Управление бытовыми приборами через мобильный телефон. Включение бытовых электроприборов по мобильнику

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

Один мой знакомый обратился ко мне с такой просьбой: мол, хочется, чтобы в гараже включался камин по звонку с сотового телефона. У него там мастерская, а по утрам холодно, вот он и хочет часа за два-три до прихода включать камин. Все очень просто: он включает камин по телефону, а через два часа, если он не придет, камин просто сам выключится.

Разговоры о том, что это легче сделать, если купить программируемое реле, его не убедили. Видимо, он мог в некоторые дни там не появляться, а это при программировании реле никакому учету не поддавалось. И крутился бы там у него счетчик, пока камин грел пустое помещение.

В настоящее время уже выпускается промышленным способом множество всяких устройств, управляемых по стандарту GSM (Global System for Mobile Communication), - цифровой стандарт мобильной связи или всем привычный теперь мобильник. Это , различные шкафы управления промышленным оборудованием, а то и просто отдельные розетки.

Естественно, у моего знакомого таких денег просто не нашлось, а телефон-то уже валялся без дела. Да, видимо, не один он такой, если в интернете выложено достаточное количество схем, начиная от самых простейших одноканальных, до самых сложных и серьезных, управляющих несколькими каналами.

Итак, меня попросили сделать устройство для включения камина в гараже с помощью сотового телефона. Для ознакомления с вопросом было просмотрено некоторое количество подобных схем (а вдруг удастся что-нибудь просто повторить чужое, уже готовое).

Некоторые схемы обладали избыточными возможностями, ведь речь шла об управлении всего лишь одной нагрузкой, а не восемью или хотя бы четырьмя. Отпугнули также схемы, содержащие большое количество деталей. Другие требовали телефон с автоподнятием трубки при подключении к разъему гарнитуры.

Одна схема, содержала всего один транзистор с датчиком в виде катушки индуктивности и микроконтроллер. Микроконтроллер в той схеме выступал, кажется, только в роли цифрового фильтра, защищал от ложных срабатываний от помех.

Назначение схемы было просто в перезагрузке удаленного компьютера - сервера. При зависании просто нажимали кнопочку на телефоне, компьютер перезагружался и продолжал работать. Решено было идти примерно по такому пути, а именно, получать сигнал с телефона подобным образом, не путаясь в проводах, не подключаясь к телефону.

Собственно любая схема имеет свои достоинства и недостатки, поэтому не стоит думать, что разработка собственной схемы явилась в результате мыслей достаточно крамольных: «Мол наизобретали там не пойми чего, а все оказывается так просто и моя схема будет лучше, чем у всех». Вовсе нет, таких мыслей не было, просто решено было сделать устройство из того, что уже имелось в наличии.

После нескольких опытов с индуктивным датчиком (до звукового сигнала вызова телефон излучает импульсы, которые сразу включают устройство), было решено использовать просто микрофон от телефонного аппарата, благо неисправный аппарат оказался под рукой.

Алгоритм управления простейший: получив вызов по сотовому телефону, устройство просто включает камин, а по прошествии двух или трех часов просто его выключает. При этом возможно повторное включение звонком с телефона, когда все уже выключено. В качества датчика звонка был использован конденсаторный микрофон.

Статья, в которой я подробно описываю состав устройства и работу схемы управления камином по телефону получилась большая, но интересная. В связи с этим, я решил оформить ее в виде небольшого практического руководства (пошаговой инструкции) в формате электронной книги.

Скачать пошаговую инструкцию, как самостоятельно собрать и настроить устройство управления нагрузкой по сотовому телефону вы можете по этой ссылке:

Буду рад если эта электронная книга окажется вам полезной!

Борис Аладышкин

Устройство предназначено для дистанционного управления нагрузками по телефонной линии или по каналам GSM . Оно подключается к телефонной линии или к сотовому телефону, поддерживающему управление АТ-командами (например, Siemens C35). На принципиальной схеме указаны, а на печатной плате предусмотрены элементы для последующей модернизации устройства и обеспечивающие его совместимость с любыми версиями прошивок. Принципиальная схема приведена на рисунке. В более качественном разрешении и в формате ssd*, а так же печатную плату и прошивку микроконтроллера можно скачать по ссылке в конце этой страницы.

Режим программирования. Подключить устройство параллельно телефонному аппарату, включенному в телефонную линию и находящегося в тональном режиме. Вместо телефона можно использовать любой источник DTMF сигналов – в этом случае их необходимо подавать на вход DTMF. Нажать и удерживать более 2-х секунд кнопку PROG. При этом загорится светодиод. Ввести пароль из четырёх цифр. Ввод каждой цифры подтверждается звуковым сигналом. Пятая цифра определяет количество вызовов до «автоподнятия трубки» - т.е. активации устройства. После ввода количества вызовов, устройство автоматически выходит из режима программирования.

Режим пользователя. Набрать номер телефона, к которому подключено устройство дистанционного управления. Если набор производится со стационарного телефонного аппарата, он должен находиться в тональном режиме. Возможен набор номера и в импульсном режиме, однако после набора номера необходимо переключится в тональный режим для ввода пароля и управления нагрузками. Так же управление возможно с любого сотового телефона.После прохождения запрограммированного пользователем количества вызовов, устройство подключится к линии (каналу GSM) и пользователю необходимо ввести четырёхзначный пароль. Если пароль введён неверно, устройство отключается. В случае правильного ввода, пользователь попадает в меню управления нагрузками. Кнопками 1-4 производится выбор соответствующего канала нагрузки. Далее нажатие символа «*» устройство включается. Для отключения опять же выбирается нужный канал и нажимается символ «#». При выборе канала 5 производится управление одновременно всеми нагрузками. После окончания работы необходимо дважды нажать символ «#». При этом устройство отключается от линии и возвращается в исходное состояние. Так же предусмотрено отключение от линии по команде таймера, если в течении более одной минуты не было команд со стороны оператора

Звуковая сигнализация

Выполнение определённой команды подтверждается звуковой сигнализацией или информационным голосовым сообщением (в зависимости от прошивки микроконтроллера)

Версия прошивки 1.0

Подтверждение ввода при программировании – двойной тон высокой частоты

Приглашение к вводу пароля – тройной тон высокой частоты

Подтверждение правильности пароля – тройной тон высокой частоты

Пароль неверный – тройной тон низкой частоты

Правильный выбор канала (1-5) – одиночный тон высокой частоты

Неправильный выбор канала– одиночный тон низкой частоты

Нагрузка включена – двойной тон высокой частоты

Нагрузка отключена – двойной тон низкой частоты

Окончание работы – тройной тон низкой частоты

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]