Принципиальная схема устройства - Радиосистема пожарной сигнализации
Исходя из технических требований и структурной схемы, выберем схемы и элементную базу для устройства.
В качестве генератора колебаний используем простой релаксационный генератор. При качественном проектировании данный генератор вполне стабилен по частоте [9]. Схема генератора изображена на рис. 4.1. Принцип работы генератора заключается в следующем: допустим, что когда впервые прикладывается напряжение, выходной сигнал ОУ выходит на положительное насыщение. Конденсатор начинает заряжаться до напряжения U+=5В с постоянной времени, равной R2C1. Когда напряжение конденсатора достигнет половины напряжения U+, ОУ переключается в состояние отрицательного насыщения и конденсатор начинает разряжаться до U- c той же самой постоянной времени.
Рис. 3.1. Релаксационный генератор.
В качестве источника тока используем источник тока Хауленда (рис. 3.2) . Резисторы в данной схеме должны быть точно согласованы согласно выражению
,(4.1.).
Тогда выходной ток равен:
,(4.2.).
В качестве сопротивления RН В данной схеме выступает тело человека. Для расчета схемы выберем типичное значение RН=1 кОм.
Радиосистема информация релаксационный генератор радиомодуль
Рис.3.2. Источник тока.
В качестве усилителя входного сигнала используется инструментальный усилитель AD622 фирмы Analog Devices. Он имеет высокое входное сопротивление. Также коэффициент усиления можно легко задавать с помощью резистора R1 (рис.4.3) в пределах от 2 до 1000, напряжение питания от +/-2.6 В до +/-15 В (используем 5 В) и миниатюрные размеры. Частотная характеристика усилителя равномерна до 80кГц, что более чем достаточно.
Рис.3.3. Усилитель.
Для выделения полезного сигнала был выбран двухкаскадный амплитудный детектор (рис.3.4). В схеме для развязки С1 от нагрузки на выходе детектора включен повторитель в цепь общей ОС со входным операционным усилителем, что уменьшает дополнительную погрешность детектирования, обусловленную напряжением смещения нуля, входными токами и конечным усилением D2.
Рис.3.4. Амплитудный детектор.
Далее сигнал подается на вход устройства управления (УУ). В качестве УУ выберем микроконтроллер PIC14000 (Microchip). Отличительной особенностью данного микроконтроллера по сравнению с другими данной фирмы, является наличие встроенного АЦП, большое количество портов и внутренний тактовый генератор. А так как одним из основных требований к устройству накопления были малые габариты, то эти особенности явились решающими. Технические характеристики микроконтроллера PIC14000 приведены в приложении 1. Аналоговый сигнал обрабатывается внутренним АЦП и его значения записываются во внешнее ОЗУ 24LC256 (Microchip). Схема включения 24LC256 на рис. 3.5.
Рис. 3.5. Схема включения ОЗУ 24LC256.
Емкости микросхемы (32Кбайт (256Кбит)) вполне хватает для записи информации в течении заданного промежутка времени. Низкое напряжение питания (2.5-5.5 В) и миниатюрные размеры, делают ее очень удобной в носимых накопителях. Связь с микроконтроллером осуществляется по двухпроводному последовательному интерфейсу I2C. Назначение выводов микросхемы памяти приведено в таблице 34.1.
Таблица 3.1.
Обозначение контакта |
Функция |
A0, A1, A2 |
Адресные входы: Возможно включение до 8 микросхем 24xx256 параллельно на одну шину. Выводы служат для задания адреса микросхемы. Если используется одна микросхема, то выводыА0, А1, А2 присоединяются к общему проводу. |
Vss |
Общий: |
SDA |
Последовательный порт: Двунаправленный порт для ввода адресов, записи и чтения данных. |
SCL |
Синхронизация: Данный вывод используется для синхронизации обмена данных с внешними устройствами. |
WP |
Защита от записи: Используется для защиты записанных данных от перезаписи. Если этот вход подключить к Vcc, то запись данных запрещена и возможно только чтение.. Если же к Vss (общий), то можно записывать и читать данные. |
Vcc |
Питание: Контакт питания (от +2.5 до 5.5 В). |
Микросхема памяти 24LC256 имеет следующие технические характеристики:
- -Максимальный ток записи 3 мА при 5.5 В. -Максимальный ток чтения 400 мкА при 5.5 В. -Типичный ток хранения 100 нА при 5.5 В. -Двухпроводной последовательный интерфейс, I2C совместимый. -Можно подключать до 8 микросхем на 1 шину. -5 мс максимальный цикл чтения. -Защита от статического напряжения до 4000 В. -Срок службы >200 лет. -Диапазон рабочих температур: от -400С до +850С (коммерческая версия); от -400С до +1250С (промышленная версия).
Для снижения стоимости схемы и экономии пространства на плате используем внутренний тактовый генератор микроконтроллера PIC14000 с номинальной рабочей частотой 4 МГц.
Для связи с ЭВМ используем микросборки приемника и передатчика - радиомодули. К их достоинствам можно отнести малые габаритные размеры и малую потребляемую мощность при приемлемых скоростях обмена информацией и дальности связи. Из всего спектра устройств были выбраны: передатчик TXM433F и приемник SILRX433F. Схема включения радиомодулей приведена на рис.3.6.
Рис. 3.6. Схема подключения радиомодулей TXM433F и SILRX433F.
Назначение выводов радиомодулей приведено в таблице 3.2.
Таблица 3.2.
Номер контакта |
Обозначение |
Функция |
SILRX433F |
(Приемник) | |
1 |
RFIN |
Вход антенны. Этот контакт имеет номинальное полное сопротивление 50 Ом. |
2 |
RFGND |
Должен быть связана с заземляющей плоскостью. Имеет внутреннюю связь с выводом 4. |
3 |
DETECT |
Данный контакт используется при поиске несущей. Включает внешние цепи при обнаружении несущей. Если данная функция не используется, то этот контакт соединяется с выводом 5 (Vcc) через 10 кОм. |
4 |
0V |
Общий |
5 |
Vcc |
Вывод питания. Напряжение питания от 4 до 9 В (с нестабильностью не более 2 мВ) при токе 14 мА. Рекомендуется фильтр питания. |
6 |
AF |
Данный контакт может использоваться для управления датчиками модемов и DTMF декодеров. |
7 |
DATA |
Вывод данных |
TXM433F |
(Передатчик) | |
1 |
RFGND |
Должен быть связана с заземляющей плоскостью. Имеет внутреннюю связь с выводом 4. |
2 |
RFOUT |
Соединяется с антенной. Полное выходное сопротивление 50 Ом. |
3 |
Vcc |
Контакт питания. Напряжение питания от +2 до +12 В. |
4 |
0V |
Общий |
5 |
DATAIN |
Вход данных. |
В радиомодуле приемника SILRX433F не используем функцию поиска несущей. Для этого подключим контакт DETECT к Vcc (питание) через резистор R1=10кОм. В качестве антенны используем штыревую антенну отдельно для передатчика и приемника. Это антенна с круговой диаграммой направленности, что как нельзя лучше подходит для мобильного устройства, каким является накопитель.
Технические характеристики радиомодулей указаны в таблице 4.3.
Таблица 3.3.
Параметры |
SILRX433A |
TXM433F |
Тип модуляции |
ЧМ |
ЧМ |
Uпит., В |
4...9 |
2...12 |
Iпотр., мА (активн.) |
14 |
10 |
Ризл., мВт |
- |
1 |
Чувствит., мкВ |
1 |
- |
Скорость передачи, бит/с |
10000 |
10000 |
Типовая дальность, м |
200 |
200 |
Несущая частота, МГц |
433.92 |
433.92 |
В качестве источника питания используются два элемента класса AA, дающие в сумме 3 В емкостью 750, 1000, 1200 мА/ч. Маломощные регуляторы напряжения ADP1111 (Analog Devices), обеспечивают на выходе стабильное напряжение 5 В. Так как в схеме УН для питания некоторых элементов используется двухполярное питание, то построен инвертор напряжения на С1,C2 и диодах VD1,VD2 (рис.4.7.). На рис.3.7. изображена схема преобразователя напряжения, построенного на ADP111. Схема и номиналы элементов были выбраны из каталога схем, предложенных фирмой-разработчиком.
Рис.3.7. Адаптер питания.
Назначение контактов ADP1111 приведено в таблице 3.4.
Таблица 3.4.
Номер контакта |
Обозначение |
Функция |
1 |
ILIM |
При нормальных условиях работы, этот контакт должен быть соединен с VIN. Когда требуется низкий ток, между ILIM и VIN должен быть включен резистор. Стандартный ток 400 мА требует включения резистора 200 Ом. |
2 |
VIN |
Вход напряжения. |
3 |
SW1 |
Коллектор мощного выходного транзистора. Для конфигурации понижающего преобразователя, подключается к VIN. Для понижающего варианта присоединяется между индуктивностью и диодом (рис.4.7.). |
4 |
SW2 |
Эммитер мощного выходного транзистора. Для конфигурации понижающего преобразователя, присоединяется между индуктивностью и диодом. Для понижающего варианта подключается к VIN (рис.4.7.). |
5 |
GND |
Общий |
6 |
A0 | |
7 |
SET | |
8 |
FB/SENSE |
Похожие статьи
-
Разработка функциональной схемы устройства - Разработка автомобильной охранной сигнализации
Функциональная схема автомобильной сигнализации показана на рисунке 6. Функциональная схема брелока управляющего автомобильной сигнализацией показана на...
-
Расчет схемы электрической принципиальной цифрового матрицирующего устройства. Рассмотрим систему обозначений сигналов, принятую в цифровом телевидении...
-
Разработка структурной схемы устройства - Разработка автомобильной охранной сигнализации
Структурная схема проектируемой автомобильной сигнализации изображена на рисунке 5. Рисунок 5 - Структурная схема автомобильной сигнализации...
-
Выбор и обоснование принципиальной схемы предварительного усилителя ФПУ В соответствии со структурной схемой приведенной ранее, ФПУ конструктивно делится...
-
В данной работе разрабатывается микропроцессорная система минимальной конфигурацией, что предполагает использование управляющих сигналов, формируемых...
-
Обоснование выбора электрической принципиальной схемы - Умножитель частоты
Выбранная структурная схема является однокольцевым УЧ. В настоящее время характеристики, указанные в техническом задании, хорошо реализуются на...
-
Схема трансивера с указанием основных соединений представлена на рисунке 5.1. Рисунок 5.1 Рассмотрим более подробно каждый блок в отдельности: Фильтр...
-
Разработка протокола обмена информацией и форматов сообщений - Радиосистема пожарной сигнализации
В системе, содержащей несколько устройств, для обмена информацией необходимо составить протокол обмена, который определяет очередность установления связи...
-
Расчет системных характеристик - Радиосистема пожарной сигнализации
В качестве системных характеристик рассчитаем: На передачу пакета содержащего команду Готов (длина пакета 6 байт+5 байт), или любую другую команду (длина...
-
Структурная схема устройств АЛСН - Назначение автоматической локомотивной сигнализации
Кодовые сигналы числового кода воспринимаются приемными катушками ПК, проходят через усилитель У и поступают на дешифратор, где они декодируются, и...
-
Методы и виды ТО и ремонта устройств и систем СЦБ доля устройств и участков дистанции определяются "Проектом организации обслуживания и ремонта...
-
Помимо аналого-цифровых преобразователей (АЦП), работой цифровой логики могут управлять операционные усилители (ОУ) и компараторы, преобразующие...
-
Модуль памяти первого процессора включает в себя оперативное запоминающее устройство выполненное на двух микросхемах динамического типа с организацией...
-
Схемы ТТЛ _ транзисторно-транзисторной логики - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Разновидности схем ТТЛ Также широко используются на практике разновидности схем ТТЛ: А) схема ТТЛ с тремя состояниями выхода Схемы базовых ТТЛ нельзя...
-
Структурная схема разрабатываемого устройства представлена на рисунке 3.1. Рисунок 3.1. Структурная схема устройства. 1 - Входной буферный каскад 2 -...
-
Адресные и адресно-аналоговые системы пожарной сигнализации кроме различных адресных пожарных извещателей имеют в своем составе, как правило, различные...
-
Выбор центрального микропроцессора автомобильной сигнализации На центральный микропроцессор возлагаются задачи принятия решения об уровне угрозе и...
-
Электрическая принципиальная схема арифметического устройства для выполнения сложения и вычитания десятичных чисел представлена на графическом листе Э3....
-
Основные требования, предъявляемые при проектировании экипировочных устройств для локомотивов Экипировочные устройства для локомотивов сооружаются на...
-
Как известно, частота автоколебаний в таком генераторе определяется формулой (1), А затухание в частотно-зависимой ветви обратной связи на частоте 0 ....
-
Описание структурной схемы - Разработка радиопередающего устройства
Рис. 1. Структурная схема РПУ. Проектирование любого устройства начинается с составления структурной схемы. Структурных схем частотной манипуляции много,...
-
Для n-логических переменных (аргументов) существует 2n их комбинаций или двоичных наборов. На каждом таком наборе может быть определено значение функции...
-
По замыслу проекта автомобильной сигнализации в монтажном блоке устанавливаемом в автомобиль используется два микроконтроллера, которые к тому же...
-
Экспериментальное исследование характеристик устройства - Разработка схем кодера PAL
Целью проведения экспериментального исследование было снятие временных характеристик следующих функциональных узлов цифрового кодера PAL: генератора...
-
Очень часто в радиотехнике требуется из сложной смеси полезных и нежелательных сигналов выделить и пропустить требуемый сигнал. Именно эта необходимость...
-
Схемы ЭСЛ _ эмиттерно-связанной логики - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Цифровые микросхемы эмиттерно-связанной логики имеют более высокое быстродействие, чем схемы ТТЛ (даже ценой большей рассеиваемой мощности), достигшее в...
-
Условное изображение коммутационных устройств в электрических схемах - Коммутационные устройства
Настоящий стандарт распространяется на схемы, выполняемые вручную или автоматизированным способом, изделий всех отраслей промышленности и строительства и...
-
Схема ДТЛ - диодно-транзисторной логики - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Основная схема ДТЛ приведена на рисунке 2.16,а. Здесь диоды VD1, VD2, VD3 и резистор R1 представляют собой конъюнктор (И), элементы VT, R2, R3 _ инвертор...
-
В связи с тем, что питание измерительных приборов осуществляется от сети напряжением 220 В и не исключается возможность одновременного прикосновения...
-
Для реализации ПУ выберем транзистор КТ503А, который является кремниевым, эпитаксиально-планарным п-р-п универсальным низкочастотным маломощным....
-
Устройство сравнения предназначено для определения знака входного сигнала, а также для сравнения сигнала с УВХ с сигналом, снимаемым с ЦАП, и выдачи...
-
Выбор схемы УМ Схема усилителя для стационарной аппаратуры 1-ой и высшей групп сложности представлена на рис. 2.1. В такой аппаратуре допустимо...
-
Обоснование схемы электрической принципиальной - Блок сопряжения телефонной связи
Усилительный каскад телефонного усилителя также как оконченный каскад ларингофонннго усилителя выполнены по двухтактной трансформаторной схеме с общим...
-
Построение структурной схемы автомата (рис. 10) осуществляется по результатам минимизаций функций по картам Карно. Схема состоит из четырех блоков:...
-
Данный индикатор температуры охлаждающей жидкости может использоваться в любых автомобилях отечественного производства с бортовой сетью 12/24В, в замен...
-
ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМАХ - Цифровые устройства и микропроцессоры
Отличие времени задержки tзд. р. от нуля при прохождении сигнала через логическую схему может приводить к возникновению помех в выходном сигнале. Эти...
-
Принципиальная схема МПС - Разработка микропроцессорной системы на базе микропроцессора Intel 8086
Принципиальная схема подразумевает под собой на каких микросхемах построена данная микропроцессорная система. В качестве центрального процессора...
-
Основными компонентами таких стендов обычно являются: два взаимонезависимых комплекта роликов, размещенных в опорно-воспринимающем устройстве...
-
1. Физическая Т-образная эквивалентная схема На рисунке 5.12 приведена физическая Т-образная эквивалентная схема транзистора с общей базой, где:?...
-
Генератор тактовых импульсов должен вырабатывать прямоугольные импульсы частотой 190 Гц. В качестве токового возьмем мультивибратор на логических...
Принципиальная схема устройства - Радиосистема пожарной сигнализации