Попали ко мне несколько радиомодулей RFM12 от HOPERF. Давно хотел с ними поиграться. В результате была разработана беспроводная сигнализация. Изначально предназначена для охраны топливных баков фуры от посягательств на ночных стоянках. Однако может легко применяться везде, где потребуется. Ток потребляемый датчиком очень мизерный, благодаря наноамперному операционному усилителю MCP6042 и алгоритму, что контроллер и RF модуль почти всегда спят и просыпаются, что бы опросить АЦП и передать команды. 1,5В батарейки должно хватить на пару месяцев беспрерывной работы! Радиус действия передатчиков 100м при прямой видимости. Дальность обнаружения человека до 10м.
Основные параметры сигнализации:
- Напряжение питания пульта – 12…24В (рекомендуется 12В)
- Несущая частота радиообмена 433,92 МГц
- Выходная мощность передатчиков 7 dBm
- Максимальная дальность обнаружения движения датчиком – 10 метров
- Максимальная дальность радиосвязи между датчиком и пультом в зоне прямой видимости – 100 метров
- Ток потребляемый датчиком от батареи 1,5В -- 0,4мА в ждущем режиме
- Батарея в датчике - Kodak типоразмер N напряжение 1,5В
- Способ установки датчиков – с помощью магнитов.
Схема беспроводного датчика движения
Схема аналоговой части полностью взята из даташита на датчик V1. Сигнал с пироэлектрического датчика V1 подается на неинвертирующий усилитель DA1.1 Коэффициент усиления около 40. Далее через разделительный конденсатор C6 на вход второго инвертирующего усилителя DA1.2 с коэффициентом усиления 50. В результате на выводе 7 DA1 имеется сигнал с постоянной амплитудой 1,5В и меняющийся при приближении к датчику человека. Далее сигнал считывается АЦП контроллера. Программа определяет необходимые условия сработки (в том же даташите они есть) и посылает соответствующую команду на пульт. Контроллер датчика так-же измеряет напряжение на батарее и если оно ниже 1,1В на пульте включается светодиод "разряд бат", а если ниже 1В, то при попытке включить датчик пульт просигнализирует о полной разрядке и датчик не включится.
Включается датчик коротким замыканием геркона S1 магнитиком крепления другого датчика. После включения контроллер блокирует геркон открытым полевым транзистором VT1. Опрашивает пульт и если пульт включен, то работает пока не выключиться пульт. Когда пульт выключился, то датчик продолжает работать еще 40 мин. Затем полностью выключается.
Питается датчик от одного 1,5В элемента типа N. Далее напряжение повышается импульсным DC/DC преобразователем на DD3 до 3,3В. От преобразователя можно вообще отказаться и питать датчик напрямую от двух последовательно соединенных 1,5В батарей. Нужно помнить, что напряжение питания RF модуля не должно превышать 3,8В. Я использовал одну батарею, чтобы датчик поместился в стандартный пластиковый корпус 50х35х19. Плата тоже проектировалась под него.
Датчик V1 помещается под линзу PPGI0601, для которой на плате есть установочные отверстия.
Рисунок платы датчика 42*28мм.
Датчик собран на двухсторонней плате. Фольга с обратной стороны полностью оставлена и соединяется через переходные отверстия с нужными дорожками. Все детали монтируются со стороны дорожек. Исключение датчик V1 и линза Френеля.
Антенна представляет собой катушку намотанную медным лакированным проводом диаметром 0,5мм на отрезок стержня от шариковой ручки диаметром 2,5мм и содержит 20 витков виток к витку и последние верхние 5 витков с увеличивающимся шагом. Общая длина намотки 27мм. Затем антенна сжимается термоусадкой. Торец антенны покрываем эпоксидкой или термоклеем.
Конденсаторы в датчике SMD 0805 керамические. Полярные танталовые. Полевой транзистор VT1 можно использовать любой N канальный MOSFET. Кварц ZQ1 часовой. Я выпаивал из платы старого мобильного телефона.
Антенны можно применить просто кусочек провода внутри корпуса, но дальность связи заметно снизится.
Fuse биты STK500 ATMEGA8 датчиков
Fuse биты STK500 ATMEGA8 пульта
Пульт сигнализации гораздо проще. Содержит контроллер ATMEGA8, RFM12 радиомодуль, и индикацию.
Рисунок платы пульта 43*38мм
С обратной стороны платы устанавливаются: кнопка SB1, светодиоды VD1-VD6
В отличии от датчика. Пульт всегда прослушивает эфир и ждет данные от датчика. При их поступлении отвечает.
Передняя панель пульта.
6 светодиодов и кнопка управления. В рабочем режиме переодически вспыхивает светодиод "Тревога" включенного датчика(ов). Если произойдет сработка датчика соответствующий светодиод будет мигать и в такт ему зазвучит звуковой сигнал, который выключается коротким нажатием на кнопку. Если батарея датчика разрядится ниже 1,1В, то в дежурном режиме будет вспыхивать светодиод "Разряд бат". При потере связи с датчиком включится звуковая тревога и замигает светодиод "Нет связи". Пульт можно временно отключить без отключения датчиков. Для этого нажимаем и удерживаем кнопку около 2 сек. Прозвучит звуковой сигнал и светодиоды будут загораться последовательно. При этом датчики перейдут в экономичный режим (отключится аналоговая часть), но отключаться не будут. Для включения нажимаем кнопку. В течение 30 сек. датчики включатся.
Пульт настройки не требует. Необходимо только проверить напряжения питания на С2 должно быть 5В. На С3 3,3В.
Датчик собран в пластиковом корпусе 50*35*19мм. В корпусе сверлятся отверстия под линзу и антенну. С обратной стороны платы крепится держатель батарейки BH-511 и все обильно заливается термоклеем для защиты от влаги. Затем половинки корпуса склеиваются парой капель суперклея. Пульт собран в пластиковом корпусе 65*45*22мм Плата внутри крепится термоклеем
Если нет ошибок в монтаже и в номиналах деталей, то датчик должен запуститься с первого раза.
Подаем питание на датчик 1,5В. Замыкаем геркон S1 перемычкой или магнитом. Напряжение на конденсаторе C13 должно быть 3,3В. Размыкаем геркон.
Включаем пульт. Включаем датчик коротким замыканием геркона S1. Пульт должен просигнализировать и начнет вспыхивать светодиод соотв. датчика. Еще раз проверяем напряжение на C13. Затем проверяем напряжение питания аналоговой части на конденсаторе С19 должно быть 3,3В. Осциллографом становимся на вывод 7 DA1.2. Постоянное напряжение на нем должно быть около 1,5В. Пробуем махать перед датчиком рукой. Напряжение должно меняться от 0 до 3,3В.
Прошивки для пульта, датчиков 1 и 2, рисунки плат в Layout в архиве.
Список радиоэлементов
Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Датчик | |||||||
DA1 | Операционный усилитель | MCP6042 | 1 | SOIC | Поиск в магазине Отрон | ||
DD1 | МК AVR 8-бит | ATmega8 | 1 | 32A корпус | Поиск в магазине Отрон | ||
DD2 | радиомодуль | RFM12B | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
DD3 | DC/DC | NCP1402SN33 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
Bat | держатель батарейки | bh-511 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
V1 | пироэлектрический датчик | IRA-E710ST | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
Ln1 | линза Френеля | PPGI0601 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C2, C4 | Конденсатор | 1n | 2 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | ||
C3, C19 | Конденсатор | 4.7u 16V | 2 | тантал А | Поиск в магазине Отрон | ||
C5, C8 | Конденсатор | 2.2n | 2 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | ||
C11, C14, C17 | Конденсатор | 100n | 3 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | ||
C12 | Конденсатор | 10u | 1 | тантал А | Поиск в магазине Отрон | ||
C13 | Конденсатор | 68u | 1 | тантал D | Поиск в магазине Отрон | ||
C16 | Конденсатор | 10n | 1 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | ||
C18 | Конденсатор | 680n | 1 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | ||
L1 | Дроссель SMD | 47uH 0.7A | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R1, R7, R8 | Резистор | 100 кОм | 3 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | ||
R2, R3 | Резистор | 120 кОм | 2 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | ||
R4, R9 | Резистор | 5.1 МОм | 2 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | ||
R5, R6, R16 | Резистор | 330 кОм | 3 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | ||
R13 | Резистор | 1 кОм | 1 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | ||
R15 | Резистор | 5.1 кОм | 1 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | ||
S1 | геркон | МК-10 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
VD1 | Выпрямительный диод | DL4148 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
VD2, VD3 | Диод Шоттки | MBR0520L | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
VT1 | Транзистор | AM2302 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
ZQ1 | часовой кварц | 32768Гц | 1 | SMD | Поиск в магазине Отрон | ||
Пульт | |||||||
BA1 | динамик с генератором | HCM1206 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
DD | МК AVR 8-бит | ATmega8 | 1 | 32A корпус | Поиск в магазине Отрон | ||
DD1 | радиомодуль | RFM12B | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
DD2 | стабилизатор | 7805 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
DD3 | стабилизатор | AMS1117-33 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C1, C2, C3 | Конденсатор | 100n | 3 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | ||
C4 | Конденсатор | 150u 16V | 1 | тантал D | Поиск в магазине Отрон | ||
C5 | Конденсатор | 220p | 1 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | ||
C6 | Конденсатор | 10n | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
С7 | Конденсатор | 2.2u | 1 | тантал A | Поиск в магазине Отрон | ||
R1-R7 | Резистор | 1 кОм | 7 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | ||
SB1 | кнопка без фиксации | SWT-2/11 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
VD1-VD6 | Светодиод | 3мм зелёный | 6 | Поиск в магазине Отрон | |||
VT1 | Биполярный транзистор | BC817 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- Сигнализация.rar (605 Кб)
Комментарии (66) | Я собрал (0) | Подписаться
Для добавления Вашей сборки необходима регистрация
[Автор]
[Автор]
[Автор]
Основное это увеличение датчиков и дальность связи... ну и еще много чего... Думаю не одному мне интересно?)
[Автор]
В датчике предусмотреть вход для подключения кнопки (растяжки, геркона, кнопки двери)
Увеличить дальность связи до около 5км, думаю будет практичнее и проще, если например по охраняемому объекту будут стоять датчики и о своем состоянии передавать на пульт, а этот пульт уже передавать на дальнее расстояние на основной пульт...
Такая система будет универсальна, и будет иметь широкую область применения, таких как охрана того же автомобиля оставленного на стоянку, складских помещений, квартир, и много много другого...
Основное преимущество здесь это то что все работает в реальном времени, чего не скажешь о GSM сигнализациях..
[Автор]
Вход для механической кнопки тоже легко реализовать. Даже для нескольких.
Применять ретранслятор? Наверное проще GSM модуль прикрутить тогда.
Думаю, если сделать мощность в пределах разрешенной 5 км дальность получится.
Может получится ситуация. Сработал датчик. Я побежал проверять за 5 км что там такое
Так же можно применять для мониторинга прохода, проезда определенных мест, что актуально для охотников, а там расстояния в 5км это совсем не так и много...
Ретранслятор как по мне будет удобен например для охраны объекта с датчиками по периметру, дверях, окнах, когда датчиков несколько, и нам хочется их одновременно контролировать, поэтому датчики передают на ретранслятор а он уже нам на пульт и мы там видим что у нас сработало, в таком случае датчики остаются маленькими и экономичными, нужен один мощный канал связи, и при этом все остается в реальном времени, чего не достичь с GSM модулем...
[Автор]
Вы, я так понял, за увеличение дальности связи
Увеличение количества датчиков.
Улучшение гибкости всей системы.
На счет механических кнопок. Сначала сработал датчик движения, затем кнопка-размыкалка. Логично. Срочно летим на объект. Поддерживаю.
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
Ставим два датчика над баками тягача, ставим на охрану, и при приближении человека ближе 10 м к датчику нас об этом известит пульт, который будет у нас при себе
[Автор]
[Автор]
Можно без него сделать? чтобы просто вкл. откл был, ну кнопочка там или микро тумблер...?
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
Обещаный видеообзорчик и демонстрация работы
[Автор]
[Автор]
[Автор]
Не лучше ли сделать оптический луч? Он и зону действия будет иметь узкую, и лишен выше сказанных недостатков! А то как на видео рукой махать он славно работает а вот в реальных условиях уверен что не айс, ведь к примеру я машину могу поставить и в близи дерева и вполне вероятно что кот будет рядом лазить или псина.
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
С микроволновыми датчиками не работал. Думаю прикрутить можно к этой схеме. Думаю ложных сработок будет много на реальной дороге, стоянке. Там радиус охраны 9 метров. Реагировать будет на любое движение.
[Автор]