Circuit de seguretat domèstica sense fils: alimentat per energia solar

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





L’article tracta d’un circuit de seguretat domèstica sense fils controlat remotament que permet detectar per endavant una possible intrusió segons com i on es situen els sensors remots sobre les ubicacions estratègiques seleccionades i la distància desitjada de la casa. La idea va ser sol·licitada pel senyor Dave Monette.

La sol·licitud es presenta en forma de discussió per correu electrònic entre el Sr. Dave i jo, tal com es presenta a continuació:





Especificacions tècniques

El meu fill i jo vam pensar en un projecte molt útil per treballar. Sóc enginyer mecànic, però ja fa temps que em dedico als circuits elèctrics.

El projecte del circuit de seguretat domèstica sense fils podria tenir moltes aplicacions, però per a nosaltres seria per a la temporada de caça de cérvols. Sovint, els cérvols ens semblen colar-nos sense previ avís, però gairebé sempre utilitzen un dels diversos camins desgastats. L’objectiu seria rebre algun avís previ abans d’arribar.



Pensava muntar una mena de circuit PIR (ha de ser autoalimentat perquè no hi ha alimentació de línia al bosc) a un arbre al llarg de cadascun dels 4 o 5 camins principals que recorrerà el cérvol. Un cop el PIR es desencadenés pels cérvols, hauria d’enviar una mena de senyal a la persiana on ens asseiem.

Pensava en una caixa amb cinc LED etiquetats com a 'camí 1', 'camí 2', etc. El senyal hauria de tenir molt poc retard. L’ideal seria que el senyal es pogués transmetre fins a 200 iardes, tot i que si el rang fos menor, seria útil.

Quan la llum del tauler / caixa s’encengui, estaria bé que anés acompanyada d’un to audible baix (no molt fort perquè no espantés el cérvol), la llum hauria de romandre encesa (retard de lectura) durant 15-60 segons després de l’engegada (per tant, no ens perdem la llum si un cérvol trenca el PIR ràpidament mentre es mou ràpidament per la pista.

Què penses? Fa gairebé un any que discutim aquest projecte, però no he contactat amb cap expert i està molt fora de la meva capacitat elèctrica / electrònica.

Dave Monette (i el seu fill Collin, de 15 anys)

P.s. M'encanta el vostre lloc www.elprocus.com. He après molt llegint-lo i estudiant els circuits. El disseny de circuits realment m’interessa.

Analitzant la sol·licitud de circuit

Gràcies Benvolgut Dave, agraeixo molt els teus pensaments.

La vostra redacció és tan bona que m’agradaria poder-la utilitzar com a article nou per al meu lloc

Tot i que, sense saber-ho, heu dit alguna cosa que em resulta extremadament sensible i que em fa mal, així que perdoneu que no us podré ajudar amb aquest projecte, ja que està relacionat amb la crueltat animal.

Swag,

Disculpeu si us he ofès pel que fa a la caça, però, com he dit, se m'acudeixen tants usos per a un dispositiu en temps real com aquest. Vivim en una gran parcel·la boscosa amb diversos senders que condueixen des de l'exterior fins a la casa. Disposar d’un dispositiu com aquest serviria d’alerta primerenca per a la protecció personal.

Una cosa més, Swag, vivim a Michigan i liderem la nació (amb molta diferència) en les víctimes mortals de trànsit que impliquen trobades de cérvols / vehicles.

Si la gent no caçés a Michigan hi hauria centenars de vides perdudes cada any a causa de la superpoblació de cérvols sols.

Fins i tot amb totes les persones que cacen a Michigan (l'any passat es van prendre més de 500.000 cérvols durant la temporada de caça) la població de cérvols augmenta. Els cérvols es reprodueixen més ràpidament que les fonts d’aliments disponibles a Michigan.

Només l’any passat es van trobar més de 25.000 cérvols morts per inanició o desnutrició.

Esperem que ho pugueu veure en el vostre cor per ajudar-nos en aquest projecte.

Em vaig dir, fill, quin bruixot ets i fins i tot vam estudiar alguns dels teus circuits junts. Com he dit anteriorment, hi ha molts usos per a aquest dispositiu fora de la caça.

Espero tenir notícies vostres aviat Swag. Gràcies per escriure’m, Dave M.

Resposta:

Entenc Dave, encara que sigui com sigui, és una mort dolorosa per al pobre animal. En lloc de controlar matant, no seria millor emprar una estratègia de control de la natalitat per minimitzar la seva població?

De totes maneres, intentaré esbrinar-ho i imaginaré que sigui per a alguna altra necessitat d'aplicació ... com heu dit, el disseny també es podria utilitzar com a dispositiu d'alerta.

El dissenyaré i us ho faré saber aviat. Agraeixo realment Collin's i les vostres opinions sobre el meu lloc, moltes gràcies.

Gràcies Swag. Vaig parlar amb un noi del meu treball (Chrysler) i li vaig explicar el concepte. Immediatament, va dir que 'això seria perfecte per a la seguretat de la llar'.

Viu en 40 acres i sabria que els cotxes o camions passaven qualsevol dels seus 5 ponts / vies d'accés a la seva propietat. El pont més llunyà de casa seva és a uns 1.300 peus.

Actualment, té instal·lades càmeres de rastre a cada entrada, però això no fa res per dir-li la presència d’un camió a la seva propietat en temps real.

Va dir que el terreny entre casa seva i el camí més allunyat és majoritàriament pla i de bosc moderat.

Diu que no es pot veure el pont més llunyà de casa mirant pels arbres.

El meu fill i jo estem molt emocionats de treballar amb vosaltres en aquest projecte.

Dave

El disseny

El circuit de seguretat domèstica sense fils solar controlat a distància proposat es pot entendre amb l'ajut de la següent explicació:

En un dels meus articles anteriors, explicava sobre un senzill sensor de proximitat o detector de moviment senzill però infal·lible que utilitzava senyals infrarojos per detectar i reflectir la presència d’un intrús dins de la zona i activar una alarma.

El disseny es pot aprendre de manera exhaustiva a l'article següent:

Circuit senzill de detecció de proximitat

El mateix concepte s’ha utilitzat en el sistema actual de seguretat domèstica, a causa de la seva simplicitat, millor precisió i rendibilitat en comparació amb un homòleg PIR.

En aquest disseny, en lloc dels sensors PIR, s’utilitzen fotodíodes infrarojos comuns, com es pot veure al diagrama següent:

L’Esquema

Sensor de proximitat per a seguretat domèstica sense fils

Com funcionen els díodes

Al disseny, D1 i D2 formen el transmissor IR i els dispositius receptors respectivament i es posicionen una mica paral·lels entre si o amb un angle determinat, i apunten cap a la zona que cal controlar.

Es permet que D1 produeixi un senyal d’IR oscil·lant continu enfocat cap a la zona restringida i, si un intrús va intentar passar per aquesta zona, s’espera que el senyal transmès toqui l’intrús i es reflecteixi cap a D2, que és capturat instantàniament per D2 per a una major precessió .

Per què s’utilitza LM567

Aquí l’IC LM567 es configura com un transmissor / receptor IR sintonitzat que es fa responsable de generar senyal IR via D1 a una freqüència determinada, determinada per R3 / C2, a través del pin # 5.

La condició anterior també permet que l'IC respongui exclusivament a aquesta freqüència a través del seu pin número 3 i rebutgi qualsevol possible senyal perdut d'una freqüència diferent.

Quan el senyal IR reflectit és detectat per D2, la freqüència és reconeguda immediatament pel pin # 3 del CI i es processa internament de manera que el pin # 8 del IC es fa baix en resposta a la detecció.

Tanmateix, la situació anterior només es manté sempre que els rajos IR continuïn reflectint-se des del cos de l’intrús i s’inhibeixin en el moment que l’intrús s’escapi.

Per tal d’introduir un retard en el procés anterior independentment del temps de detecció, es pot veure una etapa monoestable IC 555 integrada amb el pin # 8 de l’IC LM567.

El paper de l’IC 555

Tan aviat com s’envia un mínim al pin # 8 de l’IC LM567, l’IC 555 s’activa instantàniament fent que el pin # 3 pugi i romangui bloquejat durant algun període predeterminat, tal com determinen els valors de R9 / C5.

El pin número 3 de l'IC555 es pot veure connectat amb un relé que s'espera que commuti en aquesta situació i es mantingui activat durant el període de retard calculat.

Per al sistema de seguretat que no requereixi una operació controlada a distància, es pot connectar una sirena o una alarma a través dels contactes de relé mostrats per obtenir el resultat final.

Utilització d’un mòdul de control remot

Tanmateix, ja que a la nostra aplicació es pretén un circuit de seguretat domèstica controlat a distància, fem servir l’activació del relé per alternar una etapa de transmissor de RF com s’explica a continuació:

Avui en dia, els mòduls de transmissor de RF preparats i de recepció estan disponibles al mercat i es poden adquirir per a l'aplicació discutida.

Els mòduls estan disponibles en forma de taules de PCB muntades obertes, ja he explicat una publicació relacionada en aquest lloc web, és possible que en tingueu un cop d'ull al següent post:

Circuit senzill de seguretat del cotxe RF

Cal que els PCB es connectin adequadament, tal com s’explica a l’article per implementar el propòsit.

Es pot optar per construir els circuits anteriors i connectar un dels commutadors del transmissor amb els contactes de relé associats a l’etapa IC 555 del circuit IR anterior.

O si el muntatge té un aspecte resistent, només cal comprar un conjunt d’unitats preparades perfectament muntades, tal com es mostra a continuació:

Com funcionen els mòduls Tx i Rx

Com es pot veure a la imatge anterior, els mòduls Tx, Rx ja preparats estarien disponibles en les formes anteriors.

El costat dret és el Tx o l’auricular del transmissor, que hem d’obrir i integrar els dos punts de soldadura del microinterruptor, sota el botó vermell amb els contactes de relés del nostre escenari IC 555.

El mòdul podria alimentar-se possiblement amb una cel·la de botó de 3V que caldria eliminar i els terminals +/- connectats adequadament amb una font de CC regulada de 3V.

El mòdul lateral esquerre amb el relé blau és el Rx o el mòdul receptor que se suposa que ha de rebre els senyals transmesos del mòdul Tx i alternar el relé blau en conseqüència.

Aquesta unitat se suposa que s’ha d’instal·lar a l’estació base o a la llar, que s’ha d’informar sobre una possible intrusió, mentre que el circuit Tx juntament amb el detector IR han d’estar connectats a un arbre o a prop de la ubicació restringida i adequadament. centrat a tota la zona.

Com connectar els mòduls de control remot

Els detalls del cablejat de la unitat Rx es poden obtenir tal com es dóna a la imatge següent:

detalls de cablejat de la unitat Rx de 433 MHz

Els contactes de relé de la unitat Rx tal com s’indica a la imatge anterior es poden connectar adequadament amb un sistema d'alarma sonora o qualsevol altra forma desitjada de sistema d’alarma gravable.

En la discussió anterior hem entès els detalls sobre la construcció i instal·lació del sistema de control de control remot proposat per a la llar, ara toca identificar com es pot alimentar el Tx mitjançant un circuit de bateria recarregable solar.

Com es construeix el SAI amb alimentació solar

La següent imatge ens explica com es pot aconseguir un subministrament ininterromput de 5V amb energia solar mitjançant un petit panell solar i un circuit de voltatge 7805.

Circuit de carregador de bateria Solar 5V per al circuit de seguretat domèstica sense fils anterior

Circuit carregador de bateria Solar 5V

El circuit de carregador de bateria solar de 5V anterior es pot utilitzar per alimentar el conjunt del transmissor del detector remot, tot el sistema juntament amb el panell i els circuits es poden col·locar sobre un arbre o alguna estructura d’acer reforçat a terra i camuflar-se adequadament.

D’aquesta manera es conclou l’article sobre un circuit de seguretat domèstica econòmic però eficaç que permet a l’usuari detectar per endavant una intrusió, que pot tenir lloc molt lluny a través dels carrils o passatges que condueixen finalment a la casa de l’usuari.

L'article només detalla un mòdul d'aquest tipus, tot i que molts mòduls IR remots autònoms es poden construir i instal·lar a través de carrils en zig-zag, cosa que permet el seguiment i la detecció múltiples de l'objectiu.

Opinions del senyor Dave

Vaja Swag, estic molt impressionat. Tinc algunes preguntes senzilles:

1. Quin tipus d'abast es podria esperar amb els simples botons d'estil tx i rx
parell de mòduls que es mostra a la imatge? (Potser 100 m màx. ??)

2. Què podríeu / podríeu utilitzar si el requisit fos 1000 m? (Veig nois volant en FPV
avions no tripulats o avions de més de 5000 m en línia)

3. Quant de car pot ser un parell de mòduls tx / rx capaços de 1.000 m? Pot suggerir un
model o ubicació per comprar?

4. Hi ha diverses etiquetes del vostre esquema amb etiquetes com '4V9', penso que això és imprescindible
significa 4,9 V quan s’utilitza una bateria de 5,0 V. Estic llegint l'esquema no?

Moltes gràcies. Ara he de demanar les peces i construir-les.

Gràcies Dave =)

Aquí teniu les respostes:

1) Sí, l'abast és d'uns 100 metres per als mòduls Tx, Rx especificats

2) Hi ha algunes opcions de llarg abast disponibles en línia, n'hi ha una que utilitza l'IC PT2262 i està assignada per proporcionar un bon abast de 2 km. El full de dades del dispositiu es pot estudiar al següent enllaç:

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

Tanmateix, l'etapa de relé no està inclosa al mòdul que és possible que tingueu
associar-se a les accions necessàries. Es pot fer simplement mitjançant
integrant una etapa de control de relé amb el pin 'OUT' del mòdul Rx.

3) El cost indicat és d’uns 18 dòlars .....

4) sí, esteu llegint l'esquema de forma absolutament correcta :)

Per cert, si preferiu utilitzar un circuit PIR, podeu canviar a
següent disseny.

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

Salutacions cordials
Swag

En cas que es prefereixi un PIR en lloc del disseny IR sintonitzat IC 567 discutit, es pot aconseguir el mateix integrant el sistema PIR amb els mòduls RF com es mostra al següent diagrama:

El circuit de seguretat per a la llar sense fils anterior s'explica per si mateix, els components rellevants simplement s'han de connectar segons les instruccions del diagrama anterior.

Si teniu dubtes o confusions, no dubteu a comentar-los a continuació:




Anterior: Circuit d'escalfador d'incubadora d'emergència amb carregador de bateria Següent: feu aigua potable gratuïta amb aigua de mar