следующим образом. Введенный в цепь батареи питания 11 ключ на полевом транзисторе 12, открывается возрастающим напряжением на конденсаторе 14, заряжающемся через резистор 13, что обеспечивает подачу напряжения питания на электронную схему приемника и его включение, при этом микроконтроллер 18 при включении переводится в спящий режим с работающим таймером из которого он может быть переведен в рабочий режим внешним импульсом прерывания. При отсутствии поискового сигнала, микроконтроллер 18 через 20 мс вырабатывает напряжение высокого уровня на управляющем выводе PB2, которое открывает биполярный транзистор узла 19 быстрого разряда конденсатора, что вызывает разряд конденсатора 14, закрытие ключа на полевом транзисторе 12 и отключение напряжения питания приемника. Затем напряжение на конденсаторе 14, заряжающемся через резистор 13, вновь начинает возрастать, что приводит к открыванию ключа на полевом транзисторе 12 через интервал времени 5000 мс, определяемым значением постоянной времени RC. Таким образом, электронная схема приемника находится во включенном состоянии в течение 20 мс каждые 5000 мс, т.е. 0,4% времени, потребляя минимальное количество энергии от батареи питания 11. При наличии поискового сигнала, переданные передатчиком импульсы принимаются приемной антенной 15 приемника, усиливаются входным радиочастотным усилителем 16 и поступают на формирователь прямоугольных импульсов 17, где происходит детектирование импульсов, а так же формирование амплитуды и крутизны фронтов. Затем импульсы поступают на микроконтроллер 18. Импульс 21 (фиг. 3) высокого уровня длительностью 6 мс производит прерывание спящего состояния микроконтроллера 18 (фиг. 2) и перевод его в рабочий режим. Включение приемника на 20 мс каждые 5000 мс гарантированно обеспечивает нахождение приемника во включенном состоянии в интервале времени, когда происходит передача импульса прерывания 21 (фиг. 3) передатчиком. При обнаружении стартового импульса 23 микроконтроллер 18 (фиг. 2) принимает последующий байт кода 24 (фиг. 3) и декодирует его, сравнивая с кодом, записанным в постоянную память микроконтроллера 18 (фиг. 2). Если код определен, микроконтроллер 18 формирует на сигнальном выводе PB1 импульсы звуковой частоты, которые поступают на звуковой индикатор 20, который излучает хорошо различимый громкий прерывистый звук. Одновременно, микроконтроллер 18 формирует на управляющем выводе PB0 напряжение низкого уровня, которое поступает на управляющие выводы входного радиочастотного усилителя 16 и формирователя прямоугольных импульсов 17, запирая их и переводя в режим малого потребления тока. Импульсы звуковой частоты в течение 10 сек поступают на звуковой индикатор 20, после чего микроконтроллер 18 формирует напряжение высокого уровня на управляющем выводе PB2, которое открывает биполярный транзистор узла быстрого разряда конденсатора 19, что вызывает быстрый разряд конденсатора 14, закрытие ключа на полевом транзисторе 12 и отключение напряжения питания приемника.