RU214809U1

RU214809U1 - Amplifying-switching warning device

Info

Publication number: RU214809U1
Application number: RU2022108172U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Михайлович Сонькин; Михаил Сергеевич Кроликов; Алексей Алексеевич Шамин; Михаил Аркадьевич Сонькин; Игорь Дмитриевич Фадин; Сергей Фаилович Сарьяров; Александр Владимирович Кассиров; Дмитрий Сергеевич Павлов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ИНКОМ"
Filing date: 2022-03-29
Publication date: 2022-11-15

Abstract

Полезная модель относится к области систем озвучивания зданий, сооружений и открытых пространств, а также для локального оповещения.The utility model relates to the field of sound systems for buildings, structures and open spaces, as well as for local notification.

Усилительно-коммутационное устройство оповещения содержит сетевой источник питания, усилитель, микропроцессор, аккумуляторную батарею и зарядное устройство.The amplifying-switching warning device contains a network power supply, an amplifier, a microprocessor, a storage battery and a charger.

Новым является то, что в него введены коммутатор фидерных линий, селектор напряжений и силовое реле, микропроцессор соединен с усилителем, коммутатором фидерных линий и зарядным устройством, селектор напряжений подключен к усилителю, источнику питания и сетевому источнику питания, подключенному к зарядному устройству, которое соединено с силовым реле и аккумуляторной батареей, при этом силовое реле подключено к источнику питания и аккумуляторной батарее, а усилитель соединен с коммутатором фидерных линий.What is new is that it includes a feeder line switch, a voltage selector and a power relay, the microprocessor is connected to an amplifier, a feeder line switch and a charger, the voltage selector is connected to an amplifier, a power source and a mains power source connected to a charger that is connected with a power relay and a battery, while the power relay is connected to a power source and a battery, and the amplifier is connected to the feeder line switch.

Заявляемое усилительно-коммутационное устройство оповещения может быть широко использовано для озвучивания зданий, сооружений и открытых пространств, а также для локального оповещения, поскольку представляет собой законченное изделие, к которому могут быть подключены громкоговорители и оконечные пульты управления. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

The inventive amplifying-switching notification device can be widely used for scoring buildings, structures and open spaces, as well as for local notification, since it is a finished product to which loudspeakers and terminal control panels can be connected. 6 w.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области систем озвучивания зданий, сооружений и открытых пространств, а также для локального оповещения, и представляет собой законченное изделие, к которому могут быть подключены громкоговорители и оконечные пульты.The utility model relates to the field of sound systems for buildings, structures and open spaces, as well as for local notification, and is a finished product to which loudspeakers and end consoles can be connected.

Известна система общественного оповещения с функцией аварийного вызова (Патент KR101563891 МПК H04H 20/61, дата публикации 28.10.2015.).A public announcement system with an emergency call function is known (Patent KR101563891 IPC H04H 20/61, publication date 28.10.2015.).

Данная система оповещения содержит терминалы, установленные в центре города или в различных общественных местах, подключенные к установленным в каждом доме для связи с терминалами приемники вызовов, и включает блок управления питанием, обеспечивающий питание устройства; блок клавишного ввода, в котором осуществляется клавишный ввод для управления устройством; блок отображения часов, отображающий текущее время; модуль беспроводной связи, имеющий функцию двухдиапазонного сканирования для передачи и/или приема речевых сигналов; блок памяти, в котором записываются данные, полученные через модуль беспроводной связи; усилитель, выводящий данные, принятые через модуль беспроводной связи и динамик; и блок управления, выполняющий запись и вывод голосовых сигналов, принятых через модуль беспроводной связи, выборочно записанные голосовые сигналы, повторно передаваемые через модуль беспроводной связи.This public address system includes terminals installed in the city center or in various public places, connected to call receivers installed in each house for communication with terminals, and includes a power management unit that provides power to the device; a key input unit in which key input is performed to control the device; a clock display unit displaying the current time; a wireless communication module having a dual-band scanning function for transmitting and/or receiving voice signals; a memory unit in which data received via the wireless communication module is recorded; an amplifier outputting the data received through the wireless communication module and the speaker; and a control unit for recording and outputting the voice signals received via the wireless communication module, selectively recorded voice signals retransmitted via the wireless communication module.

Однако данная система не является самостоятельно функционирующей системой оповещения населения, поскольку не содержит гарантированного питания (не содержат функцию резервирования питания), а также не обеспечивает функцию контроля целостности фидерных линий.However, this system is not an independent public warning system, since it does not contain guaranteed power supply (does not contain a power backup function), and also does not provide the function of monitoring the integrity of feeder lines.

Известно устройство громкоговорящей связи (Патент RU 70429. Опубликовано: 20.01.2008), состоящее из корпуса и панели, содержащее электроакустические преобразователи, усилители приема и передачи, элементы коммутации, сигнализации и согласования, дополнительный симметрирующий трансформатор, при этом первичная обмотка трансформатора соединена с микрофонным входом устройства, а вторичная обмотка трансформатора соединена со входом усилителя передачи, причем параллельно первичной и вторичной обмоткам трансформатора включены конденсаторы с малой собственной индуктивностью.A loudspeaker communication device is known (Patent RU 70429. Published: 01/20/2008), consisting of a housing and a panel containing electroacoustic transducers, receiving and transmitting amplifiers, switching, signaling and matching elements, an additional balancing transformer, while the primary winding of the transformer is connected to a microphone the input of the device, and the secondary winding of the transformer is connected to the input of the transmission amplifier, and capacitors with a small self-inductance are connected in parallel with the primary and secondary windings of the transformer.

Однако указанное устройство также не может функционировать автономно, поскольку не обеспечивает гарантированного питания, не выполняет функцию резервирования питания и функцию контроля целостности фидерных линий.However, this device also cannot function autonomously, since it does not provide guaranteed power supply, does not perform the function of power backup and the function of monitoring the integrity of the feeder lines.

Известен также автоматизированный многоканальный комплекс звукового оповещения (Патент RU 2688908, опубликовано: 23.05.2019). An automated multi-channel sound warning complex is also known (Patent RU 2688908, published: 05/23/2019).

Данный многоканальный комплекс звукового оповещения содержит модуль источников питания, соединенный с усилительно-коммутационным блоком, включающим основной модуль управления, подключенный к основной шине обмена данными, и соединенные с ней основные усилительные модули, интерфейсный модуль и модуль сопряжения, при этом усилительно-коммутационный блок дополнительно содержит модуль оконечных пультов и переговорных устройств, по меньшей мере один резервный модуль управления, резервный усилительный модуль и устройство резервных переключений, к которому подключены основные и резервный усилительные модули, резервную шину обмена данными, к которой подключены все модули и устройства усилительно-коммутационного блока, и модуль источников питания, который содержит устройство резервирования электропитания от сети, резервное устройство питания от сети и аккумуляторную батарею, причем основной и резервный модули управления выполнены с возможностью диагностики устройств и модулей системы и внешних периферийных устройств. This multi-channel sound warning complex contains a power supply module connected to an amplifying-switching unit, including a main control module connected to the main data exchange bus, and main amplifying modules connected to it, an interface module and an interface module, while the amplifying-switching unit additionally contains a module of terminal consoles and intercoms, at least one backup control module, a backup amplifying module and a backup switching device to which the main and backup amplifying modules are connected, a backup data exchange bus to which all modules and devices of the amplifying-switching unit are connected, and a power supply module, which contains a power backup device from the network, a backup power supply from the network and a battery, wherein the main and backup control modules are configured to diagnose devices and modules of the system and external programs. peripheral devices.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство акустического оповещения, раскрытое в патентном документе RU 2691651, которое содержит расположенные в алюминиевом корпусе и взаимосвязанные плату управления, аккумуляторную батарею, кабель, при этом плата управления включает в себя микропроцессор, усилитель мощности, элементы вторичного питания, а также зарядное устройство для аккумуляторов, причём подвод команд и питания к плате управления осуществляется за счёт кабеля посредством функции РоЕ (Power over Ethernet).Closest to the claimed utility model is an acoustic warning device disclosed in patent document RU 2691651, which contains a control board, a battery, a cable located in an aluminum case and interconnected, while the control board includes a microprocessor, a power amplifier, secondary power elements, as well as a charger for batteries, and the supply of commands and power to the control board is carried out at the expense of a cable using the PoE (Power over Ethernet) function.

Данное устройство обеспечивает эффективное оповещение при небольших габаритах и весе заявленного устройства, а также реализует возможность работы при отсутствии питания сети.This device provides effective notification with small dimensions and weight of the claimed device, and also implements the ability to work in the absence of mains power.

Устройство акустического оповещения имеет следующие общие признаки с заявляемой полезной моделью:The acoustic warning device has the following common features with the claimed utility model:

отвод тепла непосредственно через корпус;heat dissipation directly through the case;

исполнение устройства в едином корпусе;execution of the device in a single housing;

плата управления;control board;

микропроцессор;microprocessor;

усилитель.amplifier.

Основной задачей, решаемой полезной моделью, является создание устройства оповещения, выполненного с возможностью диагностики его элементов. The main task solved by the utility model is to create a warning device capable of diagnosing its elements.

Технический результат – заключается в повышении надежности устройства оповещения за счет обеспечения возможности контроля целостности фидерных линий.EFFECT: technical result is to increase the reliability of the warning device by providing the possibility of monitoring the integrity of the feeder lines.

Заявляемый технический результат обеспечивается тем, что в усилительно-коммутационное устройство, содержащее усилитель, соединенный с микропроцессором, дополнительно введен коммутатор фидерных линий, соединенный с усилителем и микропроцессором, при этом коммутатор фидерных линий, выполнен с обеспечением возможности коммутации и контроля фидерных линий, а микропроцессор выполнен с обеспечением возможности тестирования фидерных линий. The claimed technical result is ensured by the fact that in the amplifying-switching device containing an amplifier connected to a microprocessor, an additional switch of feeder lines connected to an amplifier and a microprocessor is introduced, while the switch of feeder lines is made with the possibility of switching and controlling feeder lines, and the microprocessor made with the possibility of testing feeder lines.

Предпочтительно установить усилительно-коммутационное устройство в корпусе, при этом боковые стенки корпуса выполнить с возможностью теплоотвода.It is preferable to install the amplifying-switching device in the case, while the side walls of the case are made with the possibility of heat removal.

Корпус содержит разъем для подключения датчика звукового давления.The housing contains a connector for connecting a sound pressure sensor.

Заявляемая полезная модель может быть проиллюстрирована следующими чертежами.The claimed utility model can be illustrated by the following drawings.

На фиг. 1 представлена структурно-функциональная схема заявляемого устройства, где изображеныIn FIG. 1 shows a structural and functional diagram of the proposed device, which shows

микропроцессор - 1, усилитель - 2, коммутатор фидерных линий - 3, дополнительный источник питания - 4, селектор напряжений - 5, источник питания - 6, сетевой источник питания - 7, зарядное устройство - 8, силовое реле - 9, аккумуляторная батарея - 10.microprocessor - 1, amplifier - 2, feeder line switch - 3, additional power supply - 4, voltage selector - 5, power supply - 6, network power supply - 7, charger - 8, power relay - 9, storage battery - 10 .

На фиг. 2 приведено изображение тестового сигнала, формируемого микропроцессором.In FIG. 2 shows an image of the test signal generated by the microprocessor.

Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом. The operation of the proposed device is as follows.

Усилительно-коммутационное устройство оповещения содержит сетевой источник питания 7, усилитель 2, микропроцессор 1, аккумуляторную батарею 10, зарядное устройство 8, коммутатор фидерных линий 3, селектор напряжений 5 и силовое реле 9, при этом микропроцессор 1 соединен с усилителем 2, коммутатором фидерных линий 3 и зарядным устройством 8, селектор напряжений 5 подключен к усилителю 2, источнику питания 6 и сетевому источнику питания 7, подключенному к зарядному устройству 8, которое соединено с силовым реле 9 и аккумуляторной батареей 10. Силовое реле 9 подключено к источнику питания 6 и аккумуляторной батарее 10, а усилитель 2 соединен с коммутатором фидерных линий 3, выполненным с обеспечением возможности коммутации и контроля фидерных линий. The amplifying-switching warning device contains a network power supply 7, an amplifier 2, a microprocessor 1, a battery 10, a charger 8, a feeder line switch 3, a voltage selector 5 and a power relay 9, while the microprocessor 1 is connected to the amplifier 2, the feeder line switch 3 and charger 8, voltage selector 5 is connected to amplifier 2, power source 6 and mains power supply 7 connected to charger 8, which is connected to power relay 9 and battery 10. Power relay 9 is connected to power source 6 and battery battery 10, and the amplifier 2 is connected to the switch feeder lines 3, made with the ability to switch and control the feeder lines.

В одном из вариантов выполнения усилительно-коммутационное устройство содержит дополнительный источник питания 4, подключенный к линейному усилителю 2, селектору напряжений 5 и микропроцессору 1.In one embodiment, the amplifying-switching device contains an additional power source 4 connected to a linear amplifier 2, a voltage selector 5 and a microprocessor 1.

Предпочтительно установить усилительно-коммутационное устройство в металлическом корпусе (на чертеже не показан), при этом боковые стенки корпуса выполнить с возможностью теплоотвода. Правая и левая стороны корпуса могут выполнять функцию радиатора.It is preferable to install an amplifying-switching device in a metal case (not shown in the drawing), while the side walls of the case are made with the possibility of heat removal. The right and left sides of the case can serve as a heatsink.

Корпус содержит разъем для подключения датчика звукового давления (на чертеже не показан).The housing contains a connector for connecting a sound pressure sensor (not shown in the drawing).

Коммутатор фидерных линий предпочтительно выполнить с возможностью контроля целостности фидерных линий.The feeder line switch is preferably configured to monitor the integrity of the feeder lines.

Устройство может быть запитано от двух источников электроэнергии: основного сетевого источника 7 переменного тока 230В и резервной аккумуляторной батареи 10.The device can be powered from two sources of electricity: the main network source 7 of alternating current 230V and the backup battery 10.

Усилительно-коммутационное устройство имеет встроенную функцию контроля фидерных линий, реализуемую с помощью микропроцессора 1. В результате контроля диагностируются неисправности следующих типов: короткое замыкание и обрыв. В большинстве случаев достаточно контролировать целостность фидерных линий для решения о положительном исходе оповещения.The amplifying-switching device has a built-in feeder line control function implemented using microprocessor 1. As a result of control, the following types of faults are diagnosed: short circuit and open circuit. In most cases, it is sufficient to monitor the integrity of the feeder lines to decide on a positive outcome of the notification.

Устройство имеет предпочтительно шесть фидерных линий, что может позволить подключать от 1 до 6 рупорных громкоговорителей суммарной мощностью не более 600 Вт. При обнаружении короткого замыкания в каждом из 6 фидеров при воспроизведении звука, данный фидер будет отключен. Коммутатор фидерных линий 3 необходим для подключения/отключения внешних нагрузок (рупорных громкоговорителей и фидерных линий) от усилительно-коммутационного устройства. Данная функция необходима для повышения надежности всей системы, так как выход из строя единичного громкоговорителя не приводит в данном случае к выходу из строя всей системы.The device preferably has six feeder lines, which can allow connecting from 1 to 6 horn loudspeakers with a total power of not more than 600 watts. If a short circuit is detected in each of the 6 feeders during audio playback, this feeder will be disconnected. Feeder line switch 3 is required to connect/disconnect external loads (horn loudspeakers and feeder lines) from the amplifying-switching device. This function is necessary to improve the reliability of the entire system, since the failure of a single loudspeaker in this case does not lead to the failure of the entire system.

Коммутатором фидерных линий управляет микропроцессор 1 на основе приходящих команд с АРМ оператора и на основании результатов внешних нагрузок.Feeder lines switch is controlled by microprocessor 1 on the basis of incoming commands from the operator's workstation and on the basis of the results of external loads.

При тестировании фидерных линий происходит кратковременная подача сигнала на каждую нагрузку через коммутатор фидерных линий 3. Тестовый сигнал генерируется микропроцессором 1, усиливается усилителем 2 и коммутируется последовательно в каждую нагрузку через указанный коммутатор 3.When testing feeder lines, a short-term signal is applied to each load through the feeder line switch 3. The test signal is generated by microprocessor 1, amplified by amplifier 2 and switched sequentially to each load through the specified switch 3.

Тестирование фидерных линий осуществляется путем измерения тока в цепи каждой фидерной линии при подаче в линию тестового сигнала. Feeder lines are tested by measuring the current in the circuit of each feeder line when a test signal is applied to the line.

На основе полученных данных микропроцессор 1 принимает решение о целостности фидерной линии.Based on the received data, the microprocessor 1 makes a decision about the integrity of the feeder line.

Для сокращения до минимума уровня шума, генерируемого при тестировании нагрузки предлагается применять специальную форму тестового сигнала (фиг. 2).Данная форма тестового сигнала не имеет резких фронтов, что позволяет избежать "щелчка" (звукового сигнала, характерного для резкого изменения сигнала на нагрузке) при тестировании. При этом тестовый сигнал содержит синусоидальные колебания с частотой выше верхней частоты рупорного громкоговорителя. Сокращение до минимума уровня шума, генерируемого при тестировании фидерных линий, достигается за счетTo minimize the noise level generated during load testing, it is proposed to use a special test signal shape (Fig. 2). This test signal shape does not have sharp edges, which avoids a “click” (an audible signal characteristic of a sharp change in the signal on the load) when testing. In this case, the test signal contains sinusoidal oscillations with a frequency higher than the upper frequency of the horn loudspeaker. Minimizing the noise level generated during feeder line testing is achieved by

формы тестового сигнала;test signal forms;

частотных параметров тестового сигнала.frequency parameters of the test signal.

Форма тестового сигнала показана на фиг. 2. The shape of the test signal is shown in Fig. 2.

Предпочтительно использовать тестовый синусоидальный сигнал с частотой 8 кГц, на который наложена огибающая 400 Гц.It is preferable to use an 8 kHz sine wave test signal overlaid with a 400 Hz envelope.

Сетевой источник питания 7 преобразует сетевое напряжение в диапазоне 84-264В в выходное напряжение постоянного тока 210В. Источник питания 6 преобразует напряжение питания 24 В с аккумуляторной батареи 10 в выходное напряжение постоянного тока 210В. Селектор напряжений 5 осуществляет выбор питающего напряжения для усилителя 2 (120В) и дополнительного источника питания 4, который может быть использован для формирования напряжений питания, используемых внутри усилительно-коммутационного устройства его составными частями.The network power supply 7 converts the mains voltage in the range of 84-264V into a DC output voltage of 210V. The power supply 6 converts the 24V supply voltage from the battery 10 into a 210V DC output voltage. The voltage selector 5 selects the supply voltage for the amplifier 2 (120V) and the additional power supply 4, which can be used to form the supply voltages used inside the amplifying-switching device by its components.

Выбор источника питания осуществляется по следующему алгоритму:The choice of power source is carried out according to the following algorithm:

1) при наличии основного напряжения питания на выходе сетевого источника питания 7, на выходе селектора напряжений будет присутствовать напряжение питания от сетевого источника питания 7;1) if the main supply voltage is present at the output of the mains power supply 7, the output of the voltage selector will have the supply voltage from the mains power supply 7;

2) при отсутствии основного напряжения питания, на выходе селектора напряжений будет присутствовать напряжение питания от источника питания 6 (24-210В), связанного с аккумуляторной батареей 10 через силовое реле 9.2) in the absence of the main supply voltage, the output of the voltage selector will have the supply voltage from the power source 6 (24-210V) connected to the battery 10 through the power relay 9.

Зарядное устройство 8 осуществляет заряд аккумуляторной батареи 10, а также контролирует напряжение на аккумуляторной батарее 10 и защищает ее от глубокого разряда. При достижении нижней границы по напряжению на любом компоненте аккумуляторной батареи 10, она отключается от устройства с помощью силового реле 9.The charger 8 charges the battery 10 and also monitors the voltage on the battery 10 and protects it from deep discharge. When the lower voltage limit is reached on any component of the battery 10, it is disconnected from the device using a power relay 9.

Усилитель 2 осуществляет усиление аналогового сигнала, поступающего с микропроцессора 1, до уровня 120В RMS (Room mean square - среднеквадратичного значения) и имеет защиту от короткого замыкания.Amplifier 2 amplifies the analog signal from microprocessor 1 to 120V RMS (Room mean square) and is short circuit protected.

Микропроцессор 1 выполнен с возможностью осуществления приема команд и передачу статусов – состояния фидерных линий и т. п. на АРМ-оператора. Также микропроцессор 1 осуществляет управление зарядным устройством 8 и коммутатором фидерных линий 3. При этом микропроцессор 1 генерирует тестовый сигнал, осуществляет обработку сигналов тока и напряжения, их измерение, подавая их на усилитель 2. Входной поток звуковых данных доставляется по UDP (user datagram protocol) в микропроцессор 1, который с помощью аудиокодека (на чертеже не показан) преобразует цифровые данные в аналоговый сигнал, поступающий на усилитель 2. The microprocessor 1 is configured to receive commands and transmit statuses - the status of feeder lines, etc. to the operator's workstation. Also, the microprocessor 1 controls the charger 8 and the feeder line switch 3. At the same time, the microprocessor 1 generates a test signal, processes the current and voltage signals, and measures them, feeding them to the amplifier 2. The input audio data stream is delivered via UDP (user datagram protocol) into the microprocessor 1, which, using an audio codec (not shown in the drawing), converts digital data into an analog signal fed to amplifier 2.

Заявляемое усилительно-коммутационное устройство оповещения может быть широко использовано для озвучивания зданий, сооружений и открытых пространств с высокой надежностью, а также для локального оповещения, поскольку представляет собой законченное изделие, к которому могут быть подключены громкоговорители и оконечные пульты управления. The inventive amplifying-switching warning device can be widely used for scoring buildings, structures and open spaces with high reliability, as well as for local notification, since it is a finished product to which loudspeakers and terminal control panels can be connected.

Claims

1. An amplifying-switching notification device containing an amplifier connected to a microprocessor, characterized in that a feeder line switch connected to an amplifier and a microprocessor is introduced into it, while the feeder line switch is configured to monitor the integrity of the feeder lines, and the microprocessor is designed to provide feeder line testing capabilities.

2. Amplifying switching device according to claim 1, characterized in that it is installed in a housing.

3. Amplifying-switching device according to claim 2, characterized in that the side walls of the housing are made with the possibility of heat removal.

4. Amplifying switching device according to claim 2, characterized in that the housing contains a connector for connecting a sound pressure sensor.