Пристрій багатофункціональний комутаційний

Реферат: UA 97256 U UA 97256 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до автоматики, до комутаційної техніки постійного струму низької напруги. Аналогом пристрою багатофункціонального комутаційного є набір КІТ ВМ8049М, описаний на сайті http://master-kit.com/catalog/1145/138309/. Пристрій дозволяє дистанційно вмикати/вимикати лампи розжарювання та інші пристрої. Управління пристроєм здійснюється з ІЧ пульта управління. Недоліками пристрою KIT BM8049M є: - відсутність обмежувача напруги, тому можна комутувати тільки активне навантаження, - при зникненні напруги живлення пристрій відключає навантаження, - управління здійснюється тільки з ІЧ пульта управління. Найбільш близьким аналогом пристрою багатофункціонального комутаційного є пристрій "Філін GSM", що був описаний на сайті http://zamok-nevidimka.uaprom.net/p593165elektromehanicheskij-zamok-nevidimka.html. Пристрій призначений для GSM керування закриванням сталевих дверей, сейфів і т. д. за допомогою мобільного телефону. Управління пристроєм здійснюється з мобільного телефону в режимі роботи "без з'єднання". Недоліками пристрою "Філін GSM" є: - для роботи пристрою необхідно втручатися в програму роботи телефону, - неможливість застосування електромагнітних замків з постійно включеним соленоїдом, ізза перегріву соленоїда, тому що струм утримання якоря повинен бути в 3-5 разів меншим за струм спрацювання, - при роботі пристрою мобільний телефон постійно підключений до зарядного пристрою, тому через перезаряд протягом 1-2 місяців у телефоні виходить з ладу акумулятор. Таким чином ці аналоги мають недоліки, що знижують їх надійність при експлуатації. Корисна модель, що заявляється, направлена на підвищення експлуатаційної надійності та розширення функціональних можливостей пристрою. Пристрій багатофункціональний комутаційний належить до автоматики, до комутаційної техніки постійного струму низької напруги і призначений для одночасного управління від кнопки, логічного сигналу TTL, з пульта дистанційного керування, з мобільного телефону або смартфону комплексними навантаженнями постійного струму: магнітними контакторами, розчіплювачами мінімальної напруги і незалежними розчіплювачами, електрозамками, гідроклапанами та іншими пристроями, в яких використовуються індуктивності. Пристрій працює за заданою програмою і не вимагає частого обслуговування. Пристрій дозволяє управляти комутацією комплексного навантаження за допомогою дротового і бездротового зв'язку: 1 - винесеною кнопкою з провідним зв'язком, 2 - логічним сигналом TTL, 3 - пультом дистанційного керування з інфрачервоним випромінюванням, 4 - з мобільного телефону або смартфону. Технічна задача: створення пристрою, який дозволяє управляти комутацією комплексного навантаження одночасно за допомогою дротового і бездротового зв'язку як на місці, так і з будьякої відстані, з можливістю роботи при перебоях в електромережі живлення. Технічний результат - створено пристрій, який відповідає вимогам і має характеристики кращі, ніж у аналогів: - є обмежувач напруги, тому можна комутувати активне і індуктивне навантаження, - для закривання пристрою не потрібен сигнал виклику, - для відкривання пристрою необхідно один сигнал виклику, в режимі роботи "без з'єднання", - у складі пристрою можна використовувати будь-який мобільний телефон або смартфон, на якому є можливість встановити рингтон на групу вхідних дзвінків, - телефон або смартфон, встановлений в пристрій, автоматично програмовано заряджається, - є можливість роботи при перебоях в електромережі живлення, - є функція енергозбереження, - є можливість управління пристроєм кнопкою, логічним сигналом, з пульта дистанційного керування з інфрачервоним випромінюванням, з мобільного телефону або смартфону, - управління пристрою не втручається в програмне забезпечення телефону. Пристрій складається з блока управління 14 і периферії 1 Фіг. 1. До управління належать: - крос-плата управління 17, - вхідний блок 18, - вихідний блок 15, 1 UA 97256 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - блок контролю і управління зарядом мобільного 16, - 10-канальний контролер з інфрачервоним керуванням (опція) 19, - пульт дистанційного керування по інфрачервоному каналу 21, - відкриваючий мобільний телефон 20, - мобільний телефон смартфон пристрою 12 може розташовуватися в управлінні або периферії, До периферії належать: - крос-плата периферії 8, - комплексне навантаження активно-індуктивне (соленоїд) 2, - блок живлення 14 В - 9, - акумулятор 11, - запобіжник 10, - баластний резистор 5, - датчики № 1 і № 2 дозволу комутації герконові 3, 4, - вимикач живлення 6,- кнопка ручного відкривання 7. Пристрій використовує передачу сигналів цифрового управління через мелодію виклику мобільного телефону або смартфону та забезпечує енергозбереження та програмоване автоматичне підзаряджування Li-Ion акумулятора мобільного телефону або смартфону. Управління пристрою багатофункціонального комутаційного за Фіг. 1 (загальна функціональна схема) включає вхідний блок 18, вихідний блок 15, та пристрій контролю і управління зарядом 16. Вхідний блок являє собою електронну схему, призначену для обробки мікроконтролером пристрою сигналів управління. Функціональна схема вхідного блока представлена на Фіг. 2. Вона містить такі елементи: мікроконтролер 2, транзисторний ключ 3, світлодіод інфрачервоного діапазону 4 і фотодіод інфрачервоного діапазону 7. Вхідний блок підключається до виходу для навушників мобільного телефону. Вхідний блок має два входи: звуковий вхід 1 і ІЧ вхід 8, та два виходи: TTL вихід 5 і ІЧ вихід 6. Робота схеми вхідного блока. Сигнал управління, отриманий в імпульсному коді по звуковому входу від мобільного телефону пристрою або з пульта дистанційного керування по інфрачервоному входу надходить на вхід мікроконтролера, в якому розшифровується і надходить у вигляді логічного рівня на його вихід, підключений до транзисторного ключа, на якому відбувається формування логічного сигналу TTL виходу. Якщо в складі пристрою є додатковий 10-канальний контролер, то мікроконтролер формує сигнал для ІЧ виходу в коді додаткового контролера. Вихідний блок являє собою електронну схему, призначену для комутації соленоїда залежно від сигналів на входах пристрою. Функціональна схема вихідного блока представлена на Фіг. 3. Вона містить такі елементи: мікроконтролер 5, вхідні кола датчиків 1, 2 і кнопки 4, вхід логічного рівня 3, транзисторні ключі 10, 11, баластний резистор 9 і обмежувач напруги 12 для комутації соленоїда на виході і вихід звукового сигналу 6. Вихідний блок підключається до виходу вхідного блока або до одного з виходів 10-канального додаткового контролера і має функції обмеження напруги на індуктивності під час перехідних процесів, функцію блокування при відкритому соленоїді, функцію енергозбереження для нормально відкритого соленоїда, функцію тривоги при порушенні процесу відкривання соленоїда, функцію контролю температури соленоїда. Робота схеми вихідного блока: при надходженні від вхідного блока сигналу на логічний вхід за умови, що вхід кнопки розімкнений, а входи датчиків замкнуті, мікроконтролер формує відкриваючий сигнал для соленоїда. Далі, якщо датчик № 1 розмикається, мікроконтролер очікує його закриття, після чого через заданий час формує закриваючий сигнал для соленоїда. Якщо датчик № 1 не розмикався, мікроконтролер через заданий час формує закриваючий сигнал для соленоїда. Аналогічно відбувається робота мікроконтролера при натисканні кнопки. Якщо при відкритому соленоїді минув заданий час або розімкнувся датчик № 2 - вмикається звуковий сигнал. Блок контролю і управління зарядом мобільного телефону або смартфона являє собою електронну схему, призначену для оперативного контролю ступеня заряду акумулятора телефону, яка при певному розряді акумулятора заряджає його. Це дозволяє при використанні такого зарядного блока виключити ризик збою телефону через перезаряд або розряд його акумулятора. 2 UA 97256 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Функціональна схема блока контролю і управління представлена на Фіг. 4. Вона містить такі елементи: вхід напруги постійного струму 14 В - 1, перетворювач напруги 14 В в 5 В - 2, мікроконтролер 5, датчик струму 3, транзисторний ключ для комутації зарядного напруги на виході 5 В - 4. Вхід блока контролю та управління зарядом підключається до виходу блока живлення, а його вихід підключається до гнізда 6 для підзарядки мобільного телефону або смартфону пристрою. Робота схеми блока контролю та управління зарядом: мікроконтролер через певні інтервали часу посилає на транзисторний ключ пристрою імпульси. Під час цих імпульсів мікроконтролер контролює датчик струму, якщо струм перевищує порогову величину, то мікроконтролер утримує транзисторний ключ у відкритому стані доти, поки струм через датчик струму не зменшиться нижче величини порога. Далі процес повторюється. Відкриваючий рингтон, який потрібно встановити за Фіг. 1 на телефоні 12 пристрою, являє собою звуковий сигнал модульований імпульсним кодом. Цей рингтон призначається на один або групу номерів телефонів, які будуть відкриваючими. При отриманні дзвінка з телефону з групи контактів для відкривання в телефоні 12 пристрою, він відтворює рингтон, який по звуковому каналу надходить на вхідний блок 18, що передає сигнал на свій мікроконтролер або по інфрачервоному каналу на додатковий 10-канальний контролер 19, а далі на вихідний блок 15, який відкриває соленоїд 2. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Пристрій багатофункціональний комутаційний для управління комплексним навантаженням постійного струму активно-індуктивного характеру, який працює за заданою програмою і містить за Фіг. 1 блок управління (14) і периферію (1), крос-плату управління (17), мобільний телефон або смартфон (12), який відрізняється тим, що блок управління пристрою (14) містить вхідний блок (18), вихідний блок (15) і блок контролю і управління зарядом (16), вхідний блок (18) якого підключено через крос-плату (17) до виходу звукового тракту для навушників мобільного телефону або смартфону (12), а вихід TTL вхідного блока (18) підключений через крос-плату (17) до логічного входу вихідного блока (15), а вихід блока контролю та управління зарядом (16) підключений через крос-плату (17) до входу підзаряду мобільного телефону або смартфону (12), а блок вхідний (18), що входить до складу пристрою багатофункціонального комутаційного, що містить за Фіг. 2 звуковий вхід (1), мікроконтролер (2), транзисторний ключ (3), TTL вихід (5), що підключається до звукового тракту до виходу для навушників мобільного телефону або смартфону через звуковий вхід (1), блок вхідний має вихід ІЧ сигналу (6) на ІЧ світлодіоді (4), вхід ІЧ сигналу (8) на ІЧ фотодіоді (7), а блок вихідний (15) за Фіг. 1, що входить до складу пристрою багатофункціонального комутаційного, що містить за Фіг. 3 вхід датчика № 1 (1), вхід датчика № 2 (2), логічний вхід (3), вхід кнопки (4), мікроконтролер (5), звуковий сигнал (6), термореле (7), соленоїд (8), транзисторний ключ (10), що підключається до соленоїда (8) через транзисторний ключ (10), блок вихідний має другий транзисторний ключ (11) для формування пульсуючого струму, баластний резистор (9), що формує струм утримання через соленоїд (8) і обмежувач напруги (12), а блок контролю і управління зарядом (16) за Фіг. 1, що входить до складу пристрою багатофункціонального комутаційного, що містить за Фіг. 4 вхід (1), перетворювач напруги (2), транзисторний ключ (4), мікроконтролер (5), вихід для підзаряду мобільного телефону (6), що підключається до мобільного телефону або смартфону, блок контролю і управління зарядом має датчик струму (3) для контролю мікропроцесором порогової величини зарядного струму. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що за Фіг. 1 блок управління пристрою (14) містить додатковий 10-канальний контролер з інфрачервоним керуванням (19) і пультом дистанційного керування (21), а вихід інфрачервоного сигналу вхідного блока (18) пов'язаний оптично з входом інфрачервоного сигналу додаткового 10-канального контролера з інфрачервоним управлінням (19), а один з 10 виходів 10-канального контролера з інфрачервоним управлінням (19) підключений до логічного входу вихідного блока (15). 3. Пристрій за пп. 1 або 2, який відрізняється тим, що за Фіг. 1 крос-плата периферії (8) та крос-плата управління (17), вхідний блок (18), вихідний блок (15) і блок контролю і управління зарядом (16) пристрою багатофункціонального комутаційного розташовані в одному корпусі з прозорою для ІЧ випромінювання кришкою, а з'єднуюча їх кручена пара (13) видаляється. 4. Пристрій за п. 3, який відрізняється тим, що управління пристроєм може здійснюватись одночасно за допомогою дротового зв'язку: винесеною кнопкою і логічним сигналом TTL; а також бездротового зв'язку: пультом дистанційного керування з ІЧ випромінюванням і GSM сигналом з мобільного телефону або смартфону. 3 UA 97256 U 5. Пристрій за п. 3, який відрізняється тим, що за Фіг. 1 крос-плата управління (17), вхідний блок (18), вихідний блок (15) і блок контролю і управління зарядом (16) пристрою багатофункціонального комутаційного виконані на єдиній платі. 4 UA 97256 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5