Дистанционное управление нагрузкой по мобильному телефону. Дистанционное управление устройствами с помощью сотового. Принципиальная схема ДУ

Нередко возникает необходимость в дистанционном управлении удалённым объектом, например управление отоплением, сигнализацией загородного дома и т.п. Традицтонные методы управления тут не помогут. В этом случае на помощь придёт сотовая связь. Но просто взяв сотовый телефон делу не поможет, требуется декодер DTMF кода, который при нажатии той или иной цифры на сотовом телефоне будет переключать тот или иной канал на декодере. Именно этот декодер и представлен вашему вниманию.

Основные параметры декодера:

имеет 10 независимых каналов управления;
доступ по паролю;
сохранение состоянии при отключении питания;
звуковое подтверждение событий;
автоматическая запись состояния выходов, если включено;
автоматическая блокировка устройства, если включен доступ по паролю.

Схема декодера довольно проста и не нуждается в наладке. Весь функционал реализован на микроконтроллере PIC16F883 .

В качестве декодера DTMF сигнала применена специализированная микросхема марки MT8870 . На выходе установлены буфферные каскады на ULN2003 , что позволяет непоследственно подключать обмотки реле.

Пробный вариант устройства я собрал на макетной плате

В схеме предусмотрена установка трёх перемычек, их назначение:

S1 - Включение сохранения состояния выходов;
S2 - Сброс пароля;
S3 - Включение доступа по паролю.

Алгоритм работы устройства очень прост:

Звоним на телефон и нажимая кнопки на телефоне управляем устройством. Если установлена перемычка S3, перед переключением состояния выходов необходимо ввести пароль (по умолчанию 0000). Далее, для включения необходимого канала жмём номер канала и цифру 1. Для выключения - номер выбранного канала и цифру 0. Например включим и выключим канал номер 5. Нажимаем 51, а затем 50. Если требуется включить все каналы разом, жмём две звёздочки (**). Что бы выключить все каналы разом - две решётки (##).

Для смены кода вводим такую комбинацию: *#*# и следом четыри цифры нового кода. Если вы забыли введённый код, его легко сбросить на стандартный 0000, установив кратковременно перемычку S2.

Как правило, в загородных домах нередки случаи отключения электроэнергии, а так же возможны кратковременные пропадания во время сильных ветров. Для сохранения состояния выходов предусмотрена возможность записи состояния в энергонезависимую память микроконтроллера и при восстановлении электроснабжения восстановить это состояние. Для этого служит перемычка S1.

Чочу обратить особое внимание на распайку разъёма для подключения устройства к сотовому телефону. Разные производители по разному распаивают этот разъём в телефоне! Если устройство не реагирует, меняйте местами выводы, либо ищите распайку именно под ваш телефон. Функция автоподнятия есть практически в любом телефоне!

Небольшой видеообзор по работе с устройством

Дистанционное управление на 3 канала с использованием
мобильных телефонов "Siemens" и SMS сообщений.

Система дистанционного управления предназначена для удаленного управления электрическими цепями, например: освещением в загороднем домике или на даче, включение электрополива огорода, включение электроподогрева двигателя автомобиля зимой в гараже и т.д. и т.п. Отличие от предыдущего варианта - подключение к мобильному телефону с использованием интерфейсного разъема, расположенного в нижней части мобилки.

Д.У. состоит из электронного блока на микроконтроллере, выполняющего функции интерфейса между мобильным телефоном и исполнительным устройством, осуществляя дешифрацию поступающих команд с телефона в виде коротких сообщений "SMS",которые можно отправлять с любого другого телефона. . У правление мобильным телефоном осуществляется посредством АТ-команд , необходимо подключение к кнопочкам "Power" и "OK" для включения питания мобильного телефона. Если вы уверены, что телефон не отключится - эти сигналы можно не подключать. Данное дистанционное управление возможно подключить к любому из перечисленных на схеме телефонов "Сименс" Возможна также работа с иными типами телефонов, которые имеют коммуникационный порт. Схема устройства изображена на Рис.1. В ее основе используется микроконтроллер PIC 16F 628А -I /P совместно с драйвером реле ULN2003A. Устройство собрано на односторонней печатной плате.
Правильно собранное и из исправных деталей устройство в наладке не нуждается! Необходимо только внести номер мобильного телефона пользователя данным Д.У.

Алгоритм работы.

При начальной подаче питания на блок управления контроллер определяет - включен ли мобильный телефон, с помощью посылки АТ команды. Если контроллер не получает ответ в течение 7 попыток - производит включение телефона, с помощью последовательного нажатия клавиши "Power" (с удержанием в теч. 2..3 секунд, время программируется при прошивке контроллера) и коротко клавиши "ОК", если телефон уже включен, процедура включения мобильного телефона пропускается. Далее происходит инициализация мобильного телефона для его работы в необходимом режиме приема СМС сообщений, о чем индицируют вспышки красного светодиода "INIT", после чего при успешном ее завершении - загорается зеленый светодиод "ОК", свидетельствующий о готовности Д.У. к приему команд SMS и управлению. В ответ на телефон пользователя производится прозвон. Пользователь видит номер звонка и дает отбой. Данная функция была введена по просьбам как информационная, на случай пропажи напряжения, если система не резервирована аккумулятором.

Управление осуществляется следующим образом:

С помощью посылки короткого "SMS" сообщения на номер мобильного телефона, к которому подключен контроллер Д.У, с определенным текстом, часть которого выполняет роль пароля, а часть роль команды. При поступлении такой команды происходит включение или отключение нагрузки, после чего входящее СМС удаляется из телефона, а в ответ на телефон пользователя производится прозвон.

Пароль необходим в целях безопасности, чтоб не было несанкционированного управления каналами нагрузки.

Никакие другие текстовые сообщения (в том числе и рекламного характера) не приводят к реагированию Д.У!

Например:
для включения канала 1 посылаем такой текст СМС – "11 1234" , где "1234" - пароль, "11" - 1 канал, 1 - включение
для выключения канала 1 посылаем такой текст СМС – "10 1234" , где "1234" - пароль, "10" - 1 канал, 0 - выключение. Пароль по умолчанию "1234", при прошивке контроллера возможно установить любой пароль из 4 цифр. (Эти команды сведены в таблицу 1.)

После того, как будет произведено управление каналом, в ответ на управляющий телефон будет произведен контрольный прозвон, свидетельствующий о том, что команда принята. Таким образом, если не снимать трубку звонок не будет тарифицироваться. При использовании тарифных пакетов с минимальными расценками на СМС (а может и вовсе бесплатными) нет необходимости осуществлять звонки, слушать ответы распозналась ли команда (как это было в ранее описанных Д.У. с использованием тональных посылок) достигаются минимальные финансовые затраты!
Также в этом Д.У. имеется два канала оповещения. Нормальное состояние - отпроны включены, т.е. на них есть напряжение (это может быть сигнал о наличии освещения, включенный котел отопления, от охранной сигнализации и т.п.). как только любой из них пропадет - происходит дозвон на номер мобильного телефона, указанный при прошивке. Кол-во дозвонов и промежуток времени возможно изменять при прошивке контроллера При работе контроллера периодически вспыхивает светодиод "INIT", свидетельствующий о нормальной работе. Светодиод "ОК" - светится непрерывно. При поступлении СМС команды он тухнет, команда выполняется и после чего он вновь засвечивается свидетельствуя о готовности к исполнению след. команды.

Таблица 1.

Команды, обрабатываемые контроллером дистанционного управления:

Команда	Наименование, назнач.	Команда	Наименование, назнач.
1	2	3	4
11 1234 10 1234	1 канал включить 1 канал выключить	21 1234 20 1234	2 канал включить 2 канал выключить
31 1234 30 1234	3 канал включить 3 канал выключить		команда и пароль отделяются друг от друга одним пробелом, или звездочкой или любым другим понравившимся значком, он роли не играет, а служит для визуального отделения.

Еще один вариант Д.У. с использованием SMS сообщений - схема показана на Рис. 2. Основное отличие, в том, что применен другой контроллер, который заранее заготовленными текстами высылает подтверждающие сообщения о произведенных действиях, а также добавлена команда "00"+ пароль не производящая управления, а только выдача отчета о включенных/отключенных каналах. Также, управлять можно с любого телефона, на который и будут приходить ответные СМС, вносить этот номер в память контроллера заранее не нужно! При необходимости возможно добавление каналов управления. Количество ограничено только свободными портами контроллера! Чертеж печатной платы формат SprintLayout v.4.0 !

Как продолжение еще одна конструкция Д.У. с помощью СМС, только добавлена функция охраны - 2 (охранных входа) при появлении на них 12 в. происходит отправка тревожной СМС с текстом любого содержания на номер (текст и номер записывается в прошивку, на этапе программирования контроллера). Поэтому смысл текста может быть различным - в зависимости от охранного датчика, объекта, времени суток и т.п. Данная конструкция по командам работает аналогично предыдущей - Рис.2 Индикация работы устройства осуществляется тремя светодиодами:
Индикация работы устройства 3 светодиодами. LED1- индицирует, что подано питание, LED2 и LED3 - показывают работу контроллера совместно с мобилой: Зеленый светодиод моргает, когда Д.У. находится в ждущем режиме, т.е. выключателем S1не взведено под охрану, когда переключатель S1 замыкаем - ставим под охрану, - моргает красный светодиод - зеленый перестает. Мигания коротенькие - чтоб не сильно разряжать аккумулятор если питание не от сети. Если какой то охранный вход сработал - подано питание 12 в. - то красный светодиод начинает гореть ровным светом, не моргает. Отправляется соответствующая СМС... Пока охранный вход находится в режиме "сработал и не пришел в норму" повторной отправки и последующих отправок СМС не будет на этом входе, пока его не приведут в норму - как пришел в норму - светодиод красный тухнет и этот охранный вход будет вновь отправлять СМС, если сработает. Так сделано, чтоб вы не получали серию одинаковых СМС на одно событие и зря не расходовались деньги с мобильного счета. Во время, пока первый вход как бы блокируется, т.е. отправил одно СМС - второй вход работает независимо и аналогично, т.е. если после сработки и отправки СМС по первому входу, будет событие аларма на втором - он тоже отправит свое СМС и будет ждать прихода в норму.

Дата публикации - 25.02.2007
Последнее обновление - 05.07.2009
Якименко Сергей. E-mail: или или

Автор принимает заказы на изготовление устройств по индивидуальным заказам, а также высылает запрограммированные контроллеры в комплекте с печатной платой для повторения опубликованных конструкций.

Публикация в периодических изданиях, а также на других сайтах только с письменного разрешения автора!

GSM автоматика для обеспечения комфорта

Как часто вы забывали отключать электроприборы? А может быть наоборот, хотели включить их еще до того, как придете домой? Но для того, чтобы выключить забытый дома утюг, вам придется вернуться домой. Можно ли как то по другому выйти из этой ситуации?

В век высоких технологий по сей день в квартирах можно встреть пробки, которые чуть ли не старше самой квартиры. Автоматика приходит в наши дома с каким то большим трудом. Все работает и слава богу. Наверное, именно этим лозунгом и пользуется подавляющее число жителей. Но есть люди, который вносят в свою жизнь комфорт, по капелькам, но делают это. К таким людям отношусь и я. Не знаю почему, но интересно все новое. Пользу от приобретений я чаще всего вижу уже после того, как приобрел новый приборчик.

Так вот сегодня мы поговорим о GSM. Точнее даже не о нем самом, а о том, как с его помощью мы можем чем то управлять. Если не вдаваться в такую серьезную тему как умный дом и пойти более легким путем, то на рынке мы можем найти ряд устройств, которые тем или иным образом могут управлять приборами в нашем доме. Я люблю модульное оборудование для DIN. Люблю потому, что DIN это международный стандарт для установочных изделий в щитах. Все они имеют одинаковые габариты и установка их проста, как сборка конструктора лего.

Для чего нужно управление по GSM

Придумать как использовать прибор для управления приборами с телефона можно запросто. Главная его задача, как понятно из названия — управление нагрузками. Это их включение или отключение. Другими словами, это просто выключатель, но управлять им мы можем с сотового телефона. С помощью этого прибора мы можем управлять абсолютно любыми нагрузками в режиме включения и отключения.

К примеру на даче. У нас есть вводной щит, который распределяет электричество по всей даче. Торопясь домой, вы можете забыть выключить вводной автомат, а соответственно останутся работать включенные приборы, например камин. Уже доехав до дома, вы вспоминаете об этом, а до дачи 100 км. Возвращаться и выключать? Конечно, иначе дача может очень быстро превратиться в кучку пепла. А можно установить управление нагрузкой с помощью телефона и выключить все с помощью телефона.

Точно также можно поступить и в квартире. Главное разделить заранее электропроводку таким образом, чтобы не отключались холодильник и другие важные приборы. Какие — решать только вам. Хотя практически каждое GSM реле может управлять несколькими группами нагрузок и соответственно несколькими командами мы можем включать и отключать различные группы. Электрический щит можно скомпоновать на отключение всей нагрузки КРОМЕ и АБСОЛЮТНО всей нагрузки. Сделать это достаточно просто.

Большинство подобных приборов оснащено входом для датчика температуры, таким образом мы можем удаленно управлять обогревательными приборами в помещении. Таким образом обогрев будет работать не постоянно, а только тогда, когда нам это необходимо. Значит мы еще и электроэнергию с ним можем сэкономить.

На той же даче мы можем удаленно включить теплый пол или камин заранее, для того чтобы приехать в уже теплое помещение, а так как прибор оснащен собственным датчиком — он заранее отправит вам СМС, когда температура достигнет желаемой.

Также с помощью GSM модуля вы сможете удаленно управлять поливом, насосами и освещением. Вариантов применения бесконечно много. Ведь главное, что умеют эти приборы — управлять нагрузкой. А нам нужно именно это — с комфортом и удаленно включать или отключать те или иные электро приборы. Делать это мы хотим по разным причинам. Кто — то из — за забывчивости, кто — то хочет заблаговременно что то включить.

Для тех, кто забывает выключить свет и утюг, а так же для тех, кто хочет заранее приехать в теплую дачу даже зимой. Кто не может приезжать поливать любимые цветы по три раза в неделю и не хочет что бы они засохли. Автоматика в нашей жизни уже давно и только набирает обороты, согласитесь, это очень удобно. А сколько радости испытывают люди, когда своими руками начинают управлять такими казалось бы сложными технологиями.

В определенный момент возникла необходимость дистанционного включения и выключения нагрузки, например для включения насоса для подкачки воды или освещения в доме, когда жильцы дома длительное время отсутствуют и надо создать эффект присутствия в доме по вечерам. Устройство дистанционного управления (далее - ДУ) можно изготовить на базе радиопередатчика и радиоприемника или на базе мобильного телефона с дешифратором команд. Но так как дальность действия системы радиоуправления ограничена и зависит от многих факторов: мощности передатчика, чувствительности приемника, высотой установки антенн и др. то предпочтение было отдано мобильному телефону, у которого дальность действия зависит от покрытия GSM-сети. Дешифратор команд, в основном, выполняют на базе микроконтроллера, а процедура получения прошивки для контроллера от автора, как правило, носит коммерческий характер. Поэтому хотелось избавиться от микроконтроллеров, так как нужны были только две команды: включить и выключить нагрузку.

Для дистанционного включения нагрузки была изготовлена приставка к мобильному телефону. Для подключения ДУ к мобильному телефону выбрана точка подключения вибромотора М1 на плате телефона, брать сигнал с цепей подсветки экрана или клавиатуры не надежно, так как подсветка может загореться даже когда телефон временно потеряет сеть, что приведет к ложному срабатыванию ДУ. Рассмотрим вариант ДУ с мобильным телефоном, в котором вибромотор М1 одним выводом подключен к плюсу батареи питания телефона.

Работает устройство следующим образом: для удержания устойчивого состояния применен D-триггер на DD1.2, а элемент DD1.1 включен как формирователь импульсов. При включении питания устройства, через RC-цепочку на C3 R7 на S-входе DD1.2 кратковременно устанавливается уровень логической единицы, при этом на выходе D-триггера (выводе 13) также устанавливается уровень логической единицы, полевой транзистор VT3 закрыт, а нагрузка обесточена. Это сделано для того, чтобы при включении питания или даже при кратковременном пропадании электричества, нагрузка Rн всегда оставалась выключена.

Для правильной работы ДУ в меню настроек мобильного телефона необходимо включить «вибросигнал». При входящем звонке, в точке 2 подключения вибромотора М1 импульсы имеют вид как показано на Рис. 2, эти импульсы, через диод VD1, заряжают конденсатор С1 примерно до напряжения питания мобильного телефона. Это напряжение, приложенное через резистор R3 к переходу база-эмиттер транзистора VT1, приводит к его открыванию. На коллекторе транзистора VT1 появляется напряжение равное напряжению питания мобильного телефона, которое через резистор R3 открывает транзистор VT2, на S-входе DD1.1 устанавливается уровень логического ноля. После завершения звонка импульсы с вывода 2 мобильного телефона перестанут поступать, конденсатор С2 - разрядится, транзисторы VT1 и VT2 закроются, на S-входе DD1.1 устанавится уровень логической единицы. Это приведет к переключению D-триггера на DD1.2, на выходе D-триггера (выводе 13) установится уровень логического ноля, полевой транзистор VT3 откроется, напряжение питание будет приложено к нагрузке Rн.

При следующем звонке процесс повторится, и при завершении входящего звонка D-триггер DD1.2 переключится в противоположное состояние - нагрузка будет обесточена.

То есть, каждый раз после завершения звонка на устройство ДУ, примерно через 2-3 секунды после нажатия кнопки «отбой», данная схема, поочередно будет либо подключать, либо отключать питание на нагрузке Rн.

Сначала хотелось отказаться от элемента DD1.1 и сделать этот участок схемы на транзисторах, но это привело к снижению надежности устройства в целом.
Существует ряд мобильных телефонов, в которых вибромотор М1 одним выводом подключен к общему проводу, для таких телефонов приставка ДУ собрана по схеме Рис. 4. Схема работает аналогичным образом как на Рис. 1.

Схему ДУ можно запитать от аккумуляторной батареи напряжением 3,7…4,2 В мобильного телефона или от внешнего источника питания напряжением больше 4,2 В, применив стабилизатор напряжения для питания платы телефона.

Для питания мобильного телефона от сети можно применить интегральный стабилизатор типа L7805, L7806, L7808 (зависит от конкретной модели мобильного телефона), выход которого подключают к разъему для подключения внешнего ЗУ. Батарея будет в процессе работы подзаряжаться, но такой вариант подходит не для всех моделей телефонов.

Можно полностью собрать стабилизатор напряжения на 3,7…4,2 В по схеме Рис. 3 из . Стабилизатор позволяет получить напряжение питания для мобильного телефона в диапазоне 3,9…4,1 В, при изменении входного напряжения от 6 до 14 В, соответственно. При увеличении нагрузки от 0 до 0,5 А выходное напряжение проседает с 4,1 до 4,0 В. Для увеличения коэффициента стабилизации необходимо уменьшить сопротивление R1 до 680 Ом, а R2 до 910 Ом, при этом несколько возрастет ток покоя самого стабилизатора.

Для уменьшения тока потребления снимаем светодиоды подсветки клавиатуры телефона, отпаиваем вибромотор М1 на его место желательно запаять SMD резистор сопротивлением 1 - 10 кОм.

Основная схема ДУ (Рис. 1): микросхема DD1 типа К564ТМ2, К561ТМ2, СD4013, причем на импортном аналоге устройство работает стабильнее. Транзисторы VT1, VT2 маломощные, кремниевые, VT1 - КТ361Б, КТ502В, КТ3107Б, BC847B, BC547B, VT2 - КТ315Б, КТ503В, КТ3102Б, FMMT2222A, 2N2222A, VT3 - полевой транзистор с р-каналом, например IRF9540N, IRFR5505, IRFR/U9024N, который, для охлаждения, припаян фланцем к металлической пластине площадью 5 см. кв. Диод VD1 - кремниевый, рассчитанный на прямой ток не менее 50 мА, например КД522Б.

Стабилизатор питания мобильного телефона (Рис. 3): VT1, VT3 - КТ315Б, КТ503В, КТ3102Б, FMMT2222A, 2N2222A, VT2 - с током коллектора не менее 3 А, например КТ817, с любым буквенным индексом. К выводу коллектора VT2 припаяна металлическая пластина площадью не менее 10 см. кв., припаивать ее нужно быстро, чтобы не перегреть транзистор. Диоды VD1 - VD5 - кремниевые, рассчитанные на прямой ток не менее 50 мА, например КД522, КД510, КД521, 1N4148, с любым буквенным индексом.

Схема ДУ собрана на односторонней плате (Рис. 5) размерами равными размерам АКБ телефона и установлена в батарейном отсеке. В крышке батарейного отсека просверлено несколько отверстий диаметром 3 мм, для охлаждения мощных транзисторов.

В качестве загрузки может быть использовано электронное устройство светодиодная лампа, реле или контактор. Обмотку электромагнитного реле, контактора необходимо зашунтировать кремниевым диодом (анодом к минусу), рассчитанным на прямой ток более 0,5 А, обратное напряжение 100 В, для уменьшения выбросов напряжения на обмотке после снятия питания с реле.

Налаживание:

Правильно собранное устройство ДУ в наладке не нуждается, и при подключении к мобильному телефону необходимо произвести некоторые настройки.
Для этого в меню настроек телефона отключаем запрос PIN-кода SIM-карты. По возможности необходимо отключить прием входящих SMS-сообщений, что бы исключить ложные срабатывания ДУ от информационных SMS оператора мобильной связи. После проведенных настроек кнопку включения мобильного телефона закорачиваем, теперь при подключении питания, телефон будет автоматически включаться, правда клавиатура при этом работать уже не будет.
Ток покоя схемы ДУ 5…7 мА, вместе с мобильным телефоном с монохромным дисплеем в дежурном режиме составляет 25…40 мА, в режиме приема входящего звонка возрастает до 150…200 мА, в зависимости от модели телефона. С микросхемой DD1 типа СD4013 устройство ДУ сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания до 3-х вольт.

Скачать схемы в формате splan:

Схема Рис.1 (скачувань: 300)

Схема Рис.2 (скачувань: 120)

Схема Рис.3 (скачувань: 84)

Схема Рис.4 (скачувань: 86)

Печатная плата устройства в формате lay6: (скачувань: 26)

Использованная литература:
1. В. Мельничук. Низковольтный стабилизатор напряжения для питания мобильного телефона от внешнего источника. Радиоаматор №ХХ 20ХХ, стр. ХХ.

Мельничук Василий Васильевич (UR5YW),
Авдеенко Сергей Анатолиевич,
г. Черновцы, Украина.
E-mail: [email protected]

Основные параметры декодера: