Egy komplex távfelügyeleti rendszer fejlesztésével kapcsolatos részfeladatok elvégzésével kerestek meg 2015. tavaszán egy biztonságtechnikai cégtől. Egy elméletben már megtervezett rendszer néhány elektronikai részegységének elkészítését és prototípusainak legyártását kaptam feladatul. A projektben elsősorban elemi analóg és digitális kapcsolástechnikai megoldásokat használtam fel, valamint feszültségek és áramok szabályozására kapcsolóüzemű technikát alkalmaztam.
A tervezéshez egy blokkvázlat állt rendelkezésre, mely a rendszer minden lényeges elemét tartalmazta. Mivel kész eszköz nagyon sok részegységből épül fel, célszerű volt a megvalósítandó elektronikai egységeket csoportosítani, majd működésüknek megfelelően modulokra osztani. Összesen három modulra sikerült tagolni a rendszert, mely külön áramköri egységekben került megvalósításra. Azok a részegységek, melyek szorosan kapcsolódnak a központi számítógéphez (bemenetek, kimenetek, hőmérő, RTC, egyéb érzékelők bemenetei, analóg erősítő) egy modulra kerültek fel. Megint egy másik modulra lettek tervezve a PoE tápfeladó áramkörök, illetve egy harmadik modulon került megtervezésre az egész rendszer energiaellátását biztosító szünetmentes tápegység áramköre.
BPI Extension modul
A távfelügyeleti egység központi számítógépéhez szükséges volt tervezni egy olyan kiegészítő elektronikai modult, melyen megfelelő számban kerültek kialakításra EOL típusú bemenetek, relés kimenetek, különféle olyan perifériák, melyek a működéshez szükségesek, de a számítógép alaplapján nem találhatóak meg. A bemenetek érzékelők jeleit figyelik, a biztonságtechnikában elterjedten alkalmazott lezáró ellenállásos megoldás módszerével, azaz szakadás és zárlatot egyaránt képesek detektálni. A teljes bementi áramköri rész galvanikusan le lett választva a központi vezérlés áramköréről, így ennek az egységnek a meghibásodása nem tehet kárt más áramkörökben. A kimenetek a kérésnek megfelelően váltóérintkezős relékkel lettek kialakítva, ezzel a kimenetre kapcsolt áramkörök, készülékek galvanikus leválasztása a belső áramkörtől, szintén megoldott. A kimenetek állapotát a relék mellett elhelyezett LED diódák vizuálisan is megjelenítik.
A panelen helyet kapott egy 2x40W teljesítményű audió erősítő is. A kis méret, jó hatásfok, viszonylag alacsony és szimpla tápfeszültség, valamint minimális hűtési igény szempontokhoz igazodva a választásom egy integrált, D osztályú erősítőre esett. Az erősítő bemeneti jelének szintje két trimmer segítségével maximalizálható.
A panelen található még egy digitális hőmérő, mely a panel, illetve környezete hőmérsékletének monitorozását teszi lehetővé. Ennek egyelőre csak diagnosztikai jelentősége van. A számítógép számára a valós időt egy szintén a panelen RTC periféria biztosítja, mely megfelelő szünetmentesítéssel is el van látva. Kialakításra került még néhány jelillesztő áramkör, egy PIC vezérelt watchdog timer, illetve ezen áramkörök táplálásához szükséges tápfeszültség szabályozó áramkörök.
PoE modul
A rendszerben több Etherneten keresztül táplált kamera is üzemelni fog. Ezek tápellátása nagyon kényelmes a kamera oldalon, hiszen ott nem szükséges külön tápforrás beszerelése, viszont cserébe egy eszköznek az Ethernet kábelre kell helyeznie a kamera működéséhez szükséges feszültséget. Ezt PoE tápfeladóval oldják meg, mely kereskedelmi forgalomban kapható termék. Több kamera és egyéb védelmi, monitorozási lehetőségek miatt célszerű volt egy PoE tápfeladó modult is tervezni. Az a modul a rendszer tápegységéből kicsatolt feszültséget továbbítja 8 Ethernet csatornára, így összesen 8 kamera tápellátása biztosítható ezzel a modullal. A megvalósított PoE tápfeladó további tulajdonsága, hogy csatornánként egy fix értékre beállított áramkorlátot is tartalmaz, mely zárlat esetén is megvédi a rendszerben lévő tápegységet, ezzel a rendszer leállást, újraindulását. A modul áramkörei tartalmaznak továbbá csatornánként jelenlét figyelőt, illetve túláram detektort. A jelenlét figyelő feladata, hogy a központi számítógép minden esetben tudja, hogy mennyi eszköz van csatlakoztatva a PoE aljzatokba. Zárlat, vagy indokolatlanul nagy terhelés esetén pedig a túláram detektor ad jelzést a központi egységnek. Ezzel a két jelzéssel az EOL bemenetekhez hasonlóan azonnal észlelhető egy esetleges szabotázs akár a kamerák kábeleinek elvágásával, vagy egy szándékos zárlat létrehozása esetén.
Továbbiak
Az első prototípus modulokból 1-1db került legyártásra és élesztésre. Mivel a fejlesztés csapatmunka keretében zajlik, így további 2-2db modul készült, de ezeken már az első verzióknál tapasztalt hibák javítva lettek. Fejlesztés alatt van még egy tápegység modul is, mely a teljes rendszer szünetmentes tápellátását hivatott biztosítani. Amint ez a fejlesztés is elkészül, ez a cikk bővítésre fog kerülni.
auvisense_blog.jpg
Egy komplex távfelügyeleti rendszer fejlesztésével kapcsolatos részfeladatok elvégzésével kerestek meg 2015. tavaszán egy biztonságtechnikai cégtől. Egy elméletben már megtervezett rendszer néhány elektronikai részegységének elkészítését és prototípusainak legyártását kaptam feladatul. A projektben elsősorban elemi analóg és digitális kapcsolástechnikai megoldásokat használtam fel, valamint feszültségek és áramok szabályozására kapcsolóüzemű technikát alkalmaztam.
A tervezéshez egy blokkvázlat állt rendelkezésre, mely a rendszer minden lényeges elemét tartalmazta. Mivel kész eszköz nagyon sok részegységből épül fel, célszerű volt a megvalósítandó elektronikai egységeket csoportosítani, majd működésüknek megfelelően modulokra osztani. Összesen három modulra sikerült tagolni a rendszert, mely külön áramköri egységekben került megvalósításra. Azok a részegységek, melyek szorosan kapcsolódnak a központi számítógéphez (bemenetek, kimenetek, hőmérő, RTC, egyéb érzékelők bemenetei, analóg erősítő) egy modulra kerültek fel. Megint egy másik modulra lettek tervezve a PoE tápfeladó áramkörök, illetve egy harmadik modulon került megtervezésre az egész rendszer energiaellátását biztosító szünetmentes tápegység áramköre.
BPI Extension modul
A távfelügyeleti egység központi számítógépéhez szükséges volt tervezni egy olyan kiegészítő elektronikai modult, melyen megfelelő számban kerültek kialakításra EOL típusú bemenetek, relés kimenetek, különféle olyan perifériák, melyek a működéshez szükségesek, de a számítógép alaplapján nem találhatóak meg. A bemenetek érzékelők jeleit figyelik, a biztonságtechnikában elterjedten alkalmazott lezáró ellenállásos megoldás módszerével, azaz szakadás és zárlatot egyaránt képesek detektálni. A teljes bementi áramköri rész galvanikusan le lett választva a központi vezérlés áramköréről, így ennek az egységnek a meghibásodása nem tehet kárt más áramkörökben. A kimenetek a kérésnek megfelelően váltóérintkezős relékkel lettek kialakítva, ezzel a kimenetre kapcsolt áramkörök, készülékek galvanikus leválasztása a belső áramkörtől, szintén megoldott. A kimenetek állapotát a relék mellett elhelyezett LED diódák vizuálisan is megjelenítik.
A panelen helyet kapott egy 2x40W teljesítményű audió erősítő is. A kis méret, jó hatásfok, viszonylag alacsony és szimpla tápfeszültség, valamint minimális hűtési igény szempontokhoz igazodva a választásom egy integrált, D osztályú erősítőre esett. Az erősítő bemeneti jelének szintje két trimmer segítségével maximalizálható.
A panelen található még egy digitális hőmérő, mely a panel, illetve környezete hőmérsékletének monitorozását teszi lehetővé. Ennek egyelőre csak diagnosztikai jelentősége van. A számítógép számára a valós időt egy szintén a panelen RTC periféria biztosítja, mely megfelelő szünetmentesítéssel is el van látva. Kialakításra került még néhány jelillesztő áramkör, egy PIC vezérelt watchdog timer, illetve ezen áramkörök táplálásához szükséges tápfeszültség szabályozó áramkörök.
PoE modul
A rendszerben több Etherneten keresztül táplált kamera is üzemelni fog. Ezek tápellátása nagyon kényelmes a kamera oldalon, hiszen ott nem szükséges külön tápforrás beszerelése, viszont cserébe egy eszköznek az Ethernet kábelre kell helyeznie a kamera működéséhez szükséges feszültséget. Ezt PoE tápfeladóval oldják meg, mely kereskedelmi forgalomban kapható termék. Több kamera és egyéb védelmi, monitorozási lehetőségek miatt célszerű volt egy PoE tápfeladó modult is tervezni. Az a modul a rendszer tápegységéből kicsatolt feszültséget továbbítja 8 Ethernet csatornára, így összesen 8 kamera tápellátása biztosítható ezzel a modullal. A megvalósított PoE tápfeladó további tulajdonsága, hogy csatornánként egy fix értékre beállított áramkorlátot is tartalmaz, mely zárlat esetén is megvédi a rendszerben lévő tápegységet, ezzel a rendszer leállást, újraindulását. A modul áramkörei tartalmaznak továbbá csatornánként jelenlét figyelőt, illetve túláram detektort. A jelenlét figyelő feladata, hogy a központi számítógép minden esetben tudja, hogy mennyi eszköz van csatlakoztatva a PoE aljzatokba. Zárlat, vagy indokolatlanul nagy terhelés esetén pedig a túláram detektor ad jelzést a központi egységnek. Ezzel a két jelzéssel az EOL bemenetekhez hasonlóan azonnal észlelhető egy esetleges szabotázs akár a kamerák kábeleinek elvágásával, vagy egy szándékos zárlat létrehozása esetén.
Továbbiak
Az első prototípus modulokból 1-1db került legyártásra és élesztésre. Mivel a fejlesztés csapatmunka keretében zajlik, így további 2-2db modul készült, de ezeken már az első verzióknál tapasztalt hibák javítva lettek. Fejlesztés alatt van még egy tápegység modul is, mely a teljes rendszer szünetmentes tápellátását hivatott biztosítani. Amint ez a fejlesztés is elkészül, ez a cikk bővítésre fog kerülni.