Circuit wireless de securitate la domiciliu - alimentat cu energie solară

Articolul discută despre un circuit de securitate wireless acasă controlat de la distanță, care permite detectarea în avans a unei posibile modalități de intruziune, în funcție de modul și locul în care senzorii de la distanță sunt poziționați peste locațiile strategice selectate și distanța dorită de casă. Ideea a fost cerută de domnul Dave Monette.

Solicitarea este sub forma unei discuții prin e-mail între dl Dave și mine, așa cum este prezentat mai jos:

Specificatii tehnice

Fiul meu și cu mine ne-am gândit la un proiect foarte util la care să lucrăm. Sunt inginer mecanic, dar m-am ocupat de circuitele electrice de ceva timp.

Proiectul circuitului de securitate wireless la domiciliu ar putea avea multe aplicații, dar pentru noi ar fi pentru sezonul de vânătoare de cerbi. De multe ori, caprioarele par să se strecoare pe noi fără avertisment, dar folosesc aproape întotdeauna una dintre căile uzate. Scopul ar fi să primim un avertisment înainte de a ajunge.

Mă gândeam să montez un fel de circuit PIR (trebuie să fie autoalimentat, deoarece nu există energie electrică în pădure) la un copac de-a lungul fiecăreia dintre cele 4 sau 5 căi principale pe care le va parcurge cerbul. Odată ce PIR este declanșat de cerb, ar trebui să trimită un fel de semnal către orbii în care ne așezăm.

Mă gândeam la o cutie cu cinci LED-uri etichetate „cale 1”, „cale 2” etc. Semnalul ar trebui să aibă o întârziere foarte mică. În mod ideal, semnalul ar putea fi transmis până la 200 de metri, deși dacă intervalul ar fi mai mic, ar fi totuși util.

Când lumina de pe tablă / cutie se aprinde, ar fi bine dacă ar fi însoțită de un ton sonor redus (nu foarte puternic, astfel încât să nu sperie căprioara), lumina ar trebui să rămână aprinsă (întârziere de citire) pentru 15-60 de secunde după pornire (astfel încât să nu pierdem lumina dacă un cerb trece rapid PIR în timp ce se deplasează rapid pe traseu.

Ce crezi? Discutăm despre acest proiect de aproape un an, dar nu am contactat niciun expert și este în afara capacității mele electrice / electronice.

Dave Monette (și fiul de 15 ani, Collin)

P.s. Îmi place site-ul dvs. www.elprocus.com. Am învățat atât de multe din citirea și studierea circuitelor. Proiectarea circuitelor mă interesează cu adevărat.

Analiza cererii de circuit

Mulțumesc Dragă Dave, apreciez foarte mult gândurile tale!

Scrierea dvs. este atât de bună, aș dori să o pot folosi ca un articol nou pentru site-ul meu

Oricum, fără să știi, ai spus ceva extrem de sensibil și dureros pentru mine, așa că scuză-mă, nu te voi putea ajuta cu acest proiect, deoarece este legat de cruzimea animalelor.

Stil,

Îmi pare rău dacă v-am jignit în ceea ce privește vânătoarea, dar, așa cum am spus, mă pot gândi la atâtea utilizări pentru un dispozitiv în timp real ca acesta. Locuim pe o bucată mare de proprietate împădurită, cu mai multe trasee care duc din exteriorul proprietății către casă. A avea un astfel de dispozitiv ar servi drept avertizare timpurie pentru protecția personală.

Încă un lucru Swag, trăim în Michigan și conducem națiunea (de fapt, de fapt) în accidente de trafic care implică întâlniri cu cerbi / vehicule.

Dacă oamenii nu ar vâna în Michigan, s-ar pierde 100 de vieți în fiecare an din cauza suprapopulării numai a căprioarelor.

Chiar și cu toți oamenii care vânează în Michigan (anul trecut au fost luați peste 500k de cerbi în timpul sezonului de vânătoare), populația de cerbi este în creștere. Căprioarele se reproduc mai repede decât sursele de hrană disponibile în Michigan.

Numai anul trecut, peste 25.000 de cerbi au fost găsiți morți de foame sau malnutriție.

Sperăm că o puteți vedea în inima voastră să ne ajutați în acest proiect.

Mi-am spus fiule ce vrăjitor ești și chiar am studiat împreună unele dintre circuitele tale. Așa cum am spus mai devreme, există multe utilizări pentru un astfel de dispozitiv în afara vânătorii.

Sper să aud de la tine în curând Swag. Mulțumesc că mi-ai scris înapoi, Dave M.

Răspuns:

Îl înțeleg pe Dave, totuși, în orice caz, este o moarte dureroasă pentru bietul animal. În loc să controleze prin ucidere, nu ar fi mai bine să folosești o strategie de control al nașterilor pentru a-și reduce populația?

Oricum, voi încerca să-mi dau seama și să-mi imaginez că este pentru o altă nevoie de aplicație ... așa cum ați spus, designul ar putea fi folosit și ca dispozitiv de avertizare.

Îl voi proiecta și vă voi anunța în curând. Apreciez cu adevărat opinia lui Collin și a dvs. despre site-ul meu, mulțumesc!

Mulțumesc Swag. Am vorbit cu un tip la locul meu de muncă (Chrysler) și i-am explicat conceptul. Imediat, el a spus „asta ar fi perfect pentru securitatea locuinței”.

Locuiește pe 40 de acri și ar ști că mașinile sau camioanele trec pe oricare dintre cele 5 poduri / alee ale sale pe proprietatea sa. Cel mai îndepărtat pod de acasă este de aproximativ 1300 de picioare.

În prezent, el are camere montate pe fiecare cale de acces, dar asta nu face nimic pentru a-i spune despre prezența unui camion pe proprietatea sa în timp real.

El a spus că pământul dintre casa lui și cea mai îndepărtată alee este în cea mai mare parte plană și moderat împădurită.

Spune că nu poți vedea cel mai îndepărtat pod din casa lui privind printre copaci.

Eu și fiul meu suntem foarte încântați să lucrăm cu tine la acest proiect.

Dave

Design-ul

Circuitul de securitate solară fără fir comandat de la distanță propus poate fi înțeles cu ajutorul următoarei explicații:

Într-unul din articolele mele anterioare, am explicat cu privire la un senzor de proximitate sau detector de mișcare simplu, dar infailibil, care folosea semnale infraroșii pentru a detecta și reflecta prezența unui intrus în zonă și pentru a declanșa o alarmă.

Proiectarea poate fi învățată în mod cuprinzător în următorul articol:

Circuit detector de proximitate simplu

Același concept a fost utilizat în actualul sistem de securitate la domiciliu, datorită simplității sale, preciziei și eficienței mai bune în comparație cu un omolog PIR.

În acest design, în locul senzorilor PIR, sunt utilizate fotodiodele obișnuite în infraroșu, așa cum se poate vedea în diagrama de mai jos:

Schema

Cum funcționează diodele

În proiectare, D1 și D2 formează emițătorul IR și respectiv dispozitivele receptoare și sunt poziționate oarecum paralel între ele sau cu un anumit unghi și orientate spre zona care trebuie monitorizată.

D1 este autorizat să producă un semnal IR oscilant continuu focalizat către zona restricționată și dacă un intrus a încercat să treacă peste această zonă, se așteaptă ca semnalul transmis să lovească intrusul și să se reflecte către D2, care este captat instantaneu de D2 pentru o prelucrare ulterioară .

De ce este folosit LM567

Aici IC LM567 este configurat ca un transmițător / receptor IR reglat, care devine responsabil pentru generarea semnalului IR prin D1 la o frecvență dată, determinată de R3 / C2, prin pinul # 5.

Condiția de mai sus permite, de asemenea, IC-ului să devină exclusiv receptiv față de această frecvență de-a lungul pinului 3 și să respingă orice semnal posibil rătăcit cu o frecvență diferită.

Când semnalul IR reflectat este detectat de D2, frecvența este imediat recunoscută de pinul 3 al IC-ului și procesată intern astfel încât pinul 8 al IC-ului este redus ca răspuns la detectare.

Cu toate acestea, situația de mai sus este susținută numai atâta timp cât razele IR continuă să reflecte din corpul intrusului și sunt inhibate în momentul în care intrusul scapă.

Pentru a introduce o întârziere în procesul de mai sus, indiferent de timpul de detectare, o etapă monostabilă IC 555 poate fi văzută integrată cu pinul # 8 al IC LM567.

Rolul IC 555

De îndată ce un minim este trimis la pinul 8 al IC LM567, IC 555 este declanșat instantaneu, determinând pinul său 3 să crească și să rămână blocat pentru o perioadă prestabilită, determinată de valorile R9 / C5.

Pinul 3 al IC555 poate fi văzut conectat cu un releu care se așteaptă să comute în această situație și să rămână activ pentru perioada de întârziere calculată.

Pentru sistemul de securitate care nu necesită o operație controlată de la distanță, o sirena sau o alarmă pot fi conectate la contactele releului afișate pentru rezultatul final.

Utilizarea unui modul de control de la distanță

Cu toate acestea, deoarece în aplicația noastră este prevăzut un circuit de securitate la domiciliu controlat de la distanță, folosim activarea releului pentru a comuta o etapă a emițătorului RF, după cum se explică mai jos:

Astăzi, emițătorul RF, modulele receptor sunt destul de frecvent disponibile pe piață și pot fi achiziționate pentru aplicația discutată.

Modulele sunt disponibile sub formă de plăci PCB asamblate deschise, am explicat deja o postare aferentă pe acest site web, este posibil să o aruncați o privire în următoarea postare:

Circuit simplu de securitate auto RF

PCB-urile trebuie să fie conectate corespunzător, așa cum se explică în articol pentru implementarea scopului.

Se poate alege să construiți circuitele de mai sus și să atașați unul dintre comutatoarele transmițătorului cu contactele releului asociate cu etapa IC 555 a circuitului IR de mai sus.

Sau dacă ansamblul pare dur, se poate cumpăra pur și simplu un set de unități gata pregătite, așa cum se arată mai jos:

Cum funcționează modulele Tx și Rx

După cum se poate vedea în imaginea de mai sus, modulele Tx, Rx readymade ar fi disponibile în formele de mai sus.

Partea dreaptă este Tx sau receptorul emițător, de care trebuie să deschidem și să integrăm cele două puncte de lipit ale micro-comutatorului, sub butonul roșu cu contactele de releu ale etapei IC 555.

Modulul ar putea fi alimentat cu o celulă de buton de 3V care ar trebui eliminată și terminalele +/- conectate corespunzător cu o sursă de curent continuu reglementată de 3V.

Modulul din partea stângă cu releul albastru este Rx sau modulul receptor care ar trebui să primească semnalele transmise de la modulul Tx și să comute releul albastru în consecință.

Această unitate ar trebui să fie instalată la stația de bază sau acasă, care trebuie să fie informată cu privire la o posibilă intruziune, în timp ce circuitul Tx împreună cu detectorul IR trebuie împreună conectat la un copac sau în apropierea locației restricționate și în mod corespunzător. concentrat peste zonă.

Cum să conectați modulele de telecomandă

Detaliile de cablare ale unității Rx pot fi învățate așa cum sunt date în următoarea imagine:

Contactele de releu ale unității Rx, așa cum este indicat în imaginea de mai sus, pot fi conectate corespunzător cu un sistem de alarmă sonoră sau orice altă formă dorită de sistem de alarmă înregistrabil.

În discuția de mai sus am înțeles detaliile referitoare la construirea și instalarea sistemului de control de la distanță propus de telecomandă propus, acum este timpul să identificăm modul în care Tx poate fi alimentat printr-un circuit de baterie reîncărcabilă solară.

Cum se construiește UPS-ul alimentat cu energie solară

Imaginea următoare ne spune despre modul în care se poate realiza o alimentare neîntreruptibilă cu energie solară de 5V utilizând un panou solar mic și un circuit de tensiune 7805.

Circuit solar de 5V pentru încărcător de baterii pentru circuitul de securitate wireless de mai sus

Circuitul de încărcare a bateriei solare de 5V de mai sus poate fi utilizat pentru alimentarea ansamblului emițătorului detectorului de la distanță, întregul sistem împreună cu panoul și circuitele pot fi poziționate deasupra unui copac sau a unei structuri din oțel armat de tipul solului și camuflate corespunzător.

Aceasta încheie articolul referitor la un circuit de securitate la domiciliu ieftin, dar eficient, care permite utilizatorului să detecteze în prealabil o intruziune, care poate avea loc departe, pe benzi sau pasaje care duc în cele din urmă la casa utilizatorului.

Articolul detaliază doar un astfel de modul, deși multe astfel de module IR de la distanță pot fi construite și instalate pe benzi în zig-zag, permițând urmărirea și detectarea multiplă pentru țintă.

Feedback de la domnul Dave

Wow Swag, sunt atât de impresionat. Am câteva întrebări simple:

1. Ce tip de gamă ar putea fi de așteptat cu butonul simplu stil tx și rx
perechea de module prezentată în imagine? (Poate 100m maxim ??)

2. Ce ați putea / ați putea folosi dacă cerința ar fi de 1000m? (Văd băieți care zboară FPV
drone sau avioane peste 5000m online)

3. Cât de scumpă ar putea fi o pereche de module tx / rx capabile de 1000m? Puteți sugera un
model sau locație de cumpărat?

4. Mai multe locuri pe schema dvs. aveți etichete precum „4V9”, cred că acest lucru trebuie
înseamnă 4.9V când utilizați o baterie de 5.0V. Citesc schema corect ??

Multumesc mult. Acum trebuie să comand piesele și să construiesc.

Mulțumesc Dave =)

Iată răspunsurile:

1) Da, intervalul este de aproximativ 100 de metri pentru modulele Tx, Rx specificate

2) Există câteva opțiuni pe termen lung disponibile online, există una care utilizează IC PT2262 și este atribuită pentru a oferi o rază de acțiune bună de 2 km, foaia tehnică a dispozitivului poate fi studiată în următorul link:

https://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/PrincetonTechnologyCorporation/mXusxsq.pdf

Cu toate acestea, etapa de releu nu este inclusă în modulul pe care îl puteți avea
să se asocieze pentru acțiunile necesare. Poate fi realizat pur și simplu de
integrarea unei trepte de șofer de releu cu pinul „OUT” al modulului Rx.

3) Costul indicat pare a fi în jur de 18 USD .....

4) da citești schema absolut corect :)

Apropo, dacă preferați să utilizați un circuit PIR, puteți trece la
urmând proiectarea.

https://homemade-circuits.com/2014/09/automatic-pir-controlled-fan-circuit.html

Toate cele bune
Stil

În cazul în care este preferat un PIR în locul designului IR acordat cu IC 567, același lucru se poate realiza prin integrarea sistemului PIR cu modulele RF așa cum se arată în următoarea diagramă:

Circuitul de securitate wireless de mai sus este explicativ, componentele relevante trebuie pur și simplu conectate conform instrucțiunilor date în diagrama de mai sus.

Dacă aveți îndoieli sau confuzii, vă rugăm să nu ezitați să comentați mai jos: