Дверной звонок с дополнительными функциями

Подобно тому, что театр начинается с вешалки, любой дом или квартира, можно  сказать, начинается с дверного звонка. Если  же придерживаться концепции так называемого «умного» дома, то и это устройство , хотя,  казалось бы, вполне законченное и простое, может «обрастать» своего рода интеллектуальными функциями.

РИС 1

Устройство на схеме рис 1. , выполненное на микроконтроллере системы MCS-51 , при нажатии на кнопку звонка SW1 воспроизводит мелодию. Кроме этого, вид воспроизводимой мелодии зависит от манеры нажатия на кнопку. При двукратном быстром нажатии – воспроизводится иная мелодия, чем при однократном. Получается своего рода реализация селекции «свой-чужой», если данный факт оказывается известным только для посвященных. Интересно отметить, что лет 10 и более назад данную функцию можно было встретить в квартирных звонках промышленного изготовления. Они даже имели свое название как «Звонок с секретом». Но с наплывом на рынок китайских звонков эти звонки загадочным образом из продаж исчезли.  В дополнении к данной функции, микроконтроллер включает лампу дежурного освещения, чтобы осуществить подсветку открывающему в темном коридоре.  Отдельный ввод микроконтроллера P3.2 задействован для  подключения герконового датчика открытия двери. При срабатывании (размыкании) этого герконового датчика, также включается дежурная подсветка. Это, как впоследствии  оказалось, исключает необходимость того, чтобы после открытия двери квартиры искать выключатель коридорного освещения, что вне всяких сомнений доставляет определенные удобства. Выдержка временного интервала горения дежурной лампы осуществляется аппаратно (в целях экономии ресурсов микроконтроллера) на базе одновибратора на элементе U2 , представляющего собой триггер Шмидта с конденсатором С6 и резистором R8 , которые задают величину временного интервала горения лампы дежурного освещения.

Выключатель SB2 предусмотрен для включения квартирной «отпугивающей» сигнализации. Предполагается, что при его включении устройство, после некоторого периода выдержки времени,  будет подавать специальный сигнал, прекратить который сможет только тот, кто знает о местонахождении этого выключателя. Хотя эта функция в данном устройстве и не задействована (связь от SB2 до вывода PB7 микроконтроллера показана пунктиром).

РИС 2

Воспроизведение звуков реализовано, за счет динамика и согласующего трансформатора, которые обычно устанавливались в абонентских громкоговорителях, поэтому уровень  звука оказался достаточно громким. Смонтировано устройство также внутри корпуса бывшего абонентского громкоговорителя (рис 2 ). Устройство питается от сети. Его блок вторичного электропитания собран по обычной схеме со стабилизацией на 5 В и в каких-то особых комментариях не нуждается. Исходник программы на ассемблере находится в прилагаемом вложении. Для трансляции исходного кода в hex и bin форматы был использован кросс ассемблер asm51.exe и программа hextobin.exe, работающие из под командной строки. Все необходимые для этого программы можно найти на сайте atmel.com в разделе посвященном восьмиразрядной MСS-51 архитектуре продукции. Там же имеется описание системы команд и рекомендации по использованию аппаратных ресурсов микроконтроллеров этого семейства. Для прошивки  кода использовался программатор собственной разработки, работающий через LPT порт ПК, однако в сети имеется достаточно схем программаторов и информации по программированию микроконтроллеров этой серии.

В течение нескольких лет эксплуатации звонок показал себя довольно надежным. В то же самое время, что очевидно, имеется значительный аппаратный ресурс устройства по доработке- множество выводов микроконтроллера не задействованы, и поэтому разумно продумать дополнение его схемы другим полезным функционалом. Так, применение звукозаписывающих микросхем, таких как isd1416 и isd1420 и т.п. в паре с данным микроконтроллером может позволить воспроизводить с необходимым качеством полезные в той или иной ситуации звуковые фрагменты, такие как , например, рычание пса и т.п.

Оборудовав устройство датчиком движения, возможно, реализовать включение коридорного освещения по движению уже внутри квартиры. Например, типичной является ситуация, когда, чтобы попасть в сан блок, необходимо пройти через темный коридор. Естественно, что удобно было бы включение подсветки  и в такой момент. Отметим также и наличие последовательного порта через который каждое событие ,отрабатываемое звонком может быть зарегистрировано

устройством верхнего уровня, такими, например, как ПК, плата Arduino или Raspberry.

Литература

1. Сташин В.В. Урусов А.В. Мологонцева О.Ф. Проектирование цифровых устройств на МК., Москва, Энергоатомиздат 1990.

2. Эрни Каспер: Программирование на языке Ассемблера для i8051 Издание: Справочное издание Издательство: Горячая линия – Телеком, Год издания: 2004

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}