|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Тож чи можна захистити АОН від збоїв? Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / телефонія Ми вже неодноразово розповідали про методи підвищення надійності телефонів з автоматичним визначенням номера абонента, що телефонує (АОН), що живляться від мережі змінного струму. Деякі пристрої перезапуску могли працювати не з усіма версіями програмного забезпечення. Були й інші обмеження. У пропонованій статті розглянуті варіанти пристроїв захисту від збоїв, які можна використовувати не тільки в телефонах на процесорі Z80, а й інших АОНах. Розглянемо основні причини нестійкої роботи АОНів. 1. Збої через імпульсні перешкоди в електромережі. Сильні перешкоди створюють побутові прилади, що містять трансформатори живлення або електродвигуни, особливо холодильник. За досвідом автора, найкраща міра захисту - виділити для живлення АОН окрему розетку, підключену до електропроводки можливо далі від таких пристроїв. 2. Якість складання самого апарату. Підкреслю, що випробування мною проводилися лише на АОНах, зібраних на якісних друкованих платах, що мають добротну пайку (інакше чи варто витрачати час та сили на модернізацію?). Панельки, які встановлені мікросхеми, повинні забезпечувати надійний контакт. За найменшої підозри на погану якість панелек їх треба замінювати. 3. Перехідні процеси при відключенні електроживлення – причина переважної більшості збоїв. Найбільш характерні наслідки цього для АОНів на Z80 такі: type="disc">Збої останніх двох категорій і подібні до них мають дуже сумні наслідки, оскільки пов'язані зі спотворенням недоступних користувачеві системних змінних програми АОНа. Це тягне за собою "зависання" процесора і наступний перезапуск з повною втратою інформації, що зберігається в ОЗУ. Найчастіше такий збій не відразу викликає "зависання", але залишається в пам'яті і надалі проявляє себе подібно до комп'ютерного вірусу, створюючи ілюзію справності апарату. Тому пристрої захисту, які відстежують сканування індикатора, не завжди ефективні. Не вирішує проблеми та відключення шин процесора сигналом BUSRQ (для Z80). На жаль, подібні недоліки притаманні і АОНам, виконаним на іншій елементній базі, зокрема мікро-ЕОМ 80с31. Краще захищені від збоїв апарати, у яких використано FLASH-пам'ять. Аналіз роботи АОН показує, що причина цих явищ - недостатнє опрацювання цифрової частини апарату. Зокрема, при зміні напруги живлення від +5 до нуля (відключення електричної енергії) сигнали WR і RD на входах мікросхеми ОЗУ деякий час мають невизначені значення, так як напруга на цих лініях падає синхронно з живильним. Забороняє рівень таких сигналів для ОЗУ - високий. Крім того, не виключена можливість помилкового вибору ОЗУ сигналом CS. Поєднання цих двох факторів може призвести до паразитного спрацьовування ОЗП, запис в яке інформації, для нього не призначеної, створює описані вище ефекти. Помилковий вибір ОЗП у режимі читання також шкідливий: при цьому шина даних починає підживлюватися від конденсатора підтримки ОЗП. У результаті за 2...3 з він розряджається більш ніж наполовину. Звичайно, про тривале зберігання даних у ОЗУ говорити не доводиться. Найбільш ефективний спосіб захисту від подібних збоїв включає контроль напруги живлення і блокування ОЗУ в момент, коли напруга впаде нижче певного рівня. При цьому забороняючий сигнал, який формується на вході CS мікросхеми ОЗУ, відключає її на весь час перехідного процесу. Завдяки цьому виключаються як спотворення інформації у пам'яті, і швидка розрядка конденсатора підтримки. Пропонований метод має дуже високу ефективність (понад 99%), оскільки усуваються не лише наслідки, а й причина збоїв. Подібний захист застосовується в апаратах з будь-якою версією програми ПЗУ, з різними типами процесорів (як Z80, так і однокристальні мікро-ЕОМ) та ОЗУ (як двох-, так і восьмикілобайтні), тобто практично у всіх АОНах, що використовують живлення від електромережі. Недолік – відсутність захисту від імпульсних перешкод. Якщо ця проблема все ж таки виникає, можна додатково використовувати пристрій перезапуску для Z80, наприклад, як зазначено в [1]. В АОН на основі мікро-ЕОМ пристрій автоматичного перезапуску зазвичай входить до складу апарату. На рис. 1 показаний базовий варіант пристрою захисту та підключення його до типової схеми АОН на Z80, що використовує ОЗУ об'ємом 2 Кбайт. Позначення елементів на платі АОН відповідає [2]. Компаратор DA1 використаний як тригер Шмітта, рівні спрацьовування якого залежать від співвідношень номіналів резисторів R3 - R5 (практично важлива лише величина нижнього порога).
При падінні напруги живлення (а значить, і напруги на виведенні 4 DA1) до деякого значення, на виведенні DA9 1 виникає високий рівень. Транзистори VT1 і VT2 відкриваються, у своїй транзистор, управляючий вибіркою ОЗУ АОНа закривається. Конденсатор у ланцюзі скидання процесора швидко розряджається через відкритий транзистор VT1, що захищає процесор від "зависання" при коротких (менше 2 с) перервах в електропостачанні. Живлення самого компаратора під час перехідного процесу забезпечує конденсатор С1. У пристрої використані резистори МЛТ, конденсатор С1 – К50-35. Креслення друкованої плати показано на рис. 2.
Для налагодження пристрою необхідний цифровий вольтметр з вхідним опором не менше 1 МОм і роздільною здатністю не гірше 0,01 В. Спочатку резистор R4 треба замінити ланцюгом з послідовно з'єднаних постійного резистора опором 2 кОм і змінного положення 4,7 кОм, причому двигун опору. Потім вимірюють напругу на виведенні 4 мікросхеми DA1 і, повільно обертаючи двигун змінного резистора, встановлюють на виведенні 3 DA1 напруга на 0,04...0,08 нижче виміряного. Слід враховувати, що різниця потенціалів більше 0,1 може знизити ефективність захисту, при занадто ж малій різниці можуть з'явитися помилкові спрацьовування, наприклад, через температурну нестабільність елементів. При вимірі треба стежити, щоб компаратор не перемикався в стан високого рівня виведенні 9. Після цього вимірюють опір ланцюга з двох резисторів і замінюють її одним постійним резистором, підібраним якомога точніше. Настроєну плату розміщують у корпусі АОНа, при цьому з'єднувальні дроти слід робити якнайкоротше. Для перевірки захисних властивостей потрібно включити АОН у мережу та перезапустити програму (зокрема, для версій "Русь" натиснути клавіші: "&№42;", "&№42;", "3", "5", "1") . Потім багаторазово (30...40 разів) провести цикл вимикання-вмикання живлення, використовуючи електроподовжувач із вбудованим вимикачем. Після цього треба переглянути зміст областей пам'яті АОНа, доступних користувачеві: архівів вхідних та вихідних дзвінків, записника, будильників. Відсутність інформації у них свідчить про надійність дії захисту. Корисно також переглянути константи користувача, порівнявши їх зі значеннями, які перебували в пам'яті після перезапуску. Якщо збої в пам'яті все ж таки виявлені, налаштування слід повторити (див. вище), встановивши резистор R4 трохи більшого опору. Тепер кілька слів про конденсатор підживлення ОЗУ в АОН. Оптимальною вважатимуться ємність 220...470 мкф. Головну роль грає значення ємності, а якість ізоляції, т. е. струм витоку. Тип конденсатора підбирають експериментально. Так, дешеві конденсатори китайського виробництва і вітчизняні К50-35 здатні, як правило, підтримувати живлення ОЗУ протягом 3...4 год. . Найкращий варіант - використання іоністора або батареї з 2-3 "пальчикових" елементів, підключеної через діод, робить пам'ять апарата практично енергонезалежною. Для розміщення елементів зручно скористатися батарейним відсіком, наявним у багатьох апаратах, зокрема Technica. Ще одне зауваження стосується блоку живлення (БП) АОН: у зв'язку з високою чутливістю пристрій захисту висуває підвищені вимоги до нього. Наявність помітних пульсацій вкрай небажано, а деяких випадках взагалі неприпустимо (особливо якщо встановлена дуже маленька різниця потенціалів між входами компаратора, див. вище). Тому слід перевірити роботу БП під навантаженням: мінімальна миттєва напруга на вході стабілізатора КР142ЕН5А не повинна бути нижчою за 8,5 В. Корисно випробувати джерело і при зниженій напрузі в мережі, використовуючи для цього ЛАТР. У разі появи на виході пульсацій слід замінити БП або вжити заходів щодо його доопрацювання: збільшити кількість витків вторинної обмотки, замінити випрямляч із середньою точкою на бруківці, що живиться від усієї обмотки, та ін. Другий варіант пристрою захисту показано на рис.3. Основу його становить інтегральний таймер DA1, включений нетипово: вхід UR (висновок 5) використаний для подачі робітника, а вхід R (висновок 6) - опорної напруги. Дільник R1 R2 дозволяє встановити між висновками 5 і 6 DA1 напругу в кілька сотих часток вольта, що визначає чутливість пристрою. Принцип дії той самий, що й у першому варіанті: при відключенні електроенергії напруга на виведенні 5 DA1 спадає набагато швидше, ніж на виведенні 6, в результаті спрацьовує компаратор верхнього рівня, що входить до складу таймера DA1, і на виходах DA1 виникає низький рівень. При подальшому включенні живлення на виходах мікросхеми DA1 утримується високий рівень за рахунок дії нижнього компаратора рівня, вхід якого (висновок 2 DA1) підключений до загального проводу [3]. Вихід DA1, що має двотактний вихідний каскад (висновок 3), використовується для блокування апарату ОЗУ. Залежно від застосованого в АОН процесора і ОЗУ можливий один із трьох варіантів включення. 1. В апараті використано ОЗУ КР537РУ17 або аналогічне, незалежно від типу процесора. В цьому випадку використовуємо неінвертуючий вхід CS (висновок 26) мікросхеми ОЗУ, який зазвичай не задіяний і підключений до виведення плюсового джерела живлення. Необхідно зазначений висновок відключити від ланцюга живлення та подати на нього сигнал безпосередньо з виведення 3 мікросхеми DA1. Резистор R&№39;, що підтримує на вході CS неактивний рівень у режимі зберігання, треба змонтувати на платі АОН (рис.3).
2. Використаний ОЗУ КР537РУ10 (РУ8), схема вибірки якого містить транзистор [4]. Така будова вузла застосовується майже у всіх апаратах на Z80 і досить рідко – в інших АОНах. В цьому випадку треба встановити діод VD3 і з'єднати провідником його анод з базою вищезгаданого транзистора, як показано на рис.4.
3. Використана ОЗУ КР537РУ10 (РУ8), схема вибірки якого не має транзистора. Таке підключення притаманно більшості АОНів з урахуванням мікро-ЕОМ (наприклад, 80с31) і дуже рідко зустрічається в апаратах на Z80. Блокування здійснюється по входу CS (висновок 18) мікросхеми ОЗУ, для чого на плату АОН встановлюють транзистор VT і резистор R&№39; (Рис.5). Необхідно перерізати у зручному місці друкарський провідник, що йде до зазначеного висновку мікросхеми, і акуратно припаяти до нього транзистор висновками емітера та колектора. До висновку бази VT&№39; провідник підключають від пристрою захисту, при цьому замість діода VD3 встановлюють резистор R3. Резистор R&№39; встановлений на платі АОН між висновками 18 і 24 мікросхеми ОЗУ.
Слід зауважити, що вся різноманітність типів зарубіжних мікросхем ОЗУ, що використовуються в АОНах, на практиці зводиться лише до двох видів мікросхем, різним за ємністю: 2 кБайт та 8 кБайт. Зокрема, мікросхеми, що мають 24 висновки, є аналогами вітчизняних приладів КР537РУ10 (РУ8) як за функціональним призначенням, так і розташування висновків. Аналогічно зарубіжні мікросхеми, виконані у 28-вивідних корпусах, взаємозамінні з вітчизняними КР537РУ17. Окремо можна згадати мікросхеми FLASH-пам'яті (зазвичай виготовляються у 8-вивідних корпусах); вони використовуються в АОН порівняно рідко і не вимагають будь-якого захисту від перешкод завдяки іншому фізичному принципу роботи. Вихід таймера DA1 з відкритим колектором (виведення 7) використовується для перезапуску процесора. У разі Z80 досить знайти на платі АОНа конденсатор ланцюга початкового запуску, до плюсового висновку якого підключають провідник із зазначеного виходу DA1. В АОНах, виконаних на однокристальних мікро-ЕОМ, пристрій захисту доповнює штатну систему автоматичного перезапуску, роблячи її більш коректною. Для реалізації захисту спочатку необхідно знайти провідник, що йде до входу скидання мікроЕОМ (наприклад, для 80x31 у корпусі DIP це висновок 9 [4]). Потім виявляють логічні елементи, що у роботі системи перезапуску (зазвичай вона виконується на мікросхемах К561ЛН2 чи К561ЛЕ5), і, нарешті, конденсатор початкового запуску. Мінусовий висновок цього конденсатора, як правило, з'єднаний із загальним дротом, до позитивного треба підключити провідник від виведення 7 мікросхеми DA1. Для налагодження пристрою резистор R2 (рис. 3) треба тимчасово замінити ланцюгом із послідовно з'єднаних постійного резистора опором 10 кОм та змінного 47 кОм. Потім включають АОН в електромережу і, повільно збільшуючи опір змінного резистора від нуля, вимагають збою в роботі апарату (зникнення показань на табло). Після цього вимірюють опір ланцюга з двох резисторів і замінюють її одним постійним резистором, що має опір на 4...5 кОм менше виміряного. Перевірити роботу захисту можна тим самим способом, що й у першому варіанті пристрою, а за необхідності повторити налаштування. Застосування резистора R2 меншого опору веде до зниження ефективності захисту, а занадто великий опір може викликати збої в роботі апарату. Вимоги до якості електроживлення АОНу та рекомендації щодо вибору конденсатора підтримки ОЗУ залишаються ті ж, що й для першого варіанту. Додам лише, що мікросхеми ОЗП об'ємом 8 Кбайт (КР537РУ17 або аналогічні) мають значно більший струм споживання у статичному режимі, ніж двокілобайтні. Тому навіть з високоякісним конденсатором рідко вдається досягти часу зберігання більше однієї години, бажано використовувати для підживлення іоністор або батарею гальванічних елементів. На рис. 6 показано креслення друкованої плати.
література
Автор: Д.Никишин, м.Калуга
Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія
04.05.2024 Управління об'єктами за допомогою повітряних потоків
04.05.2024 Породисті собаки хворіють не частіше, ніж безпородні
03.05.2024
▪ Алгоритм, який прогнозує злочини ▪ Нановакцина захистить від нікотину мозок ▪ Затверджено стандарт Wi-Fi 802.11n ▪ Ізраїльський безпілотник-метелик
▪ Розділ сайту Дозиметри. Добірка статей ▪ стаття Кросовер та ціна. Мистецтво аудіо ▪ стаття Що таке протеїн? Детальна відповідь ▪ стаття Слюсар із обслуговування теплових пунктів. Типова інструкція з охорони праці ▪ Контролер крокового двигуна. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Трансівер YES-97. Драйвер вихідного каскаду. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page