Vlastnosti: levný provoz a nízké pořizovací náklady využívá sítě GSM k oznámení alarmu jednoduchá obsluha a nastavení vlastností pomocí mobilního telefonu ovládání pomocí klávesnice, nebo skrytého spínače umístění kódové klávesnice vně, nebo uvnitř střeženého objektu spolehlivost možnost zálohování záložním zdrojem (Pb akumulátor 12V 1,2 Ah) odběr proudu cca 60 80 ma (při volání cca 200 300 ma) napájení DC 16 24 V indikace stavu pomocí LED obr. 1 GSM ALARM je univerzální alarm určený k zabezpečení především nemovitostí. Jak již název vypovídá, jedná se o zařízení využívající sítě GSM. Skládá se z mobilního telefonu (Ericsson A1018s, nebo T10), řídicí ústředny (obr.1), ovládací klávesnice (obr.2, ta není nutná, alarm je možné ovládat pomocí skrytého spínače), dále z napájecího a záložního zdroje a nakonec z dveřních a okenních spínačů (je možné použít i pohybové senzory). Aby bylo možno dále vysvětlovat funkci zařízení, je třeba si vysvětlit pár názvů pro jednotlivé stavy GSM ALARMU. Tyto stavy pak budou postupně vysvětleny podrobněji. Výklad pojmů: pohotovostní režim je režim, kdy je objekt hlídán GSM ALARMEM, v případě neoprávněného vniknutí do objektu je spuštěn poplach dle nastavení. { rudá LED dioda krátce poblikává } předpohotovostní režim tento režim je využíván při zapínání GSM ALARMU v případě, že ovládací klávesnice je umístěná uvnitř střeženého objektu, nebo při zapínání pomocí skrytého spínače (u něj se předpokládá vždy umístění uvnitř objektu). Tento režim umožňuje pohodlné opuštění objektu { rudá LED dioda trvale svítí } neaktivní alarm režim, kdy GSM ALARM vyčkává nastavenou dobu na vypnutí alarmu, nedojde-li do této doby k vypnutí, potom přechází do stavu aktivního alarmu. Tuto časovou prodlevu je vhodné využít v případě, že je klávesnice umístěná uvnitř objektu, nebo v případě, že je GSM ALARM ovládán pomocí skrytého spínače. { rudá LED dioda rychle bliká } aktivní alarm je režim, kdy je spuštěn poplach dle zadaných kritérií. { rudá LED dioda rychle bliká } vypnutý stav v tomto stavu je GSM ALARM neaktivní. { rudá LED dioda na řídicí desce nesvítí, na desce klávesnice svítí zelená LED dioda } 1
Ovládání pomocí klávesnice Je-li klávesnice umístěna uvnitř objektu, potom zadáním správného kódu na klávesnici přejde GSM ALARM do předpohotovostního režimu. Nyní GSM ALARM čeká na zavření posledních střežených dveří (oken), aby mohl přejít do pohotovostního režimu (na otevření nereaguje). Tím dává možnost pohodlně opustit objekt. Rudé LED diody na řídicí desce a na desce klávesnice tento stav indikují svícením. Zelená LED na desce klávesnice nesvítí. Zavřením dveří se tedy GSM ALARM přepne do pohotovostního režimu a objekt začne střežit. Rudé LED na řídicí desce a na desce klávesnice krátce poblikávají, zelená LED na desce klávesnice nesvítí. V okamžiku narušení objektu, nastává neaktivní alarm a začne odpočítávání nastavené doby (viz. nastavení). Během této doby je nutné na klávesnici zadat správný kód, nestane-li se tak, potom dojde k přechodu do stavu aktivního alarmu. Rudé LED diody rychle blikají, a to do doby, než je GSM ALARM vypnut. Zelená LED na klávesnici nesvítí. Je-li alarm včas vypnut, potom rudé LED zhasnou a na klávesnici se rozsvítí zelená LED. Tím je alarm ve stavu vypnutém a objekt není střežen. Není-li alarm včas vypnut, potom, jak již bylo zmíněno, dojde k přechodu do stavu aktivního alarmu. Tento stav je pomocí LED indikován stejně, jako stav neaktivního alarmu. V tomto stavu dochází ke spuštění poplachu, dle nastavení (viz. nastavení), tzn. dochází k volání (až na tři různá čísla), je spuštěn akustický poplach (siréna) a vizuální poplach (blikající světlo). Při každé další aktivaci (otevření dveří, okna) v tomto stavu, je opět spuštěn poplach. Tento stav je možno kdykoli deaktivovat zadáním správného kódu na klávesnici a tím uvést GSM ALARM do vypnutého stavu. krátká rekapitulace: zadá se správný kód (rudá LED svítí) opustí se objekt a zavřou se dveře (rudá LED poblikává) po otevření dveří (oken) začne odpočet nastaveného času, potřebný pro vypnutí alarmu, nedojde-li k vypnutí, potom je spuštěn poplach (rudá LED rychle bliká). Zadáním správného kódu je možno kdykoli poplach přerušit. dojde-li včas k vypnutí, alarm je deaktivován (zelená LED svítí) Je-li klávesnice umístěna vně objektu, potom po zadání správného kódu na klávesnici dojde k přechodu rovnou do pohotovostního režimu. Nyní, při narušení objektu dojde k přechodu do stavu neaktivního alarmu, kdy je odpočítávána doba, potřebná pro deaktivaci alarmu. Tato dobu je vhodné nastavit na 0 sec. a tím vlastně po narušení objektu dochází rovnou k přechodu do stavu aktivního alarmu, kdy je spuštěn poplach. Ostatní je stejné jako u varianty s klávesnicí uvnitř objektu. krátká rekapitulace: opustí se objekt a zavřou se všechny střežený dveře (okna) (zelená LED svítí) zadá se správný kód (rudá LED poblikává) před vstupem do objektu (otevřením dveří, oken), je nutno zadat správný kód na klávesnici není-li tak učiněno, potom dojde ke spuštění poplachu. Tento stav je možno kdykoli opustit zadáním správného kódu (při poplachu rudá LED rychle bliká) je-li tak učiněno, potom je alarm deaktivován a na žádná čidla nereaguje (zelená LED svítí) Ovládání pomocí skrytého spínače V případě, že pro GSM ALARM není použita ovládací klávesnice, potom se ovládání provádí pomocí skrytého tlačítka. U tohoto tlačítka se předpokládá umístění vždy uvnitř střeženého objektu. Způsob ovládání je pak shodný s ovládáním přes klávesnici umístěnou uvnitř objekt, s tím rozdílem, že místo zadávání kódu na klávesnici se jenom stiskává tlačítko. 2
Použití skrytého tlačítka je možné i v kombinaci s klávesnicí. V případě, že není použita klávesnice, je vhodné toto skryté tlačítko umístit někde v blízkosti vstupních dveří, a to tak, aby jej nebylo možno snadno nalézt. Indikační LED z řídicí desky je možno umístit k vchodovým dveřím a tím mít i mimo objekt přehled o stavech GSM ALARMU. Při použití klávesnice je vhodné toto skryté tlačítko umístit v krabici, kde bude umístěna řídicí deska s telefonem, záložním zdrojem Poplach V případě, že je spuštěn poplach (stav aktivního alarmu), dojde, je-li to nastaveno v setupu telefonu (viz. Nastavení), ke spuštění sirény a blikání světla na dobu nastavenou v telefonu. Zároveň dojde k volání na zvolená telefonní čísla. Volanému se poté zobrazí jako jméno volaného např. Domovní ALARM a tím je upozorněn na narušení střeženého objektu. Poté může zahájit patřičné kroky k zabezpečení objektu. Nastavení Nastavení vlastností GSM ALARMU se provádí jak softwarově, tak hardwarově. Softwarové nastavení se provádí pomocí mobilního telefonu, kdy se do telefonního seznamu na daná paměťová místa ukládají žádané parametry. Hardwarové nastavení se provádí pomocí jumperových propojek na řídicí desce. Softwarové nastavení: Do paměti SIM karty se na daná paměťová místa uloží žádané parametry. Jedná se o paměťové pozice 1, 2, 3 a 7. Na 1. paměťovou pozici se uloží telefonní číslo, které, v případě poplachu, bude voláno jako první. Na druhou paměťovou pozici bude uloženo číslo, které bude voláno jako druhé. A nakonec na třetí paměťovou pozici bude uloženo číslo, které bude voláno jako třetí. Paměťová pozice č. 7, potom slouží k nastavení vlastností GSM ALARMU. Popis tohoto nastavení je popsán v následující tabulce a vysvětlen pomocí následujícího obrázku. 1 2 3 AA BB CC doba prodlevy před spuštěním poplachu doba vyzvánění určuje, na jaká čísla bude volat doba trvání poplachu (houkání, blikání světel) 3
pozice číslice označení pozice v obrázku 1. 1 2. 2 3. 3 4. A 5. A 6. B 7. B 8. C 9. C popis Zadáte-li na tuto pozici 1, pak GSM ALARM bude volat na telefonní číslo uložené na 1. paměťové pozici v SIM kartě. Zadáte-li 0, potom bude toto číslo při volání vynecháno, Zadáte-li na tuto pozici 1, pak GSM ALARM bude volat na telefonní číslo uložené na 2. paměťové pozici v SIM kartě. Zadáte-li 0, potom bude toto číslo při volání vynecháno, Zadáte-li na tuto pozici 1, pak GSM ALARM bude volat na telefonní číslo uložené na 3. paměťové pozici v SIM kartě. Zadáte-li 0, potom bude toto číslo při volání vynecháno, Doba, která je třeba pro vypnutí GSM ALARMU - "neaktivní alarm" Doba trvání poplachu - "aktivní alarm" (houkání, blikání světel) Doba prozvánění (včetně vytáčení a spojování) možné hodnoty 0,1 0,1 0,1 00-85 sec. 00-25 min. 07-99 sec. Budete-li tedy chtít, aby GSM ALARM volal na dvě telefonní čísla, která jsou uložena na paměťových pozicích 1 a 2 v SIM kartě, doba prodlevy mezi narušením objektu a spuštěním poplachu byla 15 sec., hlasitý poplach trval 2 min. a doba vyzvánění na každé volané číslo byla 20 sec., pak na paměťovou pozici č. 7 v SIM kartě, pod názvem "SETUP", uložte toto číslo: 110150220. Pro variantu GSM ALARMU, kdy bude klávesnice umístěna vně objektu, je tedy vhodné, aby doba trvání neaktivního alarmu byla nastavena na 0 sec, tedy na pozici 4 a 5 (AA) bude 0 a 0. Pro variantu, kdy bude klávesnice umístěna uvnitř objektu, nebo bude využíváno jen skryté tlačítko, je vhodné nastavit tuto dobu trvání na cca 10 sec., tedy na pozici 4 a 5 (AA) bude 1 a 0. V případě, že se nemá spustit akustický a světelný poplach, potom na pozici pro dobu trvání poplachu, tedy na pozice 6 a 7 (BB), zadejte 0 a 0. Jestliže bude povoleno volání, potom v případě aktivního alarmu bude toto volání uskutečněno, ale narušitel nezjistí, že byl aktivován alarm a může být Vámi nečekaně zadržen. V případě, že bude SETUP nastaven chybně, nebo nebude nastaven vůbec, bude přepsán výchozí hodnotou "111000225", to znamená, že bude voláno na všechna tři čísla, doba pro deaktivaci alarmu po narušení objektu bude 0 sec., poplach bude trvat 2 min. a každé volané číslo bude prozváněno 25 sec. Hardwarové nastavení: Další nastavení vlastností GSM ALARMU se provádí hardwarově přímo na řídicí desce, a to pomocí jumperových propojek. Následující texty a obrázky budou popisovat vlastnosti jednotlivých propojek a jejich možnosti propojování. Poloha jednotlivých propojek je kreslena stejně, jak jsou k vidění na obr. 1. JP1 nastavuje rozhraní pro komunikaci s klávesnicí. Je možno nastavit RS485, nebo RS422. Pro komunikaci s klávesnicí je třeba nastavit RS485. Rozhranní RS422 je rezervované a není využíváno (IC6 a přidružené součástky není třeba osazovat). 4
RS485 RS422, není využito JP2 tento konektor je z převážné části rezervován a tudíž nevyužit. Spojením pinů 7 a 9 (jak naznačuje obrázek), je možno ukládat do paměti nový přístupový kód pro klávesnici (max. 10 číslic). JP3, JP4 z těchto propojek je propojena vždy jen jedna. Spojením propojky JP3 je možno spínat dveřní kontakt proti zemi, naopak spojením propojky JP4 se dveřní kontakt spíná proti +5V až +12V. Pro lepší pochopení je vhodné podívat se na schéma zapojení řídicí desky. JP5, JP6 význam těchto propojek je nejlépe pochopen ze schéma zapojení řídicí desky. Na výstup řídicí desky je možno připojit relé, přes které se spíná siréna a světla. Napájecí napětí pro toto relé se volí právě těmito propojkami. Je možno volby mezi 5V a 12V. 12V 5V JP7 V případě, že je klávesnice umístěna uvnitř střeženého objektu, potom se tato propojka propojí. V případě, že je klávesnice umístěna vně střežený objekt, potom zůstane propojka rozpojena. Klávesnice Klávesnice slouží k ovládání (aktivaci a deaktivaci) GSM ALARMU. Obrázek řídicí desky pro klávesnici je na obr. 2. Samotná klávesnice se k této desce připojuje pomocí konektoru klavesnice (viz schéma zapojení ovládací desky klávesnice). Přes tento konektor je možné připojit libovolnou klávesnici 4x4 nebo 3x4 tlačítek. Jedinou podmínkou je to, že klávesnice musí být zapojena maticově. Na požádání a po předložení zapojení vývodů klávesnice je možné upravit program pro Vámi zvolenou klávesnici. Zapojení vývodů jednotlivých typů klávesnice se totiž může lišit, a tudíž by zařízení nepracovalo správně. Ovládací deska klávesnice je se základní řídicí deskou propojena pomocí čtyř vodičů. Tyto vodiče jsou: +12V, GND, RS485A, RS485B. Právě poslední dva vodiče jsou komunikační a bylo by vhodné použít pro obr. 2 ně kroucenou dvojlinku. Zvyšuje se tím odolnost proti rušení (viz. vlastnosti RS485). Na desce klávesnice jsou umístěny tyto indikační prvky: piezosirénka, zelená a rudá LED. Význam LED diod byl popsán již v části ovládání. Význam piezosirénky bude popsán v následujícím textu. V případě, že se rozhodnete umístit ovládací klávesnici do míst, kde teplota klesá pod 0 C, potom je vhodné použít součástky u kterých výrobce zaručuje funkčnost i při těchto teplotách (MAX483EPA; procesor dodávám vždy v provedení pro teploty od 40 C až po +85 C, verze PI). 5
Při stisku tlačítka na klávesnici, piezosirénka krátce pípne. Po zadání správného kódu na klávesnici, piezosirénka 3x krátce pípne, naopak po zadání špatného kódu, jednou dlouze pípne. Zadávání kódu na klávesnici se provádí tak, že se navolí postupně jednotlivá čísla a nakonec se potvrdí klávesou # (telefonní klávesnice). Po zadání špatné číslice je možné tuto číslici vymazat pomocí klávesy *. Překročí-li počet zadávaných číslic 10, potom, po každém dalším stisknutí tlačítka, piezosirénka pípne ERROR (jednou dlouze). Zadávání nového kódu se provede tak, že se spojí na základní řídicí desce piny 7 a 9 konektoru JP2 (viz. popis konektoru JP2) a na klávesnici se navolí požadovaný kód. Ten se potvrdí klávesou #. Piezosirénka pípne OK (3x krátce). Tím je nový kód zadán a je možno propojku z konektoru JP2 odstranit. Minimální počet číslic je 0 (pouze tlačítko #) maximální počet číslic je 10 + tlačítko #. Chybné zadání kódu je možné pouze 3x po sobě. Poté se GSM ALARM zablokuje, a i na správný kód vždy hlásí ERROR. Odblokování se provede stisknutím skrytého spínače, nebo resetováním základní řídicí desky. Blokové zapojení GSM ALARMU Na blokovém schématu kompletního zapojení GSM ALARMU (obr. 3), je patrné, z jakých částí je celý GSM ALARM složen a jak jsou navzájem propojeny. síť 230V napájecí zdroj 230VAC 20VDC mobilní telefon skryté tlačítko napájení telefonu +5,3V základní řídicí deska záložní zdroj ovládací deska klávesnic deska relé dveřní kontakty komunikační kabel (obr. 4) max. 1200m obr. 3 Napájecí zdroj Napájecí zdroj musí být schopen dodávat na výstupu minimálně 500mA a napětí v rozmezí 16 24V DC. Dále je vhodné, aby byl zdroj dostatečně vyfiltrován, jinak by zařízení nemuselo pracovat správně. Na výstupní straně zdroje je vhodné použít tavnou pojistku cca 630mA. 6
Záložní zdroj Jako záložní zdroj je možné použít gelový Pb akumulátor 12V/1,2Ah. Pro jeho ochranu je vhodné použít pojistku 630mA. Zcela vybitý akumulátor k zařízení raději nepřipojujte, nejprve jej nabijte. Deska relé Jedná se pouze o desku, na které jsou umístěna relé spínající světelnou a akustickou signalizaci poplachu. Je možné volit z relé pro 5V, nebo 12V (vhodnější je 12V, zatěžuje zařízení menším proudem). Výstupní tranzistory pro ovládání relé je možné zatížit proudem max. 150mA. Je vhodné k cívce relé připojit ochranou diodu, chránicí tranzistor před případnými napěťovými špičkami naindukovanými na cívce. V případě, že použijete sirénu, nebo světla s příliš velkým odběrem proudu, je třeba, buď dostatečně chladit stabilizátor na základní desce, nebo použít další zdroj. Ovládací deska klávesnice Fotografie desky je na obr. 2. Tuto desku je třeba chránit proudovou pojistkou cca 80mA. Tato pojistka slouží k tomu, aby případný narušitel nemohl zařízení zkratováním vývodů vyřadit z činnosti. Zkratování ostatních vývodů není destruktivní. Klávesnice Jak již bylo zmíněno, jedná se o libovolnou klávesnici 3x4 (4x4) v maticovém zapojení. Na požádání a po dodání zapojení vývodů klávesnice, je možné program upravit právě pro Vaší klávesnici. Každá klávesnice může mít jiné zapojení vývodů a zařízení by tak nemuselo správně pracovat. Pro komunikaci mezi ovládací deskou klávesnice a základní řídicí deskou je použito rozhraní RS485. Základní řídicí deska Fotografie této desky je na obr. 1. Deska musí být umístěna tak, aby ji narušitel nemohl najít. U ní by měl být i záložní a napájecí zdroj, deska relé a mobilní telefon. Mobilní telefon může při volání rušit základní řídicí desku, tento problém se vyřeší správným natočením telefonu do polohy, kdy k rušení nedochází. Mobilní telefon Mobilní telefon je Ericsson A1018s, nebo T10. Se základní deskou je propojen pomocí kabelu (obr.4) a na svorku baterie +, je přivedeno napájecí napětí 5,3V. Baterie telefonu není použita. konektor telefonu konektor RJ-12 obr. 4 konektor telefonu konektor RJ - 12 význam 1 3 +7V_ON 2 5 Tx 3 6 GND 4 1 Rx 5 2 STATUS_ON V případě, že GSM ALARM z jakéhokoli důvodu nebude moci komunikovat s telefonem, nebo telefon bude odpovídat chybně, pak dá tuto skutečnost na vědomí chybovým blikáním rudé LED (svítí a krátce pohasíná). 7
Nastane-li poplach a GSM ALARM nebude moci komunikovat s telefonem, potom nedojde k volání. Nastavení, jako je doba trvání akustického a optického poplachu a doba prodlevy před spuštěním alarmu (neaktivní alarm), tak nebude možno z telefonu získat a tudíž se použije nastavení z posledního úspěšného poplachu. Tyto údaje jsou uloženy v EEPROM společně s kódem pro klávesnici. Program Naprogramované mikroprocesory je možné si objednat u autora na emailové adrese rombl@seznam.cz. V ceně je zahrnuto poštovné a balné. Procesor AT89C51 20PC s programem pro základní řídicí desku: Procesor AT89C2051 24PI s programem pro ovládací desku klávesnice: 200Kč 150Kč! Autor neručí za žádnou škodu způsobenou v souvislosti s používáním tohoto výrobku! 8