Trådløs hjemmebeskyttelseskreds - soldrevet

Artiklen diskuterer et fjernstyret trådløst hjem-sikkerhedskredsløb ved hjælp af hvilket muliggør påvisning af en mulig indtrængen måde på forhånd afhængigt af hvordan og hvor fjernsensorerne er placeret over de valgte strategiske placeringer og den ønskede afstand fra huset. Ideen blev anmodet af Mr. Dave Monette.

Anmodningen er i form af en e-mail-diskussion mellem Mr. Dave og mig, som præsenteret nedenfor:

Tekniske specifikationer

Min søn og jeg tænkte på et meget nyttigt projekt at arbejde på. Jeg er maskiningeniør, men har døbt i elektriske kredsløb i nogen tid nu.

Det trådløse hjem-sikkerhedskredsløbsprojekt kunne have mange applikationer, men for os ville det være for hjortejagt. Ofte ser hjorten ud til at snige os uden advarsel, men de bruger næsten altid en af ​​flere slidte stier. Målet ville være at få en advarsel, inden de ankommer.

Jeg tænkte at montere en slags PIR-kredsløb (skal være selvdrevet, fordi der ikke er nogen linjekraft i skoven) til et træ langs hver af de 4 eller 5 hovedstier, som hjorten vil rejse. Når PIR er udløst af hjorten, skal den sende et slags signal til de blinde, vi sidder i.

Jeg tænkte på en kasse med fem lysdioder mærket 'sti 1', 'sti 2' osv. Signalet skulle have meget lidt forsinkelse. Ideelt set ville signalet kunne transmitteres op til 200 yards, men hvis rækkevidden var mindre, ville det stadig være nyttigt.

Når lyset på tavlen / kassen lyser, ville det være rart, hvis det ledsages af en lav hørbar tone (ikke meget højt, så det ikke skræmmer hjorten), lyset skal forblive tændt (læseforsinkelse) i 15-60 sek efter tændt (så vi ikke går glip af lyset, hvis et rådyr hurtigt snubler PIR, mens det bevæger sig hurtigt ned ad stien.

Hvad synes du? Vi har diskuteret dette projekt i næsten et år nu, men jeg har ikke nået ud til nogen eksperter, og det ligger langt uden for min elektriske / elektroniske evne.

Dave Monette (og 15 år gammel søn Collin)

P.s. Jeg elsker dit www.elprocus.com-sted. Jeg har lært så meget af at læse det og studere kredsløbene. Kredsløbsdesign interesserer mig virkelig.

Analyse af kredsløbsanmodningen

Tak Kære Dave, jeg sætter stor pris på dine tanker!

Din opskrivning er så god, jeg ville ønske, jeg kunne bruge den som en ny artikel til mit websted

Uanset hvad du har sagt, har du dog sagt noget, der er ekstremt følsomt og ondt for mig, så undskyld mig, jeg vil ikke være i stand til at hjælpe dig med dette projekt, da det er forbundet med dyremishandling.

Swag,

Undskyld, hvis jeg fornærmede dig med hensyn til jagt, men som jeg sagde, kan jeg tænke på så mange anvendelser til en realtidsenhed som denne. Vi bor på et stort stykke skovklædt ejendom med flere stier, der fører fra ydersiden af ​​ejendommen til huset. At have en sådan enhed vil tjene som en tidlig advarsel til personlig beskyttelse.

En ting mere Swag, vi bor i Michigan, og vi fører nationen (langtfra) i trafikdødsfald, der involverer hjorte / køretøjsmøder.

Hvis folk ikke jagtede i Michigan, ville der være hundrede liv tabt hvert år på grund af overbefolkning af hjorte alene.

Selv med alle de mennesker, der jager i Michigan (sidste år blev der taget over 500.000 hjorte i jagtsæsonen), er hjortepopulationen stigende. Rådyr reproducerer hurtigere end tilgængelige fødekilder i Michigan.

Alene sidste år blev over 25.000 hjorte fundet døde af sult eller underernæring.

Forhåbentlig kan du se det i dit hjerte at hjælpe os med dette projekt.

Jeg fortalte mig søn, hvilken troldmand du er, og vi studerede endda nogle af dine kredsløb sammen. Som jeg sagde tidligere, er der mange anvendelser af en sådan enhed uden for jagt.

Håber snart at høre fra dig Swag. Tak fordi du skrev mig tilbage, Dave M.

Svar:

Jeg forstår Dave, det er stadig begge veje en smertefuld død for det stakkels dyr. I stedet for at kontrollere ved at dræbe, ville det ikke være bedre at anvende en præventionstrategi for at minimere deres befolkning?

Under alle omstændigheder vil jeg prøve at finde ud af det og forestille mig, at det er til et andet applikationsbehov ... som du sagde, kunne designet også bruges som en advarsel.

Jeg designer det og fortæller dig snart. Jeg sætter stor pris på Collins og dine synspunkter vedrørende mit websted, så meget tak!

Tak Swag. Jeg talte med en fyr på mit arbejde (Chrysler) og forklarede konceptet for ham. Umiddelbart sagde han 'det ville være perfekt til sikkerhed i hjemmet'.

Han bor på 40 hektar og ville vide, at biler eller lastbiler passerer nogen af ​​hans 5 broer / indkørsler på hans ejendom. Den længste bro fra hans hjem er ca. 0,25 mi.

I øjeblikket har han oprettet trailekameraer ved hver indkørsel, men det fortæller ham ikke om tilstedeværelsen af ​​en lastbil på hans ejendom i realtid.

Han sagde, at jorden mellem sit hus og den længste indkørsel er for det meste flad og moderat skovklædt.

Han siger, at du ikke kan se den fjerneste bro fra hans hus kigge gennem træerne.

Min søn og jeg er begge meget glade for at arbejde sammen med dig om dette projekt.

Dave

Designet

Det foreslåede fjernstyrede solcelleanlæg til hjemmet kan forstås ved hjælp af følgende forklaring:

I en af ​​mine tidligere artikler forklarede jeg om en simpel, men idiotsikker nærhedsføler eller bevægelsesdetektor, der brugte infrarøde signaler til at få øje på og reflektere en ubuden gæstes tilstedeværelse inden for zonen og udløse en alarm.

Designet kan læres udførligt i den følgende artikel:

Simpelt nærhedsdetektor kredsløb

Det samme koncept er blevet brugt i det nuværende hjemmesikkerhedssystem på grund af dets enkelhed, bedre nøjagtighed og omkostningseffektivitet sammenlignet med en PIR-modstykke.

I dette design i stedet for PIR-sensorer anvendes almindelige infrarøde fotodioder, som det fremgår af nedenstående diagram:

Skematisk

Sådan fungerer dioderne

I designet danner D1 og D2 henholdsvis IR-senderen og modtagerenhederne og er placeret noget parallelt med hinanden eller med en bestemt vinkel og peger mod den zone, der skal overvåges.

D1 får lov til at producere et kontinuerligt oscillerende IR-signal, der er fokuseret mod den begrænsede zone, og hvis en ubuden gæst forsøgte at passere over denne zone, forventes det transmitterede signal at ramme indtrængeren og blive reflekteret mod D2, som øjeblikkeligt fanges af D2 til yderligere forbehandling .

Hvorfor LM567 bruges

Her er IC LM567 konfigureret som et tunet IR-sender / modtagetrin, der bliver ansvarligt for at generere IR-signal via D1 ved en given frekvens, bestemt af R3 / C2, gennem pin nr. 5.

Ovennævnte tilstand gør det også muligt for IC'et at blive udelukkende lydhør over for denne frekvens over sin pin # 3 og afvise ethvert muligt afvigende signal med en anden frekvens.

Når det reflekterede IR-signal detekteres af D2, genkendes frekvensen straks af pin nr. 3 på IC'en og behandles internt, således at pin # 8 på IC'en bliver lavt som reaktion på detektionen.

Ovenstående situation opretholdes imidlertid kun så længe IR-strålerne fortsætter med at reflektere fra indtrængeren og er hæmmet i det øjeblik indtrængeren kommer væk.

For at indføre en forsinkelse i ovennævnte proces uanset detektionstiden kan et IC 555 monostabilt trin ses integreret med pin nr. 8 i IC LM567.

IC 555's rolle

Så snart en lav er sendt ved pin nr. 8 i IC LM567, udløses IC 555 øjeblikkeligt, hvilket får sin pin nr. 3 til at gå højt og forblive låst i en forudbestemt periode som bestemt af værdierne på R9 / C5.

Stift nr. 3 på IC555 kan ses forbundet med et relæ, der forventes at skifte i denne situation og forblive aktiveret i den beregnede forsinkelsesperiode.

For sikkerhedssystem, der ikke kræver en fjernstyret operation, kan en sirene eller alarm kobles over de viste relækontakter for at få det endelige resultat.

Brug af et fjernbetjeningsmodul

Men da der i vores ansøgning er beregnet til et fjernstyret sikkerhedskredsløb til hjemmet, bruger vi relæaktivering til at skifte et RF-sendertrin som forklaret nedenfor:

I dag er readymade RF-sender, modtagermoduler ret almindelige tilgængelige på markedet og kan købes til den diskuterede applikation.

Modulerne er tilgængelige i form af åbne samlinger af printkort, jeg har allerede forklaret et relateret indlæg på dette websted, du kan få et glimt af det i følgende indlæg:

Simpelt RF-sikkerhedskredsløb

PCB'erne skal forbindes korrekt som forklaret i artiklen for at implementere formålet.

Man kan vælge at opbygge de ovennævnte kredsløb og tilslutte en af ​​transmitterkontakterne med relækontakterne forbundet med ovenstående IR-kredsløb IC 555-trin.

Eller hvis samlingen ser hård ud, kan man simpelthen købe et sæt pænt samlet færdiglavet enhed som vist nedenfor:

Sådan fungerer Tx- og Rx-modulerne

Som det kan ses i ovenstående billede, ville de færdige Tx, Rx-moduler være tilgængelige i ovenstående former.

Den højre side er Tx eller senderhåndsættet, som vi har brug for for at åbne og integrere de to loddepunkter på mikrokontakten under den røde knap med relækontakterne på vores IC 555-scene.

Modulet kan muligvis drives af en 3V knapcelle, som skal fjernes, og +/- terminalerne er passende forbundet med en 3V reguleret DC-kilde.

Venstre sidemodul med det blå relæ er Rx eller modtagermodulet, som formodes at modtage de transmitterede signaler fra Tx-modulet og skifte det blå relæ i overensstemmelse hermed.

Denne enhed skal installeres på basestationen eller hjemmet, som skal informeres om en mulig indtrængen, mens Tx-kredsløbet sammen med IR-detektoren sammen skal tilsluttes over et træ eller det nærmeste begrænsede sted og passende fokuseret over hele zonen.

Sådan tilsluttes fjernbetjeningsmodulerne

Ledningsdetaljerne til Rx-enheden kan læres som angivet i følgende billede:

Relækontakterne på Rx-enheden som angivet i ovenstående billede kan være passende tilsluttet med en hørbart alarmsystem eller en hvilken som helst anden ønsket form for et optagbart alarmsystem.

I ovenstående diskussion forstod vi detaljerne vedrørende opbygning og installation af det foreslåede fjernstyrede sikkerhedssikringssystem til hjemmet, nu er det tid til at identificere, hvordan Tx kan drives af et solopladeligt batterikredsløb.

Sådan opbygges den soldrevne DC UPS

Følgende billede fortæller os om, hvor simpelt en 5V uafbrydelig forsyning, som kan drives af solenergi, kan opnås ved hjælp af et lille solpanel og en 7805 spændings-IC.

Solar 5V batteriopladekredsløb til ovenstående trådløse sikkerhedskredsløb til hjemmet

Ovenstående 5V solbatteriopladekredsløb kan bruges til at drive fjernsensorens forsamlingsenhed, hele systemet sammen med panelet og kredsløbene kan placeres over et træ eller en slags forstærket stålkonstruktion på jorden og camoufleres korrekt.

Dette afslutter artiklen om et billigt, men alligevel effektivt sikkerhedskredsløb i hjemmet, der gør det muligt for brugeren at registrere et indtrængen på forhånd, som kan finde sted langt væk på tværs af baner eller passager, der endelig fører til brugerens hus.

Artiklen beskriver kun et sådant modul, skønt mange sådanne selvstændige eksterne IR-moduler kan bygges og installeres på tværs af zig-zag-baner, hvilket muliggør multiple sporing og detektion for målet.

Feedback fra Mr. Dave

Wow Swag, jeg er så imponeret. Jeg har et par enkle spørgsmål:

1. Hvilken type rækkevidde kan forventes med den simple trykknapstil tx og rx
modulpar vist på billedet? (Måske 100m maks ??)

2. Hvad ville / kunne du bruge, hvis kravet var sige 1000m? (Jeg ser fyre flyve FPV
droner eller fly over 5000m online)

3. Hvor dyrt kan et tx / rx modulpar være i stand til 1000m? Kan du foreslå en
model eller sted at købe?

4. Flere pletter på dit skema har du etiketter som '4V9', jeg tror, ​​det skal
gennemsnit 4,9V, når du bruger et 5,0V batteri. Læser jeg skematisk rigtigt ??

Tusind tak. Nu skal jeg bestille delene og bygge.

Tak Dave =)

Her er svarene:

1) Ja rækkevidden er omkring 100 meter for de specificerede Tx, Rx-moduler

2) Der er et par muligheder for lang rækkevidde tilgængelige online, der er en, der bruger IC PT2262 og er tildelt til at give en god rækkevidde på 2 km, databladet til enheden kan studeres i følgende link:

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

Relæstadiet er dog ikke inkluderet i det modul, du måtte have
at associere til de krævede handlinger. Det kan simpelthen gøres ved
integrering af et relædrivertrin med 'OUT' -stiften på Rx-modulet.

3) De angivne omkostninger ser ud til at være omkring $ 18 .....

4) ja du læser skematisk helt korrekt :)

Forresten, hvis du foretrækker at bruge et PIR-kredsløb, kan du skifte til
følgende design.

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

Med venlig hilsen
Swag

Hvis et PIR foretrækkes i stedet for det diskuterede IC 567 tunede IR-design, kan det samme opnås ved at integrere PIR-systemet med RF-modulerne som vist i følgende diagram:

Ovenstående trådløse sikkerhedskredsløb til hjemmet er selvforklarende, de relevante komponenter skal simpelthen forbindes i henhold til de givne instruktioner i ovenstående diagram.

Hvis du er i tvivl eller forvirring, er du velkommen til at kommentere nedenfor: