Схемы, программы, прошивки Автоматическая дверь для домашних животных

Discussion in 'Электроника и Фрикинг' started by SC40, 9 May 2015.

  1. SC40

    SC40 New Member

    Joined:
    8 May 2015
    Messages:
    6
    Likes Received:
    2
    Reputations:
    3
    Автоматическая дверь для домашних животных


    Данная работа решает задачу автоматического допуска домашних животных в дом или иные места, при этом исключая возможность пропуска диких животных. Обычно проблема пропуска домашних животных наиболее актуальна для владельцев частных домов. Для этой цели хозяева оставляют открытыми форточки или приоткрывают входные двери. Часто любимому питомцу доводиться ждать у закрытой двери долгое время, пытаясь дозваться хозяина громкими криками. А оставление открытой двери или форточки чревато потерями тепла и визитами незваных гостей, которые порой отнюдь не четырехлапы :).

    Технологический прогресс человечества не оставил и эту область. Промышленно уже некоторое время предлагаются самые разнообразные варианты решения задачи контролируемого пропуска животных, начиная с механических дверей и заканчивая компьютеризированными системами, основанными на считывании микрочипов. Предлагаемая авторами система является неким средним вариантом, дающим удовлетворительный результат при минимальных материальных затратах.

    Система автоматической двери базируется на восприятии магнитного поля в неком участке возле нее и при превышении установленного порога срабатывания осуществляет открытие двери с запуском однократно срабатывающего таймера, который нужен для возврата двери в исходное, закрытое состояние.

    Практически, работа выполнена в виде прибора, состоящего из дверцы с электродвигателем и электронного блока.
    В качестве дверцы применена часть CD-дисковода – его лоток. Он содержит удачную готовую механическую часть, позволяющую при сравнительно маломощном двигателе перемещать дверцу, в которую путем обшивки легким пластмассовым листом превращена его выдвижная часть.
    Электронный блок содержит источник питания, платы магнитного датчика и управления. Источником питания является трансформатор 220В/9В, обеспечивающий ток до 0,2А.

    Плата магнитного датчика служит для питания и съема сигнала с четырехвыводного аналогового датчика Холла типа SSE (CYSH12AF).

    [​IMG]

    Датчик Холла позволяет определить наличие слабого магнитного поля, вплоть до естественного уровня планеты, а также полярность поля. Это допускает применять весьма небольшие и легковесные магниты. Питание датчика двуполярное, получаемое резистивным делителем от стабилизатора напряжения (5В). Для делителя должны применяться резисторы с минимальным температурным коэффициентом электрического сопротивления. Подстройка нулевой точки делителя происходит через дополнительный подстроечный резистор, который на 2 порядка большего сопротивления, чем мостовые. Напряжение Холла на выходе датчика очень низко, для его усиления используется операционный усилитель, например LM358. Выход операционного усилителя дополнительно усиливается и питает оптопару (PC817), что позволяет применять плату датчика в условиях потребности в гальванической развязке.

    [​IMG]

    Вторую половину операционного усилителя можно употребить для работы с оптическим датчиком, порой актуальным в качестве дополнения к магнитному датчику – например, для удержания двери открытой при длительном расположении животного в створе двери, но за пределами магниточувствительной области.

    [​IMG]

    Плата управления содержит выпрямитель напряжения, приходящего с источника питания, таймер задержки закрытия и драйвер двигателя.

    [​IMG]

    Когда на плату управления с платы магнитного датчика поступает логическая единица, она подусиливается и попадает на входы драйвера двигателя и таймера.
    Драйвер двигателя выполнен на четырех транзисторах типа КТ816 и КТ817 и обеспечивает смену полярности напряжения питания в зависимости от наличия сигнала на одном из двух входов.

    [​IMG]

    Сигнал на входе открытия сразу приводит в действие двигатель в направлении «открыть». Сигнал на второй вход поступает от таймера, выполняя через несколько секунд команду «закрыть».

    [​IMG]

    Таймер организован на микросхеме К155ЛА3, представляя собой ждущий мультивибратор с задержкой срабатывания и сбросом ожидания при любом сигнале «открыть».

    [​IMG]

    Здесь (2,62MB) приложены все схемы и чертежи, нужные для повторения устройства двери, видео работы устройства. Как уже упоминалось, дорогостоящие или дефицитные материалы в данной работе не применяются. Работа несет бытовое удобство и некоторый энергосберегающий эффект.

    [​IMG]



    Дополнение к статье: часть дискуссии с прежней версии форума, которую так и не перенесли сюда (фактически - FAQ):

    Интервал задержки закрытия весьма мал, чтобы успело пройти более 1 животного. Ведь магнитный ключ на шее только у него одного.
    Ну только если они будут бежать есть шанс :)

    Ну это блок питания+диодный мост - самый дубовый вариант. Схема в полевых условиях работает уже более года, включая зиму на улице. Не сгорело. Хотя все, конечно, герметизировано. А вот современные импульсные БП зиму на улице бывают не переживают, да.

    Верно замечено, в последней версии он исключен, его нет и на принципиальной схеме. Он использовался для отладки в первой версии платы, теперь там перемычка.

    Отсчет начинается с момента исчезновения сигнала с магнитного датчика. Т.е. кота немного прищемит только если он войдет, но задержится в двери наполовину, так, что магнитное поле уже не сможет влиять на датчик. Проблема решаема установкой дополнительного фотодатчика в проеме дверцы, на что можно применить вторую половину операционного усилителя платы магнитного датчика.

    Эти решения известны, но, например чипирование в моем городе стоит около 150$, что вовсе небюджетно. А большинство решений с дверцей пропуска по чипу не выдерживают суровых зим, вообще малонадежны (я обозревал информацию/отзывы о этих системах перед разработкой).


    Благодарим за внимание.
     
    bymugen and Cthulchu like this.
Loading...