Name: Устройство управления и контроля по GSM. Версия Light
Item: Устройство управления и контроля по GSM. Версия Light
Author: св

Устройство управления и контроля по GSM. Версия Light

Устройство управления и контроля по GSM. Версия Light

Среди авторских проектов, пожалуй, наибольшей популярностью пользуется устройство управления и контроля по GSM. Особенно это стало заметно в последнее время, после того, как появились новые версии прошивки микроконтроллера и, следовательно, новые возможности.

Вместе с тем, у многих радиолюбителей которые бы хотели собрать это устройство, возникают определенные сложности. Главная проблема заключается в приобретении модуля SIM300D, который уже снят с производства, и найти такой модуль сейчас очень непросто. Второй проблемой является изготовление печатной платы - ведь помимо довольно плотного расположения дорожек, сама плата двухсторонняя и относительно сложная для изготовления в домашних условиях. Поэтому, было принято решение разработать облегченный вариант устройства.

Построение этого варианта предусматривает модульный принцип - т.е. использование не одной платы, а трех - модуль контроллера, модуль GSM и модуль реле с электронными ключами. Это позволило значительно облегчить изготовление устройство - все платы односторонние, есть возможность использовать любой GSM модем, имеющий стандартный СОМ порт, аудиоинтерфейс и совместимый по АТ - командам с SIM300D. Так же появилась возможность подключать для отладки устройство к компьютеру через СОМ порт.

Такая модернизация устройства не говорит о том, что я призываю отказаться от первоначального варианта. Ни в коем случае, при первом варианте устройство получается более компактным, все элементы размещены на одной плате. Но и сложностей при изготовлении значительно больше в силу причин, указанных выше. Поэтому, каждый, кто захочет собрать эту конструкцию, может самостоятельно определиться, что ему выбрать – компактное исполнение на одной плате с модулем SIM300D или предлагаемый альтернативный модульный вариант.

Несмотря на то, что в названии модульной версии есть слово Light (что значит «облегченный»), отличий в плане работы устройства с предыдущим вариантом нет, все версии прошивок микроконтроллера взаимозаменяемы. Да и деталей меньше не стало, даже, наоборот – в схему модуля контроллера добавлен преобразователь уровня на микросхеме МАХ232. Так что слово «облегченный» подходит только к конструктивному исполнению устройства и возможности использования других типов GSM модулей, но никак не к функциональности устройства.

Модуль контроллера. Модуль контроллера состоит из микроконтроллера 16F876А, декодера сигналов DTMF MT8870, преобразователя уровней ТТЛ / COM на микросхеме МАХ232 и стабилизаторов LM7815 и LM7805 с выходными напряжениями соответственно 15B и 5В. Принципиальная схема модуля приведена на рис.1.

Внимание! На принципиальной схеме показан модуль голосового меню WT558D-U с элементами своей обвязки, который был добавлен в схему в процессе модернизации устройства. Печатная плата разработана без учета этого модуля. Модуль голосового меню работает с версией прошивки 1.7 микроконтроллера

Устройство имеет вход датчика охранной сигнализации (SMK), вход пожарного датчика или датчика протечки воды (ВХ2), вход датчика температуры DS18B20, выход контрольного светодиода охранной сигнализации (ALARM). Вход DS1990 используется в версиях прошивки 1.1 и 1.2 для подключения кнопки постановки/снятия охраны или как вход электронных ключей DS1990A в версиях прошивки 1.3 и 1.4. В случае использования версий прошивок 1.1 или 1.2, резистор R7, диод VD3 и стабилитрон VD4 необходимо исключить из схемы. Выходы OUT1-OUT4 предназначены для управления модулем реле.

С USART микроконтроллера управляющие сигналы подаются на преобразователь уровня МАХ232, а с него на GSM модуль, имеющий стандартный СОМ порт. Так же разъем RX/TX можно использовать для подключения к COM порту компьютера, что позволяет в терминальной программе контролировать выдаваемые микроконтроллером команды.

Частота работы микроконтроллера задается внешним кварцевым резонатором частотой 4 МГц. Цепь R18C8 предназначена для сброса микроконтроллера в начальный момент включения питания.

По входам микроконтроллера 11-15 производится приём четырёхразрядного кода от декодера DTMF MT8870. Непосредственно четырёхзначный код передаётся на входы 11-14, а на вход 15 передаётся стробирующий импульс. Он появляется на выводе STD декодера в момент опознавания DTMF сигнала. Длительность опознавания задаётся цепью R15C5 MT8870. Тактирование частоты осуществляется внешним кварцевым резонатором частотой 3,5795 МГц.

Декодер DTMF включен по симметричной схеме. Входной сигнал на него подаётся через конденсаторы С3 и С4 с выходов приемника SP+ и SP- GSM модуля.

Через конденсатор С11 с вывода 28 микроконтроллера сигналы подтверждения выполненных команд поступают на микрофонный вход MIC1P модуля GSM. Выход микроконтроллера 16 (INIT) предназначен для инициализации, а вход 6 (STATUS) для контроля состояния GSM модуля.

Контроль сетевого напряжения осуществляется с выхода стабилизатора LM7815 с помощью делителя R26R27. Сформированный этим делителем уровень примерно 4,7В подается на вход 7 микроконтроллера. Так как на входе стабилизатора установлен электролитический конденсатор большой емкости С17, то устройство не реагирует на кратковременные «просадки» напряжения в питающей сети. Диоды VD5 и VD6 обеспечивают необходимое напряжение для буферного режима работы резервного аккумулятора. Кнопка. PROG служит для входа в режим конфигурирования сервисных функций, светодиод PROG показывает индикацию активного соединения GSM модуля и режима конфигурирования, светодиод DTMF – индикацию принимаемой тональной посылки.

Внешний вид собранной печатной платы модуля контроллера приведен на рис. 2

Модуль GSM. В качестве модуля GSM можно используется это устройство - GSM модуль SIM300D с очень незначительными доработками. Доработка коснулась добавления в схему входа контроля состояния "STATUS", изменено подключение некоторых выводов аудиоинтерфейса SIM300D, добавлены в цепи SIM карты резисторы по 22 Ома и удалена кнопка "ручного" запуска модуля с диодом VD2 т.к. запуск модуля осуществляется от входа INIT (START). Принципиальная схема доработанного модуля приведена на рис. 3.

Необходимо отметить, что основная идея модернизации устройства заключалась именно в том, что бы избавиться от устаревшего и снятого с производства модуля SIM300D, поэтому схема модуля контроллера и была разработана таким образом, что бы обеспечить подключение любого модуля GSM, имеющего СОМ порт и совместимый в плане АТ-команд с SIM300D. Поэтому, использовать SIM300D имеет смысл только в том случае, если он есть у вас в наличии. В других случаях лучше подыскать альтернативную замену.

Внешний вид модуля GSM, подключенного к модулю контроллера, приведен на рис. 4

Модуль реле. Для управления нагрузками применяются четыре электромагнитных реле с транзисторными ключами. Каких-либо особенностей модуль не имеет, его принципиальная схема и внешний вид платы приведены соответственно на рис. 5 и рис.6.

ВНИМАНИЕ! О всех версиях устройства управления и контроля по GSM читайте здесь:

Версия 1.1 - Добавлен режим охранной сигнализации, контроль наличия сетевого питания.

Версия 1.2 - Введена функция контроля температуры, дополнительный вход и режим дистанционного управления сигнализацией.

Версия 1.3 - Добавлен режим управления сигнализацией с помощью электронных ключей DS1990A.

Версия 1.4 - Введена функция сохранения состояния нагрузок в случае пропадания и восстановления сетевого питания.

Версия 1.5 - Добавлена функция баланса счета, возможность использования электронных ключей DS1990A или обычной кнопки.

Версия 1.6 - Добавлено голосовое меню (необходима установка дополнительного модуля).

Версия 1.7 - Финальная версия. Добавлен режим аудиоконтроля и импульсного управления нагрузками.

Версия Light - Новое конструктивное исполнение устройства. Возможность работы с любой прошивкой 1.0 - 1.7.

Дополнительный модуль - Позволяет осуществлять контроль наличия напряжения на нагрузках и ручной режим управления.