DIY Gsm-relä. Hur det fungerar och hur man gör ett GSM-uttag själv

5 / 5 ( 2 röster)

En nödvändig komponent i ett "smart" hem som hjälper till att kontrollera hushålls- och klimatutrustning. Du kan köpa ett GSM-uttag eller göra det själv. Funktionsprincipen för enheten implementeras genom stöd av GSM digital kommunikationsstandard. Uttaget kan även fungera som larm. Självtillverkning av sådana enheter har nyligen ofta praktiserats på grund av överflödet av lågkvalitativa kinesiska uttag på marknaden. För att avgöra om du behöver en smart kontakt, var uppmärksam på dess egenskaper:

• möjligheten att fjärrstyra (slå på, stänga av) all elektrisk utrustning med hjälp av kommandon från din telefon;
• kontroll över inomhusklimatet och upprätthålla temperaturförhållanden;
• möjlighet att använda som en komponent i ett larmsystem;
• akut strömavbrott i huset.

GSM-uttagsutrustning

Det är viktigt att förstå att även ett självtillverkat "smart" uttag kommer att "dra" mycket elektricitet på grund av närvaron av en strömförsörjning som jämnar ut spänningsfall - utan det kommer omkopplaren snabbt att misslyckas. Dessutom kan priset på komponenter bli ett hinder för montering.

GSM-uttaget ser ut som en vanlig adapter som ansluts till ett vanligt uttag. Driften av enheter som ingår där kan regleras via ett samtal eller SMS till ett SIM-kort som sätts in i uttaget. Som reservalternativ bör ett självmonterat uttag ge ett manuellt kontrollalternativ (vanligtvis är dessa knappar placerade på sidan av fodralet). Det är värt att förvänta sig att en enhet som monteras av dig själv kommer att ha en effekt på upp till 5 kW. Detta gör att den kan användas för många typer av utrustning. Genom att montera uttaget själv kommer du att ha möjlighet att spara 1000 rubel eller mer, beroende på kostnaden för det färdiga uttaget på marknaden.

Metoder för att använda SMS-uttag

Principen för uttagets funktion implementeras på basis av avkodningstoner - moderna telefoner använder tonval. Dessa signaler förkortas DTMF. För att dechiffrera signalfrekvensen måste du installera en dekoder.

Dessutom rekommenderar vissa experter att spara strömförbrukning från ett uttag med hjälp av en energisparare, vilket minskar belastningen på nätverket och dess nuvarande förbrukning. Detta sparar från 30 till 50 % av pengarna på elräkningen.

Vad tycker specialisten?...

Funktionsprincipen för en GSM-enhet är baserad på fjärrkontroll av uttaget en signal kan skickas till den via en radiokanal, Wi-Fi eller ett mobilt nätverk, som ett resultat av vilket kretsen kommer att öppna eller stänga, därigenom; slå på eller stänga av enheten. Vissa modeller av smarta uttag kan stödja 2 eller fler nummer och vara utrustade med sensorer för övervakning av rummets tillstånd.

Konstantin Kotovsky

Design

Ett DIY GSM-uttag innebär att man köper ett relä, samt att man tillverkar en enkel kontrollenhet som dechiffrerar tonen. Reläets funktion kommer att bestå av att koppla på och stänga av kontakter. Och avkodaren kommer att signalera exekveringen av kommandot, som diagrammet visar.

Följaktligen, för att tillverka enheten, måste du köpa ett polariserat relä. Den har ett par spolar. Om en av dem är ansluten till nätverket attraheras armaturen till en av reläkärnorna. Detta kommer att förhindra att kontakten öppnas även i frånvaro av spänning. För att fixera kontakten i sitt ursprungliga läge måste spänning appliceras på den andra spolen. Pulsen som tillförs där måste ha en viss amplitud och varaktighet.

För att driva uttaget måste du löda en likriktare av diodtyp. Den innehåller en kondensator avsedd för spänningar upp till 24 V. Även om detta är ett brott mot säkerhetsföreskrifterna, när du ansluter ett uttag med en effekt på upp till 3 kW kommer det inte att påverka driften av enheterna på något sätt och kommer inte att leda till problem i nätverket.

Funktionsprincip

Mottagningsmodulen kommer att vara en vanlig telefon (även en gammal mobiltelefon med vibrationslarmfunktion är lämplig för detta) eller en mottagare utrustad med en dekoder. Funktionsprincipen för enheten är som följer:

• koppla in reläet. När du ansluter den, kontrollera polariteten för spänningen som finns vid utgången på mobilen. Närvaron av vibrationer i den förenklar kraftigt kretsens funktion;
• när vibrationslarmet utlöses öppnar optokopplarreläet såväl den öppna transistorn som transistorn. Den laddar kondensatorn från enheten genom en av relälindningarna;
• ankaret växlar och slår på ett av paret reläspolar som gör kontakten. Kontakten ansvarar för att stänga av eller sätta på uttaget;
• efter slutet av vibrationen (kondensatorurladdning) flyttas reläarmaturen till sitt ursprungliga läge;
• om vibration appliceras igen, växlar ankaret till 2:a spolen och kretsen kopplas bort.

Funktionsprincip för SMS-uttag

Det är viktigt att du inte behöver konfigurera din telefon varje gång. Det räcker med att ringa honom. Du behöver dock veta att reläet kommer att utlösas vid till exempel skräppost skickas till en mobiltelefon.

För närvarande produceras redan många olika enheter industriellt, styrda enligt GSM-standarden (Global System for Mobile Communication) - den digitala standarden för mobil kommunikation eller den numera välbekanta mobiltelefonen. Dessa är olika styrskåp för industriell utrustning, eller till och med bara separata uttag, som visas i figur 1.

Designen ser ut som en vanlig adapter som sätts in i ett vägguttag. Belastningen kan aktiveras genom att ringa ett samtal eller skicka ett SMS via mobiltelefon. Manuell styrning är också möjlig med två knappar på frontpanelen. Effekten som kopplas av sådana uttag, beroende på modell, ligger i intervallet 1 - 5 kW, vilket gör att du kan slå på nästan vilken belastning som helst.

Flerkanalsuttag produceras också, liknande en bärbar dator, som låter dig självständigt styra driften av flera belastningar. Sådana enheter är en av enheterna, och därför är deras pris ganska högt: om du söker på Internet varierar priserna från 1000 till 3500 eller mer rubel.

Bild 1. Fjärrmodul sms kontroll

Exempelvis ett uttag med fjärrkontroll via SMS (kan styras av 5 användare) med inbyggd temperaturgivare. Med hjälp av en sensor kan uttaget automatiskt slå på och stänga av hushållsapparater enligt omgivningstemperaturen:

Figur 2. Uttag med SMS-fjärrkontroll

Industrimoduler är till och med dyrare än enskilda uttag. Som ett exempel visar figur 2 ett erbjudande från en webbutik om att sälja en DTMF-kontrollmodul.

Figur 3.

Det var från denna ritning som den fortfarande obegripliga förkortningen DTMF dök upp på ytan. Låt oss se vad det är nedan.

DTMF-signaler

I gamla telefoner gjordes uppringning genom att vrida ratten: ditt finger lindade urtavlan till önskat antal siffror, ratten snurrade tillbaka, stängde kontakten och klick hördes i luren. Denna uppsättning kallades impuls. Pulsuppringning användes också i moderna enheter med tryckknappsuppringare.

För närvarande används så kallad tonval. Prova att slå ett nummer på en fast telefon du kan höra olika toner på mottagaren. Detta är att lyssna på DTMF-signaler, - Dual-Tone Multi-Frequency, - Två-tons multi-frequency signal. Figur 4 visar en tabell som bildar siffrorna och några tecken som överförs vid uppringning av ett nummer.

Figur 4.

Till exempel motsvarar siffran "1" en kombination av frekvenser på 697 och 1209 Hz, och siffran "9" motsvarar 852 och 1477 Hz. Frekvenserna är valda på ett sådant sätt att de, när de sänds tillsammans, inte bildar övertoner. För att dekryptera tonmeddelanden finns det specialiserade chips - avkodare, till exempel IL9270N, HM9270, MT8870. Dessa är helt enkelt analoger av olika företag. De kan till och med skilja sig åt i antalet stift, eller som nu i den utländska stilen av stift (från den engelska stiften), men de utför samma funktioner.

Utöver dessa specialiserade avkodare kan DTMF-signaler avkodas på digitala datorer med hjälp av Goertzel-algoritmen. Naturligtvis kan dessa signaler också dekrypteras med hjälp av mikrokontroller eller, som de ibland kallas, inbyggda datorer.

Förutom att slå ett telefonnummer används DTMF-teknik flitigt i smarta hemsystem, larm och trygghetslarm. DTMF-märken används också i kommersiell radiosändning.

DTMF-systemet utvecklades redan 1961, men nådde Ryssland först på nittiotalet av förra seklet. Till en början tillhandahölls tonuppringning som en betaltjänst, och inte överallt, eftersom tonval endast är möjligt vid moderna digitala telefonväxlar. Generellt sett används fortfarande antediluvian relästationer på många ställen, som endast tillåter användning av pulsuppringning.

Prova nu detta experiment: ring på din mobiltelefon, eller åtminstone din arbetskollega, för du är i samma rum hela dagen. När han "lyft upp telefonen" trycker du på valfritt nummer på din telefon: DTMF-signaler kommer att höras i högtalaren på hans telefon i form av korta musikaliska ljud. (Enligt fysikens lagar kallas ljud som har en viss frekvens för musikaliska). Till exempel kan buller på gatan inte betraktas som ett musikaliskt ljud.

Samma ljud finns också i dynamiken hos ett telefonheadset: allt som återstår är att helt enkelt ansluta en DTMF-dekoder till headsetkontakten och där har du den, en färdig kontrollenhet. I vissa fall är antalet kontrollerade belastningar bara en, och den måste slås på eller av när som helst.

Hemgjorda fjärrenhetertelefonkontroll

Några ord om kretsens funktion. Grunden för enheten är ett polariserat relä. Som framgår av diagrammet har den två spolar kopplade på ett sådant sätt att när spänning läggs på en spole dras reläankaret till en kärna och förblir i detta läge även om det inte längre finns spänning på spolen - det finns en magnet inuti reläet.

För att snäppa ankaret till det omvända läget är det nödvändigt att applicera spänning, åtminstone en puls med tillräcklig varaktighet och amplitud, till en annan spole. Armaturen kommer att förbli attraherad även när matningsspänningen tas bort. Påminner det inte mycket?

Enheten drivs från nätverket genom en halvvågslikriktare D1, R1, R2, C1. Kondensator C1 producerar en spänning på cirka 24V. Naturligtvis görs detta i strid med alla säkerhetsregler, men författaren försäkrar att om du inte blir för fräck och inte går dit du inte borde, då... Tja, i allmänhet kommer allt att lösa sig !

Telefonen måste ha en vibrationslarm: det är till dess kontakter som optokopplarreläet IC1 kommer att anslutas, i diagrammet är detta motstånd R4 och optokopplarutgång 1. Anslutningens polaritet anges i figuren. När du ansluter till en telefon bör polariteten på spänningen på vibrationsvarningen kontrolleras med en multimeter eller en lysdiod med ett motstånd.

När vibrationen utlöses öppnas utgångstransistorn inuti optokopplaren (stift 5 och 6). Kondensator C4 laddas från strömkällan genom den högra relälindningen och den öppna optokopplartransistorn. Reläarmaturen växlar till vänster spole och med kontakt K1.2 slås den på och med kontakt K1.1 förbereder den vänstra spolen för nästa omkoppling.

Kondensator C4 laddas ur genom motstånd R3 i cirka fem minuter, under vilken tid meddelandena från telefonen inte kommer att ändra enhetens tillstånd. Trots all sin uppenbara enkelhet har enheten en betydande nackdel: möjligheten att få ett exotiskt polariserat relä, och till och med det nödvändiga passet, är nu praktiskt taget noll. Även författaren till schemat själv skriver om detta i sin beskrivning.

En annan enkel kontrollenhet visas i figur 5.

Figur 5.

Tillverkad på ett specialiserat chip - signalavkodare DTMFMT8870. Syftet med den här enheten i dess ursprungliga design är att fjärrstarta och starta om datorn. Enheten fungerar enligt följande. Efter att du har ringt detta nummer, efter att ha lyft på luren, slå 1 eller 2, vilket motsvarar att slå på datorn "POWER" eller starta om "RESET".

Kretsen får ström direkt från mobiltelefonen, optokopplarnas utgångstransistorer är parallellkopplade med motsvarande datorknappar. PC817 optokopplare används ofta för att byta strömförsörjning, från datorer till mobiltelefonladdare.

Enheten är ansluten till headsetuttaget, till högtalarterminalerna, på vilka, som beskrivits ovan, DTMF-signaler visas. Huvudproblemet med detta schema när det upprepas är att telefonen måste automatiskt lyfta luren när ett headset är anslutet. Men inte alla telefoner har det här alternativet.

Bild 6.

Kretsen är implementerad i hårdvara, dvs. innehåller inte mikrokontroller som kräver mjukvara all driftlogik uppnås genom själva kretsen.

Telefonsamtalet tas emot av en mikrofon, förstärkt till önskad nivå av en förstärkare, som ett resultat av vilket ett relä aktiveras, vars kontakter är anslutna till knappen "Svara" (lyfta luren). Efter aktivering av detta relä startar en tidsfördröjning på cirka 7 sekunder. Om du under denna tid lyckas trycka på de nödvändiga tangenterna, kommer DTMF-signalen att skickas till DA1-avkodaren, vars utsignaler genom DD3-avkodaren genom ett relä kan ansluta eller koppla från upp till 12 laster.

Efter 7 sekunder kommer "Lägg på"-reläet att fungera (dess kontakter är anslutna till "lägg på"-knappen), och för efterföljande kontroll behöver du ett nytt samtal. Således visar det sig att telefonen helt enkelt kommer att vara helt inlindad i ledningar: ledningar från reläet till knapparna och till och med DTMF-signalen från headsetuttaget.

Ett enklare diagram, med hänvisning till antalet delar, visas i figur 7.

Bild 7. Diagram över lastkontrollenheten via telefon (klicka på bilden för att förstora)

Det är här en telefon används med automatisk uppkoppling när ett headset är anslutet, så det finns inget behov av att löda till knapparna, du behöver bara ansluta headsetkontakten. Denna krets ger kontroll av 8 belastningar kontrollkommandon visas i kretsbeskrivningen.

Men dessa system är inte alls de som kallades de mest komplexa och allvarliga i början av artikeln. Det finns de som använder en inbyggd GSM SIM300D-modul istället för en gammal mobiltelefon. Dess pris är 4200 rubel, även om det redan har avvecklats. Det är i denna modul som SIM-kortet sätts in.

Läs mer om hur du självständigt monterar och programmerar en fjärrkontroll i din egen design här:

Steg-för-steg-instruktioner om hur man självständigt monterar och konfigurerar en lastkontrollenhet med hjälp av en mobiltelefon -

Ett av delarna i ett "smart hem" är ett "smart uttag". Det är mycket lättare att köpa ett GSM-uttag, men det är fullt möjligt att göra det själv. Den stöder GSM digital mobilkommunikationsstandard och kan användas för att slå på och stänga av larmsystem i ett hus eller lägenhet. Eftersom sådana enheter för närvarande är brett representerade på marknaden (det har funnits en hel del billiga kinesiska hantverk nyligen), är det inte ett problem att köpa det till ett lämpligt pris. Men vissa människor föredrar att göra sådana uttag själva.

Kort beskrivning

Ett "smart uttag" kan användas för att implementera följande funktioner:

1. Fjärrkontroll av hushållsapparater: vattenkokare, spis, panna, etc.
2. I affärslokaler kan du fjärransluta datorutrustning.
3. GSM-uttaget låter dig slå på och stänga av det automatiska bevattningssystemet i dina trädgårdsland.
4. När du ansluter luftkonditioneringsapparater och värmeanordningar till en sådan enhet är det möjligt att justera rummets mikroklimat.
5. Detta uttag är väl lämpat för trygghetslarmsystem.
6. Om det behövs kan du omedelbart stänga av strömförsörjningen till rummet.

Det är viktigt att notera de nackdelar som SMS-uttaget har. Dessa inkluderar:

• behovet av en strömförsörjning som kommer att jämna ut spänningsfall i nätverket (de kan skada GSM-switchen),
• Ganska stor strömförbrukning för en enhet (kommunikationsmodulen drar mycket ström),
• komplexiteten i produktionen och höga kostnaderna för komponenter.

I det här fallet kan ett fjärrstyrt uttag automatiskt slås på eller av från ganska stora avstånd med hjälp av mobilkommunikation (till exempel ett samtal eller SMS).

Själva GSM-uttaget med temperatursensor ser ut som en vanlig adapter som kopplas in i ett vanligt uttag. Hushållsapparater som är anslutna till den slås på efter ett samtal eller SMS-avisering dessutom har ett smart uttag nästan alltid manuell kontroll (som backup). Sådana uttag är dock konstruerade för en belastning på upp till 5 kW, vilket begränsar deras användning. Kostnaden för fabriksprodukter når för närvarande 3 tusen rubel (minsta kostnad 900 rubel), medan kostnaden för komponenter för egenproduktion är cirka 2-2,5 tusen.

Lite fysik: beskrivning av processen

Våra läsare rekommenderar! För att spara på elräkningen rekommenderar våra läsare "Elsparboxen". Månatliga betalningar kommer att vara 30-50 % mindre än de var innan du använde spararen. Den tar bort den reaktiva komponenten från nätverket, vilket resulterar i en minskning av belastningen och som en följd av strömförbrukningen. Elektriska apparater förbrukar mindre el och kostnaderna minskar.

För närvarande använder moderna telefoner tonval. Sådana signaler kallas DTMF-signaler. Deras ljud beror på kombinationen av frekvenser, och frekvenserna väljs på ett sådant sätt att övertoner inte bildas. Därför, för att dechiffrera frekvensen, måste du installera en dekoder (du måste köpa den för att göra växlingen själv). Följaktligen, om du, efter anslutning, börjar trycka på sifferknapparna på telefonen, kommer personen som blir uppringd att höra sina toner.

Ett liknande uttag skapas baserat på principen om tonavkodning. Att trycka på knappar styr att slå på och av sådana enheter.

Den enklaste designen

Här finns instruktioner om hur man gör en tonavkodningsenhet som kan styra ett primitivt relä. Det är reläet som kommer att slå på och av kontakterna, och signalerna till det kommer från dekodern.

Ett primitivt kontrollerat uttag kräver, som ett minimum, köp av ett polariserat relä.

Låt oss nu gå vidare till beskrivningen av schemat. Huvudenheten är det nämnda polariserade reläet. Den har 2 spolar kopplade på ett sådant sätt att när en av dem är ansluten till nätverket, dras ankaret till en av reläkärnorna och öppnar inte kontakten även efter att strömförsörjningen stoppats. För att kontakten ska gå tillbaka till sitt ursprungliga läge krävs en impuls (spänningsmatning) till den andra spolen. I detta fall måste pulsen ha en given amplitud och varaktighet.

För att driva en sådan enhet från nätverket är det nödvändigt att löda en diodlikriktare. Vanligtvis innehåller den en kondensator utformad för en spänning på 24 V. En sådan krets bryter allvarligt mot säkerhetsbestämmelserna, men dess noggranna användning för belastningar på högst 3 kW kommer inte att leda till allvarliga olyckor.

Som mottagningsmodul bör du ha antingen en gammal mobiltelefon eller en speciell mottagare med dekoder. Det är lättare att köpa en primitiv mobiltelefon med vibrationslarmfunktion. Ett optokopplarrelä är anslutet till vibrationsvarningen när du ansluter, bör du kontrollera polariteten på spänningen vid vibrationsvarningsutgångarna, eftersom reläet har "+" och "-" utgångskontakter. Vibrationslarm förenklar driften av kretsen avsevärt.

När vibrationsläget utlöses öppnas en transistor i optokopplarreläet, som laddar kondensatorn från uttaget genom en av relälindningarna, och en öppen transistor (allt detta sker i reläkretsen). Därefter växlar ankaret och slår på en av spolarna i det polariserade reläet, vilket stänger en av kontakterna (för att slå på nätspänningen eller stänga av den).

Polarisationsreläet är en startmotor. Därefter, efter att kondensatorn är urladdad (när vibrationen upphör), urladdas kondensatorn, vilket flyttar ankaret på optokopplarreläet till sitt ursprungliga läge. När vibrationer upprepas och optokopplarreläet aktiveras igen, kommer ankaret på det polariserade reläet att växla till en annan spole och kretsen kopplas bort. I det här fallet behöver du inte ställa in din mobiltelefon igen, det räcker med att bara ringa numret.

Nackdelen med detta schema är att reläet kommer att utlösas när SMS-spam skickas.

Jag behövde fjärrstarta en värmepanna, men annars kan du starta vad du vill. Vilken signal har vi överallt och överallt...? Det stämmer, GSM. Så, den billigaste GSM-mottagaren är...? Just det, gamla sotik. Alla nybörjare radioamatörer kan montera enheten. Vilka var prioriteringarna när man utvecklade den här enheten? Enkelhet, låg kostnad, minimalt med radiokomponenter.

Totalt behöver vi

1) Mobiltelefon, med vibration

7) Händer (det spelar ingen roll var händerna kommer ifrån, så länge de är gyllene!)

Och så låt oss börja

Vi plockar isär mobiltelefonen, går där motorn är placerad och löder till dess kontakter

Jag hade en gammal smart enhet till hands, jag tog bort motorn helt, förresten, det är tillrådligt att komma ihåg var plus och minus är när du ansluter till en optokopplare, det här spelar roll.

Du måste ställa in din telefon så att vibration utlöses för ett inkommande samtal, men vibrationslarmet utlöses inte för SMS, notiser, e-post, MMS och annat skräp, för att eliminera falska positiva signaler måste du ställa in en samtalsfilter (valfritt på varje telefon), du kan beställa det från operatören, men denna tjänst kommer med en abonnemangsavgift. Låt oss sätta ihop ett diagram.

Allt fungerar så här, vi ringer, telefonen tar emot en signal och skickar spänning till (som inte finns längre) spänningen går till kontakterna 1 och 2. Optokopplaren öppnar och för strömmen från relä K1 genom sig själv, reläet triggas och självförsörjande genom kontakter K1.1, genom samma kontakter, visas ett minus på OUT-stiftet. Kretsen kommer att förbli i detta tillstånd tills strömmen tas bort från den. Hur du väljer att ta bort mat är ditt val. D1 är nödvändig för att förhindra belastningsströmmen från att passera genom optokopplaren när reläet är påslaget (optokopplaren har en strömgräns, och en belastningsström på t.ex. 2A kommer snabbt att skada enheten).

Eftersom det är få delar monterade jag ihop allt med en gångjärnsmontering, direkt på