CC BY
23
За основу было взято базовое устройство, в которое входили следующие блоки: Активная GPS антенна, мобильная GSM антенна, модуль GPS, модуль GSM, преобразователь уровней и схема питания. В качестве активной GPS антенны применена стандартная GPS антенна наружного размещения со встроенным малошумящим усилителем. Также в качестве GSM антенны применена стандартная выносная мобильная антенна с коэффициентом усиления 14 Дб. Модуль GPS представляет собой 12-каналь-ный GPS приёмник фирмы Trimble. Этот приёмник является одной из последних разработок данной фирмы. Приёмник гражданского назначения и способен принимать сигналы C/A кода на частоте 157 5.4 2 МГц. GPS приёмник оснащен портами UART интерфейса для связи с другими радиоэлектронными устройствами, в частности с GSM модулем. GSM модуль представляет собой GPRS модем Q24 компании Wavecom. Модем способен работать в диапазоне частот EGSM 900/1800/850/1900 МГц, класс GPRS -10-ый. Преобразователь уровней реализован на микросхеме ADM 3203 фирмы Analog Devices. Данная микросхема необходима для согласования трекера с компьютером посредством RS-232 интерфейса. Схема питания собрана на микросхеме LM257 6, импульсном стабилизаторе напряжения.
Возможности устройства были ограничены только определением местоположения объекта, определение его скорости, временем поездки, времени стоянок. И перед нами возникла задача расширить функциональные возможности трекера. Необходимо было контролировать состояния датчиков, контролировать наличие GSM сети и наличия спутников на небе для получения координат местоположения, умение устройства переходить в режим ожидания при постановке на стоянку наблюдаемого объекта и сохранения своей работоспособности при отключении питании устройства (например, снятие АКБ с автомобиля для его зарядки). И в результате было разработано устройство, удовлетворяющее всем предъявленным требованиям.
В ходе совместной разработки были решены вышеперечисленные проблемы и для их решения применялись действия, описанный ниже.
Для решения проблемы сохранения работоспособности были введены блоки АКБ и схема зарядки этой АКБ. АКБ представляет собой 3 последовательно соединённых никель-кадмиевых аккумулятора общим напряжением 3,6В. Никель-кадмиевые аккумуляторы были выбраны потому, что они в отличие от литий-
ионных сохраняют свою работоспособность при низких температурах окружающей среды. Данные аккумуляторы позволяют сохранять работу устройства при пропадании внешнего напряжения питания до 24 часов. Схема зарядки для данных аккумуляторов реализована на микросхеме MAX1501 фирмы MAXIM. Данное зарядное устройство полностью автоматизировано и при отключении основного питания оно не «тянет» энергию с аккумуляторной батареи, что является важным фактором при питании устройства от внутреннего источника питания.
Акселерометр применён для решения проблемы перевода устройства в дежурный режим при постановке наблюдаемого транспорта на стоянку. Это было реализовано для того, чтобы не разряжать аккумуляторную батарею при постановке на стоянку транспорта. Акселерометр реализован на микросхеме MMA6270Q компании Freescale Semiconductor. Акселерометр позволяет определять изменение скорости объекта, и при его отсутствии через некоторое время переводить прибор в режим ожидания.
Устройство индикации собрано по примитивной схеме управления маломощной нагрузкой, в данном случае светодиодной, при подаче на него управляющего сигнала. При обнаружении необходимого количества спутников для определения координат и собственно само определение местоположения загорается светодиод синего свечения, который мигает с частотой 1 Гц. При пропадании сигнала местоопределения, данный светодиод гаснет. Для индикации наличия GSM сети применён светодиод зелёного свечения. При наличии GSM сети свето-диод производит кратковременные вспышки с частотой 1 Гц, при пропадании сети светодиод индицирует постоянным свечением.
Для решения проблемы контроля состояния датчиков был применён блок схемы коммутации датчиков в составе со блоков защиты входных цепей микросхемы. Схема коммутации представляет собой микроконтроллер PIC16F87 6 со схемой его включения. Данный микроконтроллер позволяет контролировать состояния 9-ти датчиков бортовой системы наблюдаемого объекта.
Подведя итоги можно сделать вывод: была выполнена поставленная задача по расширению функциональных возможностей устройства в целом, что позволило сделать его более конкурентоспособным устройством на рынке устройств дистанционного мониторинга подвижных объектов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Фролов Д. Многопрограммный таймер-часы-термометр. Радио, 2003. № 3. С. 18, 21.
2. Ревич Ю. Часы с термометром и барометром. Радио, 2003. № 4. С. 38 - 39; № 5. С. 36-37; Радио, № 7. С. 43-45.
3. Мельников А. Термометр с ЖКИ и датчиком DS18B20. Радио, 2017. № 1. С. 46.
УДК 621.396
Ципина Н.В., Чеснаков Д.Д., Степанова А.В.
ФГБОУ ВО «Воронежский Государственный Технический Университет», Воронеж, Россия
ИНТЕГРАЦИЯ В ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЦЕЛОСТНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
В статье предлагается вариант решения программной и аппаратной части для «устройства для проверки целостности электрических цепей», разрабатываемого с целью ускорения долгой, трудоемкой и не очень качественной проверки целостности электрических цепей и приводится расчёт эффективности на предприятии Ключевые слова:
РАЗРАБОТКА, ЦЕЛОСТНОСТЬ ЦЕПЕЙ, ТОПОЛОГИЯ «КОЛЬЦО», ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРФЕЙС, ИНТЕГРАЦИЯ В ПРОИЗВОДСТВО
Ввиду актуальности рассмотренного вопроса о целесообразности сокращения времени производства по средствам оптимизации каждого этапа, был проведен анализ методов оптимизации этапа «Про-звонка» (обнаружение и устранение паразитных замыканий) и выбран способ разработки нового устройства. В статье приведен анализ предложенного устройства с аппаратной и программной стороны.
При выборе аппаратной управляющей части устройства для проверки целостности электрических цепей акцентировалось внимание на минимальное количество микросхем, максимальная их простота. Количество полезных выводов в совокупно-
сти должно превышать 1400, стремились к минимальным размерам. Для подключения такого большого количества выводов требовался процессор или ПЛИС (Программируемая Логическая Интегральная Схема) [1] в корпусе с большим количеством I/O выводов. При рассмотрении процессоров самым подходящим был процессор TMS32 0C67 4 8BZWT4, эта модель имеет 361 вывод, из которых 144 I/O. Таким образом, для решения задачи нам бы потребовалось 10 процессоров. Рассмотрев же ПЛИС самой подходящей оказалась модель фирмы Xilinx Spartan-6 (XC6SLX25-3FGG484I), она имеет 484 вывода, из которых 266 - I/O. Таким образом, для решения задачи потребуется 6 ПЛИС, что значительно выгоднее, по сравнению с 10 процессорами.
После выбора ПЛИС мы рассмотрели вопрос обмена данными между микросхемами. Рассматривалось две топологии, а именно: звезда и кольцо. В топологии звезда ведущая ПЛИС имеет прямой обмен с каждой ведомой. Такая топология требует большого количества задействованных ножек ввода-вывода на ведущей ПЛИС, поэтому, от этого вида топологии пришлось отказаться. В топологии кольцо каждая ПЛИС берет на себя роль как ведущей, так и ведомой при обмене данными. Получив данные, микросхема детектирует запрос, ретранслирует запрос плюс входные данные и добавляет собственный ответ. ПЛИС инициатор анализирует полученные данные от других микросхем и передает данные пользователю [2].
Для коммутации устройства с ПК пользователя был выбран один из популярных разъемов - USB B [3]. Коннектор этого типа достаточно надёжен, так как выдерживает до 10000 подключений. Коммутацию разъема с ПЛИС обеспечивает контроллер
FT2 4 5RL-USB1.1 уже хорошо зарекомендовавший себя во многих изделиях.
Для выполнения операции «Прозвонка» необходимо подключить проверяемый объект к устройству. Был проведен анализ производимой продукции и сделан вывод, что самым используемым разъемом в изделиях стал разъем DIN 160 и DIN 96. Для удобства подключения плат с помощью технологических кос эти разъемы были использованы при проектировании устройства в подавляющем количестве [4]. Так же устройству добавили несколько разъемов СНП для Позвонки клавиатур и программирования ПЛИС.
Дизайн интерфейса программы выполнен лаконично и наглядно. Основные органы управления и результаты диагностических этапов скомпонованы интуитивно для пользователя. Главное окно программы представлено на рис. 1. На рис. 2 представлено главное окно программы с заполненными полями и результатом проверки
Рисунок 1 - Главное окно программы
Рисунок 2 - Главное окно программы, заполненное данными
Помимо главного окна в программе присутствует дополнительное окно, в котором выводятся результаты обнаружения замыканий не с помощью текста, как на главном окне, а с помощью подсветки замыкающих контактов одним цветом. Пример дополнительного окна программы представлен на рис. 3.
Устройство для проверки целостности электрических цепей подключают к ПК пользователя кабелем USB A - USB B, коммутируют диагностируемое изделие к устройству, переключением тумблера включают устройство и производят запуск программы на ПК. О завершение загрузки свидетельствует отображение на дисплее ПК главного окна,
изображенного на рис. 1. В программе нажимают кнопку «Опросить», появляется сообщение «Сбор данных...», которое свидетельствует о записке процесса проверки. По завершению проверки заполняется окно «Пришедшие данные». Далее нажимают кнопку «Составить список замыканий» и ожидают заполнения поля «Список замыканий». По завершению составления списка поле может пустым - это свидетельствует об отсутствии замыканий. На рис. 2 представлен пример заполненного поля с замыканиями. Нажав кнопку «Открыть плату», а после кнопку «Обновить» наглядно смотрят замыкающие контакты.
Рисунок 3 - Отображение замыканий на дополнительном окне программы
Трудоемкость прозвонки кросс платы модуля РЭС на 1106 контактов насчитывает 6,9 человеко-дней, т.е. более 1 рабочей недели. И причиной тому является человеческий фактор [5]. К примеру, из-за работы с маленькими деталями сотрудник достаточно быстро начинает испытывать усталость, что влечет за собой снижение скорости и качества. Устройство же лишено человеческих чувств и за счет этого показывает быстрые и высокоточные результаты, всего 3 часа с учетом сборки и разбора рабочего места.
Аналог предлагает АО «Ижевский мотозавод «Ак-сион-холдинг» в виде «Автоматизированной системы контроля монтажно-коммутационных изделий» (АСК-
МКИ) , которая может работать минимум от 1 коммутатора на 1200 входов, но главным недостатком аналога являются габариты 600х600х2000 мм, по сравнению с предлагаемым устройством 350х500х70 мм.
Представленное в статье устройство для проверки целостности электрических цепей практически не имеет аналогов и легко интегрируется в производственный процесс, так как просто в эксплуатации. Себестоимость устройства около 150 тыс. руб., а массогабаритные характеристики позволяют использовать устройство на каждом аттестованном рабочем месте, на котором установлен ПК.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бибило, П. Н. Основы языка VHDL: Учебное пособие. Изд. 5-е. / П. Н. Бибило. - Москва: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2012.
2. Орлов, С. Б. Справочник Novell Netware 4 / С. Б. Орлов. - ИИЦ "Попурри", 1994 г.
3. Скотт Мюллер, Модернизация и ремонт ПК / Скотт Мюллер. - Москва: «Вильямс», 2007
4. Герасимов О.Н., Доросинский А.Ю., Березин М.Н. Методы контроля качества контактных узлов изделий электронной техники. Труды международного симпозиума надежность и качество. / Герасимов О.Н. - Пенза: «Пензенский государственный университет», 2017.
5. Медведев А.М., Мылов Г.В., Юрков Н.К. К проблеме создания критерия автоматического контроля соединений. Труды международного симпозиума надежность и качество. / Медведев А.М. - Пенза: «Пензенский государственный университет», 2017.
УДК 614.841 - 52 (075.32)
Гурьянова Л.С., Киселева Д.В., Кулапин В.И.
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
ПОВЫШЕНИЕ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ ПОЖАРНЫХ ИЗВЕЩАТЕЛЕЙ
Ключевые слова:
ОХРАННО - ПОЖАРНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ - ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ, ДВУХПРОВОДНЫЙ ШЛЕЙФ ПОДКЛЮЧЕНИЯ, ПОМЕХО-ЗАЩИЩЕННЫЙ СИГНАЛ, ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ
Исторические сведения и постановка задачи актуальности разработок пожарных тепловых датчиков (извещателей)
Технические средства автоматической пожарной и охранно-пожарной сигнализации предназначены для получения информации о состоянии контролируемых параметров на охраняемых объектах приема, преобразования, передачи, хранения, обработки и отображения этой информации в виде звуковой и оптической сигнализации и выдачи управляющих сигналов на исполнительные элементы установок
пожаротушения, дымоудаления, взрывоподавления и т.д. Технические средства по функциональному назначению по отношению к потоку информации подразделяют на следующие группы: а) технические средства обнаружения или извещатели; б) технические средства оповещения.
После Великой Октябрьской социалистической революции извещатели начали применять в Москве, Ростове-на-Дону, Горьком, Пензе, Архангельске, Иркутске и других городах. В 1940 г. пожарной
