Охранная сигнализация своими руками

Внешний вид модуля

В статье приводится схема простой охранной сигнализации, описание работы, резидентное программное обеспечение (прошивка). Устройство не сложно собрать своими руками. Вся информация, необходимая для этого есть в статье.

 

Общее описание устройства.

Охранная сигнализация собрана на PIC контроллере PIC12F629. Это микроконтроллер с 8 выводами и ценой всего 0,5 $. Несмотря на простоту и низкую стоимость, устройство обеспечивает контроль двух стандартных шлейфов охранной сигнализации. Сигнализация может быть использована для охраны достаточно крупных объектов. Управление устройством производится пультом с двумя кнопками и одним светодиодом.

Наша фирма переехала в новое здание. От предыдущих хозяев осталась старая охранная сигнализация. Она представляла собой железный коробок с красными светодиодами и сиреной над входной дверью и раскуроченный электронный блок.

Старый элетронный блок

Я установил маленькую плату в блок сигнализации и превратил этот хлам в современную, надежную охранную сигнализацию. В данный момент она используется для охраны двухэтажного здания общей площадью 250 м2.

Итак, сигнализация обеспечивает:

  • Контроль двух стандартных охранных шлейфов с измерением их сопротивления и цифровой фильтрацией сигналов.
  • Управление с помощью пульта (две кнопки и один светодиод):
    • включение сигнализации;
    • отключение сигнализации через секретный код
    • задание секретного кода (код хранится во внутренней энергонезависимой памяти контроллера);
    • индикация режима работы светодиодом пульта.
  • Устройство формирует временные задержки, необходимые для набора секретного кода, закрытие дверей помещения и т.п.
  • При срабатывании сигнализации устройство включает звуковой оповещатель (сирену).
  • Режим работы устройство также отображает внешним источником светового излучения.

Структурная схема охранной сигнализации выглядит так.

Структурная схема

К основному блоку охранной сигнализации подключены:

  • 2 охранных шлейфа с
    • НЗ – нормально замкнутыми датчиками;
    • НР – нормально разомкнутыми датчиками;
    • Rок – оконечными резисторами.
  • Пульт управления.
  • Внешний блок звукового оповещения и индикации режима.
  • Источник резервного питания.
  • Блок питания 12 В.

 

Шлейфы охранной сигнализации и подключение датчиков.

Для контроля датчиков (извещателей) устройство использует стандартные охранные шлейфы. Контролируется сопротивление шлейфов. Если сопротивление цепи больше верхнего или меньше нижнего порога, то формируется сигнал тревоги. Нормальным считается сопротивление шлейфа равного оконечному резистору (2 кОм). Таким образом, если злоумышленник оборвет провода шлейфов или замкнет их, то сработает сигнализация. Таким способом отключить охранные датчики не получится.

В данном устройстве выбраны следующие пороговые значения сопротивления шлейфа.

 Сопротивление шлейфа
 Номинальное значение  2000 Ом
 Верхний порог  5900 Ом
 Нижний порог  540 Ом

Т.е. сопротивление шлейфа в пределах 540 … 5900 Ом считается нормальным. Выход значения сопротивления из этого диапазона вызовет срабатывание сигнализации.

Схема подключения датчиков (извещателей) к охранному шлейфу.

Схема подключения датчиков к охранному шлейфа

К одному шлейфу могут быть подключены как нормально замкнутые охранные датчики (НЗ), так и нормально разомкнутые (НР). Главное, чтобы в нормальном состоянии цепь имела сопротивление 2 кОм, а при срабатывании любого датчика вызывала обрыв или замыкание.

Для повышения помехозащищенности системы в устройстве происходит цифровая фильтрация сигналов шлейфов.

 

Принципиальная схема охранной сигнализации.

Принципиальная схема охранной сигнализации

В принципе все должно быть понятно. К микроконтроллеру PIC12F629 подключены:

  • Два шлейфа через RC цепочки R1-R6, C1, C2, обеспечивающие
    • формирование питания шлейфа;
    • аналоговую фильтрацию сигнала;
    • согласование с входными уровнями входов PIC контроллера.

Для определения сопротивления шлейфов используется компаратор микроконтроллера. Ко второму входу компаратора подключается внутренний источник опорного напряжения. Значения источника опорного напряжения (ИОН) для сравнения с верхним и нижним пороговыми значениями сопротивления задаются программно.

 Сопротивление шлейфа  Напряжение на входах GP0, GP1
(пороговые значение ИОН)
 5900 Ом  3,6 В
 2000 Ом  2,43 В
 540 Ом  1,04 В
  • Через RC цепочки R7-R10, C3, C4 подключаются две кнопки пульта и светодиод через токоограничительный резистор R11. Устройство обеспечивает цифровую фильтрацию сигналов кнопок для устранения дребезга и повышения помехозащищенности.

Стоит пояснить назначение резистора R17. Вход GP3 микроконтроллера имеет альтернативную функцию – питание 12 В для программирования микросхемы. Поэтому у него нет защитного диода ограничивающего напряжение на уровне напряжения питания. При напряжении 12 в на этом выводе микроконтроллер переходит в режим программирования. Резистор R17 снижает напряжение на входе GP3.

  • Через два транзисторных ключа VT1, VT2 микроконтроллер управляет сиреной и внешней светодиодной индикацией. Т.к. эти элементы могут быть подключены длинным кабелем , транзисторы защищены от выбросов линии диодами VD4-VD7. Транзисторные ключи допускают ток коммутации до 2 А.
  • Напряжение 5 В для питания PIC контроллера вырабатывает стабилизатор D2. Не стоит игнорировать светодиод VD8.  В его функции входит не только индикация питания, но и создание минимальной нагрузки для микроконтроллера. Если PIC контроллер будет потреблять ток менее 2-3 мА (например, в режиме сброса), то напряжение 12 В через резисторы R8, R10 может поднять напряжения питания микроконтроллера выше допустимого.
  • Входы для блока питания 12 В и источника резервного питания развязаны диодами VD2, VD3. В качестве диода VD2 используется диод Шоттки, для того чтобы обеспечить приоритет блоку питания при равенстве напряжений с источником резервного питания.

Я собрал устройство на плате размерами 54 x 45 мм.

Внешний вид модуля

Установил его в корпус старой сигнализации. Оставил только блок питания.

Внешний вид

Пульт выполнил в пластиковом корпусе размерами 65 x 40 мм.

Пульт управления

Программное обеспечение.

Резидентное программное обеспечение разработано на ассемблере. В программе циклически происходит переустановка всех переменных и регистров. Зависнуть программа не может.

Загрузить прошивку для PIC12F629 в HEX формате можно здесь.

 

Управление охранной сигнализацией с пульта.

Пульт это маленькая коробочка с двумя кнопками и светодиодом.

Пульт управления

Устанавливать ее лучше внутри помещения около входной двери. С помощь пульта включается и отключается сигнализация, меняется секретный код.

Режимы и управление.

При первой подаче питания устройство переходит в режим  СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА. Светодиод не светится. В таком режиме устройство находится в течение рабочего дня.

Для включения сигнализации (режим ОХРАНА) необходимо нажать на две кнопки сразу. Светодиод начнет часто мигать, и через 20 секунд устройство перейдет в режим ОХРАНА, т.е. начнет контролировать состояние датчиков. Это время, необходимое на то чтобы выйти из помещения и закрыть входную дверь.

Если в течение этого отрезка времени (20 сек) нажать на любую кнопку, то устройство отменит режим охраны и вернется в режим СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА. Часто люди что-то вспоминают непосредственно перед выходом из здания.

Через 20 сек после включения устройство перейдет в режим ОХРАНА. В этом режиме светодиоды пульта и блока внешней индикации мигают примерно раз в сек. В режиме ОХРАНА происходит контроль состояния датчиков.

При срабатывании любого охранного датчика начинают часто мигать светодиоды, и сигнализация отсчитывает время, через которое прозвучит звуковой сигнал сирены. Это время (30 сек), необходимо для того, чтобы успеть отключить сигнализацию, набрав секретный код на кнопках пульта.

На пульте 2 кнопки. Поэтому код выглядит как число из цифр 1 и 2. Например, код  121112 означает, что надо последовательно нажать кнопки 1, 2, три раза 1 и 2. Код может иметь от 1 до 8 цифр.

Если код набран неправильно или не полностью, можно нажать две кнопки одновременно и повторить набор кода.

При правильно набранном коде устройство переходит в режим СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА.

Если за 30 сек после срабатывания датчика, правильный код набран не был, то включается сирена. Отключить ее можно набрав правильный код. В противном случае сирена будет звучать в течение 33 секунд, а затем устройство отключится (перейдет в режим СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА).

Остается объяснить, как устанавливать секретный код. Это можно сделать только из режима СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА.

Необходимо удерживать обе кнопки нажатыми в течение 6 секунд. Отпустить, когда засветится светодиод пульта. Это будет означать, что устройство перешло в режим задания секретного кода.

Далее необходимо просто набрать новый секретный код. Не больше 8 цифр. Пауза между нажатием кнопок не должна превышать 5 секунд.

Затем подождать пока светодиод погаснет (5 сек). Устройство перейдет в режим СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА, а новые код будет сохранен во внутренней энергонезависимой памяти микроконтроллера.

Т.к. микроконтроллер устройства тактируется от внутреннего генератора не высокой точности, то указанные временные параметры могут отличаться на ±10 %.

 

Состояния охранной сигнализации.

Режим Состояние
светодиода
Условие перехода Переход на режим
СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА Не светится Кратковременное нажатие двух кнопок Ожидание ОХРАНЫ (20 сек).

Необходимо на то, чтобы выйти и закрыть входную дверь.

Удержание  двух кнопок нажатыми 6 сек Установка секретного кода
Ожидание охраны

Необходимо на то, чтобы выйти и закрыть входную дверь.

Часто мигает Время 20 сек                          ОХРАНА
Нажатие любой кнопки (отмена) СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА
ОХРАНА Мигает раз в секунду Срабатывания датчика Время на отключение сигнализации кодом (30 сек)

Необходимо для того, чтобы отключить сигнализацию набором кода

Время на отключение сигнализации кодом (30 сек)

Необходимо для того, чтобы отключить сигнализацию набором кода

Часто мигает Правильный код набран СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА
Правильный код не набран в течение 30 сек Звукой сигнал сирены
(тревога)
Звукой сигнал сирены (тревога) Часто мигает Правильный код набран СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА
Время 33 сек СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА
Установка секретного кода Постоянно светится Набор кода СИГНАЛИЗАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА

Практически работа с сигнализацией сводится к действиям.

  • Уходя из помещения. Нажать две кнопки одновременно и закрыть дверь в течение 20 сек.
  • Войдя в помещение. В течение 30 сек набрать секретный код.

 

Недостатки, возможные доработки.

Устройство может быть легко доработано для своих, конкретных условий. Все доработки касаются только аппаратной части. Программное обеспечение они не затрагивают.

  • Желательно установить две сирены. Одну в блоке наружной индикации и оповещения, другую – в труднодоступном месте. Ток транзисторного ключа (2 А) сделать это позволяет.
  • Надо бы защитить провода сирены от короткого замыкания транзисторным стабилизатором тока. В представленном варианте схемы злоумышленник может замкнуть провода сирены и при срабатывании сигнализации произойдет короткое замыкание источника питания.
  • При желании можно подключать мощные и высоковольтные источники света, звука и т.п. через электромагнитные реле. Допустимый ток ключей это позволяет, и ключи имеют защиту от выбросов при коммутации обмотки реле.
  • В качестве резервного питания можно использовать аккумулятор, добавив в схему простейшую цепь заряда.

Внешний вид установленной системы сигнализации.

Внешний вид блока

Блок внешней индикации и звукового оповещения

Сейчас к устройству подключен только датчик открывания входной двери. Планирую, со временем, добавлять охранные датчики. Два шлейфа вполне достаточно, чтобы охранять наш двух этажный корпус.

 

Кстати, если используется только один шлейф, то ко второму надо подключить резистор сопротивлением 2 кОм.

Пошивка для PIC12F629 в HEX формате.

28 комментариев на «Охранная сигнализация своими руками»

  1. Добрый день, очень интересная статья, я в электронике ноль, но попробую сделать, и первое что заметил есть ошибка в тексте в начале вы пишите PIC контроллере PIC12F29

    Я его обыскался, а к концу статьи он оказался PIC контроллере PIC12F629 , вот он есть на просторах интернета, СПАСИБО!

  2. Добрый день, подскажите, а можно ли увеличить время сигнала на сирену 33 секунды на более длительное, например 10 — 15 минут?

    • Я могу попробовать, только у меня сигнализация установлена и мне не на чем проверить. Могу допустить ошибку. Давайте я переделаю, Вы проверите и мне напишите. Если ошибусь, то исправлю. Программа на ассемблере и легко можно ошибиться.
      На какое время делать? Мне кажется 10-15 минут это слишком много. Учтите, что используется для тактирования внутренний RC генератор. Т.е. время может плавать.

      • И еще добавлю. Когда PIC12F629 установлен в схему, то не работает внутрисхемное программирование. Мешают конденсаторы на выводах 4, 6, и 7. Для внутрисхемного программирования надо отпаивать конденсаторы. Я полностью настроил устройство, а затем припаял конденсаторы C1, C2, C3.

  3. Я программировать этот чип не умею, отнесу знакомому он его прошьет (рабочей прошивкой из статьи) программатором. а выход на сирену поставлю доп реле времени, которым буду регулировать время сирены. Благо таких готовых решений валом. Руки чешутся попробовать, только вот не знаю как правильно этот чип запрограммировать, может направите на статью или намекнете чем это делать =) спасибо

  4. Может сделать так. Вы установите PIC12F629 на колодку или припаяйте ее на проводах 2-3 см. Проверьте работу схемы, а потом я переделаю программу, вы отпаяете микросхему и перепрограммируете. Мне кажется это лучший вариант. Но если настаиваете — я переделаю. Просто есть риск, что я ошибусь и Вы не поймете чья это ошибка: моя в программе или Ваша в схеме. А программирую я фирменным программатором PICkit 2. В интернете полно схем программаторов, но я их не проверял.
    Внутрисхемное программирование это программирование запаянной в плату микросхемы.

  5. еще, я хочу реализовать , и Вам наверное понравится эта идея, окромя сирены, замыкалась кнопка на мобильном телефоне и он звонил на указанный номер. вот например так https://www.youtube.com/watch?v=WvYZ3WvBdio

  6. Я занимаюсь системами GSM телеметрии для станций катодной защиты,в том числе и с функцией охраны. Может быть когда-нибудь сделаю и GSM сигнализацию. Просто это была практическая задача — срочно сделать очень дешевую сигнализацию. Я начал уроки Ардуино писать. Там я планирую как учебный вариант использовать пример реализации сигнализации и постепенно его довести и до GSM.
    GSM сигнализация не всегда нужна. Что Вы ночью поедете через весь город разбираться, что случилось? А сирена спугнет воров, привлечет внимание сторожа на вахте. Один мигающий фонарь над дверью может остановить воров. Но пробуйте, пишите. Чем смогу помогу.

  7. Отлично, я тоже рассматривал вариант ардуино, но нужно много времени, жду вашего урока, Мне Вашь вариант понравился простатой, хочу поставить на гараж, а гараж от 100 метров от моего дома, мобилку все же привяжу, а как сделаете урок с ардуино , переделаю на нее. Как слеплю, что то, отпишусь.! Уже нашел человека у которого есть программатор. Все получится =)))

  8. интересно, а можно такую сигнализацию подключить к реагированию служб охраны типа АБ у нас в самаре http://samara-ohrana.ru, просто хочется «повесить» на ардуино доп.функции, не связанные с охранной, да и платить за оборудование другим не хочется, а вот реагирование гбр вообще хочется подключить

    • Я собираюсь в уроках Ардуино реализовать такой вариант сигнализации на Ардуино, а затем добавить к нему GSM управление.

  9. Здравствуйте, Едуард. Пишу с Софии — Болгарии. Изключительно професионально! ( извините, мой русскии не совсем ОК, но я болгарский, а и неть специфичние букви….)У меня вопрос: — два шлейфа с одинаковие 30 сек. задержки. А, в режиме » охрана» возможно ли незабавная сигнализация прим. на шлейф 1 ( или шл.2)? Т.е. тот, котории читает датчики, а не двер? Извините, если Ви занят и я мешаю.

    • Розалин, здравствуйте!
      Очень приятно, что на мой сайт заходят из Европы.
      Шлейфы совершенно равнозначны. Просто на два шлейфа больше датчиков подключить можно. Шлейф отключается, если к нему подключить резистор 2 кОм. Учтите, что это устройство сделано на самом дешевом PIC контроллере с 8 выводами.

      • Едуард, спасибо. Все правильно. Извините, что у меня бил такой вопрос. Конечно, одинаковие 2 шлейфа — несколько строк менше. А и место очень мало. Такие шлейфи — одновременно на на НЗ и НР дотчиков……… — больше не нужно. А и наличие фильтрации и согласование….. вот об етом и сказал, что професионально сделано! А мой вопрос бил за то, что если ( не дай бог ) есть опит нарушения чрез окна ( прим.) а не чрез входная дверь, получаеться опоздания звуковой сигнализации. Е, возможно и не так важно, но, обично делают так.
        Уважаемии, желаю много успехов! И не только в работе, а в жизне! Могу разрешит себе дать такие пожелания — я взрослий, давно на пенсии………..

        • Розалин, здравствуйте!
          Если честно, я об этом не подумал. У меня стояла задача срочно сделать сигнализацию на дверь. Оставался свободный вход и я сделал второй шлейф. Конечно, Вы правы.
          Переделать не сложно, но проблемы с проверкой. В устройстве, которое работает у нас на фирме запаяны конденсаторы-фильтры. Они не дают возможность внутрисхемного программирования. Надо отпаивать конденсаторы, а плата вскрыта лаком. Со временем переделаю. Спасибо за подсказку.

          • Ок,ок. Ето не важно. Самое важное, что ти не потерял время, не скопировал, а чтото видумал. А и думал, ……….
            Давай дальше. Поздравления.
            А и с уважение. Тошев.
            Мой адрес в и-нет:
            rtoshev@mail.bg
            Успехи!

  10. Здравствуйте. Отличная идея и неплохая реализация)) Автор молодец))
    Простота залог успеха))
    Если можно то еще немного упростить:
    Что бы можно было поставить и снять с сигнализации одной кнопкой. Тогда можно попробовать подключить независимый блок управления на RFID картах, например:
    http://radioded.ru/skhema-na-mikrokontrollere/kontroller-dostupa-na-rfid-kartah
    Тогда получится идеальная сигнализация)))
    Если это возможно, то сделайте
    Спасибо))

    Я уже задолбался гуглить хочется собрать что то простое и одновременно надежное, ничего найти не могу… Может здесь мне помогут)

    • Здравствуйте.
      Одной кнопкой управлять сигнализацией — придется всем азбуку Морзе учить. Проще двумя кнопками. На фирме все научились управлять устройством. Считаю, что алгоритм получился оптимальным, проверен временем.

      • http://radioded.ru/skhema-na-mikrokontrollere/kontroller-dostupa-na-rfid-kartah

        Одной кнопкой, что бы можно было подключить узел управления на RFID картах

        • Это уже не будет самой простой сигнализацией. Да и карту надо с собой носить. Функционально это устройство нам подошло идеально.

  11. нарисовал печатку Dip+Smd

    https://yadi.sk/d/YWzrgsL9uQ3ia
    все на клеммах, кроме шлейфа на пульт, он через сетевой кабель.

    Проверяем на ошибки))))

  12. Здравствуйте!
    А могли бы выложить исходник, чтобы ему произвести коррекцию времени звучания сирены? Конструкцию повторил с датчиками движения , вибрации, ультразвуковым датчиком для Arduino. Понравилось в данной разработке «Настоящий контроль!» состояния шлейфа.

    • Здравствуйте!
      А Вы поняли, что программа на ассемблере написана. Там тяжело будет разобраться. Какое время звучания сирены Вам необходимо?

  13. Здравствуйте!
    Про ассемблер я понял.Есть предложение по 2 пунктам:
    1) Время звучания я бы увеличил до 45-60 секунд
    2) При условии целостности шлейфов и датчиков (ложное срабатывание) я бы переводил бы режима «тревога» в режим «охрана» автоматом. По такому алгоритму делал когда-то сигнализацию на машину на цифровой логике.

    • Здравствуйте!
      Дело в том, что мне не на чем отлаживать, проверять. Устройство было собрано в единственном экземпляре и оно установлено на объекте.

  14. Здравствуйте Эдуард. У меня есть горстка pic16f676. Я был бы не прочь переписать ваш исходник под свой pic. К тому же там ног немного больше и можно развить проект). С уважением.

    • Здравствуйте!
      Программа написана на Ассемблере. В ней очень трудно разобраться. К тому же Вы собираетесь разрабатывать устройство на PIC контроллере с другой архитектурой и с другими возможностями. В частности, в этом контроллере есть АЦП, в PIC12F629 я мучился с компараторами. В новом варианте может быть больше кнопок, светодиодов, шлейфов. У Вас будет совсем другое устройство. Думаю, Вы сможете взять только алгоритм и аппаратные узлы моей сигнализации.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *