Схема беспроводной домашней безопасности - солнечная энергия

В статье обсуждается дистанционно управляемая беспроводная схема домашней безопасности, с помощью которой можно заранее обнаружить возможный путь вторжения в зависимости от того, как и где удаленные датчики расположены в выбранных стратегических местах и ​​на желаемом расстоянии от дома. Идея была предложена мистером Дэйвом Монеттом.

Запрос представлен в форме обсуждения по электронной почте между г-ном Дейвом и мной, как показано ниже:

Технические характеристики

Мы с сыном придумали очень полезный проект для работы. Я инженер-механик, но уже некоторое время занимаюсь электрическими схемами.

Проект беспроводной домашней системы безопасности может иметь множество применений, но для нас это будет сезон охоты на оленей. Часто кажется, что олени подкрадываются к нам без предупреждения, но почти всегда они используют одну из нескольких проторенных тропинок. Цель состоит в том, чтобы получить предварительное предупреждение до их прибытия.

Я думал смонтировать какую-то схему PIR (должна быть автономная, потому что в лесу нет линии питания) к дереву вдоль каждого из 4 или 5 основных путей, по которым будет идти олень. Как только PIR отключается оленем, он должен послать какой-то сигнал слепому, в котором мы сидим.

Я думал о коробке с пятью светодиодами, обозначенными «путь 1», «путь 2» и т. Д. Сигнал должен иметь очень небольшую задержку. В идеале сигнал мог бы передаваться на расстояние до 200 ярдов, хотя, если бы дальность была меньше, он все равно был бы полезен.

Когда загорается лампочка на доске / коробке, было бы хорошо, если бы это сопровождалось низким звуковым сигналом (не очень громким, чтобы не пугать оленей), а также свет должен оставаться включенным (задержка чтения) для 15-60 секунд после включения (чтобы мы не пропустили свет, если олень быстро споткнет PIR, быстро двигаясь по тропе.

Что вы думаете? Мы обсуждали этот проект уже почти год, но я не связывался с экспертами, и это выходит далеко за рамки моих электрических / электронных возможностей.

Дэйв Монетт (и 15-летний сын Коллин)

P.s. Мне нравится ваш сайт www.elprocus.com. Я многому научился, читая его и изучая схемы. Схемотехника меня очень интересует.

Анализ запроса схемы

Спасибо, дорогой Дейв, я очень ценю твои мысли!

Ваша статья настолько хороша, что я хотел бы использовать ее как новую статью для своего сайта

Как бы то ни было, по незнанию вы сказали что-то очень чувствительное и причиняющее мне боль, так что извините, я не смогу помочь вам с этим проектом, поскольку он связан с жестоким обращением с животными.

Раскачиваться,

Извините, если я обидел вас по поводу охоты, но, как я уже сказал, я могу придумать так много вариантов использования такого устройства реального времени, как это. Мы живем на большом участке, покрытом лесом, и несколько тропинок ведут к дому. Наличие такого устройства послужило бы ранним предупреждением для личной защиты.

И еще кое-что, Swag, мы живем в Мичигане и возглавляем нацию (на самом деле) в дорожно-транспортных происшествиях с участием оленей и транспортных средств.

Если бы люди не охотились в Мичигане, только из-за перенаселенности оленей каждый год погибало бы 100 человек.

Даже со всеми людьми, которые охотятся в Мичигане (в прошлом году за сезон охоты было поймано более 500 тысяч оленей), популяция оленей растет. Олени размножаются быстрее, чем доступные источники пищи в Мичигане.

Только в прошлом году более 25 000 оленей были найдены мертвыми от голода или недоедания.

Надеюсь, вы можете увидеть это в своем сердце, чтобы помочь нам в этом проекте.

Я сказал мне, сынок, какой ты волшебник, и мы даже вместе изучили некоторые из твоих схем. Как я уже говорил ранее, у такого устройства есть много применений вне охоты.

Надеюсь вскоре услышать от вас Swag. Спасибо за ответ, Дэйв М.

Отвечать:

Я понимаю Дэйва, но в любом случае это мучительная смерть для бедного животного. Вместо контроля путем убийства, не лучше ли использовать стратегию контроля рождаемости, чтобы минимизировать их популяцию?

В любом случае, я попытаюсь понять это и представить, что это будет для каких-то других приложений ... как вы сказали, дизайн также можно использовать в качестве предупреждающего устройства.

Я спроектирую его и скоро дам вам знать. Я искренне признателен Коллину и вашему мнению о моем сайте, большое спасибо!

Спасибо, Swag. Я поговорил с парнем на моей работе (Крайслер) и объяснил ему концепцию. Он сразу же сказал, что «это было бы идеально для домашней безопасности».

Он живет на 40 акрах и хотел бы знать, что автомобили или грузовики проезжают через любой из его 5 мостов / проездов на его территорию. Самый дальний мост от его дома находится примерно в 0,25 мили (примерно 1300 футов).

В настоящее время у него установлены камеры слежения на каждой подъездной дорожке, но это ничего не говорит ему о наличии грузовика на его территории в режиме реального времени.

Он сказал, что земля между его домом и самым дальним подъездом в основном плоская и умеренно лесистая.

Он говорит, что вы не можете видеть самый дальний мост от его дома, глядя сквозь деревья.

Мы с сыном очень рады работать с вами над этим проектом.

Дэйв

Дизайн

Предлагаемую дистанционно управляемую беспроводную схему домашней безопасности на солнечных батареях можно понять с помощью следующего пояснения:

В одной из своих более ранних статей я рассказал о простом, но надежном датчике приближения или датчике движения, который использовал инфракрасные сигналы для обнаружения и отражения присутствия злоумышленника в зоне и срабатывания сигнализации.

Всесторонне изучить дизайн можно в следующей статье:

Схема простого датчика приближения

Та же концепция была использована в существующей системе домашней безопасности из-за ее простоты, большей точности и экономической эффективности по сравнению с аналогом PIR.

В этой конструкции вместо датчиков PIR используются обычные инфракрасные фотодиоды, как показано на схеме ниже:

Схема

Как работают диоды

В конструкции D1 и D2 образуют устройства ИК-передатчика и приемника соответственно и расположены несколько параллельно друг другу или под определенным углом и направлены в сторону зоны, которую необходимо контролировать.

D1 разрешено производить непрерывный колеблющийся ИК-сигнал, сфокусированный в сторону ограниченной зоны, и если злоумышленник пытается пройти через эту зону, передаваемый сигнал, как ожидается, поразит нарушителя и отразится в направлении D2, который мгновенно захватывается D2 для дальнейшей обработки. .

Почему используется LM567

Здесь IC LM567 сконфигурирован как настроенный каскад ИК-передатчика / приемника, который отвечает за генерацию ИК-сигнала через D1 на заданной частоте, определяемой R3 / C2, через вывод №5.

Вышеупомянутое условие также позволяет ИС реагировать исключительно на эту частоту на своем выводе №3 и отклонять любой возможный паразитный сигнал другой частоты.

Когда отраженный ИК-сигнал обнаруживается D2, частота немедленно распознается контактом №3 ИС и обрабатывается внутренне, так что контакт №8 ИС становится низким в ответ на обнаружение.

Однако вышеупомянутая ситуация сохраняется только до тех пор, пока ИК-лучи продолжают отражаться от тела злоумышленника, и подавляются в момент, когда злоумышленник скрывается.

Чтобы внести задержку в вышеупомянутый процесс независимо от времени обнаружения, можно увидеть, что моностабильный каскад IC 555 интегрирован с выводом № 8 микросхемы LM567.

Роль IC 555

Как только на вывод № 8 микросхемы LM567 поступает низкий уровень, мгновенно срабатывает микросхема IC 555, в результате чего на выводе № 3 устанавливается высокий уровень и он остается зафиксированным в течение некоторого заранее заданного периода, определяемого значениями R9 / C5.

Контакт № 3 IC555 может быть подключен к реле, которое, как ожидается, переключится в этой ситуации и останется активным в течение расчетного периода задержки.

Для системы безопасности, которая не требует дистанционного управления, сирена или сигнализация могут быть подключены к показанным контактам реле для окончательного результата.

Использование модуля дистанционного управления

Однако, поскольку в нашем приложении предназначена дистанционно управляемая схема домашней безопасности, мы используем активацию реле для переключения каскада РЧ-передатчика, как описано ниже:

Сегодня готовые радиочастотные передатчики и приемные модули довольно широко доступны на рынке и могут быть приобретены для обсуждаемого применения.

Модули доступны в виде открытых сборных печатных плат, я уже объяснял соответствующий пост на этом веб-сайте, вы можете увидеть его в следующем посте:

Простая схема безопасности автомобиля RF

Печатные платы должны быть правильно подключены, как описано в статье, для реализации этой цели.

Можно построить вышеуказанные схемы и присоединить один из переключателей передатчика к контактам реле, связанным с этапом IC 555 вышеупомянутой ИК-схемы.

Или, если сборка кажется сложной, можно просто купить набор аккуратно собранных готовых блоков, как показано ниже:

Как работают модули Tx и Rx

Как видно на изображении выше, готовые модули Tx, Rx будут доступны в указанных выше формах.

Правая сторона - это передатчик или трубка передатчика, которую нам нужно открыть и объединить две точки пайки микропереключателя под красной кнопкой с контактами реле нашего каскада IC 555.

Модуль может быть запитан от кнопочного элемента на 3 В, который необходимо удалить, а клеммы +/- соответствующим образом соединить с регулируемым источником постоянного тока 3 В.

Левый модуль с синим реле - это Rx или модуль приемника, который должен принимать передаваемые сигналы от модуля Tx и соответственно переключать синее реле.

Это устройство предполагается установить на базовой станции или в доме, который необходимо проинформировать о возможном вторжении, в то время как цепь Tx вместе с ИК-детектором вместе должны быть подключены над деревом или рядом с ограниченным местом и соответствующим образом сосредоточены по всей зоне.

Как подключить модули дистанционного управления

Детали проводки блока Rx можно узнать, как показано на следующем изображении:

Релейные контакты блока Rx, как показано на изображении выше, могут быть соответствующим образом соединены с звуковая сигнализация или любой другой желаемый вид записываемой системы сигнализации.

В приведенном выше обсуждении мы разобрались с деталями, касающимися строительства и установки предлагаемой системы домашней безопасности с дистанционным управлением, теперь пришло время определить, как Tx может получать питание от солнечной аккумуляторной батареи.

Как построить ИБП постоянного тока на солнечной энергии

Следующее изображение показывает нам, как просто получить источник бесперебойного питания 5 В на солнечной энергии, используя небольшую солнечную панель и микросхему с напряжением 7805.

Схема зарядного устройства на солнечной батарее 5 В для указанной выше беспроводной схемы домашней безопасности

Вышеупомянутая схема зарядного устройства солнечной батареи 5 В может использоваться для питания узла передатчика удаленного детектора, вся система вместе с панелью и схемами может быть расположена над деревом или какой-либо армированной стальной конструкцией на земле и соответствующим образом замаскирована.

На этом завершается статья о дешевой, но эффективной схеме домашней безопасности, которая позволяет пользователю заранее обнаружить вторжение, которое может произойти далеко через переулки или переходы, ведущие к дому пользователя.

В статье описывается только один такой модуль, хотя многие такие автономные удаленные ИК-модули могут быть построены и установлены на зигзагообразных полосах движения, что позволяет многократно отслеживать и обнаруживать цель.

Отзыв мистера Дэйва

Вау, Swag, я так впечатлен. У меня есть несколько простых вопросов:

1. Какой диапазон можно ожидать с помощью простого стиля кнопок tx и rx
пара модулей показана на картинке? (Может быть, максимум 100м ??)

2. Что бы вы использовали, если бы требовалось 1000 м? (Я вижу парней, летающих на FPV
дроны или самолеты более 5000 м онлайн)

3. Насколько дорогой может быть пара модулей tx / rx, способная работать на расстоянии 1000 м? Вы можете предложить
модель или место для покупки?

4. Несколько мест на вашей схеме имеют ярлыки типа «4V9», я думаю, это должно быть
означает 4,9 В при использовании батареи 5,0 В. Я правильно читаю схему?

Спасибо большое. Теперь мне нужно заказать детали и приступить к сборке.

Спасибо Дэйв =)

Вот ответы:

1) Да, диапазон составляет около 100 метров для указанных модулей Tx, Rx

2) В Интернете доступно несколько вариантов дальнего действия, есть один, который использует IC PT2262 и предназначен для обеспечения хорошего диапазона 2 км, техническое описание устройства можно изучить по следующей ссылке:

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

Однако релейный каскад не включен в модуль, который может быть у вас
объединить для требуемых действий. Это можно просто сделать
интеграция ступени драйвера реле с выводом «OUT» модуля Rx.

3) Указанная стоимость составляет около 18 долларов .....

4) да, вы абсолютно правильно читаете схему :)

Кстати, если вы предпочитаете использовать схему PIR, вы можете переключиться на
следующий дизайн.

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

С уважением
Раскачиваться

В случае, если предпочтение отдается ИК-датчику вместо обсуждаемой конструкции настроенного ИК-датчика IC 567, то же самое может быть достигнуто путем интеграции системы ИК-излучения с радиочастотными модулями, как показано на следующей схеме:

Вышеупомянутая беспроводная схема домашней безопасности не требует пояснений, соответствующие компоненты просто необходимо подключить в соответствии с данными инструкциями на приведенной выше схеме.

Если у вас есть сомнения или затруднения, пожалуйста, оставьте комментарий ниже: