Ασύρματο κύκλωμα ασφάλειας σπιτιού - Solar Powered

Το άρθρο ασχολείται με ένα τηλεχειριστήριο ασύρματου οικιακού κυκλώματος ασφαλείας που επιτρέπει την ανίχνευση πιθανών τρόπων εισβολής εκ των προτέρων ανάλογα με το πώς και πού τοποθετούνται οι απομακρυσμένοι αισθητήρες πάνω από τις επιλεγμένες στρατηγικές τοποθεσίες και την επιθυμητή απόσταση από το σπίτι. Η ιδέα ζητήθηκε από τον κ. Dave Monette.

Το αίτημα έχει τη μορφή συζήτησης μέσω ηλεκτρονικού ταχυδρομείου μεταξύ του κ. Dave και εμένα, όπως παρουσιάζεται παρακάτω:

Τεχνικές προδιαγραφές

Ο γιος μου και εγώ σκεφτήκαμε ένα πολύ χρήσιμο έργο για να δουλέψουμε. Είμαι μηχανολόγος μηχανικός, αλλά έχω βγει στα ηλεκτρικά κυκλώματα εδώ και αρκετό καιρό.

Το έργο ασύρματου οικιακού κυκλώματος ασφαλείας θα μπορούσε να έχει πολλές εφαρμογές, αλλά για εμάς θα ήταν για την περίοδο κυνηγιού ελαφιών. Συχνά, τα ελάφια φαίνεται να μας κρυφτούν χωρίς προειδοποίηση, αλλά σχεδόν πάντα χρησιμοποιούν ένα από τα πολλά φθαρμένα μονοπάτια. Ο στόχος θα ήταν να λάβετε κάποια προειδοποίηση πριν φτάσουν.

Σκέφτηκα να τοποθετήσω ένα είδος κυκλώματος PIR (πρέπει να είναι αυτο-τροφοδοτημένο γιατί δεν υπάρχει γραμμή ισχύος στο δάσος) σε ένα δέντρο κατά μήκος κάθε μιας από τις 4 ή 5 κύριες διαδρομές που θα ταξιδέψει το ελάφι. Μόλις το PIR ενεργοποιηθεί από τα ελάφια, θα έπρεπε να στείλει κάποιο σήμα στους τυφλούς που καθόμαστε.

Σκεφτόμουν ένα κουτί με πέντε LED με την ένδειξη «διαδρομή 1», «διαδρομή 2» κ.λπ. Το σήμα θα έπρεπε να έχει πολύ μικρή καθυστέρηση. Στην ιδανική περίπτωση, το σήμα θα μπορούσε να μεταδοθεί έως και 200 ​​μέτρα, αν και αν το εύρος ήταν μικρότερο θα ήταν ακόμη χρήσιμο.

Όταν ανάβει το φως στην πλακέτα / κουτί, θα ήταν ωραίο να συνοδεύεται από χαμηλό ακουστικό τόνο (όχι πολύ δυνατά, ώστε να μην τρομάζει τα ελάφια) επίσης, το φως θα πρέπει να παραμείνει αναμμένο (καθυστέρηση ανάγνωσης) για 15-60 δευτερόλεπτα μετά ενεργοποιείται (οπότε δεν χάνουμε το φως εάν ένα ελάφι ταξιδεύει γρήγορα το PIR ενώ κινείται γρήγορα στο μονοπάτι.

Τι νομίζετε; Συζητάμε για αυτό το έργο για σχεδόν ένα χρόνο τώρα, αλλά δεν έχω φτάσει σε κανέναν εμπειρογνώμονα και είναι πολύ εκτός των δυνατοτήτων ηλεκτρικής / ηλεκτρονικής μου.

Dave Monette (και 15χρονος γιος Collin)

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. Λατρεύω τον ιστότοπό σας www.elprocus.com. Έχω μάθει πολλά από την ανάγνωση και τη μελέτη των κυκλωμάτων. Ο σχεδιασμός κυκλώματος με ενδιαφέρει πραγματικά.

Ανάλυση του αιτήματος κυκλώματος

Ευχαριστώ Αγαπητέ Dave, εκτιμώ τις σκέψεις σας!

Η σύνταξή σας είναι τόσο καλή, εύχομαι να το χρησιμοποιήσω ως νέο άρθρο για τον ιστότοπό μου

Ωστόσο, άγνωστα, έχετε πει κάτι που είναι εξαιρετικά ευαίσθητο και με πονάει, οπότε με συγχωρείτε δεν θα μπορέσω να σας βοηθήσω με αυτό το έργο, καθώς συνδέεται με τη σκληρότητα των ζώων.

Κλοπιμαία,

Συγγνώμη αν σας προσβάλω σε σχέση με το κυνήγι, αλλά όπως ανέφερα, μπορώ να σκεφτώ τόσες πολλές χρήσεις για μια συσκευή σε πραγματικό χρόνο όπως αυτή. Ζούμε σε ένα μεγάλο κομμάτι ξύλου με πολλά μονοπάτια που οδηγούν από το εξωτερικό του ακινήτου προς το σπίτι. Η κατοχή μιας τέτοιας συσκευής θα χρησιμεύσει ως έγκαιρη προειδοποίηση για προσωπική προστασία.

Ένα ακόμη πράγμα, Swag, ζούμε στο Μίσιγκαν και οδηγούμε το έθνος (κατά πολύ στην πραγματικότητα) σε τροχαία ατυχήματα που αφορούν συναντήσεις ελαφιών / οχημάτων.

Εάν οι άνθρωποι δεν κυνηγούσαν στο Μίσιγκαν, θα χάνονταν 100 ζωές κάθε χρόνο εξαιτίας του υπερπληθυσμού των ελαφιών μόνο.

Ακόμα και με όλους τους ανθρώπους που κυνηγούν στο Μίσιγκαν (πέρυσι, είχαν ληφθεί πάνω από 500 χιλιάδες ελάφια κατά τη διάρκεια της κυνηγετικής περιόδου) ο πληθυσμός των ελαφιών αυξάνεται. Τα ελάφια αναπαράγονται γρηγορότερα από τις διαθέσιμες πηγές τροφίμων στο Μίσιγκαν.

Μόνο πέρυσι, πάνω από 25.000 ελάφια βρέθηκαν νεκρά από πείνα ή υποσιτισμό.

Ας ελπίσουμε ότι μπορείτε να το δείτε στην καρδιά σας για να μας βοηθήσετε σε αυτό το έργο.

Μου είπα γιος τι μάγος είσαι και μελετήσαμε ακόμη και μερικά από τα κυκλώματά σου μαζί. Όπως ανέφερα νωρίτερα, υπάρχουν πολλές χρήσεις για μια τέτοια συσκευή εκτός του κυνηγιού.

Ελπίζω να σας ακούσω σύντομα. Ευχαριστώ που μου έγραψες πίσω, Dave M.

Απάντηση:

Κατανοώ τον Ντέιβ, παρόλα αυτά είναι οδυνηρός θάνατος για το φτωχό ζώο. Αντί να ελέγχετε με τη δολοφονία, δεν θα ήταν καλύτερο να χρησιμοποιήσετε μια στρατηγική ελέγχου των γεννήσεων για να ελαχιστοποιήσετε τον πληθυσμό τους;

Τέλος πάντων, θα προσπαθήσω να το καταλάβω και να φανταστώ ότι είναι για κάποια άλλη ανάγκη εφαρμογής ... όπως είπατε, ο σχεδιασμός θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί ως συσκευή προειδοποίησης.

Θα το σχεδιάσω και θα σας ενημερώσω σύντομα. Εκτιμώ πραγματικά τον Collin και τις απόψεις σας σχετικά με τον ιστότοπό μου, ευχαριστώ πολύ!

Ευχαριστώ Swag. Μίλησα με έναν άντρα στη δουλειά μου (Chrysler) και του εξήγησα την ιδέα. Αμέσως, είπε «αυτό θα ήταν τέλειο για την ασφάλεια στο σπίτι».

Ζει σε 40 στρέμματα και θα ήξερε ότι αυτοκίνητα ή φορτηγά περνούν οποιαδήποτε από τις 5 γέφυρες / δρόμους του στην ιδιοκτησία του. Η πιο μακριά γέφυρα από το σπίτι του είναι περίπου 0,25 mi (περίπου 1300 πόδια).

Επί του παρόντος, έχει τοποθετήσει κάμερες ίχνους σε κάθε δρόμο, αλλά αυτό δεν κάνει τίποτα για να του πει την παρουσία ενός φορτηγού στην ιδιοκτησία του σε πραγματικό χρόνο.

Είπε ότι το έδαφος μεταξύ του σπιτιού του και του πιο απομακρυσμένου δρόμου είναι ως επί το πλείστον επίπεδο και μέτρια δάση.

Λέει ότι δεν μπορείτε να δείτε την πιο μακριά γέφυρα από το σπίτι του κοιτάζοντας μέσα από τα δέντρα.

Ο γιος μου και εγώ είμαστε πολύ ενθουσιασμένοι που συνεργαζόμαστε μαζί σας σε αυτό το έργο.

Ντέιβ

Ο σχεδιασμός

Το προτεινόμενο τηλεχειριστήριο ηλιακού ασύρματου οικιακού κυκλώματος ασφαλείας μπορεί να γίνει κατανοητό με τη βοήθεια της ακόλουθης εξήγησης:

Σε ένα από τα προηγούμενα άρθρα μου εξήγησα σχετικά με έναν απλό αλλά ανθεκτικό αισθητήρα εγγύτητας ή ανιχνευτή κίνησης που χρησιμοποίησε υπέρυθρα σήματα για να εντοπίζει και να αντανακλά την παρουσία ενός εισβολέα εντός της ζώνης και να ενεργοποιεί έναν συναγερμό.

Ο σχεδιασμός μπορεί να μάθει διεξοδικά στο ακόλουθο άρθρο:

Απλό κύκλωμα ανιχνευτή εγγύτητας

Η ίδια ιδέα έχει χρησιμοποιηθεί στο παρόν σύστημα ασφαλείας στο σπίτι, λόγω της απλότητας, της καλύτερης ακρίβειας και της αποδοτικότητας κόστους σε σύγκριση με το αντίστοιχο PIR.

Σε αυτόν τον σχεδιασμό αντί για αισθητήρες PIR, χρησιμοποιούνται συνηθισμένες υπέρυθρες φωτοδίοδοι, όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα:

Το Σχηματικό

Πώς λειτουργούν οι δίοδοι

Στο σχεδιασμό, οι D1 και D2 σχηματίζουν τον πομπό IR και τις συσκευές δέκτη αντίστοιχα και τοποθετούνται κάπως παράλληλα μεταξύ τους ή με μια συγκεκριμένη γωνία, και δείχνουν προς τη ζώνη που πρέπει να παρακολουθείται.

Το D1 επιτρέπεται να παράγει ένα συνεχές ταλαντωμένο σήμα IR εστιασμένο προς την περιορισμένη ζώνη, και εάν ένας εισβολέας προσπαθήσει να περάσει πέρα ​​από αυτήν τη ζώνη, το μεταδιδόμενο σήμα αναμένεται να χτυπήσει τον εισβολέα και να ανακλάται προς το D2, το οποίο συλλαμβάνεται αμέσως από το D2 για περαιτέρω προηγούμενη .

Γιατί χρησιμοποιείται το LM567

Εδώ το IC LM567 διαμορφώνεται ως συντονισμένο στάδιο πομπού / δέκτη IR που καθίσταται υπεύθυνο για την παραγωγή σήματος IR μέσω D1 σε μια δεδομένη συχνότητα, που καθορίζεται από το R3 / C2, μέσω του πείρου # 5.

Η παραπάνω συνθήκη επιτρέπει επίσης στο IC να αποκρίνεται αποκλειστικά σε αυτήν τη συχνότητα σε ολόκληρο τον πείρο # 3 και να απορρίπτει οποιοδήποτε πιθανό αδέσποτο σήμα διαφορετικής συχνότητας.

Όταν το ανακλώμενο σήμα IR ανιχνεύεται από το D2, η συχνότητα αναγνωρίζεται αμέσως από τον πείρο # 3 του IC και υποβάλλεται σε επεξεργασία εσωτερικά έτσι ώστε ο πείρος # 8 του IC καθίσταται χαμηλός σε απόκριση στην ανίχνευση.

Ωστόσο, η παραπάνω κατάσταση διατηρείται μόνο εφόσον οι ακτίνες IR συνεχίζουν να αντανακλούν από το σώμα του εισβολέα και αναστέλλεται τη στιγμή που ο εισβολέας φεύγει.

Προκειμένου να εισαχθεί μια καθυστέρηση στην παραπάνω διαδικασία ανεξάρτητα από το χρόνο ανίχνευσης, ένα μονοσταθερό στάδιο IC 555 μπορεί να φανεί ενσωματωμένο με τον πείρο # 8 του IC LM567.

Ο ρόλος του IC 555

Μόλις σταλεί ένα χαμηλό στον ακροδέκτη # 8 του IC LM567, το IC 555 ενεργοποιείται αμέσως προκαλώντας τον ακροδέκτη # 3 να ψηλά και να παραμείνει κλειδωμένος για κάποια προκαθορισμένη περίοδο, όπως καθορίζεται από τις τιμές του R9 / C5.

Ο ακροδέκτης # 3 του IC555 μπορεί να φανεί συνδεδεμένος με ένα ρελέ το οποίο αναμένεται να αλλάξει σε αυτήν την κατάσταση και να παραμείνει ενεργοποιημένο για την υπολογιζόμενη περίοδο καθυστέρησης.

Για σύστημα ασφαλείας που δεν απαιτεί λειτουργία με τηλεχειρισμό, μια σειρήνα ή συναγερμός μπορεί να συνδεθεί στις επαφές του ρελέ που εμφανίζονται για το τελικό αποτέλεσμα.

Χρήση μονάδας τηλεχειριστηρίου

Ωστόσο, δεδομένου ότι στην εφαρμογή μας προορίζεται ένα τηλεχειριζόμενο κύκλωμα ασφαλείας στο σπίτι, χρησιμοποιούμε την ενεργοποίηση του ρελέ για εναλλαγή ενός σταδίου πομπού RF όπως εξηγείται παρακάτω:

Σήμερα, οι έτοιμες μονάδες πομπού RF, δέκτες είναι συνήθως διαθέσιμες στην αγορά και μπορούν να αγοραστούν για την εφαρμογή που συζητήθηκε.

Οι μονάδες είναι διαθέσιμες με τη μορφή ανοιχτών συναρμολογημένων πλακέτων PCB, έχω ήδη εξηγήσει μια σχετική ανάρτηση σε αυτόν τον ιστότοπο, μπορεί να έχετε μια ματιά στην ακόλουθη ανάρτηση:

Απλό κύκλωμα ασφαλείας αυτοκινήτου RF

Τα PCB πρέπει να συνδεθούν σωστά όπως εξηγείται στο άρθρο για την υλοποίηση του σκοπού.

Κάποιος μπορεί να επιλέξει να κατασκευάσει τα παραπάνω κυκλώματα και να συνδέσει έναν από τους διακόπτες πομπού με τις επαφές ρελέ που σχετίζονται με το στάδιο IC 555 του παραπάνω κυκλώματος IR.

Ή εάν το συγκρότημα φαίνεται σκληρό, μπορεί κανείς απλά να αγοράσει ένα σετ τακτοποιημένων έτοιμων μονάδων όπως φαίνεται παρακάτω:

Πώς λειτουργούν οι μονάδες Tx και Rx

Όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα, οι μονάδες Tx, Rx είναι έτοιμες για τα παραπάνω σχήματα.

Η δεξιά πλευρά είναι το Tx ή το ακουστικό πομπού, το οποίο πρέπει να ανοίξουμε και να ενσωματώσουμε τα δύο σημεία συγκόλλησης του μικροδιακόπτη, κάτω από το κόκκινο κουμπί με τις επαφές ρελέ του σταδίου IC 555.

Η μονάδα θα μπορούσε ενδεχομένως να τροφοδοτείται με ένα κελί 3V που θα πρέπει να αφαιρεθεί και τα τερματικά +/- να συνδεθούν κατάλληλα με μια ρυθμισμένη πηγή DC 3V.

Η αριστερή μονάδα με το μπλε ρελέ είναι η Rx ή η μονάδα δέκτη η οποία υποτίθεται ότι λαμβάνει τα μεταδιδόμενα σήματα από τη μονάδα Tx και ενεργοποιεί ανάλογα το μπλε ρελέ.

Αυτή η μονάδα υποτίθεται ότι πρέπει να εγκατασταθεί στο σταθμό βάσης ή στο σπίτι που πρέπει να ενημερωθεί σχετικά με πιθανή εισβολή, ενώ το κύκλωμα Tx μαζί με τον ανιχνευτή υπερύθρων πρέπει να συνδέονται πάνω από ένα δέντρο ή κοντά στην περιορισμένη τοποθεσία και κατάλληλα επικεντρώθηκε σε όλη τη ζώνη.

Τρόπος καλωδίωσης των μονάδων τηλεχειριστηρίου

Οι λεπτομέρειες καλωδίωσης της μονάδας Rx μπορούν να ενημερωθούν όπως δίνεται στην ακόλουθη εικόνα:

Οι επαφές ρελέ της μονάδας Rx όπως υποδεικνύεται στην παραπάνω εικόνα μπορεί να συνδεθούν κατάλληλα με ένα ηχητικό σύστημα συναγερμού ή οποιαδήποτε άλλη επιθυμητή μορφή εγγράψιμου συστήματος συναγερμού.

Στην παραπάνω συζήτηση καταλάβαμε τις λεπτομέρειες σχετικά με την κατασκευή και την εγκατάσταση του προτεινόμενου συστήματος κυκλώματος οικιακής ασφάλειας με τηλεχειρισμό, τώρα ήρθε η ώρα να προσδιορίσουμε πώς μπορεί να τροφοδοτείται το Tx μέσω ενός ηλιακού κυκλώματος επαναφορτιζόμενης μπαταρίας.

Πώς να φτιάξετε το ηλιακό τροφοδοτικό DC UPS

Η ακόλουθη εικόνα μας λέει σχετικά με το πόσο απλά μπορεί να επιτευχθεί μια αδιάλειπτη τροφοδοσία με ηλιακή ενέργεια 5V χρησιμοποιώντας ένα μικρό ηλιακό πλαίσιο και ένα IC τάσης 7805.

Κύκλωμα φόρτισης μπαταρίας Solar 5V για το παραπάνω ασύρματο κύκλωμα ασφαλείας στο σπίτι

Το παραπάνω κύκλωμα φορτιστή ηλιακής μπαταρίας 5V μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία του συγκροτήματος πομπού απομακρυσμένου ανιχνευτή, ολόκληρο το σύστημα μαζί με το πάνελ και τα κυκλώματα μπορούν να τοποθετηθούν πάνω σε ένα δέντρο ή κάποια ενισχυμένη χαλύβδινη δομή στο έδαφος και να καλυφθούν κατάλληλα.

Αυτό καταλήγει στο άρθρο σχετικά με ένα φτηνό αλλά αποτελεσματικό κύκλωμα ασφάλειας στο σπίτι που επιτρέπει στον χρήστη να εντοπίσει μια εισβολή εκ των προτέρων, η οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί πολύ μακριά από τις λωρίδες ή τα περάσματα που οδηγούν τελικά στο σπίτι του χρήστη.

Το άρθρο περιγράφει μόνο μία τέτοια ενότητα, αν και πολλές τέτοιες αυτόνομες απομακρυσμένες μονάδες υπερύθρων μπορούν να κατασκευαστούν και να εγκατασταθούν σε λωρίδες ζιγκ-ζαγκ, επιτρέποντας πολλαπλή παρακολούθηση και ανίχνευση για τον στόχο.

Σχόλια από τον κ. Dave

Ουάου Swag, είμαι τόσο εντυπωσιασμένος. Έχω μερικές απλές ερωτήσεις:

1. Τι είδους εύρος θα μπορούσε να αναμένεται με τα απλά κουμπιά στυλ tx και rx
ζεύγος ενότητας που φαίνεται στην εικόνα; (Ίσως 100m μέγιστο;)

2. Τι θα / θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε εάν η απαίτηση ήταν 1000 μέτρα; (Βλέπω παιδιά να πετούν FPV
αεροσκάφη ή αεροπλάνα άνω των 5000 μέτρων online)

3. Πόσο ακριβό μπορεί να είναι ένα ζεύγος μονάδων tx / rx ικανό 1000m; Μπορείτε να προτείνετε ένα
μοντέλο ή τοποθεσία για αγορά;

4. Αρκετά σημεία στο σχηματικό σας έχετε ετικέτες όπως '4V9', νομίζω ότι αυτό πρέπει
μέση τιμή 4,9V όταν χρησιμοποιείτε μπαταρία 5.0V. Διαβάζω το σχηματικό δικαίωμα;

Ευχαριστώ πολύ. Τώρα πρέπει να παραγγείλω τα ανταλλακτικά και να χτίσω.

Ευχαριστώ Dave =)

Εδώ είναι οι απαντήσεις:

1) Ναι, η εμβέλεια είναι περίπου 100 μέτρα για τις καθορισμένες μονάδες Tx, Rx

2) Υπάρχουν μερικές διαθέσιμες επιλογές μεγάλης εμβέλειας στο διαδίκτυο, υπάρχει μία που χρησιμοποιεί το IC PT2262 και έχει αντιστοιχιστεί για να παρέχει μια καλή εμβέλεια 2 χιλιομέτρων, το φύλλο δεδομένων της συσκευής μπορεί να μελετηθεί στον ακόλουθο σύνδεσμο:

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

Ωστόσο, το στάδιο του ρελέ δεν περιλαμβάνεται στη μονάδα που μπορεί να έχετε
για να συνδεθείτε για τις απαιτούμενες ενέργειες. Μπορεί απλά να γίνει από
ενσωμάτωση ενός σταδίου οδήγησης ρελέ με τον πείρο «OUT» της μονάδας Rx.

3) Το αναφερόμενο κόστος φαίνεται να είναι περίπου 18 $ .....

4) ναι διαβάζετε το σχηματικό απολύτως σωστά :)

Παρεμπιπτόντως, εάν προτιμάτε να χρησιμοποιήσετε ένα κύκλωμα PIR, μπορείτε να μεταβείτε στο
μετά το σχεδιασμό.

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

Τις καλύτερες ευχές
Κλοπιμαία

Σε περίπτωση που προτιμάται ένα PIR αντί του συζητημένου σχεδιασμού IR 567 συντονισμένου IR, το ίδιο μπορεί να επιτευχθεί ενσωματώνοντας το σύστημα PIR με τις μονάδες RF όπως φαίνεται στο ακόλουθο διάγραμμα:

Το παραπάνω ασύρματο οικιακό κύκλωμα ασφαλείας είναι αυτονόητο, τα σχετικά εξαρτήματα πρέπει απλά να συνδεθούν σύμφωνα με τις οδηγίες που αναφέρονται στο παραπάνω διάγραμμα.

Εάν έχετε αμφιβολίες ή σύγχυση, μη διστάσετε να σχολιάσετε παρακάτω: