Mạch an ninh gia đình không dây - chạy bằng năng lượng mặt trời

Bài viết thảo luận về một mạch an ninh gia đình không dây được điều khiển từ xa bằng cách sử dụng cho phép phát hiện trước cách thức xâm nhập có thể xảy ra tùy thuộc vào cách thức và vị trí của các cảm biến từ xa trên các vị trí chiến lược đã chọn và khoảng cách mong muốn từ ngôi nhà. Ý tưởng do ông Dave Monette yêu cầu.

Yêu cầu dưới dạng một cuộc thảo luận qua email giữa ông Dave và tôi, như được trình bày bên dưới:

Thông số kỹ thuật

Con trai tôi và tôi đã nghĩ ra một dự án rất hữu ích để thực hiện. Tôi là một kỹ sư cơ khí nhưng đã học về mạch điện được một thời gian.

Dự án mạch an ninh gia đình không dây có thể có nhiều ứng dụng nhưng đối với chúng tôi sẽ dành cho mùa săn hươu. Thông thường, những con nai dường như lén theo dõi chúng ta mà không báo trước nhưng chúng hầu như luôn sử dụng một trong những con đường mòn. Mục tiêu là nhận được một số cảnh báo trước trước khi họ đến.

Tôi đang nghĩ đến việc gắn một loại mạch PIR nào đó (phải tự cấp nguồn vì không có đường dây trong rừng) vào một cái cây dọc theo mỗi 4 hoặc 5 con đường chính mà hươu sẽ đi. Một khi PIR bị hươu vấp ngã, nó sẽ phải gửi một số loại tín hiệu cho người mù mà chúng ta ngồi.

Tôi đang nghĩ đến một hộp có năm đèn LED có nhãn 'đường dẫn 1', 'đường dẫn 2', v.v. Tín hiệu sẽ phải có độ trễ rất ít. Lý tưởng nhất là tín hiệu có thể được truyền lên đến 200 thước Anh, mặc dù nếu phạm vi ít hơn, nó vẫn hữu ích.

Khi đèn trên bảng / hộp sáng lên, sẽ rất tuyệt nếu nó đi kèm với một âm thanh nhỏ (không quá lớn để không làm hươu sợ hãi), đèn vẫn sáng (đọc chậm) cho 15-60 giây sau lần lượt bật (vì vậy chúng tôi không bỏ lỡ ánh sáng nếu một con nai nhanh chóng di chuyển PIR trong khi di chuyển nhanh xuống đường mòn.

Bạn nghĩ sao? Chúng tôi đã thảo luận về dự án này gần một năm nay nhưng tôi chưa liên hệ với bất kỳ chuyên gia nào và nó nằm ngoài khả năng điện / điện tử của tôi.

Dave Monette (và con trai 15 tuổi Collin)

P.s. Tôi yêu trang web www.elprocus.com của bạn. Tôi đã học được rất nhiều từ việc đọc nó và nghiên cứu các mạch. Thiết kế mạch thực sự làm tôi thích thú.

Phân tích yêu cầu mạch

Cảm ơn bạn Dave thân mến, tôi đánh giá cao những suy nghĩ của bạn rất nhiều!

Bài viết của bạn rất hay, tôi ước tôi có thể sử dụng nó như một bài viết mới cho trang web của mình

Tuy nhiên, vô tình bạn đã nói điều gì đó cực kỳ nhạy cảm và gây tổn thương cho tôi, vì vậy xin lỗi, tôi sẽ không thể giúp bạn trong dự án này vì nó liên quan đến sự tàn ác với động vật.

Swag,

Xin lỗi nếu tôi đã xúc phạm bạn về việc săn bắn nhưng như tôi đã nói, tôi có thể nghĩ ra rất nhiều cách sử dụng cho một thiết bị thời gian thực như thế này. Chúng tôi sống trên một khu đất rộng lớn có cây cối rậm rạp với một số con đường mòn dẫn từ bên ngoài khu nhà vào nhà. Có một thiết bị như thế này sẽ đóng vai trò là cảnh báo sớm để bảo vệ cá nhân.

Một điều nữa Swag, chúng tôi sống ở Michigan và chúng tôi dẫn đầu quốc gia (cho đến nay trên thực tế) về các vụ tử vong do giao thông liên quan đến các cuộc chạm trán với hươu / nai.

Nếu mọi người không săn bắn ở Michigan, sẽ có 100 người mất mạng mỗi năm do số lượng quá đông của hươu nai.

Ngay cả với tất cả những người đi săn ở Michigan (năm ngoái có hơn 500 nghìn con hươu bị bắt trong mùa săn bắn), số lượng hươu đang gia tăng. Nai sinh sản nhanh hơn các nguồn thức ăn sẵn có ở Michigan.

Chỉ riêng năm ngoái, hơn 25.000 con hươu đã chết vì đói hoặc suy dinh dưỡng.

Mong rằng các bạn có thể nhìn thấy trong lòng để giúp đỡ chúng tôi trong dự án này.

Tôi đã nói với tôi con trai bạn là một phù thủy và chúng tôi thậm chí còn nghiên cứu một số mạch của bạn cùng nhau. Giống như tôi đã nói trước đó, có rất nhiều công dụng đối với một thiết bị như vậy ngoài việc đi săn.

Hy vọng sẽ sớm nhận được phản hồi từ bạn Swag. Cảm ơn vì đã gửi thư lại cho tôi, Dave M.

Đáp lại:

Tôi hiểu Dave, dù sao đây cũng là một cái chết đau đớn cho con vật tội nghiệp. Thay vì kiểm soát bằng cách giết, sẽ tốt hơn nếu áp dụng một chiến lược kiểm soát sinh đẻ để giảm thiểu dân số của họ?

Dù sao, tôi sẽ cố gắng tìm ra nó và tưởng tượng nó sẽ dành cho một số nhu cầu ứng dụng khác ... như bạn đã nói, thiết kế này cũng có thể được sử dụng như một thiết bị cảnh báo.

Tôi sẽ thiết kế nó và cho bạn biết sớm. Tôi thực sự đánh giá cao quan điểm của Collin và của bạn về trang web của tôi, cảm ơn rất nhiều!

Cảm ơn bạn Swag. Tôi đã nói chuyện với một anh chàng ở cơ quan của mình (Chrysler) và giải thích khái niệm cho anh ta. Ngay lập tức, anh ấy nói 'điều đó sẽ hoàn hảo cho an ninh gia đình'.

Anh ta sống trên 40 mẫu Anh và muốn biết ô tô hoặc xe tải đi qua bất kỳ cây cầu / đường lái nào trong số 5 cây cầu / đường lái xe vào khu nhà của anh ta. Cây cầu xa nhất từ ​​nhà của anh ấy là khoảng 0,25 mi (khoảng 1300 feet).

Hiện tại, anh ta có camera đường mòn được thiết lập ở mỗi đường lái xe vào nhưng điều đó không giúp anh ta biết được sự hiện diện của một chiếc xe tải trong khu nhà của anh ta trong thời gian thực.

Anh cho biết nền đất giữa nhà anh và con đường lái xe xa nhất hầu hết bằng phẳng và có cây cối vừa phải.

Anh ấy nói rằng bạn không thể nhìn thấy cây cầu xa nhất từ ​​nhà anh ấy khi nhìn qua những tán cây.

Con trai tôi và tôi đều rất vui mừng được làm việc với bạn trong dự án này.

Dave

Thiết kế

Có thể hiểu được mạch an ninh gia đình không dây bằng năng lượng mặt trời được điều khiển từ xa được đề xuất với sự trợ giúp của giải thích sau:

Trong một trong những bài báo trước đây của tôi, tôi đã giải thích về một cảm biến tiệm cận đơn giản nhưng dễ đánh lừa hoặc máy dò chuyển động sử dụng tín hiệu hồng ngoại để phát hiện và phản ánh sự hiện diện của kẻ xâm nhập trong khu vực và kích hoạt báo động.

Thiết kế có thể được tìm hiểu một cách toàn diện trong bài viết sau:

Mạch phát hiện tiệm cận đơn giản

Khái niệm tương tự đã được sử dụng trong hệ thống an ninh gia đình hiện nay, do tính đơn giản, độ chính xác và hiệu quả chi phí tốt hơn so với hệ thống PIR.

Trong thiết kế này thay vì cảm biến PIR, các điốt quang hồng ngoại thông thường được sử dụng, như có thể thấy trong sơ đồ bên dưới:

Sơ đồ

Cách hoạt động của điốt

Trong thiết kế, D1 và D2 ​​tạo thành thiết bị phát IR và thiết bị thu tương ứng và được đặt song song với nhau hoặc với một góc nhất định và hướng về phía khu vực cần được giám sát.

D1 được phép tạo ra tín hiệu hồng ngoại dao động liên tục tập trung vào vùng bị hạn chế và nếu kẻ xâm nhập cố gắng đi qua vùng này, tín hiệu truyền đi dự kiến ​​sẽ chạm vào kẻ xâm nhập và bị phản xạ về phía D2, tín hiệu này ngay lập tức được D2 bắt để xử lý thêm .

Tại sao LM567 được sử dụng

Ở đây, IC LM567 được cấu hình như một giai đoạn phát / thu IR được điều chỉnh, có nhiệm vụ tạo ra tín hiệu IR qua D1 ở một tần số nhất định, được xác định bởi R3 / C2, thông qua chân số 5.

Điều kiện trên cũng cho phép IC trở nên đáp ứng độc quyền đối với tần số này trên chân số 3 của nó và từ chối bất kỳ tín hiệu lạc hướng nào có thể có ở tần số khác.

Khi tín hiệu IR phản xạ được phát hiện bởi D2, tần số ngay lập tức được nhận dạng bởi chân số 3 của vi mạch và được xử lý bên trong sao cho chân số 8 của vi mạch được kết xuất ở mức thấp để đáp ứng với phát hiện.

Tuy nhiên, tình trạng trên chỉ được duy trì miễn là các tia hồng ngoại tiếp tục phản xạ từ cơ thể kẻ xâm nhập và bị ức chế ngay khi kẻ xâm nhập bỏ đi.

Để tạo độ trễ cho quá trình trên bất kể thời gian phát hiện, một tầng ổn định IC 555 có thể được tích hợp với chân số 8 của IC LM567.

Vai trò của IC 555

Ngay sau khi mức thấp được gửi ở chân số 8 của IC LM567, IC 555 ngay lập tức được kích hoạt khiến chân số 3 của nó tăng lên mức cao và vẫn được chốt trong một số khoảng thời gian định trước, được xác định bởi các giá trị của R9 / C5.

Chân số 3 của IC555 có thể được nhìn thấy được kết nối với một rơ le dự kiến ​​sẽ chuyển đổi trong tình huống này và luôn được kích hoạt trong khoảng thời gian trễ được tính toán.

Đối với hệ thống an ninh không yêu cầu vận hành được điều khiển từ xa, còi báo động hoặc cảnh báo có thể được nối dây qua các tiếp điểm chuyển tiếp được hiển thị để có kết quả cuối cùng.

Sử dụng mô-đun điều khiển từ xa

Tuy nhiên, vì trong ứng dụng của chúng tôi có mục đích sử dụng mạch an ninh gia đình được điều khiển từ xa, chúng tôi sử dụng kích hoạt rơ le để chuyển đổi giai đoạn phát RF như được giải thích bên dưới:

Ngày nay, mô-đun máy thu, máy phát RF được chế tạo sẵn khá phổ biến trên thị trường và có thể được mua sắm cho ứng dụng đã thảo luận.

Các mô-đun có sẵn ở dạng bảng mạch PCB lắp ráp mở, tôi đã giải thích một bài đăng liên quan trong trang web này, bạn có thể xem qua trong bài đăng sau:

Mạch bảo mật ô tô RF đơn giản

PCB cần được nối dây thích hợp như đã giải thích trong bài viết để thực hiện mục đích.

Người ta có thể chọn xây dựng các mạch trên và gắn một trong các công tắc máy phát với các tiếp điểm rơle được liên kết với giai đoạn IC 555 của mạch IR ở trên.

Hoặc nếu việc lắp ráp có vẻ khó khăn, người ta có thể chỉ cần mua một bộ đơn vị làm sẵn được lắp ráp gọn gàng như hình dưới đây:

Cách hoạt động của các mô-đun Tx và Rx

Như có thể thấy trong hình trên, các mô-đun Tx, Rx được chế tạo sẵn sẽ có sẵn trong các hình dạng trên.

Phía bên phải là Tx hoặc thiết bị cầm tay của máy phát, chúng ta cần mở và tích hợp hai điểm hàn của công tắc vi mô, dưới nút màu đỏ có các tiếp điểm rơ le của giai đoạn IC 555 của chúng tôi.

Mô-đun có thể được cấp nguồn bằng ô nút 3V cần được tháo ra và các đầu cuối +/- được kết nối thích hợp với nguồn DC được điều chỉnh 3V.

Mô-đun bên trái với rơ le màu xanh lam là Rx hoặc mô-đun thu được cho là nhận tín hiệu được truyền từ mô-đun Tx và chuyển đổi rơ le màu xanh cho phù hợp.

Thiết bị này được cho là được lắp đặt tại trạm gốc hoặc nhà cần được thông báo về khả năng xâm nhập, trong khi mạch Tx cùng với đầu báo hồng ngoại cần được nối với nhau trên cây hoặc gần vị trí bị hạn chế và thích hợp tập trung trên toàn khu vực.

Cách đấu dây các mô-đun điều khiển từ xa

Bạn có thể tìm hiểu chi tiết về hệ thống dây điện của thiết bị Rx như được cho trong hình ảnh sau:

Tiếp điểm rơ le của thiết bị Rx như được chỉ ra trong hình trên có thể được đấu dây thích hợp với hệ thống báo động âm thanh hoặc bất kỳ hình thức mong muốn nào khác của hệ thống báo động có thể ghi lại.

Trong cuộc thảo luận ở trên, chúng ta đã hiểu các chi tiết liên quan đến việc xây dựng và lắp đặt hệ thống mạch an ninh gia đình được điều khiển từ xa được đề xuất, bây giờ đã đến lúc xác định cách Tx có thể được cấp nguồn thông qua mạch pin sạc năng lượng mặt trời.

Cách xây dựng UPS DC chạy bằng năng lượng mặt trời

Hình ảnh sau đây cho chúng ta biết về cách đơn giản có thể đạt được nguồn cung cấp liên tục 5V cấp năng lượng mặt trời bằng cách sử dụng một tấm pin mặt trời nhỏ và một IC điện áp 7805.

Mạch sạc pin năng lượng mặt trời 5V cho mạch an ninh gia đình không dây trên

Mạch sạc pin năng lượng mặt trời 5V ở trên có thể được sử dụng để cấp nguồn cho cụm máy phát dò từ xa, toàn bộ hệ thống cùng với bảng điều khiển và các mạch có thể được đặt trên cây hoặc một số loại cấu trúc thép gia cố trên mặt đất và được ngụy trang thích hợp.

Phần này kết thúc bài viết liên quan đến một mạch an ninh gia đình giá rẻ nhưng hiệu quả cho phép người dùng phát hiện trước một cuộc đột nhập, có thể xảy ra ở xa qua các ngõ hoặc lối đi cuối cùng dẫn đến nhà của người dùng.

Bài báo chỉ nêu chi tiết một mô-đun như vậy, mặc dù nhiều mô-đun IR từ xa độc lập như vậy có thể được xây dựng và cài đặt trên các làn đường zig-zag, cho phép nhiều lần theo dõi và phát hiện mục tiêu.

Phản hồi từ Mr. Dave

Wow Swag, tôi rất ấn tượng. Tôi có một số câu hỏi đơn giản:

1. Loại phạm vi nào có thể được mong đợi với kiểu nút nhấn đơn giản tx và rx
cặp mô-đun hiển thị trong hình? (Có thể tối đa 100m ??)

2. Bạn sẽ / có thể sử dụng gì nếu yêu cầu là 1000m? (Tôi thấy những người bay FPV
máy bay không người lái hoặc máy bay trên 5000m trực tuyến)

3. Giá một cặp mô-đun tx / rx có khả năng 1000m là bao nhiêu? Bạn có thể đề xuất một
mô hình hoặc địa điểm để mua?

4. Một số điểm trên sơ đồ của bạn, bạn có các nhãn như '4V9', tôi nghĩ điều này phải
nghĩa là 4,9V khi sử dụng pin 5,0V. Tôi đang đọc giản đồ phải không ??

Cám ơn rất nhiều. Bây giờ tôi cần đặt hàng các bộ phận và bắt đầu xây dựng.

Cảm ơn bạn Dave =)

Đây là những câu trả lời:

1) Có, phạm vi khoảng 100 mét đối với các mô-đun Tx, Rx được chỉ định

2) Có một số tùy chọn tầm xa có sẵn trực tuyến, có một tùy chọn sử dụng IC PT2262 và được chỉ định cung cấp phạm vi 2km tốt, bảng dữ liệu của thiết bị có thể được nghiên cứu trong liên kết sau:

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

Tuy nhiên, giai đoạn chuyển tiếp không được bao gồm trong mô-đun mà bạn có thể có
để liên kết cho các hành động bắt buộc. Nó có thể được thực hiện đơn giản bởi
tích hợp giai đoạn trình điều khiển rơle với chân 'OUT' của mô-đun Rx.

3) Chi phí được chỉ ra dường như là khoảng $ 18 .....

4) vâng bạn đang đọc sơ đồ hoàn toàn chính xác :)

Nhân tiện, nếu bạn thích sử dụng mạch PIR, bạn có thể chuyển sang
thiết kế sau.

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

Trân trọng
Swag

Trong trường hợp PIR được ưu tiên thay vì thiết kế IR điều chỉnh IC 567 đã thảo luận, điều tương tự có thể đạt được bằng cách tích hợp hệ thống PIR với các mô-đun RF như thể hiện trong sơ đồ sau:

Mạch bảo mật gia đình không dây ở trên là tự giải thích, các thành phần liên quan chỉ cần được nối dây theo hướng dẫn đã cho trong sơ đồ trên.

Nếu bạn có nghi ngờ hoặc phân vân, xin vui lòng bình luận bên dưới: