Главная » Охрана
Призовой фонд
на январь 2018 г.
1. Осциллограф DSO138
Паяльник
2. 1000 руб
PCBWay
3. 150 руб.
От пользователей

Сигнализация с беспроводными датчиками движения MD1000

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 ПримечаниеМагазинМой блокнот
Датчик
DA1 Операционный усилитель
MCP6042
1 SOICПоиск в win-sourceВ блокнот
DD1 МК AVR 8-бит
ATmega8
1 32A корпусПоиск в win-sourceВ блокнот
DD2 радиомодульRFM12B1 Поиск в win-sourceВ блокнот
DD3 DC/DCNCP1402SN331 Поиск в win-sourceВ блокнот
Bat держатель батарейкиbh-5111 Поиск в win-sourceВ блокнот
V1 пироэлектрический датчикIRA-E710ST1 Поиск в win-sourceВ блокнот
Ln1 линза ФренеляPPGI06011 Поиск в win-sourceВ блокнот
C2, C4 Конденсатор1n2 0805Поиск в win-sourceВ блокнот
C3, C19 Конденсатор4.7u 16V2 тантал АПоиск в win-sourceВ блокнот
C5, C8 Конденсатор2.2n2 0805Поиск в win-sourceВ блокнот
C11, C14, C17 Конденсатор100n3 0805Поиск в win-sourceВ блокнот
C12 Конденсатор10u1 тантал АПоиск в win-sourceВ блокнот
C13 Конденсатор68u1 тантал DПоиск в win-sourceВ блокнот
C16 Конденсатор10n1 0805Поиск в win-sourceВ блокнот
C18 Конденсатор680n1 0805Поиск в win-sourceВ блокнот
L1 Дроссель SMD47uH 0.7A1 Поиск в win-sourceВ блокнот
R1, R7, R8 Резистор
100 кОм
3 0805Поиск в win-sourceВ блокнот
R2, R3 Резистор
120 кОм
2 0805Поиск в win-sourceВ блокнот
R4, R9 Резистор
5.1 МОм
2 0805Поиск в win-sourceВ блокнот
R5, R6, R16 Резистор
330 кОм
3 0805Поиск в win-sourceВ блокнот
R13 Резистор
1 кОм
1 0805Поиск в win-sourceВ блокнот
R15 Резистор
5.1 кОм
1 0805Поиск в win-sourceВ блокнот
S1 герконМК-101 Поиск в win-sourceВ блокнот
VD1 Выпрямительный диод
DL4148
1 Поиск в win-sourceВ блокнот
VD2, VD3 Диод Шоттки
MBR0520L
2 Поиск в win-sourceВ блокнот
VT1 ТранзисторAM23021 Поиск в win-sourceВ блокнот
ZQ1 часовой кварц32768Гц1 SMDПоиск в win-sourceВ блокнот
 
Пульт
BA1 динамик с генераторомHCM12061 Поиск в win-sourceВ блокнот
DD МК AVR 8-бит
ATmega8
1 32A корпусПоиск в win-sourceВ блокнот
DD1 радиомодульRFM12B1 Поиск в win-sourceВ блокнот
DD2 стабилизатор78051 Поиск в win-sourceВ блокнот
DD3 стабилизаторAMS1117-331 Поиск в win-sourceВ блокнот
C1, C2, C3 Конденсатор100n3 0805Поиск в win-sourceВ блокнот
C4 Конденсатор150u 16V1 тантал DПоиск в win-sourceВ блокнот
C5 Конденсатор220p1 0805Поиск в win-sourceВ блокнот
C6 Конденсатор10n1 Поиск в win-sourceВ блокнот
С7 Конденсатор2.2u1 тантал AПоиск в win-sourceВ блокнот
R1-R7 Резистор
1 кОм
7 0805Поиск в win-sourceВ блокнот
SB1 кнопка без фиксацииSWT-2/111 Поиск в win-sourceВ блокнот
VD1-VD6 Светодиод3мм зелёный6 Поиск в win-sourceВ блокнот
VT1 Биполярный транзистор
BC817
1 Поиск в win-sourceВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 7
Я собрал 0 8
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 4.9 Проголосовало: 8 чел.

Комментарии (40) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
+1
andro #
Весьма полезная связка. Ещё бы добавить интерфейс на пульте для подсоединения к штатной сигнализации.
Ответить
+4

[Автор]
Jack_by #
Это первая версия. Следующие планирую связать со смартфоном. Со штатной сигналкой даже проще будет.
Ответить
+1
andro #
Есть какая нибудь защита от поломки?
Ответить
0
eu7ag #
Связать со смартфоном, я так понимаю по принципу умного дома. Если связывать со смартфоном, сюда еще прицепить расходомер, связать с жпс-трекером,тахометром. Будет полезная штука для владельцев транспортных компаний.Правда и повторяемость станет сложнее.
Ответить
+1

[Автор]
Jack_by #
Связать можно с чем угодно. Программно все реализуемо. С телефоном проще будет. Не надо пульт паять. Правда радиус действия ограничится wi-fi
Ответить
0

[Автор]
Jack_by #
Да. Если нет связи с датчиком, то включается сигнал и вспыхивает светодиод "нет связи"
Ответить
+1
mosfet36 #
Очень полезное устройство! Есть кое какие пожелания к версии два!
Основное это увеличение датчиков и дальность связи... ну и еще много чего... Думаю не одному мне интересно?)
Ответить
0

[Автор]
Jack_by #
Интересно послушать мнения. Кому, что хочется увидеть в следующей версии. Высказывайте. Пока не взялся за разводку плат и ПО все возможно. Вообще, кто будет эту собирать хотелось бы услышать отзывы.
Ответить
0
mosfet36 #
Добавить датчиков до 6-8 штук
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..
Отредактирован 04.01.2018 22:08
Ответить
+1

[Автор]
Jack_by #
Добавить больше датчиков не проблема. Хоть 100шт. Тогда нужен будет LCD дисплей.
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
Ответить
0
mosfet36 #
Дополнительный контакт к датчику укажет нам что нарушена дверь, или что то вскрыто уже, а датчик движения перед этим укажет что есть "гости")
Ответить
0
mosfet36 #
Я к тому это все, что можно разработать универсальный охранный комплекс, от охраны топливных баков фуры когда спишь в отеле и находишься в 50м от нее, до охраны например фермерского хозяйства или пасеки, где не так уж важно украденные вещи (пчелы никто ж в карман не положит), как нанесенный ущерб от не званных гостей (чем быстрее прибудем на объект тем меньше ущерба), это я о расстоянии в 5км... к тому же датчик может стоять в подвале или за железобетонной стеной, в таком случае и мощность больше потребуется...
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...
Ответить
+1

[Автор]
Jack_by #
Если охранять пасеку и места прохода в лесу. Согласен GSM модуль может не везде сеть поймать.
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.
Ответить
+1

[Автор]
Jack_by #
Пока, что программно и аппаратно все просто реализовать.
Ответить
+2
Сергей #
Охранникам полезное устройство. Спишь себе... Если кто пришел на объект. Сразу все слышно.
Ответить
0
Pauk #
Чем достигается такой низкий ток потребления?
Ответить
0

[Автор]
Jack_by #
Операционный усилитель MCP6042 очень экономичный благодаря чему входная часть потребляет около 50 мкА. Алгоритм контроллера построен таким образом, что он почти всегда спит и тактируется во время сна от часового кварца. Затем просыпается на 10 мсек чтобы опросить АЦП при этом тактируется от внутреннего генератора на 1МГц. Быстро обрабатывает данные и снова засыпает. Радиомодуль тоже всегда спит и просыпается раз в 20сек передать команды на пульт. Скорость передачи большая а данных около 4 байт поэтому время передачи 20мсек. Дежурный прием в датчике не предусмотрен. В итоге ток от 1.5В батарейки 400мкА. Если питать датчик без преобразователя сразу от 3В ток снизится ещев 2.5 раза и станет как у наручных часов☺
Ответить
0
Pauk #
Да, я тоже подумал про питание от двух элементов по 1,5 В каждый, но как это скажется на стабильности?
Ответить
0

[Автор]
Jack_by #
Стабильность будет лучше. Исчезнут шумы от DC/DC преобразователя. Только надо будет поставить делитель напряжения на 2 перед измерением батарейки контроллером. Можно пробовать запитать от 3V литиевой батарейки типа такой
Прикрепленный файл: cr2354-500x500-800x800.jpg
Ответить
+1
andro #
В самый раз!
Ответить
+2
Pauk #
Идеальный вариант!
Ответить
0

[Автор]
Jack_by #
Может кто будет собирать? Было бы интересно на сколько батарейки такой хватит
Ответить
+1
Pauk #
Да, хотелось бы собрать, но в качестве дополнения к основному устройству, а оно к сожалению пока не готово.
Ответить
0

[Автор]
Jack_by #
А что за устройство? Интересно
Отредактирован 21.01.2018 00:45
Ответить
0
Сергей #
Добрый день. Как все это использовать для охраны топливных баков тягача?
Ответить
0
mosfet36 #
Ну очень просто!
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
Ответить
+1

[Автор]
Jack_by #
Включаем пульт в разъем прикуривателя. Включаем один или два датчика (магнит крепления одного датчика подносим к геркону второго). Пульт сигнализирует о включении. Датчики размещаем снаружи над кабиной так, что-бы линза смотрела на топливный бак. Крепим магнитами к кузову. Все если кто подходит сбоку, то пульт сигнализирует. Под линзой есть ограничительные заслонки (что бы датчик срабатывал только если близко подойти к машине). Если интересно раскажу
Ответить
0
Voxvel #
А можно ли сфокусировать линзу чтобы было направленное действие?
Ответить
0

[Автор]
Jack_by #
Да можно. У меня так и сделано. Под линзами стоят две заслонки. Получается узкий луч в горизонтальной плоскости
Ответить
0
Иван Тимофеевич #
А на практике разве удобно герконом активировать?
Можно без него сделать? чтобы просто вкл. откл был, ну кнопочка там или микро тумблер...?
Ответить
0

[Автор]
Jack_by #
Датчики залиты термоклеем. Защита от влаги. Тумблером намного проще, но как его от влаги защитить.
Ответить
0
Dip #
Что думаете если применять трансивер mrf49 в качестве самодельного радио модуля в вашей конструкции?
Ответить
0

[Автор]
Jack_by #
Почитал datasheet на MRF49 такой же самый, но прошивку нужно подправить немного. Если хотите собирать лучше заказать RFM12
Ответить
0
Voxvel #
Вопрос по данной схеме... А вот как поведет себя датчик при засветке его фарами автомобиля?
Ответить
0

[Автор]
Jack_by #
Когда отлаживал проект пробовал светить разными источниками света. Очень хорошо реагирует на огонь. Свет фар вряд-ли вызовет сработку. Если только вплотную посветить.
Ответить
0
mosfet36 #
Было бы интересно видео посмотреть, где продемонстрирована работа устройства...
Ответить
0

[Автор]
Jack_by #
Завтра попробую снять. Один экземпляр остался для опытов.
Ответить
0
Александр #
Если можно то покажите на видео как все устроено внутри. Заслонки.
Ответить
0
Вадим #
Модули RFM12 должны давать 200 метров связи прямой видимости. Антенна хорошо согласована? Может четвертьволновой провод дальше работает?
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется сила тока?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Набор начинающего радиолюбителя
Набор начинающего радиолюбителя
USB-реле (2 канала) Регулятор мощности 2 кВт
вверх