Например TDA7294

РадиоКот > Чердак

Простая GSM-сигнализация из старого сотового телефона

Автор: SSMix
Опубликовано 17.09.2015.
Создано при помощи КотоРед.

     Время жизни сотовых телефонов, пожалуй, одно из самых коротких из всей бытовой радиоаппаратуры по причине быстрого морального устаревания. У многих без дела валяются устаревшие кнопочные мобильные телефоны в рабочем состоянии. Добавив к такому телефону модуль датчика движения Arduino и небольшую схему управления можно соорудить простую автономную систему сигнализации по каналу сотовой связи.

     В Интернете есть много видеобзоров различных моделей малогабаритных китайских GSM-сигнализаций. В них требуется лишь установить SIM-карту сотового оператора и произвести несложную настройку. Срабатывание сигнализации в них происходит либо по превышению уровня звука, либо по пироэлектрическому датчику движения. Первый вариант явно непрактичен, т.к. неизбежны ложные срабатывания от громких посторонних звуков (гроза, звонок в дверь, звонок телефона, ремонт у соседей и т.п.). В то же время от негромкого звука (непрошенные гости шуметь точно не будут) сигнализация может и не сработать.
     Поэтому практический смысл имеет использование в таком устройстве пироэлектрического датчика движения.
     На практике всем этим моделям китайских сигнализаций присущи значительные недостатки.
     Во-первых, на номер установленной в сигнализацию SIM-карты может позвонить кто угодно, например, случайно ошибясь номером, и не только прослушать, что у Вас происходит в помещении. Последний входящий номер записывается для дозвона по нему при срабатывании сигнализации. Так что звонка от китайца можно в ответственный момент не дождаться. Рекомендация о периодическом звонке на охранный номер для подтверждения правильного номера довольно хлопотна.
     Во-вторых, время срабатывания подобных устройств довольно значительное и составляет несколько десятков секунд.
     В третьих, у подобных устройств нет интерфейса для оперативного просмотра состояния счета, входящих сообщений от оператора и т.д., что тоже довольно неудобно.
     Поэтому более практично использовать морально устаревший обычный кнопочный мобильный телефон. В настройках телефона можно установить фильтр звонков, и уже никто кроме того, кому положено, не сможет Вас прослушать. К тому же в нашем распоряжении будет полноценный интерфейс с клавиатурой и дисплеем, где будет выводиться вся нужная информация о состоянии батареи, входящих сообщениях и т.д.
     Конечно, телефон при этом нужно немного доработать и добавить к нему стандартный пироэлектрический модуль датчика движения Arduino, а также небольшую платку управления.
     Датчик движения использован в виде доступного недорогого готового модуля Arduino HC-SR501 с линзой Френеля:

     В Интернете имеется datasheet на него со схемой:

     Модуль выполнен на базе микросхемы BISS 0001 с цепями обвязки.
     Напряжение питания модуля (4.5-20)В, потребляемый ток менее 50мкА.
     Дистанция обнаружения настраивается в диапазоне 3 - 7м.
     При обнаружении движения теплового объёкта на выходе формируется импульс длительностью 5-200сек (подстраивается резистором).
     Модуль имеет 2 режима работы в зависимости от состояния джампера:
     L — одиночный захват, при каждом срабатывании датчика появляется отдельный импульс;
     H — повторяемые измерения, при срабатывании датчика несколько раз подряд на его выходе (на OUT) остается высокий логический уровень.
     Вот картинка с сайта http://digitalchip.ru из Интернета:

     Сигнал Out с модуля используется для управления исполнительным устройством, в данном случае – кнопкой вызова на сотовом телефоне.
Электрическая схема сигнализации выглядит следующим образом:

     Она состоит из простейшего детектора радиоизлучения на VD1, VT1, управляющей логики на DD1, PIR датчика движения Arduino HC-SR501, развязывающего оптрона DA1 для управления кнопкой вызова телефона, двух выключателей и внешнего аккумулятора. Так получилось, что в применённом телефоне Siemens A50 аккумулятор оказался негодным, а новый стоил приличных денег. Поэтому пришлось на проводках подпаять другой аккумулятор с разбитого смартфона Fly, с большей ёмкостью и габаритами.
     Телефон подключается двумя тонкими проводками (кнопка вызова) через развязывающий оптрон DA1. При этом функциональность клавиатуры сохраняется полностью.
     Отдельный микрофонный усилитель с микрофоном устанавливается опционально на случай, если чувствительности встроенного в телефон микрофона недостаточно. Для экономии энергии аккумулятора питание на усилитель подаётся лишь при работе телефона на передачу. Наведенные при этом в антенне WA1 импульсы выпрямляются диодной сборкой VD1, открывается транзистор VT1 и через резистор R9 разряжает конденсатор C5. Время зарядки этого конденсатора через R4 выбрано порядка 30 сек, поэтому пока идут пакеты импульсов с передатчика телефона, конденсатор C5 постоянно разряжается через R9 и VT1, удерживая на входах триггера Шмита (выв.1,2 DD1) низкий лог. уровень. Высокий лог. уровень на инвертирующем выходе (выв.3) этого триггера подаёт питающее напряжение на усилитель. При этом загорается зелёный светодиод HL1.
     Формирование импульса на кнопку вызова телефона происходит следующим образом. В первый момент после включения питания конденсатор C4 разряжен (через R10, VD2, SA2 на корпус либо R1, SA1 на корпус). На выв. 13 триггера Шмита низкий лог. уровень, а на его выходе 11 – высокий. При этом оптрон DA1 закрыт и формирование импульса вызова заблокировано для того, чтобы было время отойти от сигнализации после включения на достаточное расстояние без её срабатывания. Также блокировка формирования вызова происходит с выв.6 DD1 при работающем передатчике телефона. В дежурном состоянии, когда конденсаторы C4, C5 заряжены, на выводе 11 DD1 лог.0 и разрешена работа оптрона DA1. При появлении на выходе датчика движения лог.1 открывается светодиод оптрона DA1 и загорается красный светодиод. При нажатии кнопки вызова телефона (зелёная, с трубкой) на его дисплее высвечивается последний набранный номер. При повторном нажатии происходит вызов. При этом работающий передатчик вызывает появление лог.0 на выводах 6, 12 DA1 и лог.1 на выв.11, блокируя дальнейшее нажатие на кнопку вызова.
     Для того, чтобы при движении нагретого объекта в поле датчика на его выходе формировались непрерывные импульсы, джампер на модуле необходимо установить в положение L:

     Правым подстроечным резистором следует установить минимальную длительность выходного импульса, а резистор R13 на Рис.1 лучше уменьшить до 100 Ом. Подстроечным резистором слева устанавливают максимальную чувствительность датчика.
     При этом срабатывание системы происходит буквально за считанные секунды. При попытке быстро зайти в комнату с сигнализацией и выключить её на экране телефона видно, что уже идёт вызов.
     Переключатель SA2 служит для включения датчика движения. Переключатель SA1 - общий по питанию датчика и платы управления. Резистор R1 и стабилитрон VD4 – защитные. Оранжевый светодиод HL3 изредка мигает в режиме охраны, когда на плату управления подано питание.
     Управляющая схема собрана на печатной плате из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 48х30мм. Антенна WA1 выполнена в виде печатного проводника:

 

     Всё устройство собрано в корпусе от неисправного роутера:

     Вид с обратной стороны с кнопками:

      Телефон верхней частью, где расположена антенна, почти вплотную примыкает к печатной антенне на плате управления. В случае использования другой модели телефона следует уточнить, где именно у него расположена GSM-антенна.

     Модуль датчика движения установлен в вырезанных пазах сбоку корпуса так, что органы регулировки расположены сверху:

     Для маскировки корпус роутера накрыть, например, газетой, направив линзу датчика на входную дверь.
     Для правильной работы сигнализации необходимо настроить телефон.
     Вот один из вариантов под конкретный Siemens A50.
     В «Контакты» следует ввести тот номер телефона, на который будет производиться дозвон в случае срабатывания сигнализации. Этот номер следует включить в группу, например, «Семья». Также в эту группу можно добавить номера телефонов, с которых будет разрешено автоподнятие трубки. Остальные номера можно удалить.
     Далее следует выключить звонок на телефоне (включить тихий режим без звука).
     Для автоподнятия трубки можно использовать соответствующие настройки в пункте «Гарнитура», если конечно она у Вас есть.
     В противном случае из телефона извлекается виброзвонок, а на его место припаивается оптрон, например TLP126 фирмы Toshiba.

     Особенностью оптрона TLP126 является наличие двух светодиодов, включенных в обоих направлениях, малые габариты и ток срабатывания. Также была подтверждена работоспособность с оптроном TLP185, у которого один светодиод.
Выходы транзистора оптрона (выв.4, 6) припаиваются к кнопке вызова. При этом следует при включенном телефоне определить, на каком из печатных контактов кнопки «+», а на каком «-».
     После этого телефон можно собирать. В настройках «Аудио» необходимо включить фильтр «Семья». При этом вызовы с остальных номеров будут только высвечиваться на дисплее телефона без звукового сигнала и вибрации и автоподнятия трубки с чужого номера не произойдёт.
Теперь необходимо выбрать из «Контактов» номер, на который должно производиться отзванивание при срабатывании сигнализации, и нажать кнопку вызова для его запоминания. Теперь при первом нажатии кнопки вызова на экране телефона высветится этот последний набранный номер, а при повторном – его набор.
     При срабатывании датчика движения управляющая плата пропустит с него два импульса, т.е. произойдет 2 нажатия кнопки вызова телефона, после чего заработает передатчик телефона и остальные импульсы, а соответственно и «нажатия» на кнопку вызова будут заблокированы.
     Если телефон с монохромным ЖК-дисплеем, подсветку лучше отключить в настройках для экономии энергии аккумулятора. Если дисплей цветной, то лучше установить минимальную яркость и время гашения дисплея.
     Теперь, что касается отдельного микрофона с усилителем, то это как говорится, на любителя. В применённом автором телефоне Siemens A50 чувствительность микрофона оказалась крайне низкой и составляла 30-40 см для обычной речи. Чисто для спортивного интереса был собран отдельный внешний усилитель с микрофоном. Сначала была опробована схема с АРУ, но ввиду особенностей схемотехники такие усилители создают хлопки в начальный момент при появлении громких звуков. Намного более качественно себя показала схема с компрессией на 3-х полевиках и сдвоенном ОУ, прототип которой был найден на просторах Интернета (http://dedclub.blogspot.com/2014/03/blog-post_2.html). Вот окончательный вариант доработанной схемы:

     Транзистор VT1 по схеме стабилизатора тока – это динамическая нагрузка для встроенного в электретный микрофон полевика. Далее следует аналогичный каскад на второй паре полевиков VT2, VT3, ФНЧ на DA1.1 и оконечный усилитель-ограничитель на DA1.2.
     Схема собрана на двухсторонней печатной плате с экраном из белой луженой жести от банки из-под сгущёнки:

     Подстроечным резистором R10 регулируется уровень сигнала на выходе усилителя. Чувствительность такого усилителя оказалась довольно высокой. Шепот улавливается с расстояния в несколько метров. Перегрузок при появлении резких громких звуков нет. В общем, этот усилитель я бы порекомендовал к использованию в слуховых аппаратах, радиомикрофонах, а также трансиверах.
     Экран необходим для защиты от внешних электромагнитных наводок. При расположении усилителя рядом с работающим на передачу мобильным телефоном помех практически не слышно. Но это при отсутствии непосредственной связи с телефоном.
     При подключении же питания усилителя к плате управления, а выхода вместо штатного микрофона слышимость помех от телефона существенно возросла. Возможно, что с другими телефонами картина будет несколько иная. В настоящее время автор всё ещё находится в поиске наиболее оптимального согласования микрофонного усилителя с телефоном для полного устранения помех от его передатчика.
Зарядка аккумулятора производится от штатного ЗУ телефона. Несмотря на почти удвоенную ёмкость зарядка протекает нормально, только дольше по времени.
     Время непрерывной работы такой самодельной сигнализации от одной полной зарядки аккумулятора составляет более 2-х недель. Но в каждом конкретном случае всё зависит от энергопотребления телефона и ёмкости аккумулятора. Микрофонный усилитель включается лишь при работе передатчика телефона, сам модуль датчика движения потребляет менее 50мкА, а плата управления в режиме ожидания практически не потребляет ток.


Файлы:
Файлы


Все вопросы в Форум.


ID: 2353

Как вам эта статья?

 Нравится
 Так себе
 Не нравится

Заработало ли это устройство у вас?

 Заработало сразу
 Заработало после плясок с бубном
 Не заработало совсем

10 24 15