Технология монтажа и сборки устройства таймер для видеорегистратора

Обновлено: 07.07.2024

Прочитал статью "Многофункциональный циклический таймер", проект понравился и я захотел предать проекту автора законченный вид.

Так как в моем случае, таймер используется в теплицах для полива и размещается он на открытом воздухе, то для него был подобран соответствующий корпус. Изделие планировалось сделать полностью модульным чтобы ускорить и облегчить ремонт а так же легко вносить изменения в силовую часть таймера причем желательно чтобы вообще не приходилось брать в руки паяльник. Например дисплей и печатную плату планировалось оснастить разъемами для быстрой замены вышедшего из строя компонента. Однако в виду ограниченности во времени было решено просто спаять дисплей и плату вместе, а места пайки проводов защитить от перегибания термоклеем. Все остальные компоненты были подобраны для установки на DIN-рейку.

Для изготовления таймера были использованы следующие компоненты:

Пластиковый Бокс размерами 120х240х100;
Блок питания 12V. 400 мА (не менее 350 мА);
Автоматический выключатель 10 А для защиты нагрузки таймера, автомат можно использовать от сетевого фильтра там установлен миниатюрный и стоит он около 40 рублей (коммутирующее реле и автомат подбирается из условий нагрузки. можно установить магнитный пускатель для нагрузки большой мощности);

Автоматический выключатель и выключатель из сетевого фильтра

Пластиковый крепеж для дин рейки 2 шт. (они понадобятся для крепления платы и блока питания);

Клеммные зажимы 9 шт;
Наконечники для обжима проводов;
Сетевой разъем и выключатель от старого компьютерного блока питания;
светодиод от зажигалки (к светодиоду припаян резистор на 680 Ом для работы от 12V);
Неоновая лампочка от разбитой индикаторной отвертки;
4 кнопки с крепежной гайкой;

Кнопки

Маленький тумблер;
Зуммер (пищалка);
Кусок дин рейки;
Кабельный уплотнитель диаметром 16 мм;
Колодка соединительная (такие используют в щитках для соединения нейтрали);
Спиралька для укладки проводов в жгуты, стяжки (маленькие пластиковые хомуты);
Реле на 12V, я использовал реле фирмы Finder,(можно любое другое на 12V);

Реле

Провод монтажный сечением 0,75 - 1,5 мм2 разных цветов для монтажа цепей нагрузки + тонкие провода от старого VGA кабеля;
Термоклей 1 шт.;
Клеящиеся площадки для прокладки проводов (на ваше усмотрение, у меня все это было);
Банка с винтиками и гайками.

Большая часть компонентов у меня нашлась дома, а именно реле, автомат, мелкие монтажные принадлежности, провода, зажимы, кусок DIN-рейки, на остальное пришлось потратиться. Блок питания куплен в магазине за 180 рублей, кнопки по 20 руб за штуку, корпус 320 рублей. Дисплей обошелся в 280 рублей. микроконтроллер 100 рублей. в сумме получилось около 1000 рублей. Если у кого не найдется такого реле дома то оно дорогое сменная катушка у нас в городе стоит от 200 до 300 рублей + установочная колодка которая стоит около 150 рублей. таким образом Целиком все устройство может обойтись в 1500-1800 рублей. На выходе получается надежное устройство удобное в установке с герметичным, толстым корпусом не боящимся сырости, брызг, падений. Такое устройство можно применять для полива, для центрифуги, или приготовления каких либо смесей в самодельном миксере и т.д.

Я использовал минимум инструментов:

Зачистка для проводов.
Плоскогубцы, кусачки.
Обжим для наконечников проводов (можно обойтись плоскогубцами или круглогубцами).
Паяльник (пользовался паяльной станцией).
Нож канцелярский
Надфиль для выравнивания отверстий.
Набор отверток.
Наждачная бумага
Термопистолет.
Ножовка по металлу.
Руки.

Для начала пришлось продумать какие компоненты и куда будут крепиться, за тем весь корпус был размечен и в нем были вырезаны все необходимые отверстия, после этого на дно корпуса были вмонтированы две дин рейки. Первая рейка с лева на картинке она предназначена для заводки питания и выхода управляющего реле, на ней разместились клеммные зажимы. На второй рейке разместились все остальные элементы:

Автомат;
Блок питания (предварительно установлен на крепеж для дин рейки);
два зажима (для подвода питания 12 вольт к реле и плате таймера);
Реле;
Плата таймера (предварительно установлена на крепеж для дин рейки);.

На левой боковой стенке разместились следующие компоненты:

Сетевой разъем питания (от компьютерного блока питания);
Кабельный уплотнитель (для заводки кабеля нагрузки таймера);
Индикатор сети (неоновая лампочка);
Выключатель.

На лицевой панели были установлены:

Зуммер и тумблер разрывающий цепь зуммера (на усмотрение);
Дисплей;
4 кнопки;
Светодиод показывающий что реле в работе (позволяет увидеть что устройство в работе с большого расстояния);

Вот что у меня получилось после окончания сборки.

Вид коробочки изнутри. (Цепи питания высокого и низкого напряжения разведены в разные жгутах).

На крышке дисплей уплотнен подложкой от напольного утеплителя, а провода проложены по клеющимся площадкам

Структурная схема устройства:

Denhik Опубликована: 17.06.2014 0 0

Вознаградить Я собрал 0 0

Безоговорочную безопасность на объекте защиты — будь то жилая или коммерческая недвижимость, закрытая или открытая территория — сложно обеспечить без применения систем видеонаблюдения. И хотя их проектирование, выбор компонентов и монтаж требуют определенных знаний и опыта, но все же установка видеонаблюдения для частного дома своими руками возможна. Рассмотрим основные технические моменты и приведем советы, которые помогут в создании системы видеоконтроля собственными силами.

Необходимое оборудование для организации системы видеонаблюдения

Проще всего провести установку видеонаблюдения своими руками в квартире. С такой задачей справится любой пользователь ПК. Размер расходов при этом не превысит 12 000–17 000 рублей. Затраты на установку и обслуживание оборудования увеличиваются, если объектом охраны является загородный дом, временно покинутое жилье или коммерческая недвижимость.

Комплект видеонаблюдения, собранный своими руками, включает несколько элементов: камеры, сетевой видеорегистратор, сервер (компьютер), хранилище данных, роутер (для беспроводных устройств), кабели (радиочастотные и электрические или витая пара), блоки питания и специализированное ПО (ядро системы видеонаблюдения, операционная система, модули видеоанализа и интеграции со сторонними программными комплексами и пр.).

При монтаже системы видеонаблюдения своими руками в квартире можно обойтись и без видеорегистратора, используя в качестве сервера обычный компьютер. В этом случае достаточно установить сетевую камеру и подключить ее к ПК или мобильному устройству посредством Wi-Fi. Практически все Wi-Fi-камеры классa Cube (или кубические) умеют записывать информацию на флеш-карты, карты памяти microSD и microSDHC. Стоимость этих устройств варьируется:

от 4700 рублей(TBTec TBC-i4312IR, Optimus IP-H061.0W (2.8), ATIS AI-361 и AI-361, Space Technology ST-711, Hikvision DS-2CD2412, RVI IPC11S и IPC12S, Hiwatch DS-N241W, Beward CamDrive CD120 и CD110)
до 30 000 рублей(AXIS M1054, ACTi E11, E12 и E13, Hikvision DS-2CD2432F, Beward N520) .

На заметку

При расчете ресурсов системы удаленного видеонаблюдения рекомендуется исходить из 80–120 Гбайт дискового пространства, ориентированного на 2-недельный архив, и 10 Мбит/с выделенной линии на каждую установленную IP-камеру.

На рынке представлены многочисленные модификации видеокамер для внутреннего и наружного наблюдения. Их стоимость стартует от 1000 рублей и в среднем составляет 2000–5000 рублей для аналоговых AHD/TVI/CVI-устройств и 3500–13 000 рублей — для IP-оборудования. Многие поставщики предлагают готовые комплекты проводных и беспроводных систем. Цена таких предложений обычно начинается от 15 000 рублей, что в конечном итоге значительно превышает стоимость оборудования, приобретаемого по отдельности.

Кроме того, нередко продавцы под беспроводным наблюдением подразумевают наличие локальной сети между камерами и записывающим устройством, а не прямой выход видеокамер в Интернет. Однако монтаж видеонаблюдения своими руками — это не всегда простая задача, и для недостаточно подготовленного пользователя такие комплекты могут стать оптимальным решением.

Это важно

Кроме открытых камер существуют еще и скрытые — миниатюрные, маскируемые и потайные. Однако их использование регулируется (не запрещается!) статьей 138.1 УК РФ. То есть на территории личной собственности вы можете ими пользоваться как угодно, лишь бы в объектив не попадала чужая собственность. Для применения, например, в офисе или торговом зале придется получать письменное согласие сотрудников и уведомлять посетителей о наличии скрытого видеонаблюдения. Строго воспрещается любое видеонаблюдение в туалетных комнатах, раздевалках и т.п.

Как выбрать камеру видеонаблюдения?

Чтобы установить видеонаблюдение для дома (дачи) своими руками, необходимо прежде всего определиться с количеством видеокамер и их задачами (см. табл. 1).

Таблица 1 . Выбор разрешения камеры в соответствии с задачами видеонаблюдения

Задача видеонаблюдения

Минимальное разрешение видеокамеры, пиксель/метр

Обзорное наблюдение, обнаружение движения

Определение номера автомобиля

Также при выборке камеры следует изучить следующие ее характеристики:

1. Разрешение камеры, измеряемое в мегапикселях (Мрх), определяется количеством активных пикселей-сенсоров, размещенных на видеоматрице. Они преобразуют световой поток в электрические импульсы, которые затем декодируются в изображение на мониторе при помощи специального микрочипа, также выполняющего роль электронного затвора. Для получения изображения в формате Full HD (1920х1080) достаточно разрешения 2.1 Мрх, что легко проверить, если умножить количество точек на дюйм. Можно сказать, что экономически оправданным решением на больших территориях является комбинированное применение нескольких видеокамер с разрешением 1–2 Мрх и одной-двух 3–5 Мрх — для установки в местах, где может потребоваться высокая детализация и масштабирование изображения. Для квартирных и дачных нужд устройства с высоким разрешением скорее всего не потребуются вовсе. Ориентиры для расчета количества пикселей в целях задач видеоконтроля приведены в таблице 1 (см. выше).

Это важно

2. Тип матрицы :

CCD (Couple Charged Device), он же — ПЗС (прибор с зарядовой связью);
CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), он же — К-МОП (комплементарный металл-окисел-полупроводник), он же — К-МДП (комплементарный металл-диэлектрик-полупроводник).

Матрица CCD требовательна к климатическим условиям и может повреждаться даже от прямых лучей солнца или сезонных температурных перепадов, поэтому не следует ее рассматривать для уличных камер. Кроме того, CCD-сенсоры с высоким разрешением, превосходящие по качеству изображения CMOS-матрицы, стоят в разы дороже последних и используются только в профессиональных камерах наблюдения, имеющих необходимую защиту и оптику. Сенсорные видеопанели CMOS последнего поколения ничуть не уступают CCD-матрицам, по крайней мере, не эксперт в спецтехнике разницы не увидит, зато будет хорошо заметен эффект экономии при создании системы видеонаблюдения своими руками.

3. Размер матрицы по диагонали, измеряемый в долях дюйма: ½ (12,7 мм), ⅓ (8,47 мм) или ¼ (6,35 мм). Казалось бы, чем больше площадь матрицы, тем большее количество сенсорных элементов она может уместить — это так. Однако в бюджетных моделях, не имеющих качественных светосильных объективов, данное правило не работает. Например, в матрице 5 Мрх будет задействована только ее центральная область, дающая на выходе только 2,1 Мрх, то есть формат Full HD — ни больше, ни меньше. Это еще раз доказывает тот факт, что такие параметры, как размер и разрешение матрицы, имеет смысл рассматривать только в комплексе с другими характеристиками камеры, в первую очередь с типом и функционалом объектива.

5. Светочувствительность камеры, обозначаемая в люксах (лк), для сумеречных условий эксплуатации начинается от 1 лк, а для ночных — от 0,01 лк. Она пропорциональна физической величине сенсорных элементов, расположенных на матрице: чем больше площадь поверхности пикселей, тем выше светочувствительность. Но технологически ее можно увеличить и применением микролинз, которые размещаются над и между сенсорами для улучшения качества захвата изображения и привлечения дополнительного светового потока.

6. Оптический объектив и зум могут быть:

Не стоит забывать, что до матрицы свет проходит через объектив. Качество, светосильность и оптическое разрешение последнего также должно соответствовать уровню установленного видеосенсора, по крайней мере, не занижать его искусственно.

7. Инфракрасная подсветка представляет собой совокупность ИК-диодов (или коллиматоров), расположенных по периметру объектива, которые излучают невидимый человеческому глазу (но воспринимаемый видеоматрицей) свет инфракрасного спектра (720–940 нм) в зону видеоконтроля. Дальность действия ИК-подсветки (как и цена камеры) может варьироваться в достаточно широком диапазоне — от 5 до более 100 м. Иногда на высокую дальность применяются специальные инфракрасные прожекторы, которые существенно снижают нагрузку на канал связи, поскольку черное изображение дает огромный битрейт. Очевидно, что камеры с ИК-подсветкой нужны на объектах, где значительная часть наблюдения ведется в ночное время.

8. Микрофон (встроенный, выносной или отсутствует).

9. Корпус (антивандальный, пластиковый и т.д.).

Итак, одними из важнейших параметров, на которые нужно обратить внимание при выборе видеокамеры, являются ее разрешение, размер матрицы и частота кадров при наблюдении и записи. Чем они больше, тем выше детализация изображения, но тем выше нагрузка на линии связи. Это очень важный момент! Каналы связи и архивация данных потребуют серьезных ресурсов, если соблазниться на высококачественное видео.

На заметку

Выбор способа передачи данных

Подключение камер видеонаблюдения своими руками может осуществляться двумя способами — по беспроводным каналам или по кабелю (коаксиальный кабель, оптоволокно, витая пара). Как уже упоминалось, в первом случае собственник экономит финансовые средства на кабеле, земляных и других монтажных работах, возникает необходимость в отдельном электропитании устройств. Кабель обеспечивает высокое качество сигнала, однако его можно перебить, и не на каждом объекте есть возможность его прокладки. Кроме того, различные виды кабеля имеют ограничения по пропускной способности и дальности применения.

Таблица 2. Дальность применения некоторых марок кабелей (пример)

Простой и функциональный таймер позволит управлять любым устройством, питающимся от сети 220 В, циклически, с перерывами. Он основан на знаменитой NE555 в типичной нестабильной схеме – генератор выдает импульсы с постоянной времени, определяемой комбинацией конденсатора и резисторов. В качестве элемента управления использовалось реле.

Электрическая схема цикличного таймера

Схема предназначена для циклического включения и выключения нагрузки, подключенной к выходу. Благодаря такому действию можно, например, снизить потребление энергии (за счет снижения общей мощности) или дозировать что-либо циклически в автоматизированном процессе. На рисунке показана электрическая принципиальная схема. Она питается напрямую от сети 220 В через бестрансформаторный источник питания. Конденсатор C1 ограничивает ток, а резистор R1 защищает диодный мост B1 от повреждений из-за перегрузки, которая может возникнуть в момент подключения к сети. Резистор R2 используется для разряда конденсатора С1 после отключения питания. Выпрямительный мост был подключен к ограничителю напряжения в виде стабилитрона на 12 В, а конденсаторы C2 и C3 действуют как фильтр питания. Светодиод LED1 информирует о наличии напряжения.

Технические параметры:

плавная регулировка времени включения и выключения,
диапазон времени включения: 0,5 – 15 с,
диапазон времени отключения: 0,5 – 60 с,
светодиодная индикация срабатывания,
исполнительный элемент реле,
максимальная нагрузка 8 А,
питание 220 В сеть.

Схема, состоящая из конденсатора C5, резистора R5 и потенциометра PR1, определяет время паузы между выходными импульсами. Светодиод LED2 служит индикатором срабатывания реле. Два потенциометра PR1 и PR2 позволяют независимо регулировать время включения (в диапазоне примерно 0,5 – 15 секунд) и выключения (в диапазоне 0,5 – 60 секунд).

Вид печатной платы с расположением элементов

Расположение элементов на печатной плате показано на рисунке. Сборка схемы типовая и не должна вызывать никаких проблем. Бестрансформаторный блок питания не обеспечивает изоляции от электросети, поэтому все работы по наладке следует проводить при отключенном питании.

При желании, можно купить готовое устройство на Али, в виде небольшой платы под подключение.

Для обеспечения логики работы электрических устройств часто необходимо учитывать какой-то заданный временной промежуток. Для этого в цепь включаются различные таймеры и реле времени. Сегодня большинство таких приборов можно приобрести в интернете, но при желании вы можете изготовить реле времени своими руками. Тем более что подобная самоделка всегда найдет применение в решении каких-либо бытовых задач.

Несколько слов о разновидностях

Электронные таймеры для установки задержки включения и отключения используются в микроволновках, стиральных машинах, системах обогрева, для обустройства умного дома и т.д. Принцип действия реле времени основывается на установке временного интервала для задержки в работе электрической сети. На практике такое устройство может иметь различный способ замедления:

Из-за сложности настройки и дефицита определенных элементов далеко не все реле времени можно собрать своими руками. Наиболее простым вариантом для изготовления и рассмотрения являются электронные модели, так как достать комплектующие для них сегодня можно как из старого оборудования, так и с любого магазина радиодеталей.

Электромеханические реле и другие варианты доступны в случае наличия специфических комплектующих, которые далеко не всегда можно найти в свободной продаже.

Что понадобится для изготовления?

В зависимости от выбранной модели процесс может оказаться как простым, так довольно трудоемким. Поэтому всем необходимым лучше запастись заранее, чтобы не останавливаться на половине проделанной работы.

Для сборки реле времени вам понадобится:

набор радиодеталей – в каждом конкретном примере самодельного реле их перечень будет отличаться, но основная номенклатура останется неизменной (резисторы, конденсаторы, транзисторы, микросхемы, промежуточные реле или переключатели, блоки питания или понижающие трансформаторы, катушки и т.д.);
основание для набора элементов – печатная плата, диэлектрическая поверхность или каркас, также выбираются исходя из местных условий;

паяльник, припой и другие приспособления для соединения элементов цепи.
корпус – для защиты элементов реле от различных механический воздействий, попадания пыли, влаги и засорителей;
блок управления или программирования – если вы планируете сделать регулируемую задержку.

В некоторых ситуациях вышеперечисленные части можно позаимствовать из старых электронных приборов, если он вам подходят, в противном случае их нужно приобрести. С конкретным перечнем вы сможете определиться после того, как выберете конкретную модель, которую хотите изготовить.

Создаем реле времени на 12 и 220 Вольт

В зависимости от величины питающего напряжения, к которому подключается нагрузка, определяется и уровень потенциала, под которым будут находиться элементы реле времени. На практике для создания временных задержек применяются как работающие от сети 220В, так и от безопасного низкого 12В.

Первый вариант считается более простым, поскольку работа осуществляется напрямую от сети. Также схема на 220 В актуальна для питания особо мощной нагрузки – двигателей или бытовых приборов.

Идея 1. На диодах

Рассмотрим вариант простейшего логического элемента для работы в цепи 220В.

Рис. 4. Схема реле времени на 220В

Здесь включение происходит при нажатии кнопки S1, после чего напряжение подается на диодный мост. С моста потенциал переходит на времязадающий элемент, состоящий из резисторов и конденсатора. В процессе накоплении заряда тиристор VS1 откроется, и ток протечет через лампу освещения L1. Когда емкость конденсатора полностью зарядится, тиристор перейдет в закрытое состояние, после чего срабатывает реле и лампа гореть перестанет.

Максимальную выдержку здесь можно установить в несколько десятков секунд, так как ее величина будет задаваться сопротивлением резистора и емкостью. Существенным недостатком является то, что эта схема несет угрозу человеческой жизни при поражении электротоком. Поэтому далее рассмотрим пример изготовления реле времени на 12В.

Идея 2. На транзисторах

Принцип действия такого реле времени основывается на использовании полупроводниковых приборов для задачи временного промежутка. На практике могут использоваться схемы как с одним транзистором, так и с большим числом. Наиболее актуальные для самостоятельного изготовления реле времени на двух транзисторах – они характеризуются лучшей стабильностью и управляемостью.

Пример такого электронного устройства приведен на рисунке ниже:

Рис. 5. На транзисторах

Для ее практической реализации вам понадобится обзавестись следующими элементами:

резисторами – одним на 100 кОм и тремя на 1 кОм;
двумя транзисторами КТ3102Б или идентичными;
конденсатором для создания задержки выключения/включения;
кнопка для запуска реле времени;
промежуточное реле или коммутатор;
светодиод для сигнализации состояния;
печатная плата для сборки всех деталей.

Принцип работы такого реле времени заключается в подаче напряжения 12 В на емкостной элемент C1. После чего происходит зарядка конденсатора до определенного потенциала, величины которого будет достаточно для открытия транзистора VT1.

Ток заряда для емкостного элемента определяется сопротивлением ветви C1 – R1 – чем больше сопротивление, тем меньше ток, а время накопления заряда больше. Соответственно, для повышения или уменьшения времени включения или выключения нагрузки можно использовать переменный резистор для R1.

Рис. 6. Установить переменный резистор

После разряда емкости на базу транзистора VT1 поступит сигнал открытия, и электрический ток начнет протекать через эмиттер и коллектор, резисторы R2 и R3. Эти номиналы резисторов подбираются для открытия второго транзистора VT2, работающего в режиме электронного ключа на включение основной нагрузки.

Открытый VT2 подает напряжение на обмотку реле K1, сердечник в нем притягивается и производит операции с нагрузкой. Одна из пар контактов электромагнитного реле воздействует своими контактами на цепь питания светодиода, сигнализирующего о состоянии устройства.

Кнопка SB1 в цепи позволяет обнулить заряд конденсатора – это обязательная процедура пере каждым последующим пуском, что составляет определенные трудности, которые решаются установкой микросхем.

Идея 3. На базе микросхем

Это более сложный вариант, чем с использованием транзисторов, но цифровое реле не требует нажатия кнопки для начала нового цикла, они более устойчивы. Циклическое реле позволяет выполнять несколько операций в автоматическом режиме, за счет наличия микросхемы существует источник внутреннего опорного питания, можно значительно увеличить пределы задержки времени.

Рис. 7. На базе микросхемы КР512ПС10

Посмотрите на рисунок, приведенная здесь схема рассчитана на работу в цепи 220 В. Для ее реализации вам понадобятся резисторы разного номинала, указанные на схеме, диодный мост, пара транзисторов, полупроводниковые элементы, конденсаторы, промежуточное реле, микросхема.

Ее принцип действия идентичен с описанным ранее вариантом на двух транзисторах с той разницей, что в цепи управления временной задержкой появляется микросхема. С помощью которой заряд конденсатора может накапливаться в десятки раз дольше, соответственно, получается возможность увеличения времени задержки.

Процесс сборки не представляет особых трудностей для опытных радиолюбителей, имеющих навыки пайки и чтения схем. Однако для новичков такое реле времени может представлять определенную сложность, поэтому им следует внимательно относиться к процессу.

Идея 4. На базе таймера NE555

Этот вариант также относится к электронным реле, в котором задержка времени устанавливается при помощи популярного таймера NE555. С его помощью вы сможете собрать таймер, который оперирует коммутационными процессами, как на включение, так и на отключение.

Рис. 8. На базе таймера NE555

Как видите на схеме, таймер выполняет роль управляющего ключа, разрешающего выдачу электрического сигнала либо напрямую к прибору, либо через оперирующий орган – катушку реле. Когда времязадающая цепочка из двух резисторов и конденсатора достигнет насыщения, таймер выдаст на выход реле времени управляющий сигнал, который притянет к катушке прибора сердечник и замкнет контакты. К выходной катушке параллельно подключается светодиод, сигнализирующий о состоянии реле.

Практическая реализация этой схемы также требует определенных навыков и знаний в пайке радиодеталей и изготовлении печатных плат.

Следует отметить, что таймер и микросхема хоть и дают более устойчивую работу, но не могут похвастаться способностью к программированию. Современные цикличные таймеры на микроконтроллерах представляют неограниченные функции в формировании логики работы, но собрать их в домашних условиях достаточно сложно.

Читайте также: