Sistemul de suprareglare a locuintei

Functionarea proiectului

Functionarea machetei

Ca prezentare generala sistemul de suprareglare a locuintei ales pentru realizarea proiectului, cuprinde urmatoarele componente:

automatul programabil de tip TELEMECANIQUE PLC-TSX NANO cu 9 intrari si 7 iesiri

sursa de tensiune generala care furnizeaza tensiunea pentru alimentarea senzorilor si detectoarelor

detectorul de gaz

detectorul de fum

detectorul de miscare

detectorul de umiditate

emitatorul pentru transmisia radio

receptorul radio

senzori pentru prezenta masina

sistemul independent de aprindere a iluminatului

Toate aceste elemente sunt cuplate intre ele printr-o schema electrica conceputa sa realizeze alimentarea blocurilor componente ale ansamblului cat si legaturile dintre ele.

Pe langa partea de hard exista si partea de soft reprezentata de soft-ul de programare de tip STEP.

Daca detectorul de fum, detectorul de gaz, detectorul de miscare si sistemul radio au fost implementate in sistem ca blocuri pre definite realizate de firme specializate, detectorul de umiditate si detectorul de iluminare au fost realizate practic de catre autorii proiectului si integrate in sistem prin intermediul unor contacte de retele normal-deschise (NO) folosite la intrarile de la automatul programabil.

Senzorii pentru detectarea masinilor, folositi pentru intrarea si iesirea din curte sunt de tip magnetic (cu releu read).

Ca mod de functionare a intregului sistem am pornit de la doua situatii. In casa se gaseste unul din proprietari si in casa nu se gaseste nimeni.

In cazul ca in casa se gaseste unul din proprietari, sistemul general de supraveghere si alarmare prin intermediul PLC-ului nu este activat, insa sistemul de supraveghere scurgeri de gaz, sistemul de supraveghere incendiu, sistemul de detectare a scurgerilor de apa lucreaza in mod independent si la aparitia unui eveniment devin active si semnalizeaza printr-un semnal acustic si luminos astfel incat persoana (persoanele) din incinta sa poata vedea ce s-a intamplat si sa intervina pentru eliminarea cauzei care a produs evenimentul si oprirea desfasurarii acesteia.

A doua situatie atunci cand masina iese din curte si se considera ca nu mai ramane nimeni acasa. In acest caz sistemul general de supraveghere se actioneaza automat si activeaza alarma generala la oprirea oricarei stari de anormalitate:

persoana straina in perimetru

scurgeri de gaze explozive (aragaz)

aparitia unui incendiu

cresterea umiditati in zonele controlate (inundatie)

La aparitia oricarui eveniment din cele patru prezentate mai sus, sistemul pe langa alarmele independente ale subsistemelor de supraveghere declanseaza alarma generala , acustica si luminoasa si pe un pupitru de monitorizare aprinde semnale luminoase corespunzatoare fiecarui eveniment aparut. In acelasi timp este activat sistemul de transmisie radio in cazul nostru, care poate fi inlocuit cu alarmare prin retele GSM sau mesaj WEB (internet). Semnalul de alarmare acustic este conceput sa poata fi oprit automat dupa un timp insa ramane activa alarma wireless care nu poate fi dezactivata decat daca posesorul receptorului se intoarce cu masina in curte sau alta persoana de incredere este trimisa acasa, vede despre ce alarma este vorba pe panoul de monitorizare si prin butonul de reset poate dezactiva sistemul general. Alarma separat nu dispare decat in cazul disparitiei cauzei care a provocat-o.

Tot in acest caz cand automobilul paraseste casa si totusi cineva ramane acasa sistemul de alarma general trebuie dezactivat din butonul de reset, in aceasta situatie sistemele independente sunt active insa nu se mai transmite semnal wireless catre receptor (proprietar).

Dupa intoarcerea automobilului (proprietarului) sistemul general de supraveghere in cazul ca nu s-a produs nici un eveniment nedorit este dezactivat automat, insa raman active sistemele independente de supraveghere.

In ultima situatie cand se presupune ca proprietarii sunt acasa (de obicei noaptea), sistemul se activeaza manual de pe tabloul de supraveghere (comanda) si devine activ insa nu mai transmite semnal wireless catre receptorul portabil de alarma in cazul producerii unui eveniment vor fi active doar soneria generala si semnalizarile optice de pe tablou.

Soneria de la alarma generala se monteaza de obicei pe exterior si insotita de un semnal luminos insa la fel de bine in paralel cu ea poate fi si una de interior.

Pana in acest moment prezentarea sistemului general de supraveghere a fost in stransa legatura cu automobilul propriu care este personalizat pentru a putea fi recunoscut de sistem. In cazul urmator s-au folosit senzori magnetici pentru simplificare, insa automobilul poate fi dotat cu un emitator radio ce emite un semnal care va fi receptionat de niste bobine montate la nivelul solului, in fata sau in spatele barierei in cazul nostru (poarta de acces) si la locul de parcare (garaj).

In situatia in care un vizitator vrea sa vina in vizita, avem doua posibilitati: daca este cineva acasa poate sa-i deschida din interior bariera (poarta) prin actionarea manuala a butonului de reset (dezactivare sistem), sau daca nu este nimeni acasa nu are acces in locuinta.

Pentru proprietarul care nu are masina putem avea mai multe variante de recunoastere a acestuia (cu un emitator radio, cu o consola cu cod de acces, cu o camera pentru recunoasterea imaginii sau iris sau cu un dispozitiv de recunoastere a amprentei, etc).

Nu am optat pentru posibiliatea dezactivarii sistemului prin telecomanda pentru a nu se produce dezactivari accidentale, asa cum s-a prezentat si mai inainte s-a considerat obligatoriu aflarea cauzei care a produs eveniment si luarea masurilor pentru indepartarea acesteia.

Functionarea aplicatiei

Pentru a putea folosi placa de achizitie a fost nevoie de cateva pregatiri

Datorita faptului ca placa de achizitie nu suporta decat valori de maxim 5.8V a fost nevoie sa se creeze divizori de tensiune de la 24V la maxim 5V. Pentru aceasta s-au folosit rezistente de 10KΩ si de 47KΩ. Formula de calcul a divizorului de tensiune este , ceea ce rezulta intr-o tensiune de iesire de aproximativ 4V, in situatia in care la intrare exista tensiuni de aproximativ 24V.

Schema unui divizor de tensiune este prezentata in figura alaturata:

unde,

U₁ = 24V

R₁ = 47KΩ

R₂ = 10KΩ

Cu aceste date rezulta, asa cum am aratat mai sus, o tensiune U₂ de aproximativ 4V.

Acesti divizori vor trebui facuti pentru fiecare dintre cele 9 iesiri ale automatului, dar fiindca numarul de senzori este mai mare decat numarul de porturi de pe placa de achizitie, vom folosi spre exemplificare doar 8 dintre senzori. Ca urmare dat fiind ca senzorul de armare este de acelasi tip ca si cel de dezarmare vom activa in aplicatie doar pe cel de dezarmare.

Datorita faptului ca placa de achizitie nu permite selectarea starilor logice ale intrarilor (fiind in mod normal active pe 0 logic), iar senzorii se activeaza pe 1 logic (cu exceptia celui de miscare care este activ pe 0 logic), am fost nevoiti sa renuntam la intrarile digitale si sa folosim intrarile analogice.

Pe partea de intrari analogice exista doua moduri de lucru pentru preluarea datelor

a.           Modul diferential - care foloseste 4 semnale de tipul +/-

b.          Modul single - care foloseste cele 8 intrari raportate la masa (ai1, ai2, ai8, unde ai = analog input)

Ca urmare, pentru a valorifica la maxim intrarile placii de achizitie vom folosi modul single.   

Pentru a creea aplicatia in Labview vom porni de la un exemplu deja existent in documentatia placii de achizitie. Acesta se numeste "Cont Acq&Graph Voltage-Int Clk.vi". Cu ajutorul acestui program se preia semnalul de pe o intrare analogica si se reda sub forma unui grafic. Dat fiind ca pe noi nu ne intereseaza reprezentarea grafica, am facut cateva modificari acestui program.

In primul rand am inlaturat graficul, apoi am convertit tot ce nu ne trebuia in constante pentru a nu mai fi afisate pe ecran, dupa care am inlaturat chenarele suplimentare si bucla while.

Dupa aceste modificari putem trece la modificarea programului pentru ceea ce ne trebuie noua.

O prima modificare consta in schimbarea tipului de informatie oferita de convertorul analog-digital, din semnal unda in semnal numeric secvential. Acest lucru se realizeaza din meniul contextual (click dreapta > Select Type > Analog > Single Channel > Single Sample > DBL). Acest lucru va asigura faptul ca la fiecare executare a structurii secventiale se va citi o singura valoare pentru fiecare canal de intrare.

O a doua modificare consta in aplicarea unui convertor double la unsigned 8bit (acest convertor transforma un numar cu zecimale intr-un intreg fara semn) deoarece ne intereseaza in faza urmatoare sa adaugam un comparator cu 0. Rolul acestui comparator este de a da o valoare adevarat atunci cand primeste o valoare mai mare decat 0.

Urmatoarea etapa consta in adaugarea acestui circuit intr-o structura secventiala. Structura secventiala este necesara deoarece placa de achizitie are un singur convertor analog-digital ceea ce inseamna ca citirea porturilor analogice se face unul cate unul.

Asa cum am mai spus, in afara de senzorul de miscare care este de tipul normal inchis, toti senzorii sunt de tipul normal deschis. Drept urmare nu vom crea cate un circuit pentru fiecare senzor in parte, ci il vom copia pe cel prezent de 7 ori. Singura modificare pe care o vom face la celelalte circuite va fi de a selecta manual canalul de pe care se preia semnalul analogic.

O modificare suplimentara se va face la secventa pentru senzorul de miscare. Aceasta consta in schimbarea comparatorului logic "mai mare" cu un comparator de "egalitate". Acest lucru este necesar deoarece acest senzor porneste o alarma atunci cand devine egal cu 0 logic.

Ultima modificare care se va face la acest program este de a introduce intreaga secventa intr-o bucla "while" care se va executa la nesfarsit. Executarea permanenta a buclei se realizeaza prin punerea unei conditii de oprire a buclei in momentul in care primeste o valoare "adevarat

Ca urmare a acestui program pe afisaj se va aprinde ledul corespunzator unui senzor, de fiecare data cand acesta devine activ.