Система автоматической подачи звонков на AVR
На работе столкнулся со следующей проблемой: каждый день выбирается дежурный из сотрудников школы, у которого одна из обязанностей — давать звонки по расписанию, нажимать на кнопку в учительской. Мне было все равно, пока не увидел этот процесс в деле — сижу в учительской, бежит женщина, буквально залетает в учительскую и со словами «пока добежишь с третьего этажа. » дает звонок, потом пол перемены приводит сердцебиение в норму. И так каждый день. Очень часто дают звонки не вовремя. Дошла очередь до меня. и понял что надо это дело автоматизировать.
Начнем с того что школа особенная, тут неделю учимся с утра (1 смена), неделю после обеда (2 смена), дни бывают сокращенные, тогда урок длится не по 45, а может по 40 и 30 минут. Составил соответствующее расписание звонков для каждого режима работы:
| 1 смена 45 | 1 смена 40 | 1 смена 30 | 2 смена 45 | 2 смена 40 | 2 смена 30 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 УРОК |
| 8:45 | 8:45 | 14:10 | 14:10 | 14:10 | |
| 9:25 | 9:15 | 11:55 | 14:50 | 14:40 | ||
| 2 УРОК | 9:40 | 9:30 | 9:20 | 15:00 | 14:55 | 14:50 | |
| 10:25 | 10:10 | 9:50 | 15:45 | 15:35 | 15:20 | ||
| 3 УРОК | 10:35 | 10:15 | 9:55 | 15:50 | 15:40 | 15:30 | |
| 11:20 | 10:55 | 10:25 | 16:35 | 16:20 | 16:00 | ||
| 4 УРОК | 11:35 | 11:10 | 10:40 | 17:00 | 16:55 | 16:05 | |
| 12:20 | 11:50 | 11:10 | 17:45 | 17:35 | 16:35 | ||
| 5 УРОК | 12:25 | 11:55 | 11:15 | 17:50 | 17:40 | 17:00 | |
| 13:10 | 12:35 | 11:45 | 18:35 | 18:20 | 17:30 |
В качестве «мозгов» всей системы выбрал микроконтроллер ATmega8535, т.к. из имеющихся он больше всего подходит под данную задачу. Примерный интерфейс устройства:
кнопка «СМЕНА» выбирает текущий режим работы
кнопка «ЧАСЫ +» добавляет часы, «ЧАСЫ -» убавляет, и тоже самое с минутами.
Выбранную смену отображает соответствующий надписи светодиод.
В качестве индикаторов выбрал 4-ре семисегментных индикатора, 2 показывают часы, другие 2 индикатора — минуты, а между ними посекундно мигают 2 светодиода.
Сам звонок давать решил через реле, реле на 5 вольт не было, а было реле от стиральной машинки на 12 В, поэтому включать реле решил транзисторным ключем, выбрал транзистор помощней из тех что у меня был, для питания схемы необходимо 5 вольт, поэтому решил поставить стабилизатор на 5 вольт, выполненный на стабилизаторе 78L05. Питать схему решил 2-мя кронами, о чем потом пожалел и переделал на 12-вольтовый блок питания. В итоге у меня получилась следующая схема:
Расположил детали в соответствии с лицевой панелью, спроектировал и создал двухстороннюю печатную плату:
Печатную плату делал при помощи фоторезиста, перемычки между слоями ПП сделал из расслоенного многожильного провода:
Следующим шагом было все это спаять, сначала панельку для микроконтроллера, далее резисторы и т.д..
Потом прошиваем микроконтроллер и запускаем, тестируем все системы.
Завершив это, занялся корпусом, корпус решил делать из стеклотекстолита. Исходя из параметров печатной платы, спроектировал корпус, распечатал на матовой фотобумаге и перенес рисунок на стеклотекстолит методом ЛУТ:
Вырезал составляющие части корпуса бормашинкой, просверлил отверстия под кнопки и светодиоды:
Пользуясь уголком спаял корпус:
Все неровности убрал наждачной бумагой:
Покрасил корпус и примерил его:
Далее необходимо сделать интерфейсную часть, для этого печатаем лазерным (от струйного все потечет) принтером на обычной офисной бумаге, вырезаем, приклеиваем на ПВА и прижимаем прессом через ровную поверхность до полного высыхания:
Далее, чтобы лицевая часть сильно не выделялась от корпуса покрываем все это лаком на 2-3 раза, после чего клеевым пистолетом вклеиваем ПП в корпус:
Реле решил вынести за корпус (синие провода), черные провода подключаются параллельно той кнопке, которой дают звонок вручную.
Следующим шагом приклеиваем сзади лист стеклотекстолита термоклеющим пистолетом и получаем готовое устройство:
Источник
Проекты : Автоматика: управление, контроль, световые эффекты, реклама
Автомат подачи звонков в учебных заведениях (старое)
Принцип действия автомата основан на подсчете секундных импульсов, подаваемых с генератора, последующим сравниваем времени из памяти микроконтроллера и подачи звонков в заданное время. В основу конструкции лег широкодоступный и дешёвый микроконтроллер PIC 12 F 67 5.
При включении устройства на индикаторах появляется четыре нуля. Вся настройка сводиться к установлению текущего времени и дня недели. Нажатием кнопки SB 2 устанавливаем значение минут, например, 46. Далее нажимаем на кнопку SB 3 и устанавливаем значение часов, например, 08. В итоге на экране появляется значение 08.46 что означается, что текущее время 8 часов 46 минут.
Далее нажимаем на кнопку SB 4 и переходим в режим установки дня недели, на экране появиться сообщение day * , выбираем нужное значение, еще рез нажимаем на кнопку SB 4 и значение дня недели прописывается в энергонезависимую память микроконтроллера, т.е. при случайном выключении питания не будет потеряна.
Нажатием кнопки SB 1 часы запускаются. При достижении указанного в программе микроконтроллера времени, например, 9.00 на 3 секунды сработает реле, к которому в дальнейшем подключен сам звонок. При достижении следующего порога временного срабатывания, к примеру, 9.45 точно так же кратковременно сработает звонок.
Настройки дня недели предусмотрены для того, чтобы устройство можно было бы запрограммировать на каждый день. В нашем учебном заведении, например, в субботу сокращенные пары. По желанию заказчика могут быть установлены любые параметры срабатывания звонка.
В устройстве использованы индикаторы красного свечения с общим анодом.
Источник
Автомат для подачи звонковых сигналов по расписанию
Автомат, принципиальная схема которого приведена на рис. 1, предназначен для подачи звонков в школе. Длительная эксплуатация автомата подтвердила надежность его работы и целесообразность применения.
Питание автомата может производиться от сети переменного тока с помощью выпрямителя или от аккумуляторной батареи.
Как видно из принципиальной схемы, основными частями автомата служат: датчик времени, распределительное устройство, электромагнитное реле Р1 и термореле Р2.
Датчик времени представляет собой часы с гиревым, пружинным или электрическим приводом, имеющие обычный циферблат, минутную и часовую стрелки.
На циферблате устанавливают изолированные от него контакты, которых касается минутная стрелка при своем движении. На стрелке для надежного замыкания установлены специальные гибкие посеребренные щетки, которые при соприкосновении с контактами создают небольшое контактное давление, не влияющее на ход часов.
В качестве распределительного устройства использован обычный шаговый искатель обратного хода с двумя контактными полями. Подобные искатели выпускает наша промышленность для шаговых автоматических телефонных станций.
Реле Р1 служит исполнительным элементом. Для этой цели можно использовать реле электромагнитного типа, имеющее четыре группы контактов на замыкание и ток срабатывания, не превышающий 10—15 ма.
Применение реле с током срабатывания более 15 ма не рекомендуется, так как может привести к обгоранню контактов на часах н снижению надежности работы всей системы автоматики.
Рис. 1. Принципиальная схема реле времени.
Устройство представляет собой электронно-механическое реле выдержки времени. Тепловое реле Р2 служит для получения необходимой выдержки времени, определяющей длительность подачи звонка.
В качестве термореле лучше всего применить биметаллическое тепловое реле, которое широко распространено в различных схемах автоматики. Все элементы автоматического устройства в нашем случае рассчитаны на рабочее напряжение 48 в.
Рассмотрим работу схемы автомата, когда шаговый искатель (его щетки) находятся на контакте 1. В этом положении цепь срабатывания исполнительного реле Р1 образуется только в том случае, когда минутная стрелка часов подойдет к тому контакту около цифры на циферблате часов, который соединен с контактом I шагового искателя ШИ.
Допустим, что звонок подается, например, в 9 ч 25 мин; в этом случае контакт должен быть расположен у цифры «5» (25 мин). Когда минутная стрелка подойдет к цифре 5 и замкнется с имеющимся там контактом, образуется цепь: плюс источника питания (+48 в), обмотка исполнительного реле Р1, щетка шагового искателя ШИ, контакт 1, контакт 5 на циферблате часов, минутная стрелка, контакты 1—2 термореле Р2, минус источника питания (— 48 в). В этой цепи срабатывает реле РІ.
При срабатывании реле Р1 оно замыкает четыре пары контактных групп: 1— 1; 2— 2; 3— 3; 4— 4. Через контакты 1— 1 подается питание на обмотку шагового искателя ШИ: плюс 48 в, обмотка ШИ, контакты 1— 1 реле Р1, минус 48 в. Через контакты 2— 2 реле блокируется и независимо от наличия соединения на часах получает питание по цепи: плюс 48 в, обмотка реле Р1, контакты 2—2 реле Р1, нормально замкнутые контакты 1—2 термореле Р2, минус 48 в.
Через контакты 3— 3 создается цепь для питания нагревающей обмотки термореле Р2: плюс 48 в, контакты 3— 3 реле Р1, нагревающая обмотка реле Р2, минус 48 в.
Одновременно с замыканием контактов 4— 4 реле Р1 подается напряжение сети переменного тока на школьный звонок 3в: зажим сети, контакты 4—4, реле Р1, обмотка звонка Зв, второй зажим сети. Звонок 3в начинает звонить.
По мере прохождения тока через обмотку реле Р2 последняя нагревается и нагревает биметаллическую пластинку, которая разрывает контакты 1— 2, реле Р1 разблокировывается, лишается питания и отпускает свой якорь, размыкая цепь питания звонка, обмотки шагового искателя и термореле Р2.
Шаговый искатель ШИ при размыкании цепи его обмотки переводит щетки во второе положение, где контакт 2 шагового искателя соединяется с контактом часов, расположенным на окружности циферблата в том месте, где применительно к данному расписанию будет находиться минутная стрелка часов ко времени подачи следующего звонка.
Замыканием минутной стрелки этого контакта восстановятся все вышеперечисленные цепи и произойдет замыкание цепи звонка, после которого шаговый искатель подготовит цепь для последующего звонка. Из всех имеющихся на циферблате контактов подключается только тот, время касания которого минутной стрелкой определено расписанием подачи звонка.
Необходимая длительность работы звонка (30—60 сек) регулируется временем срабатывания термореле Р2. Составление монтажной схемы соединений контактов шагового искателя с контактами на циферблате часов упрощается, если составить следующую таблицу:
| Время подачи звонка | Назначение звонка | № контакта шагового искателя | Положение контакта на циферблате часов |
| 8 час 25 мин | Предварительный | 1 | 25 мин |
| 8 час 30 мин | Начало 1-го урока | 2 | 30 мин |
| 9 час 15 мин | Конец 1-го урока | 3 | 15 мин |
| Перемена 10 мин | — | — | |
| 9 час 25 мин | Начало 2-го урока | 4 | 25 мин |
| 10 час 10 мин | Конец 2-го урока | 5 | 10 мин |
| Перемена 10 мин | — | — | |
| 10 час 20 мин | Начало 3-го урока | 6 | 20 мин |
| 11 час 05 мин | Конец 3-го урока | 7 | 05 мин |
| Перемена 15 мин | — | — | |
| 11 час 20 мин | Начало 4-го урока | 8 | 20 мин |
| 12 час 05 мин | Конец 4-го урока | 9 | 05 мин |
| Перемена 10 мин | — | — | |
| 12 час 15 мин | Начало 5-го урока | 10 | 15 мин |
| 13 час 00 мин | Конец 5-го урока | 11 | 00 мин |
| Перемена 5 мин и т. д. |
Из приведенного примера расписания подачи звонков следует, что контакты 1, 4 шагового искателя надо соединить с контактом «25 мин» на циферблате часов, контакт 2 — с контактом «30 мин», контакты 3, 10 — с контактом 15 мин, контакт 5 — с контактом «10 мин» и т. д.
С подачей последнего звонка (например, в 20 час 30 мин.) щетка шагового искателя должна устанавливаться на крайний контакт, который соединяется с дополнительным контактом а на циферблате часов.
Этим обесточиваются все минутные контакты и подача звонков прекращается до 7 час. 30 мин. утра, пока часовая стрелка не соединится с контактом а н не вызовет срабатывания автомата. В этом случае щетки шагового искателя установятся в первое положение, подготовляя автомат к работе по расписанию. Одновременно подается звонок, извещающий о включении автомата.
Исходная установка искателя в требуемое положение осуществляется кнопкой Кн1. При наличии свободного контактного поля в шаговом искателе его можно использовать для включения индикаторных лампочек, которые указывают на положение щеток искателя.
Свободное поле можно также использовать для автоматической установки искателя на последний контакт при нажатии кнопки (на схеме не показана), переводящей искатель в режим работы однорелейного импульсного генератора.
В автомате можно использовать и искатели прямого хода.
Конструкция автомата достаточно проста. Все его детали (шаговый искатель ШИ, реле P1, Р2 и источники питання) установлены в закрытом оргстеклом металлическом ящике размерами 480 X 240X120 мм. Автомат соединяют с часами с помощью жгута, состоящего из 14 проводов, концы которых припаивают к многоконтактным разъемам, в качестве которых можно использовать панельки и цоколи от восьмиштырьковых радиоламп.
Щетки на минутной и часовой стрелках можно изготовить из елочной канители. В качестве контактов на циферблате используются медные посеребренные заклепки с плоской головкой, изолированные от циферблата гетинаксовыми втулками и шайбами.
На лицевой панели автомата размещены: выключатель сети, кнопки установки в нужное положение шагового искателя и ручной подачи звонка Кн2. Автомат, описание которого приведено выше, разработан техническим кружком учащихся 8-й средней школы г. Новгорода.
Источник: С. Л. Матлин — Радиосхемы (пособие для радиокружков), 1974г.
Источник