Automat furtkowy

Mieszkanie w domu jednorodzinnym oprócz licznych plusów ma też i minusy. Jednym z nich jest pewien potencjalny problem ze sprawdzaniem skrzynki pocztowej: w budownictwie wielorodzinnym jest to dość oczywiste, się wchodzi na klatkę, to się po drodze sprawdza, czy coś jest w skrzynce. Rzecz wydawałoby się trywialna, a w przypadku domu, ze skrzynką w ogrodzeniu (przy furtce) oraz domownikami zwykle wracającymi do domu samochodem wjeżdżającym wprost do garażu, w przypadku zimnych/deszczowych dni może skutkować nawet tygodniami całymi niesprawdzaną skrzynką. Jest problem? Jest! Trzeba rozwiązać? Trzeba!

Nasi obecni Wielcy Przyjaciele zza Wielkiej Wody problem ten rozwiązali już dawno w sposób trywialny: amerykańskie skrzynki pocztowe mają taką fajną chorągiewkę, którą listonosz jakoby stawia do pionu, jak coś do skrzynki wsadza. Nie mam pojęcia, jak to się sprawdza tamże, ale nie mam najmniejszych wątpliwości, jak to działoby u nas: listonosz chorągiewkę miałby serdecznie w… w poważaniu, namiętnie natomiast bawiłyby się nią wszelakie okoliczne dzieci, obracając ją we wszystkie możliwe, a z czasem również i w te niemożliwe strony, pewnego dnia chorągiewka zapewne też osiągnęłaby w końcu drugą prędkość kosm… tego, skrzynkową (prędkość umożliwiającą opuszczenie skrzynki na zawsze). Do tematu zatem trzeba było podejść w bardziej nowoczesny sposób.

Tyle wstępu, teraz konkrety. Na początek całego opisu, na zachętę efekt zastosowanego rozwiązania: wizualizacja doniosłego faktu otrzymania nowej poczty na ekranie manipulatora alarmu:

Samo urządzenie zamontowane w przyfurtkowej rozdzielni, w trakcie pracy:

I jego wnętrze (zdjęcie zrobione w trakcie prac uruchomienionwych):

Schemat za chwilę, najpierw zasadnicza kwestia: jak wykryć, że do skrzynki coś zostało wrzucone? Temat wydawałoby się trywialny, a jednak mocno kłopotliwy: pamiętajmy, że przesyłka nie zawsze jest wypchaną, ciężką kopertą, czasem jest to maleńki świstek papieru. jak wykryć jego wrzucenie? Jakaś „waga”, styki w dnie skrzynki? Odpadają całkowicie, żeby wyczuć świstek typu awizo musiałaby być bardzo czuła, a wtedy uruchamiałby ją każdy pająk. Bariera optoelektroniczna na wlocie skrzynki? Już prędzej, ale z uwagi na te małe świstki takich barier musiałoby być kilka, gęsto rozmieszczonych.
Oświecenie nadeszło w czasie próby wizualizowania sobie, co właściwie się dzieje z listem wrzucanym do skrzynki. No co ma się dziać, podchodzi listonosz, podnosi klapkę i wrzuca list, tak? A potem przychodzi Jarek.P, otwiera drzwiczki i list wyjmuje. Zgadza się? I to właśnie jest cała tajemnica: wykrywać odchylenie klapki na skrzynce jako oznakę wrzucenia listu, a wykrytym otwarciem drzwiczek skrzynki sygnalizację listu w skrzynce można kasować. I to właśnie robi moje urządzenie.

Część mechaniczna, same styki wykrywające stan drzwiczek będą zależne od konkretnego modelu skrzynki na listy, swoją („przelotowa”, montowana w murze) wyposażyłem w takie oto mikrostyki:

Płytka zrobiona metodą frezowania laminatu (na szybko robione, szkoda mi było czasu na termotransfer i trawienie), po jej drugiej stronie złączka do przewodu połączeniowego. Po lewo „trzymanko” (© by Wyjątek) mocujące mikrostyk do obudowy skrzynki, zrobione na elegancko z mosiężnego pręta, ale to był w 90% efekt zabaw nowo kupioną wtedy frezarką, a tylko w 10% realnej potrzeby, w tej roli równie dobrze spisałby się kawałek powyginanej odpowiednio blaszki. Mikrostyki takie są mocowane wewnątrz mojej skrzynki, jeden do obrzeża drzwiczek, a drugi w skrzynkowych czeluściach, ale w takim miejscu, że zawias zamkniętej klapki akurat naciska na dźwignię.

Całkiem przy okazji, skoro już i tak pchałem przy furtce jakąś elektronikę, doposażyłem ją w drobiazg: obsługę furtkowego rygla. Wcześniej tenże rygiel współpracował tylko z domofonem, co powodowało pewne problemy, jeśli chciało się przez furtkę wyjść samemu, bądź stojąc przy niej wpuścić/wypuścić gości, trzeba było wtedy furtkę ręcznie otwierać kluczem. O otwieraniu furtki dla wychodzących od nas gości stojąc w drzwiach (domofon zainstalowany jest w kuchni) nie było nawet mowy. Przepuszczenie sterowania ryglem przez opisane tutaj urządzenie załatwiło te kłopoty z marszu, a jeszcze dodało trzy funkcje ekstra:
– otwieranie furtki zamontowanym przy niej (od wewnątrz) przyciskiem,
– możliwość sterowania ryglem poprzez interfejs RS skądkolwiek z domu.
– dodatkowe sygnalizowanie faktu zwolnienia rygla „brzęczeniem” (wcześniej, rygiel zasilany prądem stałym działał niemal bezszelestnie, często się zdarzało, że goście z ręką na klamce furtki czekali na jakiś sygnał, że już można pchać).

Schemat ideowy (tu obrazek, dokumentacja eagle w załączniku u dołu strony):

2015-11-03_12-55-58

Zasilanie: 12V przychodzi z domu (pierwotnie „kradłem” prąd z zasilacza domofonu, potem zasiliłem także i to urządzenie z centralnego zasilacza 12V, który w pewnym momencie zastąpił u mnie sporą już ilość zasilaczy „wtyczkowych”), na potrzeby urządzenia jest z niego przetwornicą step-down robione 5V (przetwornica a nie tradycyjny stabilizator 7805 z uwagi na ograniczanie zużycia prądu przez non stop pracujące urządzenie. Dalej mamy procesor, który ma następujące peryferia:

  • dwa wejścia poprzez złącze „skrzynka” sprawdzają stan opisanych wyżej mikrostyków. Na tymże złączu, prócz niezbędnej stykom masy jest też wyprowadzone zasilanie +5V, ot, gdybym kiedyś zapragnął wsadzić jakąś elektronikę w samą skrzynkę. Z perspektywy czasu – zamiast tego zasilania lepiej było tam wprowadzić dodatkowe wyjście procesora zasilające diodę LED, która umieszczona w okienku skrzynki dodatkowo sygnalizowałaby miganiem, że coś w niej jest.
  • chronione transoptorami wejścia z instalacji domowej. Transoptory dodałem z uwagi na to, że prowadzące tu połączenia są dość długie, w razie burzy może w nich już się indukować prąd zabójczy dla procesora. Wejścia te, to:
    – „z domofonu”: linia pierwotnie podłączona do rygla otwierającego furtkę, po naciśnięciu na domofonie przycisku otwierania na nią domofon podawał zasilanie. Teraz tylko sygnalizuje mojemu urządzeniu, że ktoś chce otworzyć furtkę.
    – „reset”: możliwość skasowania sygnalizacji obecności listu w skrzynce. Wejścia nie używam, sygnalizacja jest kasowana po prostu otwarciem drzwiczek przy wyjmowaniu przesyłki, niemniej możliwość skasowania tego zdalnie jest przewidziana, gdyby była potrzebna.
    – „aux”: dodatkowe wejście uruchamiające rygiel furtki. Też dodane na wsiakij słuczaj.
  • wejście oraz wyjście doprowadzone do złącza „przycisk”. Wejście – wiadomo, sprawdza stan przycisku, wyjście zaś – dla celów rozwojowych, w razie gdybym zapragnął dajmy na to przycisk otwierania furtki doposażyć w jakąś sygnalizację pokazującą, że rygiel jest zwolniony, można wychodzić.
  • złącze „rygiel”: wyjście zasilania poprzez mosfeta BUZ11 (tak, wiem, na bramce w zasadzie powinien być niewielki opornik, ale to nie jest do pracy ciągłej, bez opornika daje radę), na tymże samym złączu dodatkowo wyjście procesora do wykorzystania w dowolny sposób (dodatkowa sygnalizacja otwarcia rygla, w razie gdyby brzęczenie samym ryglem okazało się niewystarczające)
  • przekaźnik stanowiący zasadnicze wyjście z urządzenia, styki przekaźnika są zwarte gdy w skrzynce jest poczta. Do styków jest dołączone wejście z centralki alarmowej (a pokazany na początku artykułu napis na ekranie manipulatora to już tylko i wyłącznie funkcja centralki „jeśli uaktywniono wejście X, wyświetl napis […]”). Przekaźnik zarazem stanowi separację między alarmem a moim urządzeniem. Żadnemu z nich nie ufam na tyle, by je łączyć bezpośrednio, nie wiadomo, jaki mezalians by z tego wyszedł 😉
  • Interfejs RS485, nie wymaga chyba komentarza 🙂 Od strony linii jest opcjonalny rezystor terminujący, w razie potrzeby włączany jumperkiem.
  • panel sygnalizacyjny, zawierający diody LED pokazujące to, co ich opisy sugerują („Status” odpowiada za sygnalizację transmisji po RS) oraz dwa potencjometry. Ich położenia są kontrolowane przez przetworniki AC procesora i stanowią wygodny sposób ustawiania czasu działania rygla oraz częstotliwości jego brzęczenia.

I to w zasadzie tyle. Wymieniając peryferia zarazem omówiłem ich działanie, co tu więcej pisać? Uruchomienie mikrostyku „wlotowego” włącza sygnalizację listu, styk „wylotowy” bądź wejście „reset” ją kasuje, a niezależnie od tego wyzwolenie wejścia „z domofonu” lub „aux” powoduje wysłanie na wyjście „rygiel” fali impulsów o częstotliwości (zero-kilkadziesiąt Hz) zależnej od pozycji potencjometru f, przez czas zależny od pozycji potencjometru treg. Całość zmontowana na dwóch złożonych w kanapkę płytkach, zapakowana do obudowy na szynę DIN i zamontowana w przyfurtkowej rozdzielni. I tyle 🙂

Soft – jak pisałem, stanowi moją tajemnicę, jednak jest on na tyle prosty i oczywisty, że w zasadzie nie wymaga komentarza, ktoś rozumiejący działanie układu, nawet z niewielkim doświadczeniem w programowaniu spokojnie sobie napisze swój własny. Jedna tylko rada z mojej strony: prócz prostej kontroli stanu styków skrzynki na listy warto też dorobić jakieś mierzenie czasu trwania stanu aktywnego i sygnalizowanie, jeśli jest on zbyt długi. Bywa, że ktoś np. tylko wetknie w paszczę skrzynki zrolowaną gazetę, blokując klapkę w pozycji otwartej (albo klapka mechanicznie przyrdzewieje i nie opadnie na swoje miejsce), wtedy nasza logika głupieje i nie daje się „skasować”. Prosty licznik zwiększany co obieg pętli przy sprawdzaniu stanu styku pozwoli ten problem wyeliminować przez zasygnalizowanie, że coś jest nie tak. U mnie sygnalizacja odbywa się poprzez miganie na czerwono diodą „status” na panelu kontrolnym urządzenia (dzięki czemu pająki mieszkające w rozdzielni wiedzą, że coś jest nie tak) oraz niezależnie od tego, „miganie” wyjściem z urządzenia, sygnał na manipulatorze alarmu wtedy cyklicznie pojawia się i znika.

Kolejna uwaga użytkowa dla ewentualnych naśladowców: to brzęczenie ryglem trochę mi nie wyszło. Rygiel zasilany prądem stałym jedynie cichutko klika, jak pisałem, jest to często problemem dla przychodzących osób, które oczekują jakiegoś wyraźnego dźwięku, że można wchodzić. Tenże sam rygiel zasilany w starych domofonach prądem przemiennym brzęczy głośno i wyraźnie. Wydawało mi się, że jak zasilę go falą prostokątną, uzyskam taki sam efekt, dodatkowo mając możliwość dobrania częstotliwości brzęczenia. Agdzietam. Prąd przemienny przemagnesowuje rdzeń elektromagnesu i całość brzęczy, kiedy jednak u mnie kluczowane jest jedynie stałe napięcie (jest-niema-jest-niema), przemagnesowywanie nie ma miejsca, a magnetycznie układ ma tak dużą bezwładność, że o żadnym brzęczeniu nie ma mowy. Testując rzecz dla różnych częstotliwości udało mi się złapać coś, co chyba w rezonans mechaniczny trafia, bo daje ciche brzęczenie i jakoś to działa, ale w planach mam dobudowanie przy ryglu jakiegoś małego głośniczka wyciągniętego z którejś z dziecięcych zabawek i skorzystanie z wyprowadzonego na złącze „rygiel” wyjścia procesora. Będę sobie mógł brzęczeć, piszczeć, a teoretycznie rzecz biorąc, nawet paszczowy komunikat typu „wlaaazł!” generować 🙂

 

email
Automatyka Furtki
Automatyka Furtki
Automatyka-furtki.rar
114.6 KiB
44 Downloads
Szczegóły

2 Responses to Automat furtkowy

trash_bin
Commented:  7 listopada 2015 at 20:58

Jarku, jaką przetwornicę tu zastosowałeś?

Swoją ulubioną 🙂
LM2596

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Przejdź do paska narzędzi