Wireless Home Security Circuit - Solarbetrieben

Der Artikel beschreibt eine ferngesteuerte drahtlose Haussicherungsschaltung, mit der ein mögliches Eindringen im Voraus erkannt werden kann, je nachdem, wie und wo die Fernsensoren über den ausgewählten strategischen Standorten und der gewünschten Entfernung vom Haus positioniert sind. Die Idee wurde von Herrn Dave Monette angefordert.

Die Anfrage erfolgt in Form einer E-Mail-Diskussion zwischen Herrn Dave und mir, wie unten dargestellt:

Technische Spezifikationen

Mein Sohn und ich haben uns ein sehr nützliches Projekt überlegt. Ich bin Maschinenbauingenieur, beschäftige mich aber schon seit einiger Zeit mit Stromkreisen.

Das Projekt der drahtlosen Heimsicherheitsschaltung könnte viele Anwendungen haben, aber für uns wäre es für die Hirschjagdsaison. Oft scheinen sich die Hirsche ohne Vorwarnung an uns heranzuschleichen, aber sie benutzen fast immer einen von mehreren abgenutzten Wegen. Das Ziel wäre es, eine Vorwarnung zu erhalten, bevor sie ankommen.

Ich dachte daran, eine Art PIR-Schaltung (muss mit eigener Stromversorgung versorgt werden, da im Wald keine Netzstromversorgung vorhanden ist) an einem Baum entlang jedes der 4 oder 5 Hauptpfade anzubringen, auf denen der Hirsch fahren wird. Sobald der PIR vom Hirsch ausgelöst wird, müsste er ein Signal an den Blinden senden, in dem wir sitzen.

Ich dachte an eine Box mit fünf LEDs mit der Bezeichnung 'Pfad 1', 'Pfad 2' usw. Das Signal müsste sehr wenig verzögert sein. Idealerweise könnte das Signal bis zu 200 Meter übertragen werden, obwohl es immer noch hilfreich wäre, wenn die Reichweite geringer wäre.

Wenn das Licht auf der Platine / Box aufleuchtet, wäre es schön, wenn es von einem leisen akustischen Ton begleitet würde (nicht sehr laut, damit es den Hirsch nicht erschreckt). Außerdem sollte das Licht eingeschaltet bleiben (Leseverzögerung) 15-60 Sekunden nach dem Einschalten (damit wir das Licht nicht verpassen, wenn ein Hirsch schnell den PIR auslöst, während er sich schnell den Weg hinunter bewegt.

Was denken Sie? Wir diskutieren dieses Projekt seit fast einem Jahr, aber ich habe keine Experten erreicht und es liegt weit außerhalb meiner elektrischen / elektronischen Fähigkeiten.

Dave Monette (und der 15-jährige Sohn Collin)

P.s. Ich liebe deine Website www.elprocus.com. Ich habe so viel gelernt, indem ich es gelesen und die Schaltkreise studiert habe. Schaltungsdesign interessiert mich wirklich.

Analysieren der Schaltungsanforderung

Vielen Dank Lieber Dave, ich schätze deine Gedanken sehr!

Ihr Artikel ist so gut, dass ich mir wünschte, ich könnte ihn als neuen Artikel für meine Website verwenden

Wie unwissentlich Sie auch etwas gesagt haben, das äußerst sensibel ist und mir weh tut. Verzeihen Sie mir, ich kann Ihnen bei diesem Projekt nicht helfen, da es mit Tierquälerei verbunden ist.

Beute,

Es tut mir leid, wenn ich Sie in Bezug auf die Jagd beleidigt habe, aber wie gesagt, ich kann mir so viele Verwendungsmöglichkeiten für ein Echtzeitgerät wie dieses vorstellen. Wir leben auf einem großen Waldstück mit mehreren Wegen, die von der Außenseite des Grundstücks zum Haus führen. Ein solches Gerät würde als Frühwarnung für den Personenschutz dienen.

Eine weitere Sache, Swag, wir leben in Michigan und führen die Nation (bei weitem tatsächlich) bei Verkehrstoten an, bei denen es um Begegnungen mit Rehen und Fahrzeugen geht.

Wenn die Menschen nicht in Michigan jagen würden, würden jedes Jahr Hunderte von Menschenleben verloren gehen, allein aufgrund der Überbevölkerung von Hirschen.

Selbst mit all den Menschen, die in Michigan jagen (letztes Jahr wurden während der Jagdsaison über 500.000 Hirsche gefangen), steigt die Hirschpopulation. In Michigan vermehren sich Hirsche schneller als verfügbare Nahrungsquellen.

Allein im letzten Jahr wurden über 25.000 Hirsche an Hunger oder Unterernährung tot aufgefunden.

Hoffentlich können Sie es in Ihrem Herzen sehen, uns bei diesem Projekt zu helfen.

Ich sagte mir, mein Sohn, was für ein Zauberer du bist, und wir haben sogar einige deiner Schaltungen zusammen studiert. Wie ich bereits sagte, gibt es viele Verwendungsmöglichkeiten für ein solches Gerät außerhalb der Jagd.

Ich hoffe bald von dir zu hören, Swag. Danke, dass du mir zurückgeschrieben hast, Dave M.

Antworten:

Ich verstehe Dave, trotzdem ist es ein schmerzhafter Tod für das arme Tier. Wäre es nicht besser, eine Geburtenkontrollstrategie anzuwenden, um die Bevölkerung zu minimieren, anstatt durch Töten zu kontrollieren?

Wie auch immer, ich werde versuchen, es herauszufinden und mir vorzustellen, dass es für einen anderen Anwendungsbedarf geeignet ist ... wie Sie sagten, könnte das Design auch als Warngerät verwendet werden.

Ich werde es entwerfen und dich bald wissen lassen. Ich schätze Collins und Ihre Ansichten zu meiner Website sehr, vielen Dank!

Danke Swag. Ich sprach mit einem Mann bei meiner Arbeit (Chrysler) und erklärte ihm das Konzept. Sofort sagte er, 'das wäre perfekt für die Sicherheit zu Hause'.

Er lebt auf 40 Morgen und würde wissen, dass Autos oder Lastwagen eine seiner 5 Brücken / Einfahrten auf sein Grundstück passieren. Die am weitesten von seinem Haus entfernte Brücke ist ungefähr 1300 Fuß (ca. 1300 Fuß).

Derzeit hat er an jeder Auffahrt Rückfahrkameras eingerichtet, aber das sagt nichts über die Anwesenheit eines Lastwagens auf seinem Grundstück in Echtzeit aus.

Er sagte, der Boden zwischen seinem Haus und der am weitesten entfernten Auffahrt sei größtenteils flach und mäßig bewaldet.

Er sagt, man kann die am weitesten von seinem Haus entfernte Brücke nicht durch die Bäume sehen.

Mein Sohn und ich freuen uns beide sehr, mit Ihnen an diesem Projekt zu arbeiten.

Dave

Das Design

Die vorgeschlagene ferngesteuerte solare drahtlose Heimsicherheitsschaltung kann mit Hilfe der folgenden Erklärung verstanden werden:

In einem meiner früheren Artikel erklärte ich einen einfachen, aber kinderleichten Näherungssensor oder Bewegungsmelder, der Infrarotsignale verwendete, um die Anwesenheit eines Eindringlings in der Zone zu erkennen und zu reflektieren und einen Alarm auszulösen.

Das Design kann im folgenden Artikel umfassend erlernt werden:

Einfache Näherungsdetektorschaltung

Das gleiche Konzept wurde im gegenwärtigen Haussicherungssystem aufgrund seiner Einfachheit, besseren Genauigkeit und Kosteneffizienz im Vergleich zu einem PIR-Gegenstück verwendet.

Bei dieser Konstruktion werden anstelle von PIR-Sensoren gewöhnliche Infrarot-Fotodioden verwendet, wie aus dem folgenden Diagramm ersichtlich ist:

Das Schema

Wie die Dioden funktionieren

In der Konstruktion bilden D1 und D2 die IR-Sende- bzw. Empfangsvorrichtungen und sind etwas parallel zueinander oder in einem bestimmten Winkel positioniert und zeigen in Richtung der Zone, die überwacht werden muss.

D1 darf ein kontinuierlich oszillierendes IR-Signal erzeugen, das auf die Sperrzone fokussiert ist, und wenn ein Eindringling versucht, diese Zone zu passieren, wird erwartet, dass das übertragene Signal den Eindringling trifft und in Richtung D2 reflektiert wird, das von D2 sofort zur weiteren Verarbeitung erfasst wird .

Warum LM567 verwendet wird

Hier ist der IC LM567 als abgestimmte IR-Sende- / Empfangsstufe konfiguriert, die für die Erzeugung des IR-Signals über D1 bei einer bestimmten Frequenz, die durch R3 / C2 bestimmt wird, über Pin 5 verantwortlich wird.

Die obige Bedingung ermöglicht es dem IC auch, über seinen Pin # 3 ausschließlich auf diese Frequenz zu reagieren und jedes mögliche Streusignal einer anderen Frequenz zurückzuweisen.

Wenn das reflektierte IR-Signal von D2 erfasst wird, wird die Frequenz sofort von Pin 3 des IC erkannt und intern so verarbeitet, dass Pin 8 des IC als Reaktion auf die Erkennung niedrig gemacht wird.

Die obige Situation hält jedoch nur so lange an, wie die IR-Strahlen vom Eindringlingskörper reflektiert werden, und wird in dem Moment gehemmt, in dem der Eindringling entkommt.

Um eine Verzögerung des obigen Prozesses unabhängig von der Erfassungszeit einzuführen, ist eine monostabile Stufe des IC 555 in Pin 8 des IC LM567 integriert zu sehen.

Die Rolle des IC 555

Sobald ein Low an Pin 8 des IC LM567 gesendet wird, wird der IC 555 sofort ausgelöst, wodurch Pin 3 hoch geht und für eine vorbestimmte Zeitspanne verriegelt bleibt, wie durch die Werte von R9 / C5 bestimmt.

Pin 3 des IC555 ist mit einem Relais verbunden, das in dieser Situation voraussichtlich umschaltet und für die berechnete Verzögerungszeit aktiviert bleibt.

Für Sicherheitssysteme, die keine ferngesteuerte Bedienung erfordern, kann eine Sirene oder ein Alarm für das Endergebnis über die angezeigten Relaiskontakte geschaltet werden.

Verwenden eines Fernbedienungsmoduls

Da in unserer Anwendung jedoch eine ferngesteuerte Heimsicherheitsschaltung vorgesehen ist, verwenden wir die Relaisaktivierung, um eine HF-Sendestufe wie unten beschrieben umzuschalten:

Heutzutage sind vorgefertigte HF-Sender- und Empfängermodule auf dem Markt weit verbreitet und können für die besprochene Anwendung beschafft werden.

Die Module sind in Form von offen montierten Leiterplatten erhältlich. Ich habe bereits einen verwandten Beitrag auf dieser Website erläutert. Sie können einen Blick darauf im folgenden Beitrag werfen:

Einfache RF-Autosicherheitsschaltung

Die Leiterplatten müssen entsprechend verdrahtet sein, wie im Artikel zur Implementierung des Zwecks erläutert.

Man kann wählen, die obigen Schaltungen aufzubauen und einen der Senderschalter mit den Relaiskontakten zu verbinden, die der IC 555-Stufe der obigen IR-Schaltung zugeordnet sind.

Oder wenn die Baugruppe schwierig aussieht, kann man einfach einen Satz ordentlich montierter, vorgefertigter Einheiten kaufen, wie unten gezeigt:

Funktionsweise der Tx- und Rx-Module

Wie im obigen Bild zu sehen ist, wären die vorgefertigten Tx- und Rx-Module in den obigen Formen erhältlich.

Die rechte Seite ist der Tx oder das Senderhandgerät, das wir zum Öffnen und Integrieren der beiden Lötpunkte des Mikroschalters unter dem roten Knopf mit den Relaiskontakten unserer IC 555-Stufe benötigen.

Das Modul könnte möglicherweise mit einer 3-V-Knopfzelle versorgt werden, die entfernt und die +/- Anschlüsse entsprechend mit einer geregelten 3-V-Gleichstromquelle verbunden werden müssten.

Das linke Modul mit dem blauen Relais ist das Rx- oder das Empfängermodul, das die vom Tx-Modul übertragenen Signale empfangen und das blaue Relais entsprechend umschalten soll.

Dieses Gerät sollte an der Basisstation oder im Haus installiert werden, das über ein mögliches Eindringen informiert werden muss, während die Sendeschaltung zusammen mit dem IR-Detektor zusammen über einen Baum oder in der Nähe des eingeschränkten Standorts angeschlossen werden muss über die Zone konzentriert.

So verdrahten Sie die Fernbedienungsmodule

Die Verdrahtungsdetails der Rx-Einheit können wie in der folgenden Abbildung angegeben gelernt werden:

Die Relaiskontakte der Rx-Einheit, wie in der obigen Abbildung gezeigt, können entsprechend mit einem verdrahtet werden akustisches Alarmsystem oder jede andere gewünschte Form eines beschreibbaren Alarmsystems.

In der obigen Diskussion haben wir die Details bezüglich des Aufbaus und der Installation des vorgeschlagenen ferngesteuerten Haussicherungssystems verstanden. Jetzt ist es an der Zeit zu ermitteln, wie der Tx über einen wiederaufladbaren Solarbatteriekreis betrieben werden kann.

So bauen Sie die solarbetriebene DC-USV

Das folgende Bild zeigt, wie einfach eine unterbrechungsfreie 5-V-Stromversorgung mit einem kleinen Solarpanel und einem 7805-Spannungs-IC erreicht werden kann.

Solar 5V Batterieladekreis für den oben genannten drahtlosen Haussicherungskreis

Die obige 5-V-Solarbatterieladeschaltung kann zur Stromversorgung der Fernmelder-Senderanordnung verwendet werden, wobei das gesamte System zusammen mit der Platte und den Schaltkreisen über einem Baum oder einer Art verstärkter Stahlstruktur auf dem Boden positioniert und entsprechend getarnt werden kann.

Dies schließt den Artikel über eine billige, aber effektive Heimsicherheitsschaltung ab, die es dem Benutzer ermöglicht, ein Eindringen im Voraus zu erkennen, das weit entfernt über die Fahrspuren oder Passagen erfolgen kann, die schließlich zum Haus des Benutzers führen.

Der Artikel beschreibt nur ein solches Modul, obwohl viele solcher eigenständigen Remote-IR-Module über Zick-Zack-Bahnen gebaut und installiert werden können, was eine mehrfache Verfolgung und Erkennung für das Ziel ermöglicht.

Feedback von Herrn Dave

Wow Swag, ich bin so beeindruckt. Ich habe ein paar einfache Fragen:

1. Welche Art von Reichweite kann mit den einfachen Druckknopfstilen tx und rx erwartet werden?
Modulpaar im Bild gezeigt? (Vielleicht 100m max ??)

2. Was würden / könnten Sie verwenden, wenn die Anforderung 1000 m wäre? (Ich sehe Leute, die FPV fliegen
Drohnen oder Flugzeuge über 5000 m online)

3. Wie teuer könnte ein 1000 m langes TX / RX-Modulpaar sein? Können Sie eine vorschlagen
Modell oder Standort zu kaufen?

4. An mehreren Stellen in Ihrem Schaltplan haben Sie Beschriftungen wie '4V9'. Ich denke, das muss sein
Mittelwert 4,9 V bei Verwendung einer 5,0 V-Batterie. Lese ich den Schaltplan richtig?

Vielen Dank. Jetzt muss ich die Teile bestellen und bauen.

Danke Dave =)

Hier sind die Antworten:

1) Ja, die Reichweite für die angegebenen Tx- und Rx-Module beträgt ca. 100 Meter

2) Es sind einige Optionen für große Entfernungen online verfügbar. Es gibt eine, die den IC PT2262 verwendet und eine gute Reichweite von 2 km bietet. Das Datenblatt des Geräts kann unter folgendem Link untersucht werden:

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

Die Relaisstufe ist jedoch nicht in dem Modul enthalten, das Sie möglicherweise haben
für die erforderlichen Aktionen zu assoziieren. Es kann einfach von gemacht werden
Integration einer Relaistreiberstufe mit dem 'OUT'-Pin des Rx-Moduls.

3) Die angegebenen Kosten scheinen bei 18 USD zu liegen.

4) ja du liest den Schaltplan absolut richtig :)

Übrigens, wenn Sie eine PIR-Schaltung bevorzugen, können Sie auf die umschalten
folgendes Design.

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

Freundliche Grüße
Beute

Falls ein PIR anstelle des diskutierten IC 567-abgestimmten IR-Designs bevorzugt wird, kann dasselbe erreicht werden, indem das PIR-System in die HF-Module integriert wird, wie in der folgenden Abbildung gezeigt:

Die obige drahtlose Heimsicherheitsschaltung ist selbsterklärend. Die relevanten Komponenten müssen lediglich gemäß den Anweisungen in der obigen Abbildung verdrahtet werden.

Wenn Sie Zweifel oder Verwirrungen haben, können Sie dies gerne unten kommentieren: