AVT-442.pdf

Zdalny przełącznik GSM

AVT–442

Chcąc zdalnie kontrolować

jakieś urządzenia można

stosować różne media

przesyłowe, począwszy od linii

telefonicznych poprzez telefony

komórkowe aż po komunikację

internetową. Jednak w zależności

od konkretnego zastosowania

należy wybrać takie, aby

nakład środków był adekwatny

do potrzeb. Jeśli zależy nam

na dużej niezawodności

działania, to należy zastosować

bardziej rozbudowane systemy

zapewniające dużą niezawodność

i komfort obsługi. W mniej

wymagających zastosowaniach

można użyć prostych układów

typu włącz–wyłącz. Jeśli chcemy,

na przykład, zdalnie sterować

lampkę lub pompę w ogródku,

to nie ma potrzeby stosowania

skomplikowanych sterowników

– wystarczy prosty przełącznik

jednokanałowy.

Rekomendacje:

pomysłowe zastosowanie

telefonu GSM pozwoli każdemu

„bezboleśnie” zbudować prosty,

lecz funkcjonalny system

zdalnego sterowania.

Urządzenie opisane w artyku-

le umożliwia zdalne włączenie lub

wyłączenie podłączonych urządzeń.

Przekaźnik, spełniający rolę elementu

wykonawczego, może zostać załączo-

ny, wyłączony lub załączony na okre-

ślony czas, po którym samoczynnie

zostanie wyłączony. Sterowanie prze-

łącznikiem odbywa się za pomocą te-

lefonu komórkowego, który musi być

umieszczony przy przełączniku. Takie

rozwiązanie daje możliwość umiesz-

czenia przełącznika w dowolnym miej-

scu, bez konieczności doprowadzania

linii telefonicznej, jak to ma miejsce

w telefonii stacjonarnej.

Najwygodniejszym sposobem by-

łoby zastosowanie telefonu z wbu-

dowanym modemem, jednak ogra-

niczyłoby to znacznie liczbę modeli

kompatybilnych ze sterownikiem. Je-

śli telefon ma być wykorzystywany

tylko dla potrzeb przełącznika, to

najlepiej zastosować dowolny, nawet

bardzo stary model. Aby do sterowa-

nia można było zastosować dowolny

telefon, komunikacja pomiędzy telefo-

nem a przełącznikiem odbywa się za

pomocą światła emitowanego z pod-

świetlacza wyświetlacza telefonu.

Rozwiązanie takie umożliwia zasto-

sowanie dowolnego telefonu, wystar-

czy tylko, że przy nadejściu sygnału

dzwonienia podświetli on wyświe-

tlacz. W przełączniku znajduje się

fotorezystor, który reaguje na światło

i odpowiednio steruje przekaźnikiem.

W związku z tym do poprawnej pracy

przełącznika wymagane jest odizolo-

wanie telefonu i przełącznika od ze-

wnętrznego oświetlenia, na przykład

poprzez umieszczenie ich w tekturo-

wym pudełku.

Pomimo tej niedogodności, zaletą

urządzenia jest to, że do załączenia

przekaźnika nie trzeba nawiązywać

połączenia, a wystarczy tylko sam sy-

gnał dzwonienia, dzięki czemu ste-

PODSTAWOWE PARAMETRY

• Płytka o wymiarach: 50 x 42 mm

• Zasilanie: 12 VDC/10 mA

• Rodzaj sterowania: optyczne z podświetla-

cza telefonu

• Czas opóźnienia elementu wykonawczego:

kilkanaście sekund

Rys. 1. Schemat elektryczny przełącznika

Elektronika Praktyczna 10/2006

P R O J E K T Y

Zdalny przełącznik GSM

Tab. 1. Tryby pracy przełącznika

S–1 S–2 S–3 S–4 Tryb pracy

0 0 0 0 Tryb monostabilny

5 s

1 0 0 0 Tryb monostabilny

30 s

0 1 0 0 Tryb monostabilny

1 min

1 1 0 0 Tryb monostabilny

5 min

0 0 1 0 Tryb monostabilny

10 min

1 0 1 0 Tryb monostabilny

15 min

0 1 1 0 Tryb monostabilny

30 min

1 1 1 0 Tryb monostabilny

60 min

0 0 0 1 Tryb bistabilny

1 0 0 1 Ustawianie czułości

wnętrznego do innych celów. Tak-

że wejście zerowania !MCLR pełni

funkcję wejścia cyfrowego, a sygnał

zerowania przy włączeniu zasilania

jest generowany wewnętrznie. Jako

element światłoczuły zastosowany

został fotorezystor R2. Ponieważ

intensywność emitowanego światła

przez podświetlacze wyświetlacza

telefonu jest stosunkowo niska, to

zmiany rezystancji fortorezystora

pomiędzy stanem oświetlenia i bra-

ku oświetlania są także niewielkie.

Aby wykryć te stany konieczne

stało się zastosowanie komparatora

analogowego. Stosowanie dodatko-

wego układu niepotrzebnie rozbudo-

wywałoby urządzenie, dlatego zasto-

sowany został mikrokontroler, który

posiada wbudowany komparator.

Napięcie powstałe z dzielnika rezy-

stancji rezystora R4 i fotorezystora

R2 jest kierowane do wejścia RA0,

wejście to jest jednocześnie nieod-

wracającym wejściem komparatora.

Na wejście odwracające podawane

jest napięcie pochodzące z dzielnika

powstałego poprzez połączenie rezy-

stora R1 i potencjometru PR. Poten-

cjometr umożliwia ustawienie progu

przełączania komparatora, tak aby

reagował na włączenie podświetle-

nia w telefonie. Wyjście komparato-

ra jest odczytywane poprzez odpo-

wiedni rejestr procesora. Przełącznik

S służy do ustawiania parametrów

pracy przełącznika. Do wymuszania

stanu wysokiego na wejściach portu

RA zastosowany został tylko jeden

rezystor R3, ponieważ pozostałe

wejścia posiadają wewnętrzne re-

zystory podciągające. Do sygnalizo-

wania stanu pracy służy dioda D2,

która w zależności od trybu pracy

informuje o stanie przekaźnika lub

pracy procesora. Układ wyjściowy

wykonany jest w postaci przekaź-

nika, który sterowany jest poprzez

tranzystor T1. Zasilanie układu jest

zrealizowane poprzez stabilizator

napięcia 5 V (typu LM78L05). Dio-

da D1 zabezpiecza stabilizator przed

podłączeniem napięcia zasilania

o odwrotnej polaryzacji, natomiast

dioda D3 zabezpiecza tranzystor T1

przed indukowanym w cewce prze-

kaźnika wysokim napięciem.

Rys. 2. Rozmieszczenie elementów na

płytce sterownika

W dalszej kolejności można wlutować

podstawkę pod mikrokontroler, a dalej

pozostałe elementy rozpoczynając od

kondensatorów, a kończąc przekaźniku

i złączach CON1 i CON2. Fotorezystor

należy umieścić tak, aby światło emi-

towane przez diodę świecącą D2 nie

oświetlało go.

Po zmontowaniu układu można do

złącza CON1 dołączyć napięcie zasila-

nia o wartości około 12 V i wydajności

prądowej minimum 100 mA. Do złą-

cza CON2 należy podłączyć przewody

włączanego obwodu, przy czym styki

przekaźnika należy włączyć w szereg

z tym obwodem. Jeśli obwód ten bę-

dzie zasilany napięciem sieciowym

230 VAC, to należy zachować szcze-

gólna ostrożność. A przewody ułożyć

możliwie daleko od pozostałych ele-

mentów płytki przełącznika.

Do pracy przełącznika wymagane

jest umieszczenie go wraz z telefonem

w zaciemnionym miejscu(na przykład

w pudełku), tak aby do fotorezystora

docierało jedynie światło z podświetla-

nia telefonu. Płytkę przełącznika na-

leży umieścić obok telefonu, a fotore-

zystor ustawić tak, aby przylegał do

wyświetlacza.

rowanie nie wywołuje dodatkowych

kosztów.

Wydawać się może, że sterowanie

takie jest narażone na przypadkową

zmianę stanu przekaźnika, na przy-

kład przez osoby dzwoniące przy-

padkowo. Stosując nikomu nieznany

(w gronie znajomych) numer telefonu

możemy mieć pewność, że prawdo-

podobieństwo przypadkowej zmia-

ny stanu przekaźnika jest niewielkie.

Przełącznikiem można sterować zdal-

nie z dowolnego telefonu stacjonarne-

go, czy też komórkowego. Dodatkową

możliwością jest sterowanie przez In-

ternet. Ponieważ odbiór wiadomości

SMS objawia się także włączeniem

podświetlania w telefonie, to wysyła-

jąc SMS–a do tego telefonu poprzez

bramkę internetową możemy także

sterować przekaźnikiem.

Przełącznik oprócz włączaniem

i wyłączaniem dołączonego urządzenia

może także być zastosowany do sy-

mulacji obecności domowników w do-

mu. Podłączając styki przekaźnika

do oświetlania w mieszkaniu można

podczas naszej nieobecności co pe-

wien czas wysłać sygnał dzwonienia,

który spowoduje załączenia światła

w mieszkaniu symulując tym samym

obecność.

Obsługa urządzenia

Przed rozpoczęciem użytkowa-

nia przełącznika należy ustawić próg

przełączania komparatora analogowego

(wykrywania włączenia podświetlania

telefonu). Próg ten regulowany jest

za pomocą potencjometru PR. Ponie-

waż dostęp do niego, gdy przełącznik

znajduje się w szczelnie zamkniętej

obudowie jest utrudniony, to na czas

regulacji wygodniej jest umieścić tele-

fon i przełącznik w zaciemnionym po-

mieszczeniu.

Stan włączenia podświetlania sy-

gnalizowany będzie zaświeceniem dio-

dy D2. Aby jednak mogła ona pełnić

taką funkcję trzeba ustawić odpowied-

ni tryb pracy procesora.

Budowa urządzenia

Schemat elektryczny przełącz-

nika przedstawiono na rys. 1 . Ele-

mentem sterującym całym urzą-

dzeniem jest mikrokontroler typu

PIC16F676. Układ ten jest taktowa-

ny z wewnętrznego generatora RC

o częstotliwości 4 MHz, która jest

kalibrowana w procesie produkcji

procesora. Pozwoliło to na wykorzy-

stanie wyprowadzeń oscylatora ze-

Montaż

Przełącznik został zmontowany na

płytce dwustronnej, rozmieszczenie

elementów przedstawiono na rys. 2 .

Montaż należy rozpocząć od wluto-

wania rezystorów oraz diod D1 i D3.

Elektronika Praktyczna 10/2006

Zdalny przełącznik GSM

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1: 47 k V

R2: 10 k V fotorezystor

R3: 10k V

R4: 150 k V

R5: 330 V

R6: 4,7 k V

Kondensatory

C1: 100 m F/16 V

C2, C3: 100 nF

C4: 100 m F/16 V

Półprzewodniki

D1: 1N4007

D2: LED 3 mm czerwona

D3: 1N4007

T1: BC547

US1: PIC16F676 zaprogramowany

US2: LM78M05

Inne

CON1: ARK2–5 mm

CON2: ARK3–5 mm

S: Przełącznik DIP4

PK: Przekaźnik RM96–12–W

Podstawka DIP14

cował w trybie monostabilnym, czyli

po każdym sygnale dzwonienia załą-

czy przekaźnik na określony czas, po

czym samoczynnie go wyłączy. Czas

załączenia wybierany jest przełączni-

kami S–1, S–2, S–3 zgodnie z tab. 1.

Podany czas załączenia może się

różnić od wartości założonej ponie-

waż przyjęto, że częstotliwość gene-

ratora taktującego procesor jest równa

4 MHz. Jednak wartość ta podawana

jest przez producenta z maksymalną

tolerancją ±20%, dlatego czas załą-

czenia przekaźnika też może się róż-

nić od podanego w takim zakresie.

Dodatkowo załączenie przekaźnika

następuje dopiero po pewnym czasie

od wystąpienia sygnału dzwonienia.

Wynika to z faktu, że przekaźnik jest

uruchamiany w momencie wyłącze-

nia podświetlania. A w zależności od

modelu telefonu czas ten może być

różny i wynosi około 20 sekund. Do-

datkowo często w trakcie dzwonienia

podświetlanie nie świeci jednostajnie,

a jest włączane i wyłączane. Aby takie

pulsujące światło było odbierane jako

jeden i ten sam sygnał dzwonienia, to

po pierwszym oświetleniu wyświetla-

cza mikrokontroler czeka przez cztery

sekundy na kolejne, jeśli w tym cza-

sie podświetlanie zostanie wyłączone

i ponownie włączone, to będzie to

traktowane jako jeden i ten sam sy-

gnał dzwonienia. Dlatego moment za-

łączenia przekaźnika wydłuża się do-

datkowo o cztery sekundy, gdyż zosta-

nie załączony dopiero po wyłączeniu

podświetlania w telefonie i odczekaniu

czterech sekund.

Czas załączenia może być zmie-

niany w trakcie pracy układu i zmiany

zostaną uwzględnione przy wystąpie-

niu kolejnego sygnału dzwonienia. Je-

śli przekaźnik jest załączony(wcześniej-

szym sygnałem dzwonienia) i w tym

czasie nadejdzie kolejne, to czas za-

łączenia przekaźnika zostanie wydłu-

żony o kolejną zadaną wartość. Jeśli

na przykład zadamy czas załączenia

na 60 minut, a będziemy dzwonili na

telefon sprzężony z przełącznikiem co

50 minut, to przekaźnik nigdy nie

zostanie zwolniony, gdyż przed upły-

nięciem czasu załączenia będzie on

ponownie wydłużany o 60 minut.

W trybie bistabilnym możliwe jest

zdalne załączenie oraz wyłączenie

przekaźnika, tryb ten jest wybierany

poprzez ustawienie przełącznika S–4

w pozycję ON. Wybór trybu możliwy

jest tylko przy wyłączonym zasilaniu.

Aby załączyć przekaźnik w tym

trybie należy wysłać sygnał dzwonie-

nia, następnie odczekać czas około 30

sekund i ponownie zadzwonić. Czas

ten wynika z konieczności „odcze-

kania” na wyłączenie podświetlania

w telefonie. Po tym czasie procesor

oczekuje przez czas 60 sekund na

kolejny sygnał dzwonienia, jeśli ono

nastąpi, to przekaźnik zostanie załą-

czony, jeśli nie to stan przekaźnika

nie zmieni się.

Wyłączenie przekaźnika może na-

stąpić tylko w sposób zdalny poprzez

jednokrotne wysłanie sygnału dzwo-

nienia. Po tym dzwonieniu procesor

będzie ponownie czekał 60 sekund

na kolejny sygnał, który jednak nie

nastąpi i po tym czasie przekaźnik

zostanie wyłączony.

Podczas oczekiwania na kolejny

sygnał dzwonienia dioda D2 będzie

błyskała, a po zakończeniu oczekiwa-

nia jej stan będzie sygnalizował stan

przekaźnika – zapalona dla przekaź-

nika załączonego i zgaszona dla prze-

kaźnika wyłączonego.

Krzysztof Pławsiuk, EP

Krzysztof.plawsiuk@ep.com.pl

W tym celu należy wprowadzić

procesor w tryb informacyjny poprzez

ustawienie przełącznika S–1 i S–4

w pozycję ON (zgodnie z tab. 1 ) przy

wyłączonym zasilaniu i włączyć zasila-

nie. W tym trybie pracy mikrokontro-

ler będzie przedstawiał stan wyjścio-

wy komparatora zawartego wewnątrz

układu. Pozwoli to na wizualizację

stanu tego wyjścia przy pomocy dio-

dy świecącej. Następnie potencjometr

PR należy ustawić tak, aby przy wy-

łączonym podświetlaniu dioda była

wyłączona, a przy włączonym zapa-

lała się. Po odpowiednim ustawieniu

czułości należy wyłączyć zasilanie

i wybrać tryb normalnej pracy prze-

łącznika.

Jeśli przełącznik S–4 jest w pozy-

cji OFF, to przełącznik będzie pra-

Elektronika Praktyczna 10/2006

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: