Универсальный передатчик сигналов для системы оповещения

Полезная модель относится к разделу радиотехники, в частности к сигнальным устройствам, устройствам вызова и связи (передачи сигнала), визуальным или тактильным сигнальным системам, предназначенным для плохослышащих и глухих, основанным на использовании электрических передач.
Известен интеллектуальный дверной звонок, состоящий из: по меньшей мере, одного главного модуля и, по меньшей мере, одного модуля кнопки звонка, включающего беспроводный передатчик для посылки кодированного сигнала вызова на главный модуль, при этом главный модуль состоит из: блока микроконтроллера; блока беспроводного соединения, связанного с блоком микроконтроллера, при этом блок беспроводного соединения имеет возможность двухсторонней связи с внешним устройством; блока памяти, электрически связанного с указанным блоком микроконтроллера, для хранения одного или нескольких аудиофайлов, которые можно изменять с внешнего устройства; приемника сигнала вызова, связанного с блоком микроконтроллера; датчика уровня шума, связанного с блоком микроконтроллера; блока звуковоспроизведения, связанного с блоком микроконтроллера, и содержащего декодер аудиофайла, с, по меньшей мере, одним модулем динамиков (Патент №2351990 RU. Опубл. 10.04.2009).
Однако известный интеллектуальный дверной звонок имеет сложную конструкцию, предопределенную для загрузки различных мелодий, что определяет сравнительно высокую стоимость, он не предназначен для использования в системах оповещения и сигнализаторах звука предназначенных для плохослышащих и глухих, и, следовательно, не обеспечивает в полной мере запросы потребителя (пользователя).
Известен сигнализатор звука с вибрационной и световой индикацией для плохослышащих и глухих «Пульсар-3»,предназначенный для информирования людей с нарушением слуха о наличии звуковых сигналов: домофона, телефона, дверного звонка, плача ребенка и других, а также для возможности передать вызывной сигнал вручную от кнопки вызова передатчика. Для проверки работы передатчика подключенного к специализированной сети достаточно нажать кнопку вызова и передатчик имитирует сигнал вызова этой сети. При этом загорается светодиод индикации, подтверждающий передачу сигнала («Сигнализатор звука с вибрационной и световой индикацией для плохослышащих и глухих «Пульсар-3». Руководство по эксплуатации СЕФК.464512.003 РЭ. Паспорт СЕФК. 464512.003 ПС). В комплект (состав) сигнализатора входит несколько специализированных передатчиков, соединяемых кабелем со специализированной сетью, для фиксации наличия специализированного для каждой сети устройства (домофона, телефона, дверного звонка, плача ребенка и других) сигнала и передачи его в эфир на беспроводное приемное устройство пользователю. Специализированный передатчик состоит из корпуса, крышки корпуса и кабеля для подключения передатчика к конкретной специализированной сети (домофона, телефона, дверного звонка, плача ребенка и других). Корпус выполнен в виде четырехугольной пирамиды со скругленными ребрами. На боковой поверхности корпуса расположено гнездо разъема для подключения штекера разъема подключения кабеля, расположенного на одном конце кабеля, и клеммами, для подключения кабеля к специализированной для каждого устройства (домофона, телефона, дверного звонка, плача ребенка и других) сети на другом его конце. На крышке корпуса размещены тестовая кнопка вызова и отверстие для индицирования свечения, а также пиктограмма для идентификации назначения передатчика. Внутри корпуса размещена плата с электронной схемой передатчика и батарейкой питания, электрически соединенная с гнездом разъема.
Недостатками данного технического решения является необходимость большого количества специализированных передатчиков в комплекте сигнализатора звука, из-за отсутствия их универсальности, а, следовательно, относительно высокой его цены и недостаточно полной удовлетворенности запросов потребителя (пользователя).
Наиболее близким техническим решением является передатчик дверного звонка для системы оповещения (Патент RU №176073, МПК G08B 7/06, приоритет от 04.09.2017 г.), содержащий: корпус, микроконтроллер и радиомодуль. Корпус выполнен в виде четырехугольной призмы со скругленными ребрами. При этом основание корпуса, выполненное в виде прямоугольной пластины, соединено с пустотелой крышкой, оснащенной на верхней поверхности кнопкой вызова и отверстием для индицирования свечения светодиода. Кроме того, внутри корпуса на основании размещена электронная схема, в которой использовано параллельное и последовательное соединение элементов с источником питания. При этом последовательно соединены: элемент питания, кнопка вызова, микроконтроллер, радиомодуль и антенна. А параллельно соединены: элемент питания, микроконтроллер и радиомодуль. При этом антенна выполнена встроенной.
Недостатками данного технического решения является отсутствие универсальности, что приводит к необходимости большого количества специализированных передатчиков в комплекте различных устройств реабилитационной техники, например системы оповещения, сигнализатора звука и т.д. Отсутствие их универсальности приводит к относительно высокой его цене и цене устройств реабилитационной техники, а значит, к недостаточно полной удовлетворенности запросов потребителя (пользователя).
Техническим результатом полезной модели является создание универсального передатчика для реабилитационной техники, позволяющего снизить трудоемкость его изготовления за счет снижения номенклатуры и повышения серийности изготовления, позволяющих снизить стоимость передатчика и реабилитационной техники с его использованием и, тем самым, более полно удовлетворить запросы потребителя.
Технический результат достигается тем, что в универсальном передатчике сигнала для системы оповещения, содержащем корпус, выполненный в виде четырехугольной призмы со скругленными ребрами и крышкой, корпус имеет гнездо разъема, к которому подключен кабель через штекер разъема. На другом конце кабеля имеются клеммы для подключения к контролируемому источнику сигнала. Крышка оснащена на своей верхней поверхности кнопкой вызова и светодиодом, установленным в отверстии в крышке для индицирования свечения. Кроме того, внутри корпуса на его дне размещена электронная схема, содержащая: элемент питания, микроконтроллер, радиомодуль, кнопку вызова и антенну. При этом антенна выполнена встроенной. Гнездо разъема электрически соединено через постоянную часть схемы резистивного делителя напряжения с аналого-цифровым преобразователем в составе микроконтроллера, который объединен с радиомодулем в одну микросхему. Другая, переменная часть резистивного делителя напряжения, определяющая наличие и величину напряжения, подаваемого на аналого-цифровой преобразователь в составе микроконтроллера, является датчиком сигнала контролируемого источника. Она расположена в штекере кабеля, который снабжен пиктограммой, обозначающей контролируемый источник.
Также в универсальном передатчике сигнала для системы оповещения может использоваться один кабель с набором различных штекеров, с соответствующими пиктограммами, электрически соединенных с кабелем на одном конце и набором клемм, электрически соединенных с кабелем, на другом конце для подключения к контролируемому источнику сигнала.
Электрическое соединение гнезда разъема через постоянную часть схемы резистивного делителя напряжения с аналого-цифровым преобразователем в составе микроконтроллера, позволяет создать универсальный передатчик для реабилитационной техники, позволяющий снизить трудоемкость его изготовления за счет снижения номенклатуры и повышения серийности изготовления.
Объединение микроконтроллера с радиомодулем в одну микросхему позволяет снизить трудоемкость его изготовления, а, значит, снизить стоимость передатчика и реабилитационной техники с его использованием и, тем самым, более полно удовлетворить запросы потребителя.
Наличие другой переменной части резистивного делителя напряжения, определяющего наличие и величину напряжения, подаваемого на аналого-цифровой преобразователь в составе микроконтроллера, являющейся датчиком сигнала контролируемого источника и расположение ее в штекере кабеля, который снабжен пиктограммой, обозначающей контролируемый источник, позволяет создать универсальный передатчик, который может использоваться с набором кабелей с различными датчиками сигнала контролируемых источников (домофона, телефона дверного звонка и т.д.) в штекере, что позволит снизить трудоемкость его изготовления за счет снижения номенклатуры и повышения серийности изготовления, позволяющих снизить стоимость передатчика и реабилитационной техники с его использованием, и, тем самым, более полно удовлетворить запросы потребителя.
Вместо набора кабелей может использоваться один кабель с набором различных штекеров, с соответствующими пиктограммами, на одном конце и набором клемм для подключения к контролируемому источнику сигнала (домофона, телефона дверного звонка и т.д.), что дополнительно повышает универсальность и, тем самым, снижает стоимость.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлены общий вид и вид сбоку универсального передатчика сигнала для системы оповещения, на фиг. 2 представлена блок-схема универсального передатчика, на фиг. 3 представлены структурные схемы датчика а) и радиомодуля б), на фиг. 4 представлены кабели со штекерами и клеммами для подключения к сети контролируемого источника сигнала, где:
корпус 1;
крышка 2;
гнездо 3 разъема;
кабель 4;
штекер разъема 5;
клемма 6;
контролируемый источник сигнала 7;
кнопка вызова 8;
светодиод 9;
отверстие в крышке 10;
дно корпуса 11;
электронная схема 12;
элемент питания 13;
микроконтроллер 14;
радиомодуль 15;
антенна 16;
постоянная часть схемы 17 резистивного делителя напряжения 18;
аналого-цифровой преобразователь 19;
микросхему 20;
переменная часть 21 (а, б, в) резистивного делителя напряжения 18;
пиктограмма 22, соответствующая одной из переменных частей 21 (а, б, в) резистивного делителя 18.
Пример 1. Универсальный передатчик сигнала для системы оповещения размером 82×44×18 мм, весом 35 г, содержащий корпус 1, выполненный в виде четырехугольной призмы со скругленными ребрами и крышкой 2. Корпус 1 имеет гнездо 3 разъема типа «Jack 3,5 stereo plug», к которому подключен кабель 4 через штекер 5 разъема типа «Jack 3,5 stereo plug», а на другом конце кабеля 4 имеются клеммы 6 для подключения к контролируемому источнику сигнала 7, например, к «Домофону». Крышка 2 оснащена на верхней поверхности кнопкой вызова 8, светодиодом 9 желтого цвета, как наиболее легко воспринимаемого пользователем (пациентом), установленным в отверстии 10 в крышке 2 для индицирования свечения. Внутри корпуса 1 на его дне 11 размещена электронная схема 12, содержащая: элемент питания 13 - батарейка типа CR 2032 напряжением 3 В, микроконтроллер 14, радиомодуль 15, кнопку вызова 8 и антенну 16. При этом антенна 16 на частоту 433,92 МГц выполнена встроенной. Гнездо 3 разъема Jack 3,5 stereo plug электрически соединено через постоянную часть схемы 17 резистивного делителя напряжения 18 с аналого-цифровым преобразователем 19 в составе микроконтроллера 14, который объединен с радиомодулем 15 в одну микросхему 20 (тип PIC12LF1840T39A-I/ST), другая переменная часть 21 (а, б, в) резистивного делителя напряжения 18, определяющая наличие и величину напряжения, подаваемого на аналого-цифровой преобразователь 19 в составе микроконтроллера 14, является датчиком сигнала контролируемого источника 7, расположена в штекере 5 кабеля 4, который снабжен пиктограммой 22, обозначающей контролируемый источник сигнала 7, например, «Домофон».
Устройство работает следующим образом.
Для контроля работоспособности универсального передатчика пользователь нажимает кнопку вызова 8. Сигнал передается микроконтроллеру 14, после модулирования передается через радиомодуль 15 антенне 16. При этом потребитель видит через отверстие 10 на верхней поверхности крышки 2 индицирование свечения вызова, т.е. свечение светодиода 9. В процессе работы передатчика подзарядка элементов схемы осуществляется посредством элемента питания 13. Для снижения помех при передаче сигнала в эфир микроконтроллер и радиомодуль объединены в одну микросхему 20 (тип PIC12LF1840T39A-I/ST, в один корпус).
const.
x
const.
x
При подключении к сети контролируемого источника сигнала 7 («Домофон», «Телефон», «Дверной звонок» и др.) путем выбора соответствующего используемого датчика (переменная часть 21 (а, б, в) резистивного делителя напряжения 18), размещенного в штекере разъема 5, в зависимости от наличия и величины напряжения, распознает источник контролируемого сигнала 7. Принцип действия определения типа датчика основан на работе резистивного делителя напряжения (резисторы R, R). На входе микроконтроллера 14 (вход микроконтроллера сконфигурирован как вход аналого-цифрового преобразователя АЦП), в зависимости от значения сопротивления R» R и напряжения Vdd на батарейке CR 2032 (Vdd) формируется определенное напряжение, определяемое по формуле
АЦП
x
const.
x
U=(Vdd × R)/(R+R), где:
Vdd - напряжение питания;
AЦП
const.
x
U - напряжение, полученное в результате деления резисторами R и R.
Для каждого типа датчика формируется свое напряжение:
АЦП
x
Датчик дверного звонка U=0; R=0.
АЦП
x
const
Датчик домофона U=Vdd/2; R=R.
АЦП
x
Датчик телефона U=Vdd; R=0 (не установлен).
Микроконтроллер 14, определив значение напряжения на входе АЦП, присваивает соответствующее наименование датчику, и при активации датчика отправляет соответствующий сигнал на радиомодуль 15, который, в свою очередь, через антенну 16 отправляет радиосигнал в эфир.
Предлагаемая полезная модель универсального передатчика сигнала для системы оповещения является простой в конструктивном решении. Предлагаемая полезная модель позволяет снизить стоимость передатчика, за счет снижения трудоемкости изготовления путем повышения количества изготавливаемых передатчиков (увеличения серийности), а также уменьшить стоимость реабилитационной техники за счет уменьшения количества и номенклатуры передатчиков в изделии реабилитационной техники.
Источники информации:
1. Патент №2351990 RU. Опубл. 10.04.2009.
2. Руководство по эксплуатации СЕФК.464512.003 РЭ. Паспорт СЕФК. 464512.003 ПС. «Сигнализатор звука с вибрационной и световой индикацией для плохослышащих и глухих «Пульсар-3».
3. Патент RU №176073, МПК G08B 7/06, приоритет от 04.09.2017 г. Передатчик дверного звонка для системы оповещения «Пульсар-Д».