Circuito di sicurezza domestica wireless - ad energia solare

L'articolo discute un circuito di sicurezza domestica wireless controllato a distanza che consente di rilevare in anticipo una possibile intrusione a seconda di come e dove sono posizionati i sensori remoti nelle posizioni strategiche selezionate e alla distanza desiderata dalla casa. L'idea è stata richiesta dal signor Dave Monette.

La richiesta è sotto forma di una discussione via e-mail tra il signor Dave e me, come presentato di seguito:

Specifiche tecniche

Io e mio figlio abbiamo pensato a un progetto molto utile su cui lavorare. Sono un ingegnere meccanico, ma ormai da tempo mi dedico ai circuiti elettrici.

Il progetto del circuito di sicurezza domestica wireless potrebbe avere molte applicazioni, ma per noi sarebbe per la stagione della caccia al cervo. Spesso i cervi sembrano avvicinarsi di soppiatto senza preavviso, ma usano quasi sempre uno dei numerosi percorsi usurati. L'obiettivo sarebbe quello di ricevere un preavviso prima del loro arrivo.

Stavo pensando di montare una sorta di circuito PIR (deve essere autoalimentato perché non c'è alimentazione di linea nel bosco) su un albero lungo ciascuno dei 4 o 5 percorsi principali che il cervo percorrerà. Una volta che il PIR è scattato dal cervo, dovrebbe inviare una sorta di segnale al cieco in cui ci sediamo.

Stavo pensando a una scatola con cinque LED etichettati 'percorso 1', 'percorso 2', ecc. Il segnale dovrebbe avere un ritardo minimo. Idealmente il segnale sarebbe in grado di essere trasmesso fino a 200 iarde, anche se se la portata fosse inferiore sarebbe comunque utile.

Quando la luce sulla lavagna / scatola si accende, sarebbe bello se fosse accompagnata da un tono udibile basso (non molto forte in modo da non spaventare il cervo) inoltre, la luce dovrebbe rimanere accesa (ritardo di lettura) per 15-60 sec dopo a turno (quindi non perdiamo la luce se un cervo fa scattare rapidamente il PIR mentre si muove rapidamente lungo il sentiero.

Cosa ne pensi? Discutiamo di questo progetto da quasi un anno, ma non ho contattato alcun esperto ed è ben al di fuori delle mie capacità elettriche / elettroniche.

Dave Monette (e il figlio di 15 anni Collin)

P.s. Amo il tuo sito www.elprocus.com. Ho imparato tantissimo leggendolo e studiando i circuiti. Il design dei circuiti mi interessa davvero.

Analisi della richiesta del circuito

Grazie Caro Dave, apprezzo molto i tuoi pensieri!

Il tuo articolo è così buono, vorrei poterlo usare come nuovo articolo per il mio sito

Per quanto inconsapevolmente hai detto qualcosa che è estremamente sensibile e che mi ferisce, quindi perdonami, non sarò in grado di aiutarti con questo progetto poiché è collegato alla crudeltà sugli animali.

Malloppo, festone,

Scusa se ti ho offeso riguardo alla caccia ma come ho detto posso pensare a tanti usi per un dispositivo in tempo reale come questo. Viviamo in un grande pezzo di proprietà boschiva con diversi sentieri che portano dall'esterno della proprietà alla casa. Avere un dispositivo come questo servirebbe come preallarme per la protezione personale.

Un'altra cosa Swag, viviamo nel Michigan e guidiamo la nazione (di gran lunga in realtà) in incidenti stradali mortali che coinvolgono cervi / veicoli.

Se le persone non cacciassero nel Michigan ci sarebbero centinaia di vite perse ogni anno a causa della sola sovrappopolazione di cervi.

Anche con tutte le persone che cacciano nel Michigan (l'anno scorso ci sono stati oltre 500.000 cervi catturati durante la stagione di caccia) la popolazione di cervi è in aumento. I cervi si riproducono più velocemente delle fonti di cibo disponibili nel Michigan.

Solo lo scorso anno, oltre 25.000 cervi sono stati trovati morti per fame o malnutrizione.

Spero che tu possa vederlo nel tuo cuore per aiutarci in questo progetto.

Mi ho detto figliolo che mago sei e abbiamo anche studiato alcuni dei tuoi circuiti insieme. Come ho affermato in precedenza, ci sono molti usi per un tale dispositivo al di fuori della caccia.

Spero di sentirti presto Swag. Grazie per avermi risposto, Dave M.

Rispondere:

Capisco Dave, comunque in ogni caso è una morte dolorosa per il povero animale. Invece di controllare uccidendo, non sarebbe meglio impiegare una strategia di controllo delle nascite per ridurre al minimo la loro popolazione?

Ad ogni modo, cercherò di capirlo e immagino che sia per qualche altra esigenza dell'applicazione ... come hai detto, il design potrebbe essere utilizzato anche come dispositivo di avvertimento.

Lo progetterò e ti farò sapere presto. Apprezzo davvero le opinioni di Collin e del mio sito, grazie mille!

Grazie Swag. Ho parlato con un ragazzo al mio lavoro (Chrysler) e gli ho spiegato il concetto. Immediatamente, ha detto che 'sarebbe perfetto per la sicurezza domestica'.

Vive su 40 acri e vorrebbe sapere che auto o camion passano uno dei suoi 5 ponti / strade private sulla sua proprietà. Il ponte più lontano da casa sua è di circa 0,25 miglia (circa 1300 piedi).

Al momento, ha telecamere di tracciamento installate su ogni vialetto, ma questo non fa nulla per dirgli in tempo reale la presenza di un camion nella sua proprietà.

Ha detto che il terreno tra la sua casa e il vialetto più lontano è per lo più pianeggiante e moderatamente boscoso.

Dice che non puoi vedere il ponte più lontano da casa sua guardare attraverso gli alberi.

Mio figlio ed io siamo entrambi super entusiasti di lavorare con te a questo progetto.

Dave

Il design

Il circuito di sicurezza domestica wireless solare telecomandato proposto può essere compreso con l'aiuto della seguente spiegazione:

In uno dei miei articoli precedenti ho spiegato di un sensore di prossimità o di un rilevatore di movimento semplice ma infallibile che utilizzava segnali a infrarossi per individuare e riflettere la presenza di un intruso all'interno della zona e attivare un allarme.

Il design può essere appreso in modo completo nel seguente articolo:

Circuito rilevatore di prossimità semplice

Lo stesso concetto è stato utilizzato nell'attuale sistema di sicurezza domestica, grazie alla sua semplicità, migliore precisione ed economicità rispetto a una controparte PIR.

In questo design invece dei sensori PIR, vengono impiegati normali fotodiodi a infrarossi, come si può vedere nel diagramma seguente:

Lo schema

Come funzionano i diodi

Nella progettazione, D1 e D2 formano rispettivamente il trasmettitore IR e i dispositivi ricevitore e sono posizionati in qualche modo paralleli tra loro o con un certo angolo e puntano verso la zona che deve essere monitorata.

D1 può produrre un segnale IR oscillante continuo focalizzato verso la zona ristretta, e se un intruso ha tentato di passare attraverso questa zona il segnale trasmesso dovrebbe colpire l'intruso e essere riflesso verso D2, che viene immediatamente catturato da D2 per ulteriore precessione .

Perché viene utilizzato LM567

Qui l'IC LM567 è configurato come uno stadio trasmettitore / ricevitore IR sintonizzato che diventa responsabile della generazione del segnale IR tramite D1 ad una data frequenza, determinata da R3 / C2, attraverso il pin # 5.

La condizione di cui sopra consente inoltre all'IC di diventare esclusivamente sensibile a questa frequenza attraverso il suo pin n. 3 e rifiutare qualsiasi possibile segnale vagante di una frequenza diversa.

Quando il segnale IR riflesso viene rilevato da D2, la frequenza viene immediatamente riconosciuta dal pin # 3 dell'IC ed elaborata internamente in modo tale che il pin # 8 dell'IC sia reso basso in risposta al rilevamento.

Tuttavia, la situazione di cui sopra si mantiene solo fintanto che i raggi IR continuano a riflettersi dal corpo dell'intruso e viene inibita nel momento in cui l'intruso si allontana.

Al fine di introdurre un ritardo nel processo di cui sopra indipendentemente dal tempo di rilevamento, uno stadio monostabile IC 555 può essere visto integrato con il pin # 8 dell'IC LM567.

Il ruolo di IC 555

Non appena viene inviato un segnale basso al pin n. 8 dell'IC LM567, l'IC 555 viene immediatamente attivato facendo sì che il suo pin n. 3 diventi alto e rimanga bloccato per un periodo predeterminato, come determinato dai valori di R9 / C5.

Il pin n. 3 dell'IC555 può essere visto collegato a un relè che dovrebbe attivarsi in questa situazione e rimanere attivato per il periodo di ritardo calcolato.

Per il sistema di sicurezza che non richiede un funzionamento controllato a distanza, una sirena o un allarme può essere cablato attraverso i contatti del relè visualizzati per il risultato finale.

Utilizzo di un modulo di controllo remoto

Tuttavia, poiché nella nostra applicazione è previsto un circuito di sicurezza domestica controllato a distanza, utilizziamo l'attivazione del relè per attivare uno stadio del trasmettitore RF come spiegato di seguito:

Oggi, trasmettitori RF già pronti, moduli ricevitori sono abbastanza comunemente disponibili sul mercato e possono essere acquistati per l'applicazione discussa.

I moduli sono disponibili sotto forma di schede PCB assemblate aperte, ho già spiegato un post correlato in questo sito, potresti averne un assaggio nel seguente post:

Semplice circuito di sicurezza per auto RF

I PCB devono essere cablati in modo appropriato come spiegato nell'articolo per implementare lo scopo.

Si può scegliere di costruire i circuiti di cui sopra e collegare uno degli interruttori del trasmettitore con i contatti del relè associati allo stadio IC 555 del circuito IR sopra.

Oppure, se l'assemblaggio sembra duro, si può semplicemente acquistare un set di unità già pronte ben assemblate come mostrato di seguito:

Come funzionano i moduli Tx e Rx

Come si può vedere nell'immagine sopra, i moduli Tx e Rx già pronti sarebbero disponibili nelle forme sopra.

Il lato destro è il Tx o la cornetta del trasmettitore, che dobbiamo aprire e integrare i due punti di saldatura del microinterruttore, sotto il pulsante rosso con i contatti del relè del nostro stadio IC 555.

Il modulo potrebbe essere eventualmente alimentato con una pila a bottone da 3V che dovrebbe essere rimossa e i terminali +/- opportunamente collegati con una sorgente DC regolata a 3V.

Il modulo sul lato sinistro con il relè blu è il modulo Rx o ricevitore che dovrebbe ricevere i segnali trasmessi dal modulo Tx e attivare il relè blu di conseguenza.

Questa unità dovrebbe essere installata presso la stazione base o la casa che deve essere informata di una possibile intrusione, mentre il circuito Tx insieme al rilevatore IR devono essere collegati insieme su un albero o vicino alla posizione limitata e in modo appropriato concentrato su tutta la zona.

Come cablare i moduli del telecomando

I dettagli di cablaggio dell'unità Rx possono essere appresi come mostrato nell'immagine seguente:

I contatti del relè dell'unità Rx come indicato nell'immagine sopra possono essere opportunamente cablati con un sistema di allarme acustico o qualsiasi altra forma desiderata di sistema di allarme registrabile.

Nella discussione sopra abbiamo compreso i dettagli riguardanti la costruzione e l'installazione del sistema di circuito di sicurezza domestica telecomandato proposto, ora è il momento di identificare come il Tx può essere alimentato attraverso un circuito di batteria solare ricaricabile.

Come costruire il DC UPS ad energia solare

L'immagine seguente ci spiega come è possibile ottenere semplicemente un gruppo di continuità da 5V alimentato a energia solare utilizzando un piccolo pannello solare e un circuito integrato di tensione 7805.

Circuito caricabatteria solare da 5V per il circuito di sicurezza domestica wireless di cui sopra

Il circuito di carica della batteria solare da 5 V sopra può essere utilizzato per alimentare il gruppo trasmettitore del rilevatore remoto, l'intero sistema insieme al pannello e ai circuiti possono essere posizionati su un albero o una struttura in acciaio rinforzata sul terreno e mimetizzati in modo appropriato.

Con ciò si conclude l'articolo relativo a un circuito di sicurezza domestica economico ma efficace che consente all'utente di rilevare in anticipo un'intrusione, che può avvenire lontano attraverso le corsie o i passaggi che portano infine a casa dell'utente.

L'articolo descrive solo uno di questi moduli, sebbene molti di questi moduli IR remoti autonomi possano essere costruiti e installati su corsie a zig-zag, consentendo il monitoraggio e il rilevamento multipli per il bersaglio.

Feedback dal Sig. Dave

Wow Swag, sono così impressionato. Ho alcune semplici domande:

1. Che tipo di portata ci si potrebbe aspettare con i semplici pulsanti in stile tx e rx
coppia di moduli mostrata in figura? (Forse 100 m max ??)

2. Cosa usereste / potreste usare se il requisito fosse diciamo 1000 m? (Vedo ragazzi che volano FPV
droni o aerei oltre i 5000 m online)

3. Quanto può essere costosa una coppia di moduli tx / rx capace di 1000 m? Puoi suggerire un file
modello o luogo da acquistare?

4. In diversi punti del tuo schema ci sono etichette come '4V9', penso che sia necessario
significa 4,9 V quando si utilizza una batteria da 5,0 V. Sto leggendo lo schema, giusto ??

Grazie mille. Ora devo ordinare le parti e iniziare a costruire.

Grazie Dave =)

Ecco le risposte:

1) Sì, la portata è di circa 100 metri per i moduli Tx, Rx specificati

2) Ci sono alcune opzioni a lungo raggio disponibili online, ce n'è una che utilizza l'IC PT2262 ed è assegnata per fornire una buona autonomia di 2 km, la scheda tecnica del dispositivo può essere studiata nel seguente link:

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

Tuttavia lo stadio relè non è incluso nel modulo che potresti avere
associarsi per le azioni richieste. Può essere fatto semplicemente da
integrando uno stadio di pilotaggio del relè con il pin 'OUT' del modulo Rx.

3) Il costo indicato sembra aggirarsi intorno ai 18 $ .....

4) sì, stai leggendo lo schema in modo assolutamente corretto :)

A proposito, se preferisci utilizzare un circuito PIR, puoi passare al
seguendo il disegno.

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

I migliori saluti
Malloppo, festone

Nel caso in cui si preferisca un PIR al posto del discusso progetto IR sintonizzato IC 567, lo stesso può essere ottenuto integrando il sistema PIR con i moduli RF come mostrato nel diagramma seguente:

Il circuito di sicurezza domestica wireless sopra è autoesplicativo, i componenti rilevanti devono semplicemente essere cablati secondo le istruzioni fornite nello schema sopra.

Se hai dubbi o confusioni, non esitare a commentare di seguito: