hệ thống điều khiển thiết bị từ xa và tự động quay số báo động thông qua mạng điện thoại, chương 5 pot

Chương 5: Tự động quay số báo động
bảo vệ khi có sự cố
Mạch có chức năng tự động quay số báo động khi có sự cố
(cháy, nổ, trộm ). Khi có tín hiệu cháy từ mạch ngoài tác động
vào, tín hiệu này được đưa qua một FlipFlop với mục đích là
chốt tín hiệu cháy này để tránh trường hợp khi cháy xảy ra sẽ
làm đức dây mất tín hiệu báo cháy. Tín hiệu báo cháy này sau
khi đi qua FlipFlop sẽ tác động vào chân P3.0 của vi điều khiển
báo cho vi điều khiển biết là có cháy xảy ra . Lúc này vi điều
khiển sẽ ra lệnh quay số báo động đến cho phòng cháy chữa
cháy. Số điện thoại này đã được cài đặt sẵn trước đó thông qua
bàn phím trên điện thoại. Cách cài đặt số điện thoại sẽ được
trình bày ở phần sau. Nếu bên thuê bao phòng cháy chữa cháy
nhấc máy thì lúc này tổng đài sẽ cấp tín hiệu đảo cực để báo lại
cho bên thuê bao gọi là thuê bao đầu bên kia đã nhấc máy. Lúc
này hệ thống sẽ nhận biết thuê bao bên kia nhấc máy bằng tín
hiệu đảo cực mà tổng đài cung cấp cho nhờ vào một mạch cảm
biến tín hiệu đảo cực và đưa tín hiệu đảo cực này đến chân P3.6
để báo cho vi điều khiển biết là đầu thuê bao bên kia (phòng
cháy chữa cháy) đã nhấc máy. Lúc này, vi điều khiển ra lệnh
xuất câu thông báo, báo động cho phòng cháy chữa cháy biết
với nội dung bằng tiếng nói như sau:”
Hiện nay tại số nhà A,
đường B, phường C, quận D đang có cháy. Xin các đồng chí
tới chữa cháy
”. Sau khi quay báo động cho phòng cháy chữa
cháy xong, thì hệ thống này sẽ tự động quay tiếp số điện thoại
báo động thứ 2 để báo cho chủ nhà biết với nội dung :”
Hiện nay
nhà của bạn đang có cháy. Xin bạn hãy tìm cách xử ly
ù.” Sau

khi xuất xong câu báo động thứ 2 này, hệ thống này sẽ tự động
tắt tải giả, kết thúc việc báo động. Sau đó ta phải reset lại cho
mạch báo cháy.
Ở trên là trường hợp 2 cuộc gọi điều thành công. Nếu cuộc
gọi thứ nhất không thành công thì hệ thống sẽ tự động nhảy
sang cuộc gọi thứ 2. Nếu cuộc gọi thứ 2 cũng không thàng công
thì nhảy trở về cuộc gọi thứ nhất và tiếp tục gọi luân phiên như
vậy cho đến khi nào cả hai cuộc gọi thành công thì thôi.
Khi có trộm thì hệ thống này cũng báo động tương tự như báo
cháy ở trên. Khi có tín hiệu phát hiện có trộm từ bộ cảm biến
thì tín hiệu này được đưa qua 1 FlipFlop để chốt dữ liệu này lại.
Tín hiệu sau khi chốt sẽ tác động vào chân P3.1 của vi điều
khiển, báo cho vi điều khiển biết là có kẻ trộm. Sau khi vi điều
khiển nhận được tín hiệu này ra lệnh quay số báo động đến cho
chủ nhà biết trước, bằng cách đóng tải giả (nhấc máy), sau đó sẽ
quay số điện thoại cho chủ nhà. Số điện thoại này đã được cài
đặt sẵn trước đó thông qua bàn phím trên điện thoại. Cách cài
đặt số điện thoại sẽ được trình bày ở phần sau. Sau khi quay
xong số điện thoại xong thì hệ thống sẽ đợi trong khoảng thời
gian 30giây, nếu không có ai nhấc máy thì sẽ nhảy sang thực
hiện cuộc gọi thứ 2. Nếu cuộc gọi thứ 2 cũng không thành công
thì nhảy về cuộc gọi thứ nhất và tiếp tục như vậy cho đến khi
nào cả hai cuộc gọi thành công thì thôi. Nếu trong khoảng thời
gian 30giây có người nhấc máy thì tổng đài cấp tín hiệu đảo cực
báo cho thuê bao gọi biết là thuê bao đầu bên kia đã nhấc máy.
Tín hiệu đảo cực được tổng đài cấp, được hệ thống này nhận
bằng một mạch cảm biến tín hiệu đảo cực để báo cho vi điều
khiển biết là đầu bên kia đã nhấc máy. Lúc này vi điều khiển sẽ
cho truy xuất câu thông báo cho chủ nhà với nội dung thông báo
bằng tiếng nói :”Hiện nay nhà của bạn đang có trộm. Xin bạn

về nhà gấp”. Sau khi phát thông báo xong mạch sẽ tắt tải giả và
nhảy sang thực hiện cuộc gọi thứ hai để báo cho công an đòa
phương biết. Nếu cuộc gọi thứ hai thành công thì sẽ phát câu
thông báo:”
Hiện nay tại số nhà A, đường B, phường C,quận D
đang có kẻ trộm. Xin mời các đồng chí tới bắt gấp
”. Sau khi
phát thông báo xong hệ thống này sẽ tắt tải giả để tắt thuê bao,
kết thúc cuộc gọi báo động. Sau khi kết thúc việc gọi báo động
ta phải reset lại mạch báo trộm bằng một nút reset để cho mạch
trở lại vò trí ban đầu.
Khi muốn cài đặt số điện thoại để báo động, ta có thể ở xa
hệ thống cũng có thể cài đặt được và cũng có thể ở tại chỗ để
cài số điện thoại. Nếu muốn cài số điện thoại cần báo động vào
hệ thống ta chỉ việc quay số điện thoại về hệ thống mình muốn
cài đặt. Sau đó bấm mã passwords của hệ thống để xâm nhập
vào hệ thống, tiếp theo sau là bấm lệnh để cài số điện thoại
vào. Mã lệnh để cài đặt số diện thoại là 21. Sau khi bấm mã 21
thỉ hệthống sẽ cho ta cài đãt số điện thoại báo động thứ nhất cho
báo động cháy, sau khi cài đặt xong số điện thoại thứ nhất muốn
báo động cho báo động cháy thì người cài đặït bấm phím “
* ”
để kết thúc số điện thoại thứ nhất . Nếu muốn kết thúc việc nạp
số điện thoại luôn thì bấm tiếp phím “
# “ thì hệ thống sẽ cho
kết thúc việc nạp số điện thoại. Nếu người điều khiển muốn cho
nạp tiếp số điện thoại thứ 2 thì sau khi bấm phím “
* “ thì bấm
tiếp số điện thoại thứ 2 muốn cài đặt. Sau khi bấm xong số điện
thoại thứ 2 muốn cài đặt thì bấm phím “

* “ để kết thúc việc nạp
số điện thoại thứ 2 và bắt đầu cho số điện thoại thứ 3. Nếu
muốn cài đặt số điện thoại thứ 3 thì bấm tiếp số điện thoại thứ 3
muốn cài đặt vào. Sau đó bấm phím “
* “ để kết thúc số điện
thoại thứ 3 và bắt đầu cho việc nạp số điện thoại thứ 4. Nếu
muốn nạp số điện thoại thứ 4 thì bấm số điện thoại thứ 4 vào và
bấm phím “
* “ để kết thúc việc việc nạp số điện thoại thứ 4
cũng là số điện thoại để báo động cuối cùng trong hệ thống báo
động này. Để kết thúc việc nạp số điện thoại thì ta bấm tiếp
phím “
# “ để thoát khỏi chương trình nạp số điện thoại.
II . TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
1. KHỐI CẢM BIẾN CHUÔNG:
1.1 Sơ đồ nguyên lý :
Hình 6: Mạch cảm biến chuông
1.2 Nguyên lý hoạt động:
Khi tổng đài cấp tín hiệu chuông cho thuê bao. Tín hiệu
chuông có các thông số 75V
rms
 90 V
rms
, f = 25 Hz, 3 giây có 4
giây không. Tín hiệu này qua tụ C
1
, tụ C
1
có nhiệm vụ ngăn
dòng DC chỉ cho tín hiệu chuông đi qua. Đồng thời, C

1
tạo ra sụt
áp AC làm giảm biên độ tín hiệu chuông. Sau đó tín hiệu
chuông qua cầu diode để chỉnh lưu toàn kỳ. Mục đích của cầu
diode không những là tạo ngõ ra của cầu diode tín hiệu điện áp
có cực tính nhất đònh mà còn tăng đôi tần số gợn sóng, nhấp nhô
của tín hiệu,như vậy tần số gợn sóng sau khi qua cầu diode là
50Hz. Khi tần số lớn hơn thì việc triệt tiêu độ nhấp nhô của tín
hiệu dễ hơn. Tụ C
2
dùng lọc bớt độ nhấp nhô này. Tín hiệu đi
qua diode zener qua R
1
phân cực thuận cho diode optron. D
z
có
tác dụng chống nhiễu, nếu nhiễu có mức điện áp nhỏ hơn điện
5V
P3.3
-
INT1
-
+
C1
C2
R1
C3
Dz
R2
TIP

RING
áp ngưỡng Vz thì D
z
không dẫn, không cấp dòng cho diode phát
quang của optron.
Khi diode optron phân cực thuận, diode này sẽ phát quang
kích vào cực B của transistor có cực C được nối điện trở lên
nguồn +5V thông qua điện trở R
2
phân cực cho transistor. Khi
có tín hiệu chuông transistor dẫn bảo hòa tạo ngõ ra tại cực C
mức logic thấp. Khi không có tín hiệu chuông transistor ngưng
dẫn tạo mức logic cao ở cực C. Mức logic này được khuếch đại
bởi IC 74244 và đưa vào chân ngắt ngoài của vi điều khiển
(P3.3 – INT1)
Tóm lại khi có tín hiệu chuông, mạch này cho ra là mức logic
0, khi không có tín hiệu chuông thì mạch này cho ra là mức logic
1. Ngoài ra khi thông thoại, các tín hiệu thoại khác có biên độ
nhỏ nên không đủ tác động đến mạch, như vậy mạch sẽ không
ảnh hưởng đến các tín hiệu khác ngoại trừ tín hiệu chuông. Chú
ý, optron dùng để cách ly điện áp của tín hiệu chuông, chuyển
đổi chúng thành mức logic phù hợp cho các IC số.
1.3 Thiết kế và tính toán:
Tín hiệu chuông của tổng đài cấp cho thuê bao có điện áp
hiệu dụng khoảng 75V
rms
đến 90V
rms
, tần số 25HZ
Chọn dòng qua Optron là I

Optron
= 4mA, sụt áp trên led
Optron khoảng 1,1V.
Chọn C
1
là tụ không cực tính có thông số C
1
=0,47
F/250V
tần số của tín hiệu chuông, tụ C
1
có trở kháng:
Như vậy, điện áp trên tụ C
1
là : V
(C1)
= I
C1
I
opto
=13,6K.4mA
=54,4V
Chọn điện áp tín hiệu chuông là : 75V
rms
Điện áp qua diode cầu là : V
diode cầu
= 75 – V
C1
–V
D

=
= 75 – 54,4 – 1,1 = 19,5V
Chọn diode Zener có : V
Z
= 15V
Tính điện trở R
1
:
Chọn R
1
= 1K
Tụ C
2
, C
3
là tụ lọc cầu diode, chọn C
2
= C
3
= 10F/50V
Chú ý : Điện áp chòu đựng của C
1
phải chọn sao cho lớn hơn 2
lần điện áp của tín hiệu chuông, tức
Chọn cầu diode có dòng chòu đựng 1A
Tính R
2
:
Ta chọn optron là N35 có các thông số
- I

F
= 10mA (dòng điện qua diode bên trong optron coupler)
- V
CEO
= 30V
- Hệ số truyền đạt 100%.
- Mạch điện ngõ ra dùng transistor
- Hiệu điện thế cách điện V
DC
= 3350V
- Điện thế của diode bên trong optron là 1,5V tại I
F
= 10mA
- V
CE
= 0,3V tại ngõ ra là I
C
=5mA
Thông số được chọn để tính toán R
2
: I
C
= 2mA. Dòng
colector
Giá trò của R
2
là
 Chọn R
2
= 2,2K

 Các thông số mạch đã được tính toán :




 850
4
1115519
1
mAI
VV
R
opto
Ledoptodiode
,
2
cầu
V
-
V25022.90VC 


 K
mA
VV
R
352
2
305
2

,
,
C
1
= 0,47 F/250V,
C
2
= C
3
= 10F/50V,
R
1
= 1K, R
2
= 2.2k
Diode zener coù V
z
= 15V.