Trådløs sikkerhetskrets for hjemmet - drevet av solenergi

Artikkelen diskuterer en fjernstyrt trådløs sikkerhetskrets for hjemmet som gjør det mulig å oppdage en mulig inntrenging på forhånd, avhengig av hvordan og hvor fjernsensorene er plassert over de valgte strategiske stedene og ønsket avstand fra huset. Ideen ble bedt om av Mr. Dave Monette.

Forespørselen er i form av en e-postdiskusjon mellom Mr. Dave og meg, som presentert nedenfor:

Tekniske spesifikasjoner

Min sønn og jeg tenkte på et veldig nyttig prosjekt å jobbe med. Jeg er maskiningeniør, men har dablet i elektriske kretser i en stund nå.

Det trådløse hjemmets sikkerhetskretsprosjekt kan ha mange applikasjoner, men for oss ville det være for hjortejakt. Ofte ser hjortene ut til å snike oss uten forvarsel, men de bruker nesten alltid en av flere slitte stier. Målet ville være å få en advarsel på forhånd før de ankommer.

Jeg tenkte å montere en slags PIR-krets (må være selvdrevet fordi ingen linjekraft i skogen) til et tre langs hver av de 4 eller 5 hovedstiene hjorten vil reise. Når PIR er utløst av hjorten, må den sende et slags signal til blinde vi sitter i.

Jeg tenkte på en boks med fem lysdioder merket 'bane 1', 'bane 2' osv. Signalet måtte ha veldig liten forsinkelse. Ideelt sett vil signalet kunne overføres opptil 200 meter, men hvis rekkevidden var mindre, ville det fortsatt være nyttig.

Når lyset på tavlen / esken lyser, ville det være fint om det ville bli ledsaget av en lav hørbar tone (ikke veldig høyt, slik at den ikke skremte hjorten), lyset skulle forbli på (leseforsinkelse) i 15-60 sek etter i svinger på (slik at vi ikke savner lyset hvis et hjort raskt snubler PIR mens du beveger deg raskt nedover stien.

Hva tror du? Vi har diskutert dette prosjektet i nesten et år nå, men jeg har ikke kontaktet noen eksperter, og det er langt utenfor min elektriske / elektroniske evne.

Dave Monette (og 15 år gammel sønn Collin)

P.s. Jeg elsker www.elprocus.com-siden din. Jeg har lært så mye av å lese den og studere kretsene. Kretsdesign interesserer meg virkelig.

Analyserer kretsforespørselen

Takk Kjære Dave, jeg setter stor pris på tankene dine!

Oppskriften din er så god at jeg skulle ønske jeg kunne bruke den som en ny artikkel for nettstedet mitt

Uvitende har du imidlertid sagt noe som er ekstremt følsomt og vondt for meg, så tilgi meg, jeg vil ikke kunne hjelpe deg med dette prosjektet siden det er knyttet til dyreplageri.

Swag,

Beklager hvis jeg fornærmet deg med hensyn til jakt, men som jeg sa, kan jeg tenke på så mange bruksområder for en sanntidsenhet som dette. Vi bor på et stort stykke skogkledd eiendom med flere stier som fører fra utsiden av eiendommen til huset. Å ha en enhet som denne vil tjene som en tidlig advarsel for personlig beskyttelse.

En ting til, vi bor i Michigan, og vi leder nasjonen (langt på vei) i trafikkdødsfall som involverer hjort / kjøretøymøter.

Hvis folk ikke jaktet i Michigan, ville det tapt hundrevis av liv hvert år på grunn av overbefolkningen av hjort alene.

Selv med alle menneskene som jakter i Michigan (i fjor ble det tatt over 500 000 hjort i jaktsesongen), er hjortebestanden økende. Hjort reproduserer raskere enn tilgjengelige matkilder i Michigan.

Bare i fjor ble over 25.000 hjort funnet døde av sult eller underernæring.

Forhåpentligvis kan du se det i hjertet ditt for å hjelpe oss med dette prosjektet.

Jeg fortalte meg sønn hvilken veiviser du er, og vi studerte til og med noen av kretsene dine sammen. Som jeg sa tidligere, er det mange bruksområder for en slik enhet utenfor jakt.

Håper å høre fra deg snart Swag. Takk for at du skrev meg tilbake, Dave M.

Svare:

Jeg forstår Dave, men uansett er det en smertefull død for det stakkars dyret. I stedet for å kontrollere ved å drepe, ville det ikke være bedre å bruke en prevensjonsstrategi for å minimere befolkningen?

Uansett, jeg skal prøve å finne ut av det og forestille meg at det er for et annet applikasjonsbehov ... som du sa, designet kan også brukes som en advarsel.

Jeg designer det og gir deg beskjed snart. Jeg setter stor pris på Collins og dine synspunkter angående nettstedet mitt, tusen takk!

Takk Swag. Jeg snakket med en fyr på jobben min (Chrysler) og forklarte ham konseptet. Umiddelbart sa han 'det ville være perfekt for sikkerhet i hjemmet'.

Han bor på 40 dekar og vil vite at biler eller lastebiler passerer noen av hans 5 broer / innkjørsler til eiendommen hans. Den lengste broen fra hjemmet hans er ca. 1300 fot.

For tiden har han stykameraer satt opp ved hver innkjørsel, men det gjør ingenting for å fortelle ham om tilstedeværelsen av en lastebil på eiendommen hans i sanntid.

Han sa at bakken mellom huset hans og den lengste oppkjørselen for det meste er flat og moderat skogkledd.

Han sier at du ikke kan se den lengste broen fra huset hans se gjennom trærne.

Min sønn og jeg er begge veldig glade for å samarbeide med deg om dette prosjektet.

Dave

Designet

Den foreslåtte fjernstyrte trådløse solkretsen for hjemmet kan forstås ved hjelp av følgende forklaring:

I en av mine tidligere artikler forklarte jeg om en enkel, men idiotsikker nærhetssensor eller bevegelsesdetektor som brukte infrarøde signaler for å oppdage og reflektere en inntrengeres tilstedeværelse i sonen, og utløse en alarm.

Designet kan læres utførlig i følgende artikkel:

Enkel nærhetsdetektor krets

Det samme konseptet har blitt brukt i det nåværende hjemmets sikkerhetssystem på grunn av dets enkelhet, bedre nøyaktighet og kostnadseffektivitet sammenlignet med en PIR-motpart.

I dette designet i stedet for PIR-sensorer, brukes vanlige infrarøde fotodioder, som det fremgår av diagrammet nedenfor:

Skjematisk

Hvordan diodene fungerer

I utformingen danner D1 og D2 henholdsvis IR-senderen og mottakerinnretningene og er plassert noe parallelt med hverandre eller med en viss vinkel, og peker mot sonen som må overvåkes.

D1 får produsere et kontinuerlig oscillerende IR-signal som er fokusert mot den begrensede sonen, og hvis en inntrenger prøver å passere over denne sonen, forventes det at det overførte signalet treffer inntrengeren og reflekteres mot D2, som øyeblikkelig fanges opp av D2 for videre forbehandling .

Hvorfor LM567 brukes

Her er IC LM567 konfigurert som et innstilt IR-sender / mottakerstrinn som blir ansvarlig for å generere IR-signal via D1 ved en gitt frekvens, bestemt av R3 / C2, gjennom pin # 5.

Ovennevnte tilstand gjør det også mulig for ICen å bli utelukkende lydhør overfor denne frekvensen over sin tapp nr. 3 og avvise ethvert mulig avvikssignal med en annen frekvens.

Når det reflekterte IR-signalet blir oppdaget av D2, blir frekvensen umiddelbart gjenkjent av pinne nr. 3 på IC og behandlet internt slik at pinne nr. 8 på IC blir lavt som respons på deteksjonen.

Imidlertid opprettholdes den ovennevnte situasjonen bare så lenge IR-strålene fortsetter å reflektere fra inntrengerlegemet og blir hemmet i det øyeblikket inntrengeren kommer bort.

For å introdusere en forsinkelse av den ovennevnte prosessen uavhengig av deteksjonstiden, kan et IC 555 monostabilt trinn sees integrert med pinne nr. 8 i IC LM567.

Rollen til IC 555

Så snart et lavpunkt sendes ved pinne nr. 8 i IC LM567, blir IC 555 umiddelbart utløst og får pin nr. 3 til å gå høyt og forbli låst i en forutbestemt periode, som bestemt av verdiene på R9 / C5.

Pinne nr. 3 på IC555 kan sees forbundet med et relé som forventes å veksle i denne situasjonen og forbli aktivert i den beregnede forsinkelsesperioden.

For sikkerhetssystem som ikke krever en fjernstyrt operasjon, kan en sirene eller alarm kobles over de viste relékontaktene for det endelige resultatet.

Bruke en fjernkontrollmodul

Imidlertid, siden det i vår applikasjon er ment en fjernstyrt sikkerhetskrets for hjemmet, bruker vi reléaktivering for å veksle et RF-sendertrinn som forklart nedenfor:

I dag er readymade RF-sender, mottakermoduler ganske ofte tilgjengelige i markedet og kan anskaffes for den omtalte applikasjonen.

Modulene er tilgjengelige i form av åpne monterte PCB-kort, jeg har allerede forklart et relatert innlegg på dette nettstedet, du kan få et glimt av det i følgende innlegg:

Enkel RF-bilsikkerhetskrets

PCB-ene må kobles på riktig måte som forklart i artikkelen for å implementere formålet.

Man kan velge å bygge de ovennevnte kretsene og feste en av senderbryterne med relékontaktene knyttet til IR-kretsens ovenfor IC 555-trinn.

Eller hvis monteringen ser tøff ut, kan du bare kjøpe et sett med pent montert ferdigprodusert enhet som vist nedenfor:

Hvordan Tx og Rx modulene fungerer

Som det kan sees i bildet ovenfor, vil de ferdige Tx, Rx-modulene være tilgjengelige i de ovennevnte figurene.

Den høyre siden er Tx eller senderhåndsettet, som vi trenger for å åpne og integrere de to loddepunktene på mikrobryteren, under den røde knappen med relékontaktene til vårt IC 555-trinn.

Modulen kan muligens drives av en 3V knappecelle som må fjernes og +/- terminalene kobles riktig til en 3V regulert DC-kilde.

Venstre sidemodul med det blå reléet er Rx eller mottakermodulen som skal motta de sendte signalene fra Tx-modulen og veksle det blå reléet deretter.

Denne enheten skal installeres på basestasjonen eller hjemmet som må informeres om en mulig inntrenging, mens Tx-kretsen sammen med IR-detektoren sammen må kobles opp over et tre eller nær det begrensede stedet og på riktig måte fokusert over sonen.

Hvordan koble til fjernkontrollmodulene

Ledningsdetaljene til Rx-enheten kan læres som gitt i følgende bilde:

Relékontaktene til Rx-enheten som angitt i bildet ovenfor kan være passende koblet til en hørbart alarmsystem eller en hvilken som helst annen ønsket form for opptakbart alarmsystem.

I den ovennevnte diskusjonen forsto vi detaljene angående bygging og installering av det foreslåtte fjernstyrte hjemmets sikkerhetskretssystem, nå er det på tide å identifisere hvordan Tx kan drives av en soloppladbar batterikrets.

Hvordan lage en solenergidrevet UPS

Følgende bilde forteller oss om hvor enkelt en 5V uavbruddsfri forsyning med solenergi kan oppnås ved hjelp av et lite solcellepanel og en 7805 spennings-IC.

Solar 5V batteriladerkrets for ovennevnte trådløse sikkerhetskrets

Ovennevnte 5V solbatteriladerkrets kan brukes til å drive fjernkontrollsenderenheten, hele systemet sammen med panelet og kretsene kan være plassert over et tre eller en slags forsterket stålkonstruksjon på bakken, og kamuflert riktig.

Dette avslutter artikkelen om en billig, men effektiv hjemmesikkerhetskrets som gjør det mulig for brukeren å oppdage et inntrenging på forhånd, som kan finne sted langt borte over banene eller gangene som til slutt fører til brukerens hus.

Artikkelen beskriver bare én slik modul, selv om mange slike selvstendige eksterne IR-moduler kan bygges og installeres på tvers av sikk-sakk-baner, noe som muliggjør flere sporing og gjenkjenning for målet.

Tilbakemelding fra Mr. Dave

Wow Swag, jeg er så imponert. Jeg har noen enkle spørsmål:

1. Hvilken type rekkevidde kan forventes med den enkle trykknappen stil tx og rx
modulpar vist på bildet? (Kanskje 100 meter maks ??)

2. Hva ville / kunne du bruke hvis kravet var å si 1000m? (Jeg ser gutta som flyr FPV
droner eller fly over 5000 meter online)

3. Hvor dyrt kan et tx / rx modulpar med en kapasitet på 1000 meter være? Kan du foreslå en
modell eller sted å kjøpe?

4. Flere flekker på skjematikken din har etiketter som '4V9', jeg tror dette må
gjennomsnitt 4,9V når du bruker et 5,0V batteri. Leser jeg skjematisk ikke sant ??

Takk så mye. Nå må jeg bestille delene og få bygninger.

Takk Dave =)

Her er svarene:

1) Ja rekkevidden er rundt 100 meter for de angitte Tx, Rx-modulene

2) Det er noen få alternativer for lang rekkevidde tilgjengelig online, det er en som bruker IC PT2262 og er tildelt til å gi en god rekkevidde på 2 km. Dataarket til enheten kan studeres i følgende lenke:

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

Stafettrinnet er imidlertid ikke inkludert i modulen du måtte ha
å assosiere for de nødvendige handlingene. Det kan rett og slett gjøres av
integrering av et relédrivertrinn med 'OUT' -tappen på Rx-modulen.

3) De angitte kostnadene ser ut til å være rundt $ 18 ...

4) ja du leser skjematisk helt riktig :)

Forresten, hvis du foretrekker å bruke en PIR-krets, kan du bytte til
følgende design.

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

Med vennlig hilsen
Swag

I tilfelle en PIR foretrekkes i stedet for den diskuterte IC 567-avstemte IR-utformingen, kan det samme oppnås ved å integrere PIR-systemet med RF-modulene som vist i følgende diagram:

Ovennevnte trådløse sikkerhetskrets for hjemmet er selvforklarende, de aktuelle komponentene må bare kobles til i henhold til de gitte instruksjonene i diagrammet ovenfor.

Hvis du er i tvil eller forvirring, er du velkommen til å kommentere nedenfor: