АДРЕСНЫЙ МИКРОМОДУЛЬ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к средствам автоматики для передачи по линиям связи информации о состоянии «сухих контактов» извещателей (датчиков), к которым они подключены, а также для обеспечения сопряжения последних с контроллером, преимущественно в системах, относящихся к типу адресных и имеющих модульную распределенную структуру, объединенную цифровым интерфейсом (адресной шиной).
Адресный микромодуль может быть применен, например, в системах охранной, пожарной сигнализации и системах пожаротушения, системах контроля и управления доступом (турникеты, шлюзы, задвижки, шлагбаумы, двери), системах контроля и управления инженерным оборудованием (кондиционированием и вентиляцией, водоснабжением, электроснабжением с учетом расхода воды и/или электроэнергии), системах управления освещением, а также в многих других системах, в том числе, в комбинированных.
Известен адресный микромодуль, содержащий плату, на которой размещен микропроцессор, а также гибкие вводы для подключения к линиям связи и источнику питания (1).
Недостатком известного устройства является узость функциональных возможностей, не позволяющая использовать их для работы с разнообразными видами датчиков, имеющих нормальнозамкнутые и нормальноразомкнутые контакты, а также не позволяющая использовать их для работы с исполнительными механизмами и большие габариты.
Технической задачей данной группы полезных моделей одинакового назначения, объединенных единым техническим замыслом, является создание эффективного компактного адресного микромодуля, а также расширение арсенала адресных микромодулей.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи во всех вариантах полезной модели, состоит в расширении функциональных возможностей для передачи сигналов и определения местонахождения извещателей (датчиков) различных видов, отличающихся по конструктивному выполнению и контролируемым параметрам, а также для работы с исполнительными механизмами, сокращении
габаритов, повышении надежности и точности работы в условиях помех.
Сущность полезной модели по первому варианту состоит в том, что адресный микромодуль содержит плату, на которой размещен микропроцессор, а также гибкие вводы, и снабжен преобразователем напряжения постоянного тока и выполнен с, по меньшей мере, четырьмя гибкими вводами, а плата с установленными на ней микропроцессором и преобразователем напряжения залита компаундом и покрыта изоляционной пленкой, причем, по меньшей мере, два гибких ввода выполнены с возможностью подключения к датчику и к адресной линии связи, и подключены к соответствующим каналам ввода-вывода микропроцессора, один гибкий вывод выполнен с возможностью подключения к общему проводу и соединен с общим входом микропроцессора, преобразователь напряжения выходом подключен к входу питания микропроцессора, а одним входом - к общему проводу, при этом его другой вход выполнен с возможностью подключения к источнику питания.
Преобразователь напряжения постоянного тока может быть выполнен в виде стабилитрона и резистора, при этом гибкий вывод, соединенный с общим входом микропроцессора, соединен
с первым выводом стабилитрона, второй вывод которого соединен с резистором и подключен к входу питания микропроцессора, а второй вывод резистора является вторым гибким вводом адресного микромодуля и выполнен с возможностью подключения к источнику питания постоянным током, в других случаях преобразователь напряжения постоянного тока может быть выполнен в виде стабилизатора напряжения.
Предпочтительно микромодуль выполнен с перемычкой между дополнительно выполненным пятым вводом и общим проводом, при этом он выполнен бескорпусным, с габаритными размерами, относящимися как 3:2:1, а его микропроцессор выполнен с программной прошивкой и с индивидуальным номером, записанным при изготовлении.
Сущность полезной модели по второму варианту состоит в том, что адресный микромодуль содержит плату, на которой размещен микропроцессор, а также гибкие вводы, и снабжен преобразователем напряжения постоянного тока и выполнен с, по меньшей мере, пятью гибкими вводами, а плата с установленными на ней микропроцессором и преобразователем напряжения залита компаундом и покрыта изоляционной пленкой, причем, по меньшей мере, два гибких ввода выполнены с
возможностью подключения к датчику и к адресной линии связи, и подключены к соответствующим каналам ввода-вывода микропроцессора, один гибкий вывод выполнен с возможностью подключения к общему проводу и соединен с общим входом микропроцессора, преобразователь напряжения выходом подключен к входу питания микропроцессора, а одним входом - к общему проводу, при этом его другой вход выполнен с возможностью подключения к источнику питания, при этом между пятым гибким вводом и общим проводом установлено реле, выполненное с возможностью подключения к исполнительным и/или сигнальным устройствам.
Преобразователь напряжения постоянного тока может быть выполнен в виде стабилитрона и резистора, при этом гибкий вывод, соединенный с общим входом микропроцессора, соединен с первым выводом стабилитрона, второй вывод которого соединен с резистором и подключен к входу питания микропроцессора, а второй вывод резистора является вторым гибким вводом адресного микромодуля и выполнен с возможностью подключения к источнику питания постоянным током, в других случаях преобразователь напряжения постоянного тока может быть выполнен в виде стабилизатора напряжения.
Предпочтительно микромодуль выполнен с перемычкой между дополнительно выполненным пятым вводом и общим проводом, при этом он выполнен бескорпусным, а его микропроцессор выполнен с программной прошивкой и с индивидуальным номером, записанным при изготовлении.
На чертеже фиг.1 изображен адресный микромодуль в объемной (аксонометрической) проекции, на фиг.2 - схема адресного микромодуля (по первому варианту полезной модели и п.2 формулы), на фиг.3 - схема адресного микромодуля (по первому варианту полезной модели и п.3 формулы), на фиг.4 -схема адресного микромодуля с реле (по второму варианту полезной модели), на фиг.5 - пример подключения к датчику и к адресной шине.
Адресный микромодуль (фиг.2) по первому варианту содержит плату (не обозначена), на которой размещен микропроцессор 1, а также гибкие вводы, преобразователем напряжения постоянного тока в виде стабилитрона 2 и резистора 3 и выполнен с, по меньшей мере, четырьмя гибкими вводами (не обозначены). Плата с установленными на ней микропроцессором 1, стабилитроном 2 и резистором 3 залита компаундом и покрыта изоляционной пленкой, которые просвечивают на фиг.1, таким
образом, что видна плата с микропроцессором 1. По меньшей мере, два гибких ввода выполнены с возможностью подключения к датчику 4 и к адресной линии связи, и подключены к соответствующим каналам ввода-вывода микропроцессора 1, один гибкий вывод выполнен с возможностью подключения к общему проводу 5, соединен с общим входом микропроцессора 1 и с первым выводом стабилитрона 2, второй вывод которого соединен с резистором 3 и подключен к входу питания микропроцессора 1, а второй вывод резистора 3 является вторым гибким вводом адресного микромодуля и выполнен с возможностью подключения к источнику питания постоянным током (не изображен). Адресный микромодуль (фиг.3) по первому варианту содержит плату (не обозначена), на которой размещен микропроцессор 1, а также гибкие вводы, снабжен преобразователем напряжения постоянного тока в виде стабилизатора 6.
Предпочтительно адресный микромодуль выполнен с перемычкой 7 между дополнительно выполненным пятым вводом и общим проводом 5. Резистор 3 выполнен, например, с сопротивлением 5,1±0,5 кОм. Микромодуль выполнен бескорпусным, по первому варианту - с габаритными размерами, относящимися как 3:2:1. Микропроцессор 1 выполнен с
программной прошивкой и с индивидуальным номером, записанным при изготовлении.
Адресный микромодуль (фиг.4) по второму варианту содержит плату (не обозначена), на которой размещен микропроцессор 1, а также гибкие вводы, снабжен преобразователем напряжения постоянного тока в виде стабилитрона 2 и резистора 3 и выполнен с, по меньшей мере, пятью гибкими вводами (не обозначены). Преобразователь напряжения постоянного тока и в микромодуле по второму варианту может быть выполнен в иных случаях в виде стабилизатора (не изображено). Плата с установленными на ней микропроцессором 1 стабилитроном 2 и резистором 3 залита компаундом и покрыта изоляционной пленкой. Два гибких ввода выполнены с возможностью подключения к датчику 4 и к адресной линии связи, и подключены к соответствующим каналам ввода-вывода микропроцессора 1. Один гибкий вывод выполнен с возможностью подключения к общему проводу 5, соединен с общим входом микропроцессора 1 и с первым выводом стабилитрона 2, второй вывод которого соединен с резистором 3 и подключен к входу питания микропроцессора 1. Второй вывод резистора 3 является вторым гибким вводом адресного микромодуля и выполнен с возможностью подключения к
источнику питания постоянным током (не изображен). Между пятым гибким вводом и общим проводом 5 установлено реле 8, выполненное с возможностью подключения к исполнительным и/или сигнальным устройствам (не изображены).
Предпочтительно микропроцессор выполнен с перемычкой 7 между дополнительно выполненным шестым вводом и общим проводом 5. Резистор 3 выполнен с сопротивлением 5,1±0,5 кОм, а микропроцессор 1 выполнен бескорпусным с программной прошивкой и с индивидуальным номером, записанным при изготовлении.
В качестве микропроцессора 1 предпочтительно используются серийно выпускаемые микросхемы -однокристальные микроконтроллеры типа РIС12С5, РIС12С6 согласно каталогу «Микроконтроллеры. Выпуск 2. Однокристальные микроконтроллеры», М, ДОДЭКА, 2000.
В качестве реле 8 может использоваться твердотельное оптоэлектронное реле 5П14.9А согласно каталогу «Каталог электронные компоненты и приборы», 2002.
Указанные линии и общий провод, а также упомянутые стандартные элементы, их входы/выходы (каналы) - имеют графические и буквенные обозначения на фиг.2-10 в соответствии С ГОСТ 2.743-91 «ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ В
СХЕМАХ. ЭЛЕМЕНТЫ ЦИФРОВОЙ ТЕХНИКИ» и ГОСТ 2.709-89 «ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ПРОВОДОВ И КОНТАКТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, ОБОРУДОВАНИЯ И УЧАСТКОВ ЦЕПЕЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМАХ».
Адресный микромодуль работает следующим образом.
Адресный микромодуль осуществляет передачу в контроллер информации о состоянии «сухих контактов» извещателей (датчиков), к которым они подключены.
Микропроцессор 1 адресного микромодуля через заданные промежутки времени опрашивается контроллером, передавая свой номер и полученную информацию о работе датчика 4 на контроллер 1. Датчик 4 может находиться в состояниях норма/не норма, а контроллер, с помощью адресного микромодуля, может получать по каналам ввода-вывода и линии связи с контроллером, например, следующую информацию о состоянии датчика:
1. Датчик готов к работе - норма, рабочие контакты датчика 4 замкнуты (в случае использования датчика 4 с нормальнозамкнутыми контактами).
2. Датчика 4 сработал - не норма (тревога), рабочие контакты датчика 4 разомкнуты.
3. Нет ответа микромодуля при опросе - отказ, умышленный или случайный обрыв в линии (разомкнуты контакта цепи питания датчика) или короткое замыкание.
В необходимых случаях датчик 4 может вырабатывать аналоговый сигнал (температура, напряжение, влажность, угол поворота и т.д.). При этом микропроцессором 1 адресного микромодуля производится преобразование поступающего сигнала в цифровую форму.
Окончательную обработку сигналов с адресного микромодуля выполняет контроллер. Кроме информации о состоянии датчика 4 микромодуль передает на контроллер свой номер, что позволяет однозначно определить место возникновения тревожной ситуации.
Кроме того, в варианте включения оптоэлектронного реле 8 в состав адресного микромодуля, указанным реле 8 может осуществляться отработка команд микропроцессора 1 непосредственно на включение исполнительных механизмов, например, отпирание двери и/или освобождение прохода через турникет и/или открытие шлюза и/или включение средств пожаротушения и/или открытие/закрытие заслонки и/или включение/выключение вентилятора или кондиционера, а также
на задействование запретительных или разрешительных сигнальных устройств, например, сирены, сигнализатора на пульте охраны, транспаранта или мигание цветного светодиода.
Стабилитрон 2 ограничивает статические положительные отклонения напряжений выше 5 в, передавая избыточную энергию в сеть. В результате адресный микромодуль предает, а контроллер получает по линии связи протяженностью до 1 км нормализованные по напряжению сигналы, независимо от наличия и длительности помех, без перегрузки и искажений. Аналогичные функции выполняет стабилизатор 6 в случае его использования. Микропроцессор 1, в соответствии с программой, формирует сигнал в такой форме, которая совместима с контроллером, не зависит от физического параметра, воспринимаемого датчиком 4, и от его конструктивного исполнения.
Программа микропроцессора 1 синтезируется с помощью известных правил и методов.
Таким образом, контроллер и, при его подключении, оператор компьютера кроме данных о работе системы и состоянии линии связи получает информацию о расположении контролирующего датчика 4, подающего сигнал тревоги. Для этого обмен данными
между датчиком 4 и контроллером происходит через микропроцессор 1 настоящего адресного микромодуля, имеющий в рамках всей системы индивидуальный номер (прописку), записанный при изготовлении.
Технические характеристики адресного микромодуля:
Напряжение 10-14 в;
Ток 2 мА;
Габариты по первому варианту полезной модели, - 15×10×5 мм, масса 5 г (без учета реле, перемычки и проводов подключения);
Габариты по второму варианту полезной модели, - 18×15×10 мм, масса 6 г (без учета реле, перемычки и проводов подключения);
Адресный микромодуль за счет рационального соотношения габаритных размеров конструктивно может быть встроен в стандартные, например, пожарные или охранные датчики, датчики давления, положения, уровня и т.д.
Таким образом, создан эффективный компактный адресный микромодуль, а также расширен арсенал адресных микромодулей.
При этом расширены функциональные возможности для передачи сигналов и определения местонахождения извещателей (датчиков) различных видов, отличающихся по
конструктивному выполнению и контролируемым параметрам, а также для работы с исполнительными механизмами, сокращены габариты, повышены надежность и точность работы в условиях помех и удлиненных линий связи.
Источник информации:
1. US №6661213, 2003.