Name: Устройство управления и контроля по GSM. Дополнительный модуль
Item: Устройство управления и контроля по GSM. Дополнительный модуль
Author: vspishkin

Устройство управления и контроля по GSM. Дополнительный модуль

Устройство управления и контроля по GSM. Дополнительный модуль

В устройстве управления и контроля присутствует один момент, который уже отмечался как автором, так и другими участниками форума. Он заключается в дополнительном контроле состояния каждой из нагрузок. Остановимся на этой проблеме более подробно.

Контроль включения или отключения нагрузки в устройстве управления и контроля производится посылкой пользователю по голосовому каналу сотовой сети тональных сигналов или голосовых уведомлений после команды управления включением или отключением определенной нагрузкой. Другими словами – микроконтроллер принял команду управления, выдал на нужный порт соответствующий уровень и возвратил сообщение о выполненной команде.

Но такой способ не может полностью гарантировать, что нагрузка переключилась в нужное положение, т.к. после выхода микроконтроллера установлен ещё транзисторный ключ, который управляет электромагнитным реле. Выход из строя любого из данных элементов, а так же плохой контакт в разъемах или обрыв провода, приведет к тому, что нагрузка не переключится, но пользователь получит информацию, что команда прошла нормально. Следовательно, быть абсолютно уверенным в том, что нужное переключение выполнено, даже если получено соответствующее сообщение, нельзя.

Поэтому, в устройствах «высокой ответственности», например, в энергетике или на транспорте, системы удаленного управления (телемеханики) строят с обязательным контролем реального состояния нагрузки. Для этого, после выданной команды управления, контролируется наличие напряжения, тока или иных факторов на управляемой нагрузке, и преобразованный сигнал подается обратно на контроллер. При такой схеме команды управления подразделяются на две категории – команды телеуправления (ТУ) и команды телесигнализации (ТС). Именно ТС и позволяют получить гарантированную информацию о том или ином состоянии нагрузки.

Но помимо сигнализации состояния, в бытовых применениях (а именно для этого и предназначено устройство управления и контроля) необходимо быть уверенным в том, что в случае нештатной ситуации или невозможности управления, произойдет автоматическое отключение включенной нагрузки. Да, например, ничего страшного нет в том, если не отключится освещение, а вот при управлении насосом подачи воды или другими подобными потребителями, в подавляющем большинстве случаев, такое отключение просто необходимо.

К сожалению, в микроконтроллере, применяемом в устройстве, для реализации подобных функций, уже нет свободных портов. И если автоматическое отключение можно организовать и программными методами, то для контроля напряжения на нагрузке без дополнительных четырех входов микроконтроллера, уже никак не обойтись. Поэтому одним из участников нашего форума Vspishkin, был разработан дополнительный модуль к устройству управления и контроля, который позволяет:

1. Включать и выключать вручную первый канал

2. Защитить все нагрузки от неисправностей в силовой части

3. Автоматически выключать первый канал через 17 минут

Принципиальная схема модуля приведена на рис. 1 (в большем разрешении схему можно скачать по ссылке в конце этой статьи)

Описание схемы и алгоритм работы. Схема реализована на микроконтроллере 16F876A. Контроль напряжения на нагрузке осуществляется с помощью оптронов 6N137. Диодный мост с конденсаторно-резистивной гасящей цепочкой преобразует переменное напряжение 230В на нагрузке в постоянное, используемое для включения светодиода оптрона. Аналогичный канал контроля напряжения выполнен для каждого канала. Сигналы с оптронов подаются на входы В0-В3 микроконтроллера. Переключатель S4 включает или отключает задержку. Если переключатель S4 находится в верхнем по схеме положении , то нагрузка на первом канале отключится автоматически через 17 минут. Кнопки S1 и S2 предназначены для ручного управления нагрузкой, включенной на первом канале.

Светодиод Alarm включается, когда на нагрузке по какой-либо причине нет напряжения, а сигнал на включение поступил. Включение данного светодиода сигнализирует о неисправности в выходных коммутационных цепях.

После устранения неисправности при включении и выключении первого канала, светодиод Alarm выключается автоматически, при неисправностях на втором, третьем и четвертом каналах нужно его отключить кнопкой S3.

В ситуации, когда первый канал был включен удаленно с сотового телефона, то в ручном режиме его выключить невозможно, нужно сначала выключить первый канал с телефона, а затем управлять вручную.

Питание модуля можно завести с основного устройства или установить отдельный стабилизатор на 5В. Модуль подключается между выходами порта микроконтроллера устройства управления и контроля и входами транзисторных ключей исполнительных реле. Для этого входы С0-С3 микроконтроллера модуля подключаются к выходам В0-В3 микроконтроллера устройства контроля и управления, а выходы В4-В7 микроконтроллера модуля – к транзисторным ключам VT1-VT4 устройства контроля и управления.

Внешний вид печатной платы дополнительного модуля приведен на рис. 2

Admin: хочу выразить благодарность Vspishkin за разработку столь полезного дополнения к устройству управления и контроля. Все вопросы, касающиеся разработанного им модуля, можно обсудить на нашем форуме.

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.

4 vspishkin (27.01.2014 20:53)

Спам

скоро все будет,процесс идет,я не такой ас в програмировании как автор поэтому не все так быстро,но я стараюсь,сейчас пытаюсь доделать то что начал и воплотить в жизнь, немного переделываю прошивку и хочу модуль встроить в основное устройство

3 Admin (04.11.2013 18:51)

Спам

Ну так а кто запрещает? Совершенствуйте. Или предлагайте свои варианты.

2 Admin (11.06.2013 08:15)

Спам

Сергей, спасибо за комментарий!

Попробую ответить. Я не буду останавливаться на конкретно этой разработке, надеюсь, что это сделает автор. Остановлюсь только на общей идеологии систем телемеханики.

Согласен с Сергеем, что контролировать только напряжение для утверждения, что устройство находится в том или ином состоянии, несколько некорректно. Контроль по току более "информативный", но тоже в "единственном числе" не может обеспечить полную картину. Кроме того, нужно регулировать "контрольный" ток под определенную нагрузку. Что не есть хорошо при управлении электродвигателями, где, как известно, пусковой ток превышает рабочий в пять раз.

В устройствах телеуправления, которые обеспечивают безопасность людей или непрерывность технологических процессов, применяют относительно сложные методы контроля. Например, в высоковольтных разъединителях, используемых для секционирования контактной сети, для обычной операции "включить/отключить" двумя кнопками, применяется целый комплекс АУП-3 (АУП-4), который позволяет гарантированно судить о выполненной операции и состоянии объекта. А телемеханика подключается к такому комплексу фактически на уровне дублирования кнопок через электромагнитные реле.

Я привел этот пример, чтобы показать, что на практике делают контроль состояния непосредственно на самом управляемом устройстве, обеспечив его соотвествующими датчиками и блокировками. А телемеханика (читай устройство контроля и управления) - только "носителем" команд управления в направлении нагрузки и сигнализации в направлении оператора.

Поэтому, я считаю, что Vspishkin поступил очень грамотно в плане общей идеологии контроля, вынеся его на уровень непосредственно нагрузок. По крайней мере он попробовал решить проблему, о которой только говорили на форуме. Уже только за это ему нужно сказать "спасибо"! Ну а то, что конкретное устройство имеет некоторые недостатки - так это ведь только самый первый вариант. И этот материал нужно не "убирать из интернета", а наоборот - развивать и совершенствовать!

И ещё добавлю одну реплику на комментарий Сергея - по поводу примера с вентилятором системы пожаротушения. Так мы договоримся до того, что это устройство начнем применять для управления задвижками газо- нефтепроводов или СЦБ на железнодорожном транспорте. Не забывайте, это устройство для использования в быту, более того это даже не сертифицириванное изделие, а обычная радиолюбительская конструкция. И требовать от неё такой же надежности, что и для профессиональных систем телемеханики, которые стоят десятки и сотни "килобаксов", просто наивно, хотя стремиться к этому нужно. Поэтому, я надеюсь, что каждый отдает себе отчет о возможных последствиях при использовании данного устройства при управлении "процессами жизнеобеспечения" дома.

1 123ksn (10.06.2013 23:34)

Спам

Идеологически очень нужная разработка! И администратор делает очень грамотное втупление о необходимости телеуправления (ТУ) и телесигнализации (ТС). А потом происходит подмена понятий! Сначала администратор утверждает (и я с ним согласен):"Именно ТС и позволяют получить гарантированную информацию о том или ином состоянии нагрузки". А далее (при описании схемы и алгоритма работы приставки) пишет:" Контроль напряжения на нагрузке осуществляется с помощью оптронов 6N137" . Надеюсь, что разница между этими двумя высказываниями очевидна. Что бы делать выводы о состоянии нагрузки недостаточно контролировать напряжение!!! Это необходимый параметр, но отнюдь не достаточный. Нужно контролировать фактические параметры. Если для водяного насоса, который важно выключить, то я предложил бы контролировать, как минимум, ток через него. А реально надо контролировать давление. Только в этом случае (когда есть напряжение, ток, давление), можно утверждать, что насос включился. И наоборот: нет напряжения, тока, давления - насос выключен.
Для того, что бы понять "недоношенность" этой приставки представьте, что надо управлять не "Ручейком", а вентилятором системы охлаждения двигателя или системой пожаротушения. Подали команду подать напряжение на нагрузку, оптрон "увидел" напряжение и передал нам "ОК". А на самом деле вентилятор (система пожаротушения) не включилась из-за внутреннего обрыва провода.
По форуму видно, что часто "Устройство управления и контроля" повторяют любители (в худем смысле этого слова) и данная приставка "усыпит" их осторожность при управлении своим "звездолётом". Для многих эта приставка может оказаться часовой миной!
ИМХО: Я бы убрал её из интернета. Или, как минимум, снабдил кучей предупреждений о том, что данная схема хороша только в очень ограниченном применении.
Надеюсь ни админ, ни Vspishkin не обидятся за моё мнение. Ничего личного. Только холодный расчет и аргументы.