Мобільна автономна охоронна система

Цей пристрій розроблявся для швидкої організації контролю певних зон, або охорони периметра. Пристрій складається з датчиків (ТХ) руху (до 6 штук) на основі пиродатчиків і центрального модуля (ЦМ), який відображає інформацію про стан датчиків. Кількість і простота розміщення ТХ, мобільність ТХ і ЦМ дозволяє контролювати як локально, задані зони, наприклад, проходи, двері, вікна тощо, так і глобально, створюючи замкнуту зону контролю з можливістю виключення мертвих зон. Усі ТХ працюють автономно і незалежно один від одного. ЦМ контролює кожен ТХ окремо одночасно. Крім того, ЦМ контролює зв'язок з ТХ і повідомляє, якщо зв'язок з яким-небудь датчиком втрачено.

Систему можна застосувати в поході, для охорони бівуака, контролю проходних зон, або тактичних ігор, таких як лазертаг, пінбол тощо.

Низьке споживання ТХ дозволяє працювати тривалий час від одного комплекту батарей. Також стан батарей кожного ТХ відображається на екрані ЦМ, що дозволяє контролювати їх і, якщо потрібно, вчасно замінити. При роботі в режимі 8 годин на день, ТХ відпрацювали більше місяця на дешевих соляних батарейках.
В якості датчика руху використовується добре відомий модуль HC-SR501, який потрібно трохи доопрацювати.

Діод, стабілізатор і конденсатор (виділені червоним) випаїмо за непотрібністю і з'єднуємо перемичкою (синя) контакт VCC і вихід стабілізатора. Приблизно так:

Також нам потрібно змінити час таймера. Нам потрібно менше 2с. Як правило, мінімальний поріг таймера 4-5 секунд, тому доведеться замінити часозадаючу ланцюг таймера (позначено жовтим). Я замінив конденсатор. Став 10nF, замінив на 1nF (1000p). Підстроювальні резистори я також випаяв, і встановив замість них перемички. Режим роботи пиродатчика - "L"

Серцем ТХ є МК ATMEGA48pa. Тактова частота 8МГц від внутрішнього генератора. З допомогою годинного кварца і Timer2 контролер відслідковує секунди. Радіозв'язок відбувається за допомогою радіомодуля на базі nRF24l01.

ТХ контролює роботу радіомодуля. Якщо з ним виникли проблеми, буде швидко мигати червоний світлодіод.

ТХ має кілька режимів роботи, який вибирається натисканням і утриманням кнопки. Кожна спалах зеленого світлодіода при утриманні кнопки позначає перемикання на наступний режим. Всього режимів 5:

1. Основний режим. Режим охорони.
2. Режим «ТЕСТ». Раз на секунду на ЦМ відправляється сигнал. Якщо зв'язок відбувся, загорається зелений світлодіод. Якщо ні – червоний. Тим самим зручно контролювати стійкість зв'язку між ТХ і ЦМ як зі сторони ТХ, так і зі сторони ЦМ.
3. Контроль пиродатчика. Стан спокою індикується світінням зеленого світлодіода, спрацьовування датчика – червоним.
4. Режим «Приймач». Дозволяє налаштовувати режими роботи ТХ за допомогою ЦМ.
5. Режим «Схований ТЕСТ». Аналогічний режиму 2, але працює в повній «тиші». Контроль тільки з ЦМ.
6. Вимкнення. Загорається червоний світлодіод, і ТХ йде в режим сну.

Крім того, на ТХ є можливість підключити термодатчик, який буде вимірювати температуру раз на 5 хвилин і відправляти на ЦМ. Якщо ТХ кілька в системі, то температурний датчик слід встановити на одному ТХ, оскільки селекція температурних показників не передбачена. Хоча використовуваний датчик має хороші характеристики, похибка показань може досягати до 1 градуса. Оскільки обчислення температури проводиться відносно опорного напруги МК, яке становить 1,1 вольт, а по ДШ воно може складати від 1 до 1,2 вольт. Наявність температурного датчика це скоріше бонус, ніж опція. Ідея встановити його виникла, коли система використовувалася в поході, для охорони ночівлі.

Також, ТХ управляється з ЦМ. ТХ можна дистанційно перевести в режим охорони з будь-якого іншого режиму (крім сну) або вимкнути (перевести в режим сну), якщо він стоїть в режимі охорони. Струм споживання ТХ у режимі сну не перевищує 10uA. У режимі охорони порядка 300uA. Це дозволяє працювати ТХ досить довго на одному комплекті батарей.

Центральний модуль

ЦМ побудований на базі МК ATMEGA328ра. Він також працює від внутрішнього генератора 8 МГц, і використовуються софтові години. Інформація відображається на LCD від NOKIA 1110i. Індикатор і nRF24l01 живляться від керованого стабілізатора tps76333. Сам ЦМ живиться від Li-ion батареї, позиченої у старого телефону. За батареєю слідкує контролер на основі поширеної мікросхеми LTC4054. За розрядом слідкує сам МК. Напруга на АКБ він міряє на ADC7 через резистор 1М. Стан батареї відображається на екрані. Струм споживання ЦМ порядка 14мА. В ЦМ використовувалася Li батарея BL-5CB від стільникового, яка була вже "неисправна". В ній була видалена плата заряду. Тим не менш, на ЦМ вона проработала три дні безперервно.

Режим спрацьовування ТХ відображається на ЦМ у вигляді іконки, звуковим, вібро та світловими сигналами, які можна відключати кожен окремо, налаштовуючи найкращий режим оповіщення.

Крім основного режиму, ЦМ дозволяє сканувати ефір, для визначення «чистого» каналу, змінювати частотний канал (ТХ і свій), присвоювати датчику номер.

При тривалій відсутності зв'язку ЦМ з датчиками, він йде в сон. Якщо ТХ більше 255 раз (один байт) підряд не отримав підтвердження про вдалій передачі, він також відключається.

Зв'язок між ТХ і ЦМ по радіоканалу, за допомогою модулів на трансивері nRF24l01+ PA. Дальність зв'язку варіюється від 100 метрів до 500, в залежності від умов. Тут, звичайно, не береться до уваги умови прямої видимості, які як би і не потрібні. Хочеться відзначити, що приблизно 10% куплених на АЛІ модулів, не змогли забезпечити хорошу дальність. Скоріше в них не працював підсилювач або TX, або RX. Ток споживання таких модулів був значно нижчим.

Фьюзи для МК встановлюються на роботу від внутрішнього генератора на 8 МГц, з вимкненим дільником. LF-0xE2, HF-D7

При виготовленні ПП переслідувалася мета створення компактного пристрою, тому, не довго думаючи, замовив плати в Китаї. Корпус був зроблений з старого текстоліту та епоксидки. На другому ЦМ в якості радіомодуля, був використаний nRF24l01+PA. Це дало суттєве збільшення в дальності, або "пробивності" стін, але збільшило ток споживання.

Система випробовувалася як у похідних умовах, так і в закритих приміщеннях. Свою задачу виконала на відмінно.

Дана система розроблялася виключно для охорони здоров'я та життя користувача, і не може бути використана в цілях, що порушують громадянські права та свободи, так само як закони України та інші етичні норми.