Bester Ansatz für Fernsensoren

Das Projekt

Ich habe also eine Projektidee. (Stöhnen)

Ich möchte mehrere Bewegungs- und / oder Ultraschallsensoren überwachen, um einen einfachen Näherungsalarm zu erstellen. Ich möchte Sensoren an wichtigen Punkten entlang des Umfangs meines Hauses (im Freien) "einsetzen". Später möchte ich Z-Wave-Benachrichtigungen an meinen Home-Controller senden und einen sanften Alarmton für große Signale abspielen, aber ... kleine Schritte ... Im Moment werde ich mich mit einer einfachen Ausgabe zufrieden geben (eine leuchtende LED reicht aus ) nur um die Dinge zum Laufen zu bringen.

Das Problem

Ich bin mir der Komponenten bewusst, die ich benötige, und habe eine Idee für die Skizze, um sie anzutreiben (entweder mit einem oder so vielen Sensoren, wie ein Uno 3 nach Abschirmungen unterstützen kann), aber ich bin hinsichtlich der Entfernung ratlos. Ich habe die Wahl zwischen mehreren Arduinos mit eigenen Sensoren, von denen jeder mit der Heimatbasis kommuniziert, ODER einem Arduino auf dem Dachboden mit mehreren Sensoren und einem hydraähnlichen Kabelsatz zu jedem sowie einer EINZELNEN festverdrahteten Stromaufnahme. Ich mag den letzteren Ansatz, da er in vielerlei Hinsicht weniger verschwenderisch und sicherlich billiger ist (insbesondere unter Berücksichtigung von Funkschildern).

Die eigentliche Frage

Was ich möchte, sind Empfehlungen, wie man sich der Fernverbindung der Sensorkomponenten mit dem Arduino nähert (wenn es überhaupt machbar ist). Speziell:

Könnten einige der zusätzlichen Cat-5, die ich herumliegen habe, gut dazu passen?
Wenn nicht, warum (ich versuche zu lernen - ein Hinweis auf gutes Lesen ist alles, was ich frage)?
Gibt es eine Alternative, die ich nicht in Betracht gezogen hatte?
Versuche ich zu rennen, bevor ich laufen kann?
Mutter, werden sie deinen kleinen Jungen auseinander reißen? *

* Okay, das ist nur eine Pink Floyd Referenz. Ich fange gerade mit dem Arduino als neuem Hobby an ( ich bin von Beruf Software-Ingenieur , habe keinen EE-Hintergrund oder Erfahrung). Ich stehe derzeit vor dem Problem, "nicht zu wissen, was ich wissen muss, um eine gute Frage zu stellen". Bitte verzeihen Sie jede wahrgenommene Faulheit und fühlen Sie sich frei, mich zu schulen. :-)

Aktualisieren

Weitere Untersuchungen haben diesen Thread aufgedeckt, in dem jemand vorgeschlagen hat, dass dies machbar ist, aber das OP sagte, dass ein Sensor nicht reagieren würde. Ein Antwortender sagte, der Hersteller eines Sensors habe einen Tiefpassfilter auf der Sensorseite der Verbindung vorgeschlagen, so nah wie möglich. Gedanken?

Meinem Hintergrund in der Netzwerktechnik fällt auch auf, dass, wenn mehrere Cat-5-Läufe in verschiedene Richtungen mindestens 2 von 8 Litzen verschwenden, möglicherweise auch ein 2-Paar-Telefon-Datenkabel einwandfrei funktioniert, vorausgesetzt, die Spitzen sind verlötet, um sie fest zu machen in das Steckbrett führen. Wieder Gedanken?

arduino distance

— Joshua Nozzi
quelle

Z-Wave ist eine Funkimplementierung für die Heimautomation mit etwa 900 MHz. für diejenigen, die nicht damit vertraut sind.

— JYelton

@ JJelton Danke - ich hätte das verlinken sollen. Die Benachrichtigungsschicht ist zu diesem Zeitpunkt jedoch nicht wichtig, sondern nur die Realisierbarkeit meiner Idee "Sensor am Ende eines CAT-5-Laufs" (oder verkabelte Alternativen).

— Joshua Nozzi

Abhängig von der Flexibilität, die Sie beim Entwerfen Ihrer Sensormodule haben, ist ein üblicher und alter Signalisierungs- / Sensoransatz, der traditionell bei langen Kabeln in industriellen Anwendungen verwendet wird, die Signalisierung mit 4 bis 20 mA oder 10 bis 50 mA - das Kabel und das Sensormodul bilden eine Stromschleife Das Modul regelt den Strom durch es von 4 mA (analoges Minimum oder digitales NIEDRIG) bis 20 mA (analoges Vollmaß oder digitales HOCH). Unterbrechung = 0 mA = Sensor-Offline-Alarm. Kurzschluss = Strombegrenzung = Sensor-Kurzschlussalarm.

— Anindo Ghosh

Die Verwendung einer Stromschleifensignalisierung bietet somit den zusätzlichen Vorteil, Sicherheitsverletzungen zu identifizieren, die einen bestimmten Sensor umgehen. Möchten Sie, dass ich daraus eine Antwort mache?

— Anindo Ghosh

@ AnindoGhosh Sehr informativ. Ja, von einem anderen StackExchange-Benutzer in einer anderen Community klingt dies wie eine Antwort, die darauf wartet, veröffentlicht zu werden. :-) Vielen Dank. In der Zwischenzeit muss ich etwas googeln. Ein Schaltplan, wie dies erreicht werden könnte (Arduino oder nein), würde einen langen Weg gehen, da ich gerade erst anfange, sie lesen zu können.

— Joshua Nozzi

Umschrieben aus meinen obigen Kommentaren

Je nach Flexibilität in die Sensormodule der Gestaltung ein gemeinsame Signalisierung / Sensor - Ansatz traditionell mit langen Kabeln in industriellen Anwendungen verwendet wird , ist die 4-20 mA ( oder 10-50 mA für längere Würfe oder EMI intensive Umgebungen ) Stromschleife Signalisierungsstandard .

Das Kabel und das Sensormodul bilden eine Stromschleife, durch die das Modul den Strom reguliert
Ein Strom von 4 mA zeigt ein analoges Minimum oder ein digitales LOW an
20 mA zeigen analoges Volldiagramm oder digitales HIGH an
Unterbrechung = 0 mA = Sensor-Offline-Alarm
Kurzschluss = Strombegrenzung = Sensor-Kurzschlussalarm

Industrielle Sensormodule werden häufig so ausgelegt, dass sie von derselben Stromschleife gespeist werden, sodass keine lokalen Stromversorgungen erforderlich sind. Dies ist natürlich nur möglich, wenn das Sensormodul nicht mehr als 4 mA Ansteuerstrom benötigt.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten zur Signalstromregelung, beispielsweise die Verwendung von BJTs, MOSFETs oder komplementären TrenchFET-Teilen.

Am Ende der Datenerfassung wird die über einen Nebenschlusswiderstand erzeugte Spannung unter Verwendung eines Operationsverstärkers für analoge Sensoren verstärkt. Digitale Signale können unter Verwendung einer geeignet abgestimmten Komparatorschaltung erfasst werden, die mit einer gewissen Hysterese ausgelegt ist.

Abhängig von Blitzschlägen oder anderen Hochspannungsrisiken, die entlang der Übertragungskabel wahrgenommen werden, können Isolationsverstärker anstelle herkömmlicher Operationsverstärker zur Verstärkung der Shunt-Spannung empfohlen werden. Dies stellt sicher, dass die Datenerfassungsgeräte vor Potentialdifferenzen geschützt sind, die sich durch Induktion, Erdpotentialunterschiede oder andere Ursachen einschleichen können.

Beispielsweise wurde der volldifferenzielle Isolationsverstärker AMC1100 von TI speziell für die Strom-Shunt-Erfassung mit HV-Isolation entwickelt.

Ein zusätzlicher Vorteil der Verwendung eines aktuellen Schleifensignalisierungsansatzes besteht darin, dass Sicherheitsverletzungen des in der Frage implizierten Heimsicherheitssystems erkannt werden können, wenn ein Sensor entweder kurzgeschlossen oder nicht angeschlossen ist.

— Anindo Ghosh
quelle

Danke dafür. Es gibt mir viel zu lernen. Würde es Ihnen etwas ausmachen, etwas für mich zu klären? Ich lese viel den Satz "Stromversorgung des Sensors". Dies lässt mich glauben, dass der Sensor selbst eine eigene Versorgung haben muss, die vom Arduino getrennt ist. Ist dies der Fall oder habe ich es falsch verstanden (dh "Stromversorgung vom Arduino kann 'die Stromversorgung' sein")?

— Joshua Nozzi

@JoshuaNozzi Das hängt davon ab, um welchen Sensor es sich handelt. Für so etwas wie einen lichtabhängigen Widerstand wird keine zusätzliche Versorgung benötigt. Für ein Elektretmikrofon wird eine niedrige Vorspannung benötigt, kein signifikanter Strom. Für einen Ultraschall-Echosensor werden einige Milliwatt bei einigen Volt benötigt. In einigen Fällen reicht die Arduino-Versorgung aus, in anderen Fällen wird zusätzliche Leistung benötigt. Viele Sensoren = benötigte Gesamtversorgung überschreitet die Versorgung des Arduino-Reglers.

— Anindo Ghosh

Im Moment würde ich mich freuen, wenn dies funktioniert (noch nicht ausgeliefert): amazon.com/gp/product/B009BTHQ26/ref=oh_details_o02_s00_i00 - scheint dieselbe Grundkomponente zu sein (trotz Anschluss): sparkfun.com/products/ 8630 - Eine Anleitung finden Sie hier: bildr.org/2011/06/pir_arduino Dies ist wahrscheinlich eine separate Frage wert, aber ich versuche herauszufinden, wie sich Ihre Antwort insbesondere auf diese relativ kostengünstige Komponente auswirkt. Bis zur Community, ob ich es separat poste.

— Joshua Nozzi

Abgesehen von allen, die folgen, bin ich nicht so besorgt über Sabotage, da dies weniger ein Sicherheitssystem als vielmehr eine Erweiterung der Sinne ist. Es wird niemals einen Alarm auslösen, nur eine Benachrichtigung, und Versuche, ihn zu blenden, würden ihn auslösen. Es gibt also kein Anschleichen, um den Draht zu durchtrennen, wenn er richtig positioniert und ausgerichtet ist (aber auch hier ist er kein Alarm , nur Benachrichtigung). Das ist sowieso meine Theorie, daher ist der Aspekt der Manipulationserkennung kein Problem.

— Joshua Nozzi

@JoshuaNozzi Ich habe genau das gleiche PIR-Sensormodul, das ich bei eBay für 1,90 USD gekauft habe. Es werden 5 Volt bei ca. 7 mA zur Stromversorgung verwendet, und der Ausgang ist ein 5-Volt-Signal. Der Ausgang kann für die Stromschleifensignalisierung an einen MOSFET am Sensorende angeschlossen werden: Gate low = Rds high, also ca. 7 mA gezogen. Gate hoch = Rds niedrig, also begrenzen Sie es auf 20 mA oder so und Sie sind gut. Ich schlage vor, eine separate Frage für weitere Einzelheiten zu verdienen.

— Anindo Ghosh