- WWW stránky autorů - www.quickwork.kgb.cz
- Soubor obrázků ve formátu PDF - x51_autoalarm.zip
Zabezpečovací systém (Autoalarm) se skládá ze základní jednotky, alfanumerického podsvětleného displeje 16 znaků x 1 řádek, klávesnice, která může být se čtyřmi, nebo dvanácti tlačítky, bezdrátového měřiče otáček, magnetodynamické sirény 4 až 8 ohm a dálkového ovladače pracujícího na frekvenci 433.92 MHz umožňující vyslat max. 10 povelů. Systém lze doplnit Ultrazvukovým snímačem pro kontrolu Interiéru a mikrovlnným snímačem pro kontrolu Exteriéru. Další zařízení lze připojit na univerzální vstup. Pro funkci Pageru je navržen modul PA1 spolupracující s mobilním telefonem Ericsson A1018, realizující hlásnou službu při spuštění poplachu na telefon majitele. Pro blokování okruhů ve vozidle jsou určena dvě externí, výkonová automobilová relé, které lze případně rozšířit pro blokování dalších okruhů.
Instalace displeje a klávesnice v interiéru vozidla umožňuje komfortní přístup ke všem parametrům autoalarmu a vysokou úroveň zabezpečení pomocí kódů PIN, takže při nastavení nejvyšší úrovně zabezpečení neodjede z vozidlem nikdo a to i v případě, pokud by došlo ke ztrátě veškerých klíčů od vozidla, včetně dálkových ovladačů. Systém dálkového ovládání, jak je dnes již běžné, používá pro přenos informací tzv. "plovoucí kód" a umožňuje kromě vozidla také ovládat např. garážová vrata. V konstrukci autoalarmu nalezne uživatel mimo jiné také např. dálkový start, funkci protiůnos, zamezující odcizení vozidla po násilném vytažení majitele z vozu, či kontrolu dobíjení akumulátoru. Veškeré funkce a parametry není naštěstí nutné zde uvádět, protože jsou k tomuto účelu určeny příslušné stránky, takže stačí navštívit www.quickwork.kgb.cz, kde zájemce nalezne příslušné, doširoka rozvedené informace týkající se popisu a ovládání autoalarmu.
Konstrukce
Základní jednotka:
Základní jednotka je postavena na oboustranné DPS a jejím srdcem je CPU AT89S8252 s taktem 6MHz, kterému sekunduje PIC12C671, který se stará o generování zvuků sirény (31 nejrůznějších zvuků + 5 pro zajištění/odjištění) a měření napětí. Napájecí napětí je stabilizováno stabilizátorem s nízkým odběrem a s oddělením od napájení ve vozidle diodou, což umožňuje snadnou zálohu. Nabíjecí napětí pro případnou zálohu sice není úplně optimální, ale pro daný účel plně dostačuje. Napájecí napětí si CPU pro další okruhy spíná pomocí dvou tranzistorů dle potřeby tak, aby byl zajištěn co nejnižší odběr celého zařízení. Pro příjem dálkového ovládání je určen hybridní modul pro kmitočet 433.92 MHz s anténou, kterou tvoří vodič o délce 15.5 cm na konci koaxiálního kabelu. Pro posílení výstupů z CPU jsou na desce dva obvody ULN2003A z nichž jeden je určen pro signály k externím relé a druhý pro ovládání interních relé (směrová světla, brzdová světla a interní osvětlení) a spínání tranzistorů pro externí relé imobilizéru. Pro zajištění vysoké spolehlivosti je ovládání napětí pro externí imobilizační relé zdvojeno. Pro výstup na magnetodynamickou sirénu jsou určeny čtyři tranzistory v můstkovém zapojení s buzením od PIC12C671. Pro měření napětí jsou určeny dva vstupy tohoto obvodu a to pro měření akumulátoru a pro vstup univerzálního voltmetru. Přesnost měření je určena kvalitou odporové sítě, převodníku A/D a napájecího napětí. Pro případnou korekci jsou k dispozici volné pozice pro SMD odpory na spodní straně desky, kde je možné napětí přesně nastavit. Na desce se dále nachází otřesový snímač s piezoprvkem a IO TLC272.
Schéma základní jednotky - kliknutím na obrázek získáte
výkres ve formátu PDF
Osazení plošného spoje základní jednotky - kliknutím na obrázek
získáte výkres ve formátu PDF
Základní jednotka neobsahuje žádné nastavovací prvky, takže po osazení by mněla fungovat na první zapojení. Jedná se ovšem o zapojení poměrně stěsnané, navíc obsahující SMD prvky, takže je nutné pracovat pečlivě a dávat pozor na případné zkraty, či nedokonalé spoje. Nelze také uplatnit obecnou zásadu "polovodiče až nakonec", ale je nutné desku osazovat od nejnižších součástek k nejvyšším. Pro spínání napětí externích snímačů je určen tranzistor BUZ10(11), který lze nahradit z důvodu nízkého odběru tranzistorem BS170. Pokud se osazuje tranzistor BUZ10, je nutné u něj zkrátit chladící plochu. Pokud se osazuje BS170, je nutné vzít na vědomí odlišné zapojení vývodů na rozdíl od BUZ10 a vývody překřížit. POZOR: nový typ DPS je již určen pouze pro BS170. Stejně tak lze pro koncové stupně sirény použít tranzistory BD241/242 u kterých je taktéž nutné zkrátit chladící plochu. Nahradit je ovšem lze tranzistory D771/772, které jsou v menším pouzdru, či jinými obdobnými typy v menším pouzdru. Pouzdra tranzistorů jsou uvedeny na konci článku. Piezoelement pro snímání otřesu je připájen na zkratovací kolík a poté připájen do otvoru v DPS (viz. obrázek). Na protější stranu piezoelementu připájíme kapku cínu. Krystal nasadíme na nevodivou podložku a připájíme jej také k DPS (pozor na přehřátí, je vhodné použít některou z pájecích kapalin). Protože pro snímání napětí k převodníku A/D použita obyčejná odporová síť, lze její nepřesnost korigovat připájením SMD odporu na spodní straně DPS u nápisu ACCU/VOLT zvlášť pro vstup měření akumulátoru a voltmetru. Pro účely měření ve vozidle je tato přesnost dostačující a dosahuje po korekci cca +/- 0.1 V. Pro oba CPU je možné použít patice, což usnadní pozdější oživování při případné nefunkčnosti. Pro PIC12C671 je použita standartní patice 2x4 piny, pro AT89S8252 je použita patice pro PLCC44, kdy pro účely domácího pájení je vhodné vylomit spodní část patice, čímž se více obnaží pájecí body této patice. Pro příjem DO se osvědčily přijímače RRA4 od firmy SEA Praha, které mají vyšší citlivost. Modul je vhodné zapájet až po opláchnutí a očištění desky, protože i malé množství usazenin na modulu ovlivní jeho parametry (vyzkoušeno). DPS je navržena pro osazení stabilizátorem LE50 nebo HT7150, takže si lze vybrat podle typu, který bude k dispozici (viz. rozmístění součástek). Z mechanického hlediska je konstrukce základní jednotky instalována do krabice KP24 s příslušnými mechanickými úpravami. Pro uchycení v krabici KP24 zvětšíme otvory v DPS na cca 8 mm (ještě před osazením) a po uložení DPS do krabičky ji v rozích zajistíme pomocí tavné pistole.
Alfanumerický displej:
Modul alfanumerického displeje je postaven na jednostranné DPS a je osazen převážně SMD prvky s CPU AT89C2051 v taktu 12MHz a podporou napěťového watchdogu TL7705. Protože instalace ve vozidle předpokládá použití displeje pro rozšířený rozsah teplot, nachází se zde jednoduchá nábojová pumpa pro vytvoření záporného napětí a teplotní korekce pro řízení kontrastu LCD podle teploty. Pro generování zvuků se zde nachází piezoelement připájený na DPS. Pokud nejsou na displeji zobrazeny žádné informace, dojde k vypnutí podsvětlení a nábojové pumpy. Spojení se základní jednotkou je zajištěno pomocí sériové linky s multiprocesorovým výstupem a to v úrovni TTL. Z displejů je možné použít PC1601-F od firmy Powertip, či CM1610 od firmy DataImage, které mají obdobnou mechanickou konstrukci a rozměry. Na místě kondenzátorů C1 a C4 je možné použít běžné elektrolytické kondenzátory a zapájet je do DPS po vyvrtání patřičných otvorů, protože SMD větších kapacit jsou dosti drahé. Díky SMD montáži je osazování složitější, takže je nutné pracovat pečlivě. Z klasických součástek se zde nachází cívka L1, krystal a odpory v napájení podsvětlení LCD displeje. Na DPS lze pro podsvětlení osadit 2 klasické odpory, nebo 4 odpory SMD. Pouze je nutné zachovat celkový odpor cca 120R (odpor Rx z bodu A do bodu B). Je také možné zrušit diody D2-D4 za předpokladu jejich přemostění a zvýšení odporu Rx. Odpory označené 0R slouží jako drátové propojky (nejsou uvedeny ve schématu), piezoelement připájíme ve čtyřech bodech na určeném místě, kdy předtím si jej pocínujeme pomocí některého z chem. přípravků, protože většinou jej nelze snadno pájet. Krystal je použit normální/nízký, položen bokem na DPS, připájen za přívodní vodiče a nakonec připájen za pouzdro k DPS. Do rohů desky připájíme kovové kolíky, které se posléze připájí do otvoru v displeji. El. Spojení s displejem je provedeno pomocí dvou řadových lišt (Jumper). Všechny součástky jsou osazeny ze strany spojů, na protější straně se nachází pouze drátová propojka, kovové kolíky v rozích a řadové lišty pro spojení s displejem. Deska displeje také funguje na první zapojení, pouze je nutné nastavit základní kontrast pomocí odporového trimru na DPS. Mechanická konstrukce může být v tomto případě různá, protože v interiéru vozidla se nacházejí nejrůznější otvory, kde je možné provést instalaci jak displeje, tak klávesnice. Na výše uvedených www stránkách se nacházejí nejrůznější mechanická provedení, takže je možné zde čerpat inspiraci.
Schéma displeje - kliknutím na obrázek získáte výkres ve formátu PDF
Plošný spoj a osazení plošného spoje displeje - kliknutím na obrázky získáte výkres ve formátu PDF
Klávesnice:
Jako klávesnici k nastavování parametrů a vkládání kódů PIN je možné použít 4, nebo 12 tlačítkovou klávesnici. 4 tlačítková klávesnice se snáze instaluje do vozidla, ale obtížněji ovládá (čísla se zadávají postupně, obdoba zadávání písmen na mobilním telefonu) viz. návod na www. 12 tlačítková klávesnice poskytuje snadné zadávání kódů PIN, ale obtížněji se instaluje v interiéru vozidla. Protože 12 tlačítková klávesnice zvyšuje cenu výrobku je zde pro zvýšení užitné hodnoty integrováno měření vnitřní a vnější teploty s IO SMT160. Zájemce se tedy může rozhodnout pro jakýkoliv typ klávesnice, ale je nutné to uvést předem, protože je nutné použití jiného Software v základní jednotce.
4 tlačítková klávesnice obsahuje tlačítka Nahoru, Dolů, Potvrdit a Zrušit, které jsou umístěny na jednostranné desce s plošnými spoji společně s diodou LED, která bliká v případě zajištění vozidla. Mechanicky je klávesnice instalována do krabice SEB1 po vyvrtání příslušných otvorů. Na desce se jinak nacházejí pouze dvě diody, přívodní vodiče se připájí ze strany spojů. Tlačítka je vhodné připájet nejdříve pouze v jednom bodě, poté desku zasunout do vyvrtané krabičky SEB1 a přilepit ke kraji PCB. Poté tlačítka vystředíme a následně zapájíme. Pro přívodní vodiče je vhodná dutá spojka se závitem. Vyobrazení 4 tlač. klávesnice a to ze zadní i vnitřní strany se nachází na obrázku.
Schéma 4tlačítkové klávesnice - kliknutím na obrázek získáte výkres ve formátu PDF
Plošný spoj a osazení plošného spoje 4tlačítkové klávesnice - kliknutím na obrázky získáte výkres ve formátu PDF
12 tlačítková klávesnice je postavena na jednostranné desce s plošnými spoji a o obsluhu se stará CPU AT89C2051 v taktu 12MHz a podporou napěťového watchdogu TL7705. Komunikace opět probíhá po sériové lince, kde se nacházejí také výstupní data při měření teploty. Pro připojení SMT160 se na DPS nacházejí příslušné vývody. Deska je opět osazena převážně SMD prvky, bez nutnosti nastavování, takže je funkční na první zapojení. Kondenzátory větších kapacit jsou v klasickém provedení a jsou položena na DPS. Na DPS se nachází několik drátových propojek a několik propojek ve formě odporů 0R (nejsou ve schématu). Místo IO TL7705 lze použít i napěťové Watchdogy od Mikrochipu řady MCP, pro které je navržena DPS a to jak v pouzdru TO92, tak v pouzdru SOT23. Všechny součástky jsou osazeny ze strany spojů, kromě drátových propojek, klávesnice a řadových lišt pro připojení modulu a senzorů teploty. V tomto případě je u řadových lišt posunuto jejich černé pouzdro na kraj, zasunuto do DPS a zapájeno ze strany spojů. Po zasunutí klávesnice do desky je nutné zkrátit kolíky pod IO AT89C2051. POZOR: klávesnici je nutno zapájet před připájením IO. Poloha klávesnice vůči DPS je označena číslem klávesy "2". Při použití 12 tlačítkové. klávesnice vede kabel ze základní jednotky nejdříve do klávesnice (4 vodiče) a z této poté do displeje (3 vodiče). Vodič pro data k jednotce displeje přes desku klávesnice pouze prochází.
Schéma 12tlačítkové klávesnice - kliknutím na obrázek
získáte výkres ve formátu PDF
Plošný spoj a osazení plošného spoje 12 tlačítkové
klávesnice - kliknutím na obrázky získáte výkres ve formátu PDF
Dálkové ovládání:
Dálkové ovládání je postaveno na oboustranné desce s plošnými spoji s CPU PIC12CE519 s interní Eeprom pro uložení pevného a "plovoucího kódu", který se mění po každém stisku DO. Napájení je zajištěno pomocí 12-ti voltové baterie se stabilizací HT1030 pro zajištění co nejnižšího odběru. Vysílání je prováděno pomocí metody On/Off keyning s jednotranzistorovým oscilátorem. Anténa je vytvořena na DPS s nastavením kmitočtu pomocí SMD kapacitního trimru. Deska je osazena SMD prvky a to z důvodu malých rozměrů na spodní i horní straně desky, kromě vysílacího tranzistoru a stabilizátoru napětí. Aby nastavování kmitočtu bylo jemnější, je vhodné do série s kapacitním trimrem zapojit kondenzátor 2p7/NP0. Po mechanické stránce je DO instalován do krabičky KM11-B3. Pro záporný pól baterie je vhodná pružina ze zásobníku pro dvě mikrotužkové baterie (GM Elektronik) a pro kladný pól vytvarovaný kolík z řadové lišty. (viz. obrázek).
Schéma vysílače DO - kliknutím na obrázek získáte výkres ve
formátu PDF
Osazení plošného spoje vysílače DO (vlevo pohledze strany součástek) -
kliknutím na obrázky získáte výkres ve formátu PDF
Nastavení DO spočívá v nastavení kmitočtu vysílače, který se musí co nejvíce blížit 433.92 MHz. Pro kontrolu stačí stisknout klávesu 3 na DO, která slouží k přepínání kanálů DO a chvíli je možné měřit výstupní kmitočet DO, protože je aktivován vysílač. Měření provádíme v domácích podmínkách např. drátovou anténou nad vysílačem, která je zasunuta přímo do konektoru měřiče kmitočtu (délka cca 5cm). Tímto způsobem je nastavení kmitočtu rychlé a poměrně přesné.
Verze Dálkového ovládání se SAW filtrem
V současné době je k dispozici již také verze dálkového ovládání, kde je VF oscilátor sestaven s resonátorem 433.92 MHz, takže není nutné nastavovat kmitočet pomocí kapacitního trimru. Deska je jednostranná a jsou použity jiné kontakty pro baterii, přímo určené pro daný typ umělohmotné krabičky. Dosah tohoto DO je nepatrně nižší než-li u verze s kapacitním trimrem, ale to je vyváženo stabilním kmitočtem, který se dlouhodobě nemění. Při sestavování DO je nutné na DPS srovnat otvor pro IO, který je poté zasunut ze spodní strany a připájen. K tomuto je taktéž nutné zkrátit vývody IO.
Schéma vysílače DO se SAW filtrem
Otáčkoměr:
Pro benzínový motor lze použít bezdrátový snímač otáček motoru, který sleduje zapalovací impulsy z motoru a převádí jej na úroveň vhodnou pro další zpracování mikroprocesorem. Je také možné vůbec nepoužívat tento snímač a připojit vstup pro měření otáček přímo na výstup snímače otáček ve vozidle, který v drtivé většině tvoří hallův snímač u převodovky vozidla a který bývá vyveden až k palubním přístrojům. Toto zapojení je nutné použít u vozidel s dieslovými motory, kde nelze bezdrátový snímač použít.
Bezdrátový otáčkoměr je postaven na jednostranné DPS a vestavěn do krabičky KP32. Tvar snímací cívky se nachází na obrázku a je vytvořena lakovaným vodičem o průměru 1mm. Cívka je poté přilepena na horní kryt krabičky KP32 a zalita lakem. S DPS je cívka spojena vodičem. Při montáži položíme DPS na dno krabičky a zbývající prostor zalijeme tavnou pistolí. Poté ihned potřeme lepidlem kraje krabičky a přilepíme horní kryt s cívkou. Spojení je provedeno třemi vodiči, které je nutné vést v teplo odolné bužírce a montážní hubici, jak je obvyklé u vozidel.
Schéma otáčkoměru - kliknutím na obrázek získáte výkres ve
formátu PDF
Plošný spoj a osazení plošného spoje otáčkoměru - kliknutím na
obrázky získáte výkres ve formátu PDF
Oživení:
Přesto, že celá konstrukce obsahuje relativně velké množství součástek, není nutné žádné složité nastavování. Nastavit je nutné pouze kmitočet vysílače a základní kontrast LCD displeje. Pájení SMD součástek se sice nejlépe provádí k tomu určenými nástroji, ale jde to při troše zručnosti zvládnout i mikropájkou s pájecí pastou. Pájíme krátce, aby nedošlo k tepelnému přetížení součástek. Desky po osazení opláchneme a zkontrolujeme kvalitu spojů, či případné zkraty. Při prvotním zapnutí je vhodné použít zdroj s proudovým omezením pro případ zkratu na DPS. Je nutné mít na paměti, že el. zařízení ve vozidlech jsou vystavena širokému rozsahu pracovních teplot, vibracím, rušení apod., takže práci věnujeme max. pozornost, abychom po čase nebyli nepříjemně překvapeni náhlou nefunkčností zařízení.
Rozložení vývodů použitých součástek
Instalace:
Pro instalaci ve vozidle je vhodné se řídit informacemi, které zájemce nalezne na výše uvedených www stránkách, protože řádná a pečlivá instalace zajistí bezchybný provoz celého zařízení. Jsou zde uvedena instalační schémata zapojení konektorů, imobilizéru, centrálního zamykání, zavírání oken, dálkového startu apod.
Detail otřesového spínače
Stavebnice:
Protože se v daném případě jedná o komerční výrobek, není možné zveřejnit výpisy jednotlivých programů procesorů, takže pro případné zájemce mohou být k dispozici stavebnice v různém provedení od sady samotných procesorů, DPS, až po osazené a oživené desky jednotlivých modulů konstrukce autoalarmu. Bližší informace je možno žádat na níže uvedené adrese.
David BENDA a Stanislav NEVŘIVA
Komentáře
čidlo otřesu
Dobrý den, rád bych se zeptal na přesnou konstrukci otřesového čidla. V článku uvádíte, že se skládá z piezoelementu,ale jakého? dále bych se chtěl zeptat proč je piezoelement rozpojený?
díky