Circuit de sécurité à domicile sans fil - À énergie solaire

L'article traite d'un circuit de sécurité domestique sans fil télécommandé qui permet la détection d'une éventuelle intrusion à l'avance en fonction de la manière et de l'endroit où les capteurs à distance sont positionnés sur les emplacements stratégiques sélectionnés et de la distance souhaitée de la maison. L'idée a été demandée par M. Dave Monette.

La demande se présente sous la forme d'une discussion par courriel entre M. Dave et moi, comme présenté ci-dessous:

Spécifications techniques

Mon fils et moi avons pensé à un projet très utile sur lequel travailler. Je suis ingénieur en mécanique mais je me suis familiarisé avec les circuits électriques depuis un certain temps maintenant.

Le projet de circuit de sécurité domestique sans fil pourrait avoir de nombreuses applications, mais pour nous, ce serait pour la saison de chasse au cerf. Souvent, les cerfs semblent se faufiler sur nous sans avertissement, mais ils empruntent presque toujours l'un des nombreux sentiers usés. L'objectif serait d'obtenir un avertissement avant leur arrivée.

Je pensais monter une sorte de circuit PIR (doit être auto-alimenté car pas d'alimentation en ligne dans les bois) sur un arbre le long de chacun des 4 ou 5 chemins principaux que parcourra le cerf. Une fois que le PIR est déclenché par le cerf, il devrait envoyer une sorte de signal aux aveugles dans lesquels nous nous asseyons.

Je pensais à une boîte avec cinq LED étiquetées «chemin 1», «chemin 2», etc. Le signal devrait avoir très peu de retard. Idéalement, le signal pourrait être transmis jusqu'à 200 mètres, bien que si la portée était moindre, cela serait toujours utile.

Lorsque la lumière sur le tableau / la boîte s'allume, ce serait bien si elle était accompagnée d'une faible tonalité audible (pas très forte pour ne pas effrayer le cerf) également, la lumière devrait rester allumée (délai de lecture) pendant 15 à 60 secondes après les virages (pour ne pas manquer la lumière si un cerf déclenche rapidement le PIR en descendant rapidement le sentier.

Qu'en penses-tu? Nous discutons de ce projet depuis presque un an maintenant, mais je n'ai contacté aucun expert et cela dépasse largement mes capacités électriques / électroniques.

Dave Monette (et son fils Collin, 15 ans)

P.s. J'adore votre site www.elprocus.com. J'ai tellement appris en le lisant et en étudiant les circuits. La conception de circuits m'intéresse vraiment.

Analyse de la demande de circuit

Merci Cher Dave, j'apprécie beaucoup vos pensées!

Votre rédaction est si bonne, j'aimerais pouvoir l'utiliser comme nouvel article pour mon site

Cependant, sans le savoir, vous avez dit quelque chose d'extrêmement sensible et blessant, alors pardonnez-moi, je ne pourrai pas vous aider avec ce projet car il est lié à la cruauté envers les animaux.

Butin,

Désolé si je vous ai offensé en ce qui concerne la chasse, mais comme je l'ai dit, je peux penser à tant d'utilisations pour un appareil en temps réel comme celui-ci. Nous vivons sur un grand terrain boisé avec plusieurs sentiers menant de l'extérieur de la propriété à la maison. Avoir un appareil comme celui-ci servirait d'alerte précoce pour la protection personnelle.

Encore une chose Swag, nous vivons dans le Michigan et nous menons le pays (de loin en fait) dans les accidents de la route impliquant des rencontres entre cerfs et véhicules.

Si les gens ne chassaient pas au Michigan, des centaines de vies seraient perdues chaque année à cause de la surpopulation de cerfs.

Même avec tous les gens qui chassent dans le Michigan (l'année dernière, il y avait plus de 500 000 cerfs capturés pendant la saison de chasse), la population de cerfs est en augmentation. Les cerfs se reproduisent plus rapidement que les sources de nourriture disponibles au Michigan.

L'année dernière seulement, plus de 25 000 cerfs ont été retrouvés morts de faim ou de malnutrition.

J'espère que vous pouvez le voir dans votre cœur pour nous aider sur ce projet.

Je me suis dit fils quel sorcier tu étais et nous avons même étudié certains de tes circuits ensemble. Comme je l'ai dit plus tôt, il existe de nombreuses utilisations d'un tel appareil en dehors de la chasse.

J'espère avoir de vos nouvelles bientôt Swag. Merci de m'avoir répondu, Dave M.

Répondre:

Je comprends Dave, mais de toute façon, c'est une mort douloureuse pour le pauvre animal. Au lieu de contrôler en tuant, ne serait-il pas préférable d'employer une stratégie de contrôle des naissances pour minimiser leur population?

Quoi qu'il en soit, je vais essayer de le comprendre et de l'imaginer pour un autre besoin d'application ... comme vous l'avez dit, le design pourrait également être utilisé comme un dispositif d'avertissement.

Je vais le concevoir et vous le faire savoir bientôt. J'apprécie vraiment Collin et vos opinions sur mon site, merci beaucoup!

Merci Swag. J'ai parlé avec un gars à mon travail (Chrysler) et lui ai expliqué le concept. Immédiatement, il a dit «ce serait parfait pour la sécurité à domicile».

Il vit sur 40 acres et voudrait savoir que les voitures ou les camions passent l'un de ses 5 ponts / allées sur sa propriété. Le pont le plus éloigné de sa maison est à environ 0,25 mi (environ 1300 pieds).

Actuellement, il a installé des caméras de suivi à chaque allée mais cela ne lui signale en rien la présence d'un camion sur sa propriété en temps réel.

Il a dit que le terrain entre sa maison et l'allée la plus éloignée est principalement plat et moyennement boisé.

Il dit que vous ne pouvez pas voir le pont le plus éloigné de sa maison en regardant à travers les arbres.

Mon fils et moi sommes très heureux de travailler avec vous sur ce projet.

Dave

La conception

Le circuit de sécurité domestique sans fil solaire télécommandé proposé peut être compris à l'aide de l'explication suivante:

Dans l'un de mes articles précédents, j'ai expliqué un capteur de proximité ou un détecteur de mouvement simple mais infaillible qui utilisait des signaux infrarouges pour repérer et refléter la présence d'un intrus dans la zone et déclencher une alarme.

La conception peut être apprise de manière exhaustive dans l'article suivant:

Circuit de détecteur de proximité simple

Le même concept a été utilisé dans le système de sécurité domestique actuel, en raison de sa simplicité, de sa meilleure précision et de sa rentabilité par rapport à un homologue PIR.

Dans cette conception, au lieu des capteurs PIR, des photodiodes infrarouges ordinaires sont utilisées, comme on peut le voir dans le diagramme ci-dessous:

Le schéma

Comment fonctionnent les diodes

Dans la conception, D1 et D2 forment respectivement l'émetteur IR et les dispositifs récepteurs et sont positionnés quelque peu parallèlement l'un à l'autre ou avec un certain angle, et pointant vers la zone qui doit être surveillée.

D1 est autorisé à produire un signal IR oscillant continu focalisé vers la zone restreinte, et si un intrus essayait de traverser cette zone, le signal transmis devrait toucher l'intrus et être réfléchi vers D2, qui est instantanément capturé par D2 pour un précessage ultérieur. .

Pourquoi LM567 est utilisé

Ici, l'IC LM567 est configuré comme un étage émetteur / récepteur IR accordé qui devient responsable de la génération d'un signal IR via D1 à une fréquence donnée, déterminée par R3 / C2, via la broche # 5.

La condition ci-dessus permet également au CI de devenir exclusivement sensible à cette fréquence sur sa broche n ° 3 et de rejeter tout signal parasite éventuel d'une fréquence différente.

Lorsque le signal IR réfléchi est détecté par D2, la fréquence est immédiatement reconnue par la broche n ° 3 du circuit intégré et traitée en interne de telle sorte que la broche n ° 8 du circuit intégré est rendue basse en réponse à la détection.

Cependant, la situation ci-dessus n'est maintenue que tant que les rayons infrarouges continuent de se refléter du corps de l'intrus et est inhibée au moment où l'intrus s'échappe.

Afin d'introduire un retard dans le processus ci-dessus quel que soit le temps de détection, un étage monostable IC 555 peut être vu intégré à la broche n ° 8 de l'IC LM567.

Le rôle de l'IC 555

Dès qu'un niveau bas est envoyé à la broche n ° 8 de l'IC LM567, l'IC 555 est instantanément déclenché, ce qui fait passer sa broche n ° 3 à l'état haut et reste verrouillée pendant une période prédéterminée, comme déterminé par les valeurs de R9 / C5.

La broche n ° 3 de l'IC555 peut être vue connectée à un relais qui devrait basculer dans cette situation et rester activé pendant la période de retard calculée.

Pour un système de sécurité qui ne nécessite pas d'opération télécommandée, une sirène ou une alarme peut être câblée entre les contacts de relais indiqués pour le résultat final.

Utilisation d'un module de commande à distance

Cependant, étant donné que dans notre application un circuit de sécurité domestique télécommandé est prévu, nous utilisons l'activation du relais pour basculer un étage d'émetteur RF comme expliqué ci-dessous:

Aujourd'hui, les modules émetteurs et récepteurs RF prêts à l'emploi sont assez couramment disponibles sur le marché et peuvent être achetés pour l'application discutée.

Les modules sont disponibles sous la forme de cartes PCB assemblées ouvertes, j'ai déjà expliqué un article connexe sur ce site Web, vous pouvez en avoir un aperçu dans l'article suivant:

Circuit de sécurité de voiture RF simple

Les PCB doivent être correctement câblés comme expliqué dans l'article pour mettre en œuvre l'objectif.

On peut choisir de construire les circuits ci-dessus et de connecter l'un des commutateurs de l'émetteur avec les contacts de relais associés à l'étage IC 555 du circuit IR ci-dessus.

Ou si l'assemblage semble difficile, on peut simplement acheter un ensemble d'unité prête à l'emploi soigneusement assemblée comme indiqué ci-dessous:

Fonctionnement des modules Tx et Rx

Comme on peut le voir dans l'image ci-dessus, les modules prêts à l'emploi Tx, Rx seraient disponibles dans les formes ci-dessus.

Le côté droit est le Tx ou le combiné émetteur, dont nous avons besoin pour ouvrir et intégrer les deux points de soudure du micro-interrupteur, sous le bouton rouge avec les contacts de relais de notre étage IC 555.

Le module pourrait éventuellement être alimenté avec une pile bouton 3V qui devrait être retirée et les bornes +/- correctement connectées à une source CC régulée 3V.

Le module du côté gauche avec le relais bleu est le Rx ou le module récepteur qui est censé recevoir les signaux transmis du module Tx et basculer le relais bleu en conséquence.

Cette unité est censée être installée à la station de base ou à la maison qui doit être informée d'une éventuelle intrusion, tandis que le circuit Tx avec le détecteur IR doit être connecté ensemble sur un arbre ou à proximité de l'emplacement restreint et de manière appropriée concentré sur toute la zone.

Comment câbler les modules de commande à distance

Les détails de câblage de l'unité Rx peuvent être appris comme indiqué dans l'image suivante:

Les contacts de relais de l'unité Rx comme indiqué dans l'image ci-dessus peuvent être correctement câblés avec un système d'alarme sonore ou toute autre forme souhaitée de système d'alarme enregistrable.

Dans la discussion ci-dessus, nous avons compris les détails concernant la construction et l'installation du système de circuit de sécurité domestique télécommandé proposé, il est maintenant temps d'identifier comment le Tx peut être alimenté par un circuit de batterie solaire rechargeable.

Comment construire l'onduleur CC à énergie solaire

L'image suivante nous explique comment obtenir simplement une alimentation sans coupure 5V alimentée par l'énergie solaire en utilisant un petit panneau solaire et un circuit intégré de tension 7805.

Circuit de chargeur de batterie solaire 5V pour le circuit de sécurité domestique sans fil ci-dessus

Le circuit de chargeur de batterie solaire 5 V ci-dessus peut être utilisé pour alimenter l'ensemble émetteur de détecteur à distance, l'ensemble du système avec le panneau et les circuits peuvent être positionnés sur un arbre ou une sorte de structure en acier renforcée sur le sol, et camouflés de manière appropriée.

Ceci conclut l'article concernant un circuit de sécurité domestique bon marché mais efficace qui permet à l'utilisateur de détecter une intrusion à l'avance, qui peut avoir lieu loin à travers les voies ou les passages menant finalement à la maison de l'utilisateur.

L'article détaille un seul de ces modules, bien que de nombreux modules IR distants autonomes puissent être construits et installés sur des voies en zig-zag, permettant un suivi et une détection multiples pour la cible.

Commentaires de M. Dave

Wow Swag, je suis tellement impressionné. J'ai quelques questions simples:

1. Quel type de plage peut-on attendre avec le simple bouton poussoir de style tx et rx
paire de modules montrée dans l'image? (Peut-être 100m max ??)

2. Que feriez-vous / pourriez-vous utiliser si l'exigence était de dire 1000 m? (Je vois des gars piloter FPV
drones ou avions sur 5000m en ligne)

3. Quel pourrait être le coût d'une paire de modules tx / rx d'une capacité de 1 000 m? Pouvez-vous suggérer un
modèle ou emplacement pour acheter?

4. Plusieurs endroits sur votre schéma, vous avez des étiquettes comme «4V9», je pense que cela doit
signifie 4,9 V lors de l'utilisation d'une batterie 5,0 V. Suis-je en train de lire le schéma?

Merci beaucoup. Maintenant, je dois commander les pièces et commencer la construction.

Merci Dave =)

Voici les réponses:

1) Oui, la portée est d'environ 100 mètres pour les modules Tx, Rx spécifiés

2) Il y a quelques options longue portée disponibles en ligne, il y en a une qui utilise l'IC PT2262 et est assignée pour fournir une bonne portée de 2 km, la fiche technique de l'appareil peut être étudiée dans le lien suivant:

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

Cependant l'étage de relais n'est pas inclus dans le module que vous pourriez avoir
à associer pour les actions requises. Cela peut être simplement fait par
intégrant un étage pilote de relais avec la broche 'OUT' du module Rx.

3) Le coût indiqué semble être d'environ 18 $ .....

4) oui, vous lisez le schéma absolument correctement :)

Au fait, si vous préférez utiliser un circuit PIR, vous pouvez passer au
conception suivante.

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

Meilleures salutations
Butin

Dans le cas où un PIR est préféré au lieu de la conception IR accordée IC 567 discutée, la même chose peut être obtenue en intégrant le système PIR avec les modules RF comme indiqué dans le schéma suivant:

Le circuit de sécurité domestique sans fil ci-dessus est explicite, les composants concernés doivent simplement être câblés conformément aux instructions données dans le schéma ci-dessus.

Si vous avez des doutes ou des confusions, n'hésitez pas à commenter ci-dessous: