6 Автомобильная сирена с записью аудио-фрагментов Кудашкіна
Наверно у всех владельцев автомобилей есть желание узнать своё авто по звуку не подбегая к окну .Я решил побороть эту проблему в корне, ну и вот что получилось: сирена в которую можно записать до 16 звуковых фрагментов общей продолжительностью ~27сек., составить из них плейлист, который будет воспроизводиться в состоянии тревоги, дополнительно ещё 4 кнопки по которым сирена воспроизведет нужный фрагмент, ну и микрофон, чтобы поругаться.
Вкратце, как работает: к процессору по I2C шине подключены 4 штуки 24с256 (общий объем памяти 255кБ), H-мост для вывода звука и MAX232 для программирования звуковых фрагментов (записи данных в 24с256). В 24с256 собственно и хранятся фрагменты в Wave форме с частотой дискретизации 9765 Гц. H-мост воспроизводит звук посредством PWM, одна половина верхнюю полуволну, вторая нижнюю полуволну.
Так же подключены микрофонный усилитель (для электретного микрофона) и кнопки, одна из кнопок «подключает» микрофон к H-мосту, на остальные четыре можно «повесить» фрагменты.
Оконечные транзисторы могут быть выбраны из IRF510-IRF630 для n-канальных и IRF9510-IRF9630 для p-канальных. Остальные три планарные n-p-n 1F (на схеме не отражены дополнительные инверторы перед мостом).
ПО для PC и WinCE устройств позволяет предварительно сформировать фрагменты и аварийный плейлист и записать его в сирену.
Поддерживается добавление wave и mp3 файлов (версия для CE mp3 не поддерживает), есть минимальные возможности отредактировать фрагменты. При добавлении будет произведён ресемплинг на частоту 9765 Гц (т.к. ресемплинг не тривиальная задача и цели ПО несколько другие, по этому полноценные звуковые редакторы делают это несколько лучше и вообще совет: полностью подготовить фрагменты в полноценном редакторе: порезать как надо, привести к моно, 8 битам и отресемплить на 9765 Гц).
Скорость записи полного объема памяти около 5 мин на физическом COM-порте и 20-40 мин для USB-COM шлюзов.
Прошивка для PIC16F876 (Fuse: LPV_OFF, WDT-on, HS_OSC, при использовании ICPROG, никаких манипуляций с fuses не потребуется).
Основные входы: +12 – питание, ALARM – режим тревоги. +12 необходимо для дежурного питания сирены, если планируете использование дополнительных кнопок и микрофона. ALARM – говорит сам за себя, в принципе если сирена будет использоваться только как сирена, то +12 подключать нет необходимости, НО из-за того, что процессор подымается не совсем так быстро как я этого хотел, то пропадают предупреждающие «кряки» сигнализации, по этому +12 надо задействовать (подключить к постоянным 12В) в любом случае.
7 Автосвет Єлістратов
Предлагаемое устройство управляет внешними световыми приборами автомобиля: фарами ближнего света (БС), дневными ходовыми огнями (DRL - daytime running lights), противотуманными фарами (ПТФ) и цепью габаритов, которая совмещена с подсветкой приборов и освещением багажника. Основа прибора – микроконтроллер ATMega8, датчик света – фототранзистор под лобовым стеклом.
Устройство имплантировано в штатный модуль управления светом (МУС) «Лады Калины», при этом все штатные функции управления светом сохранены – при ручном включении габаритов или фар устройство не будет вмешиваться.
Основные возможности прибора, ради которых он создавался:
1. Автоматическое включение и выключение ближнего света, в зависимости от темноты на улице.
2. Автоматическое управление дневными ходовыми огнями, в соответствии с состоянием ближнего света («днем» горят DRL, «ночью» – ближний).
3. В темноте - автоматическое включение габаритов при снятии с охраны или при выключении зажигания. Габариты погаснут при постановке на охрану, либо через 5 минут бездействия.
4. Управление штатными противотуманными фарами и опционально запоминание их состояния при выключенном зажигании.
И дополнительные, которые были добавлены в процессе эксплуатации:
1. Выключение БС / DRL через 30 секунд после постановки на ручник.
2. Запись порогов включения и выключения света самим пользователем.
3. Отображение текущего уровня освещенности и записанных порогов в двоичном коде.
4. Возможность конфигурирования устройства непосредственно с кнопок управления.
5. Возможность формирования ШИМ с 30%-ным заполнением для реализации режима DRL на фарах дальнего света (об этом будет сказано в приложении).
6. Включение света (БС или DRL) только после запуска двигателя, чтобы не создавать дополнительную нагрузку на аккумулятор.
Если машина не оборудована отдельными ходовыми огнями, в качестве них можно использовать ПТФ или даже ближний свет. Правда, в последнем случае смысл функции автоматического управления светом полностью теряется :-)
Технические характеристики:
Напряжение питания: +9 .. +15 вольт постоянного тока.
Потребляемый ток: не более 150 мА при работе, не более 1мА в спящем режиме.
Разрядность АЦП для измерения освещенности: 10 бит.
Интерфейс пользователя: 2 кнопки, два светодиода (из них один двухцветный).
Конструктив: повторяет по форме заднюю крышку модуля управления светом и крепится на ней.
Создание первой версии – октябрь 2008, последней – ноябрь 2010.
Совместимость с автомобилями: Калина – без переделок, остальные – с незначительными доработками внешних цепей.
Схема устройства
Серая рамка справа – это элементы других систем автомобиля, а слева – внутренности модуля управления светом. Полная схема доработанного МУС автомобиля «Калина» комплектации «Норма» приведена ниже. Схема для люксовой комплектации отличается только отрезанием кнопки передних ПТФ от штатной цепи: Основой прибора служит AVR-микроконтроллер ATMega8. Дешевый, распространенный и функциональный. Он работает от встроенного RC-генератора на частоте 1 МГц.
Для замера освещенности используется фототранзистор VT1. Вместе с резистором R8 он составляет делитель, напряжение с которого подается на один из каналов АЦП микроконтроллера (PC7). В темноте транзистор закрыт, и на входе АЦП напряжение близко к 0, при освещении открывается, и напряжение растет. Так же, как и все элементы, фототранзистор выбран в SMD-исполнении и припаян к маленькой платке, приклеенной под лобовое стекло, но его можно заменить любым другим. При этом, возможно, придется изменить сопротивление резистора R8.
Микроконтроллер управляет двумя реле, установленными на плате - K1 и K2, которые отвечают за ближний свет и габаритные огни соответственно. Контакты реле подключены параллельно контактам переключателя МУС - см. по схеме. Третье реле – это реле включения ПТФ. Оно штатное, установлено в монтажном блоке, управляется «плюсом». Для управления DRL предусмотрен выход с открытым коллектором, который может работать в двух режимах. О нем будет написано в приложении.
Казалось бы – XXI век на дворе, почему я применил реле, а не MOSFET? А все очень просто – если использовать MOSFET с P-каналом, ему понадобится радиатор (нужно коммутировать 10 ампер). MOSFET'у с N-каналом понадобится для управления бутстрепная схема. А с радиатором или дополнительной обвязкой MOSFET занимает на плате больше места, чем реле. И стоит дороже.
Реле, обозначенное «Beep block», необходимо на тех машинах, которые при открывании двери напоминают водителю о не выключенных габаритах. Когда в темноте при выключенном зажигании устройство включает габариты, это реле (с нормально замкнутыми контактами) разрывает цепь «оповещения». На Калине, к примеру, эта цепь – коричневый провод от габаритов к 13-му контакту иммобилайзера (напоминанием о забытых габаритах в Калине занимается именно он), реле типа РЭС-55 удобно размещать прямо на жгуте иммобилайзера (в котором заодно можно найти землю для второго конца обмотки).
Если габариты или ближний включены вручную (ручкой на модуле управления света) – блокировка пиликания не включается.
Задние противотуманные фонари работают по штатному алгоритму, однако для навешивания на их кнопку дополнительных функций (действие по длинному нажатию) цепь от кнопки разорвана внутри МУС и имитируется микроконтроллером (импульс длительностью 200 мс).
Вместо транзисторных ключей для управления нагрузками используется одна сборка из 7 транзисторов - ULN2003A.
Для распознавания включенного зажигания напряжение подается на ногу PB7 микроконтроллера. Оно ограничивается резистором R7 и стабилитроном VD2. Конденсатор C3 фильтрует, от греха подальше, всякие выбросы.
Положение переключателя света распознается ногой PB6. Когда ручка находится в положении "выключено", нужный нам контакт переключателя соединен с цепью зажигания. Программа микроконтроллера распознает наличие в данной цепи напряжения +12 вольт при включенном зажигании, либо малое сопротивление на землю - при выключенном, и делает вывод о положении ручки. Резистор R4 нужен для создания сопротивления на землю при работе на столе, иначе положение ручки во время отладки программа определит неправильно.
Напряжение бортсети контролируется 2-м каналом АЦП микроконтроллера (PC2). Это позволяет не включать ПТФ и ближний свет, пока двигатель не запущен (критерий запуска - напряжение бортсети более 13.2 вольта). Вроде бы не очень важная мелочь, но свободных портов было много :-)
Нажатие на кнопки и переключение света сопровождается пиканием пищалки на порту PD5.
Вход состояния охраны нужно подключить к проводу сигнализации, на котором в режиме охраны присутствует земля. Это нужно для гашения габаритов при постановке на охрану, зажигания их при снятии (если темно), и чтобы свет не включался при автоматическом запуске двигателя.
Вход с ручника подключается при желании. Дает возможность после запуска двигателя не включать свет то тех пор, пока не будет отпущен ручник, а заодно гасить его через 30 секунд после поднятия ручника. Активный уровень – земля.
Резисторы в цепи входа охраны и входа ручника жизненно необходимы. Эксперимент показал, что без них горят порты микроконтроллера.
Программа для МК и файлы прошивки прилагаются. Исходный текст на языке C снабжен подробными комментариями, поэтому смысла описывать здесь алгоритм я не вижу. FUSE bits при программировании трогать не надо, оставьте при заводских умолчаниях.
Основной режим работы
В этом режиме устройство находится при включенном зажигании, и автоматически включает либо фары ближнего света, либо дневные ходовые огни (в зависимости от того, темно или светло на улице).
Нахождение устройства в рабочем режиме отображается синим светодиодом.
Каждые 2,5 секунды усредненный за это время уровень освещенности сравнивается с порогами включения и выключения света. Если текущий замер оказывается темнее, чем порог включения света ("ночь"), происходит переключение с DRL на БС. Переключение обратно с БС на DRL происходит по одному из двух критериев: в течение 10 секунд (4 замера подряд) на улице светлее, чем порог выключения света ("день"), либо в течение 5 минут ни один замер не оказался темнее порога включения ("сумерки").
Если поднять ручник, то через 30 секунд головной свет (БС или DRL) погаснет, и включится снова сразу после отпускания ручника.
Устройство так же отключится, если включить габариты или фары штатным переключателем.
Режим подсветки (включенные габариты)
Если на улице темно, то при выключении зажигания устройство переходит в режим подсветки - оставляет включенными габариты, чтобы можно было выйти из машины и забрать барахло из багажника. Габариты выключаются через 5 минут или при постановке машины на охрану - в зависимости от того, что наступит раньше.
При снятии машины с охраны также включается режим подсветки, если на улице темно.
Синий светодиод в режиме подсветки горит.
Режим можно досрочно отключить без постановки на охрану, если нажать на кнопку 1.
Спящий режим
В спящем режиме устройство находится все остальное время - то есть, когда машина стоит на охране, или когда охрана снята, но выключено зажигание и неактивен режим подсветки.
В этом режиме прибор почти не потребляет энергии.
Длинное нажатие кнопки 1 в спящем режиме (1-2 секунды, пока не пискнет) выключает и включает устройство, аналогичное нажатие кнопки 2 - активирует режим настройки параметров.
Управление противотуманными фарами
ПТФ включаются и выключаются кнопкой 1, как в штатном варианте.
Включенные ПТФ отображаются зеленым светодиодом в углу кнопки.
Управление противотуманными фарами работает всегда (за исключением конфигурации "ПТФ вместо DRL"), даже если устройство отключено или включен штатный переключатель света. На их работу, в отличие от DRL и БС, не влияет ручник. Если "Параметр №1" в настройках прибора включен, то состояние ПТФ запоминается и при следующем включении зажигания восстанавливается. Вместе с ПТФ включаются габариты, если они не были включены по другим причинам.
Однако, если ПТФ сконфигурированы для работы в качестве DRL, возникает ограничение: "днем" ПТФ включены и выключить их нельзя. "Ночью" противотуманные фары можно включать и выключать кнопкой как обычно.
Изменение настроек
Некоторые параметры работы устройства можно изменить, не снимая его с машины.
Для этого нужно, находясь в спящем режиме, нажать кнопку 2 и удерживать ее до троекратного писка. Устройство войдет в режим настроек.
В режиме настроек синий светодиод количеством вспышек показывает номер настраиваемого параметра (от 1 до 5), красно-зеленый - его значение (красный - выключено, зеленый - включено). Выбор параметра осуществляется кнопкой 2, изменение значения - кнопкой 1.