Автономная gsm сигнализация из мобильного телефона своими руками

На руках у нас сейчас находится много сотовых телефонов, каждый из которых можно превратить в GSM сигнализацию

у них либо начисто сдохла батарейка, либо разбит корпус, либо плохо работают кнопки, да и просто морально устаревшие модели, но надёжные и совершенно рабочие.

Идея использовать телефон в качестве составной части сигнализации не нова. Ещё во времена проводных телефонов существовали схемы позволяющие осуществлять дозвон на заранее запрограммированный номер. С появлением сотовой связи и телефонов, позволяющих производить дозвон без дополнительных схемных решений, появилась возможность создавать простые и достаточно эффективные охранные комплексы для использования в быту и нелицензированных проектах.

Плюсы понятны:

мобильность;
возможность использования на объектах без сетевого питания;
легко менять номера на которые производится дозвон;
легко заменить оператора (сменой сим-карты);
при использовании тарифа без абон. платы и с бесплатным дозвоном на номера своего оператора, эксплуатация получается максимально дешёвая.

Но не стоит забывать и про нюансы сотовой связи:

сотовая связь не идеально работоспособна (проф. работы оператора, не во всех точках пространства обеспечивается связь, да и телефон нет нет да и глюкнет);
злоумышленники легко могут блокировать работу телефона посредством постановки помехи или экранировки охраняемого объекта.

Тем не менее, GSM и GPRS сигнализации имеют лучшую кодировку сигнала и менее энергопотребляющие чем радиоохранные комплексы, да и антенну на объекте не надо ставить.

Ладно, хватит прелюдий, перейдём к «нашим баранам».

Идея родилась давно, когда научился пользоваться кнопкой быстрого дозвона. Вначале казалось всё просто, — собрал простейшую схемку задержки, которая будет управляться датчиками шлейфа охраны и полный вперёд, управляй быстрым дозвоном. Порылся в интернете, не нашёл ничего стоящего, кроме таких же предложений, таких же как и я умников и начал двигать тему.

Собрал реле времени из полевого транзистора и конденсатора и наступил на первые грабли: такая простая схема плохо управляется датчиками (имеет место малое время сработки и дребезг контактов).

Вторые грабли появились в процессе отработки схемы: любая информация на экране телефона могла начисто заблокировать дозвон (притом разные марки телефонов по разному себя вели). И наконец, когда наступили холода, проявились третьи грабли: телефон (в гараже) начал глючить.

Ещё одни грабли проявились при поисках ключей, которыми «нажимать» кнопки телефона (недопустима гальваническая связь схемы управления со схемой телефона, иначе кнопки хоть и управляются, но полностью меняют свои значения).

И ещё одни грабли, — блок питания для работы в буфер с литиевой батарейкой (что бы был и экономичный и поддерживал батарею в состоянии небольшого недозаряда).

Беря во внимание вышесказанное, вырисовалась концепция реализации сигнализации на базе сотового телефона, притом, любого кнопочного телефона, в том числе слайдеров и раскладушек. Во первых, управлять телефоном надо посредством схемы формирующей временные задержки. Во вторых необходимы ключи с гальванической развязкой (специальные микросхемы типа 564КТ3, оптопары, или банальные электромагнитные реле). В третьих требуется термостатирование телефона. И в четвёртых для всего этого безобразия нужен надёжный и экономичный блок питания.

Схема формирующая задержки времени нужна для того, что бы при срабатывании датчика было время для дозвона и прослушивания объекта, это примерно 30 секунд.

В течение этих 30 секунд происходит ещё три задержки:

на пол секунды проключается красная кнопка «Сброс» для обнуления любой информации на экране;
на одну-две секунды пауза (без паузы телефон подглючивает);
и наконец, 4-х секундное проключение кнопки быстрого дозвона.

Для реализации такого алгоритма я применил четыре ждущих мультивибратора. Вариантов их реализации море, в моём же распоряжении была хорошо зарекомендовавшая себя микросхема К561ЛА7. На базе двух микросхем реализовал четыре ждущих мультивибратора. Управление кнопками телефона выполнил микросхемой 564КТ3 (отлично подходят оптопары, коммутация кнопок телефонов происходит при сопротивлении ключа до 200 Ом, наилучший результат с твердотельными реле (например AQY 212).

Так как сигнализацию ориентировал для автомобиля, то датчики применил на замыкание. И откатку схемы в гараже произвёл так же с датчиками на замыкание. Хотя правильнее делать сигнализацию с датчиками на размыкание, тогда схема более помехоустойчива, да и охранные датчики как правило на размыкание.

Основную часть своих изысканий проводил в условиях стенда, зимой. Проверил, как различные телефоны работают в условиях мороза и выявил, что все телефоны плохо переносят холод. Собранный телефон, ещё и в чехле да в кармане работоспособен при неплохих морозах на улице. В моём случае все телефоны были разобраны, с батареей подпаянной проводами.

В первую очередь, как правило, даже при нулевой температуре начинает глючить часть схемы телефона отвечающая за нажатие кнопок, он может не проключиться или набрать что то другое. При небольших отрицательных температурах отказывает радиомодуль, телефон вроде работает, но может не видеть входящий вызов, или не сработать на передачу. Вылечил путём упаковки тушки телефона в пенопласт. Даже с вынесенным аккумулятором он сохранил работоспособность при 27 градусах мороза (ниже у нас не опускалось).

С блоком питания до сих пор не нашёл оптимального варианта. Склоняюсь к тому, что управлять им должен контроллер. Дело в том, что я изначально разрабатываю систему с первичным источником 12 вольт (например старый аккумулятор от автомобиля). Все преобразователи и стабилизаторы DC-DC 12 в 5 вольт имеют некий КПД, а линейные стабилизаторы вовсе рассеивают мощность попусту. ( Это не касается случая, когда у вас в распоряжении сеть 220 вольт и потерями можно пренебречь.)

Что бы лучше понять проблему, надо вспомнить особенности литиевых батарей. Казалось бы, чего проще взять и подключить телефон со вставленной батарейкой к зарядке? Можно,- охранная функция сохранится, по окончании заряда телефон напишет «заряд окончен» и будет ждать очередного разряда. Но в своих разработках я применяю, для прослушивания объекта при сработке, ответ нажатием «любой» кнопки осуществляемый напряжением виброзвонка через оптопару.

При подключении зарядки режим вибровызова на большинстве телефонов отключается. Да и телефоны часто не имеют родных батарей, зато есть батареи от разбитых смартфонов, а их приходится подпаивать на проводах.

При попытке подключить пяти-вольтовый блок питания к литиевому элементу в буфер, в надежде, что схема защиты батарейки отключит её при достижении заряда, — наступаем на ГРАБЛИ. На такие большие грабли, потому, что после отключения батарейки схемой защиты, телефон продолжает работать от блока питания, а его тока недостаточно для поддержания работы радиомодуля и телефон при попытке выйти в эфир просто отключается, гаснет. Во вторых — литиевые батареи, находясь постоянно под 100% заряда, начинают медленно, но верно помирать. Оптимально держать их в состоянии процентов 70-ти от полного заряда. Добиться этого достаточно легко, надо, что бы блок питания был отрегулирован на напряжение 4,2 – 4.25 вольта и при этом ток заряда отсутствовал.

Регулировку при этом надо проводить в несколько этапов, по мере заряда батарейки и вся нагрузка, естественно, должна быть отключена, а батарейка в начале заряда иметь не более 50% заряда.

По мере заряда напряжение на батарейке увеличивается, а ток снижается.

Для ограничения тока заряда (да и в целях предотвращения разрушительных последствий при к.з. в эл.цепи) я ввёл в цепь питания по 12V лампу накаливания 28V 2.8W две штуки в параллель. При этом ток даже к.з. незначительно превышает 200mA.

Теперь несколько слов о том, какой блок питания выбрать.

При работе всей схемы в установившемся режиме, когда батарея заряжена до номинала, потребление тока от 12 вольтового источника составляет порядка 15mA, даже включение телефона в режим дозвона не сильно и кратковременно увеличивает ток.

Раскладываются эти 15 mA примерно так: 5mA – ток потребляемый микросхемой; 5mA — усреднённый ток телефона; и ещё 5mA – ток потребляемый импульсным преобразователем ( даже в режиме холостого хода). Кстати в режиме х.х. линейный стабилизатор (например на LM217) практически ничего не потребляет, зато под максимальным током греется как печка.

А теперь, мой терпеливый читатель, разрешите напомнить, что я говорил в начале, а говорил я о том, что первые мои опыты были с реле времени на полевичке и эта схема была самая экономичная, чего я и пытался достичь (отдать должное, отработала она у меня с 1100 NOKIA пол года и без единого глюка (хотя в условиях стенда мне удавалось её заглючить).

На фото проверка схемы на стенде, телефон SAMSUNG, позже заменен на NOKIA в пенопласте и на полгода в гараж на ходовые испытания. Сейчас этот комплект разобран. Хотя мысль, собрать схему временных задержек на транзисторах, существует.

Но такой вариант не универсален и требует плясок с бубном под каждый телефон. А сейчас я могу у любой из своих схем без проблем заменить телефон – полная унификация. Аккумулятора 42А/Ч, который на машине не крутил стартер, хватает почти на два месяца (нетрудно посчитать: 15mA*24час*50дней =18000ma/h т.е. 18 А/Ч такой, примерно заряд, этот аккумулятор и берёт).

Сейчас я собираю свои проекты, в направлении GSM сигнализации, на базе pic-контроллера ATtiny13, это маленькая, дешёвая микросхема с напряжением питания 2,7 — 5 вольт, что позволяет запитать её от батареи телефона. С минимальным обвесом, не нужен даже внешний генератор, правда, встроенный генератор не позволяет снизить тактовую частоту, что ещё уменьшило бы энергопотребление. В качестве ключей использую твердотельные реле AQY212 (можно использовать любые, я с AliExpress купил 100 шт. за 900 руб. с доставкой). С блоками питания не пришёл к оптимальному решению. На машину поставил сигналку с блоком питания на двух КРЕН, одна – стабилизатор тока, вторая – стабилизатор напряжения. В последних конструкциях использую импульсные преобразователи. Чтобы не собирать, я за 150 руб. покупаю USB зарядку от прикуривателя, вынимаю из неё плату, удаляю с платы разъём и ненужные радиодетали, подпаиваю многооборотный потенциометр 5кОм для регулировки выходного напряжения, ну и перед преобразователем впаиваю лампу 28В 2,8Вт две штуки в параллель.

Всё это безобразие помещаю в пенопластовую коробочку, термостатирование осуществляется блоком питания. При токе до 200мА перегрева не происходит.

В одном из первых блоков ток заряда разряженной батареи поднимался до 300 мА, вот там нагрев был хороший, после этого пришлось вплотную заняться блоками питания.

Сей девайс сейчас охраняет мой и соседский гараж (два шлейфа с дозвоном на два номера).

Это были теоретические выкладки с практическими примерами, а сейчас немного того, что сможет повторить радиолюбитель, мало-мальски умеющий держать паяльник и отличающий резистор от конденсатора, в противном случае читать всё выше изложенное не имело смысла.

Это схема проключения кнопки быстрого вызова с выдержкой времени на базе мосфета. Схема вполне рабочая, собрал

и проверил.

Мосфеты беру из плат померших компьютеров. Выглядят они как на фото ниже, микросхема о восьми ножках, из которых четыре спаяны в кучу, три в кучу и одна отдельно.

Чем они хороши: управляются небольшим потенциалом, соответственно схема управления экономична, работают очень стабильно и в широких диапазонах номиналов применённых радиоэлементов, развязка по питанию от кнопок телефона обеспечивается большим сопротивлением в цепи управляющего электрода.

Эта схема будет работать, если при проключенном экране телефона не будет осуществляться повторный набор цифры, в противном случае надо осуществить блокировку набора, запитав её от подсветки экрана. (MOTOROLLA 114 блокировки не требовала, NOKIA требуется блокировка. Осуществляется путём закорачивания на минус, точки между резистором 6,2 кОм и датчиком, таким же мосфетом запитанным от подсветки экрана)

В данной схеме надо применять датчики «на замыкание».

Может иметь место малое время нахождения датчика в сработавшем состоянии, от этого быстрый набор не произойдёт и на экране зависнет цифра, дальнейший быстрый набор будет возможен после обнуления кнопкой «С». Нокия дозвоном не обнуляется! При этом СМС центр должен быть отключен, что бы на телефон не приходили СМСки.

Теперь понимаете, почему я пошёл в сторону схем, которые работают по заданной программе!

Вот такая схема, работающая по заданному алгоритму:

Схема собрана на двух микросхемах К561ЛА7. Упр. «С» — нажатие кнопки «сброс», упр. «В» — нажатие кнопки быстрого дозвона, осуществлять надо посредством оптронов, либо, как у меня, микросхемой 564КТ3. Запитать схему можно непосредственно от 12ти вольтового аккумулятора, или блока питания 6 — 15 вольт.

Наиболее гибкая, в плане алгоритма работы, схема, собранная на pic-контроллере. Вариантов реализации море, в зависимости от того, что хотим получить в конечном итоге. Количество радиоэлементов минимально, что позволяет сделать небольшую плату. Питание от 2,7 вольта до 5 вольт, соответственно запитываем её от батарейки телефона (можно даже не использовать 12ти вольтовый аккумулятор, если ёмкости литиевого элемента достаточно для продолжительной работы).

Но реализация схемы на контроллере может оказаться под силу не всем радиолюбителям. Требуется прошивать микросхему, нужен программатор, нужны прошивки. У меня, на данный момент, написано четыре прошивки, три залиты в микросхемы и работают.

Вот вариант одной из принципиальных схем:

… Ставлю многоточие, так как считаю статью незаконченной, эксперименты продолжаются. В последнее время схемы на контролере временами выдавали ложные сработки, предположительно из-за высокой чувствительности по цепи шлейфа. Надо либо ключевой элемент на входе микросхемы добавить, либо подкорректировать прошивку.
А ещё попробую, на досуге, на мосфетах собрать схемку, работающюю по заданному алгоритму. Чувствую это будет самая экономичная и помехозащищённая схема.

Автор статьи “GSM сигнализация из любого кнопочного телефона” Алексей Крюков

Смотрите так же: