Jednoduchý domácí alarm s RFID a GSM

01.01.2015

Intro

Jedná se o jednoduchý domácí "bastl" alarm, který ke svému ovládání využívá GSM modem a RFID čtečku. Cílem konstrukce bylo zabavit se a přitom z šuplíkových zásob poskládat něco užitečného :-)

Popis konstrukce

Alarm je postaven okolo MCU Atmel ATMEGA 8, taktovaného na 8MHz interním RC oscilátorem. K MCU jsou připojeny drátové vstupy odděleném optočleny LTV847, z nichž 5 je určeno pro PIR senzory, dva pro RFID čtečku a jeden pro pozdější využití. Spciální vstup je pro detekci síťového napětí optočlenem 815, tlačítko na aktivaci/deaktivaci alarmu a analogový vstup na měření napájecího napětí. Výstupy jsou na relé, optočleny 817 pro RFID čtečku a stavové LEDky. GSM modem je připojen pomocí UARTu a převodníků úrovní MAX232. Napájení pak klasikou 7805 s ochranou tansilem.

Vstupy smyček

Dospělé alarmové ústředny využivají dvojitě vyvážené smyčky, čili jsou schopny detekovat i tzn. sabotáž, kdy narušitel přeruší nebo zkratuje vedení k PIR čidlu. Principielně se nejedná o nic komplikovaného a k měření napětí na odporovém děliči tvořeného vyváženou smyčkou se dá celkem elegantně využít AD převodník v MCU. Jenže přívést drát na nohu MCU bez ochrany nejde a 5 vstupů od čidel, 2 od RFID a jeden od někud jinud, to už je hezká hromádka transilů, tlumivek, odporů a kondenzátorů. Takže jsem si řekl, co se stane, když se na vyváženou smyčku vykašlu - nic :-) Sice to nebude tak "cool", ale vzhledem k tomu, že dráty od ústředny budou pod omítkou a nad sádrokartonovým podhledem, je šance na sabotáž kabelu téměř nulová. Čili drátové vstupy jsou řešeny optočlenem, LEDkou a odporem. V klidovém stavu musí být připojena na GND, LEDka svítí. Po detekci narušení se pak vedení rozpojí, LEDka zhasne a firmware detekuje narušení. Zkrat na GND je principem, připojení vstupu na +12V nevadí, protože dioda :-).

Vstup 230V

Je řešeno optočlenem 815, což je optočlen s darlingtonem na výstupu. Jeho výhodou je vyšší CTR a tím pádem možnost menšího proudu opto-diodou. Přivedené napětí je jednocestně usměrněno a vyhlazeno kondenzátorem. Na rezistorech 42k je poměrně velký úbytek napětí, čili jednocestným usměrněním se jimi produd vede jen v jedné periodě, což má za následek menší zahřívání. V praxi jsou odpory na dotyk mírně vlažné.

GSM modem

Doma jsem měl modem Siemens TC35i, který se nyní prodává po značkou Cinterion. V zásadě lze použít jakýkoliv GSM modul, který podporuje standardní AT příkazy + práci s SMS zprávami v textovém režimu (AT příkaz AT+CMGF=1). Do MCU jsem totiž nepsal podporu pro PDU formát, neboť je to zbytečná komplikace, když GSM modem umí poslat přímo plaintext.

Napájení

Napájení je řešeno spínaným zdrojem od mrtvého netbooku, jež měl původně 12V. Donucovacími prostředky v podobně rezistoru a zenerovy diody ve zpětné vazbě ho šlo donutit, aby z něj lezlo 15V. Výstup zdroje je oddělen diodou pro případ, kdy by byl vypnut (výpadek napájení). V opačném případě by do něj mohlo něco téct z baterie. Dioda způsobí úbytek cca. 0.7V. Tedy 14.3V. Toto napětí je připojeno přes rezistor na akumulátor a zajišťuje jeho trvalé nabíjení (kupodivu tím akumulátor příliš netrpí - ověřeno po tříletém nonstop provozu v jiné aplikaci). Pokud je akumulátor nabit, tak je nabíjecí proud minimální. Napájecí napětí dále pokračuje přes další diodu, která ho opět sníží o 0.7V. Čili v případě provozu na síť je na výstupu 13.6V. Při výpadku sítě, pak 11.5V (1N5822 je schottkyho dioda s menším úbytkem). PIR čidla mají obvykle značný rozsah napájecího napětí (v mém případě 8-16V), 12V relé spolehlivě sepnou lehce nad 7V, čili takové kolísání napětí při provozu síť / baterie nevadí. Zálohovaný zdroj se tím velmi zjednoduší.

RFID Čtečka

Jedná se 125kHz čtečku s výstupem protokolem Wiegand. Popis a pár info ZDE.


Popis vstupů, výstupů a ostatních symbolů

Funkce

Alarm se aktivuje/deaktivuje stiskem tlačítka na DPS, přiložením RFID čipu uloženého v interní DB nebo SMS zprávou.

Popis SMS příkazů

Stavy

Schéma zapojení a desky

Mechanické řešení

Desku jsem udělal tak, aby šla přišroubovat do běžné elektro rozvodnice pro 24 modulů (dvě řady pod 12-ti). Ta se dá bezproblémů zazdít a nebo usadit do SDK příčky. Stojí okolo 350,- a lze do ní schovat i akumulátor, zdroj a chuchvalec kabelů vedoucích od čidel. Na čtečku postačuje klasická elektro krabice.

Ke stažení

Zdrojáky