Личный ШУХЕРизатор, напечатанный на 3D-принтере

Здравствуйте еще раз, друзья по увлечению 3D-печатью.

Написав свою первую конкурсную статью про органайзер таблеток я понял, что тема гаджетов в 3D-печати все еще не отпускает меня, поэтому решил поделиться с вами еще одним своим проектом. Он пока не до конца готов в плане оформления сайта с инструкциями и прочими материалами, но, возможно, будет более интересен широкой публике, нежели чем мой предыдущий проект.

ЗАДУМКА

Размышляя о том, что бы еще такое придумать, что было бы "технологичненько", увлекательно и главное - полезно в быту и даже на работе, я вспомнил об одной ситуации, случившейся со мной. Мою машину эвакуировали в другое место, пока я работал в офисе. Да, бывает и такое. На территории офисного комплекса, где я работаю, как выяснилось, нельзя парковаться, поэтому владелец офиса эвакуировал мой автомобиль в неизвестном направлении.

 Машина-то нашлась, а вот осадочек остался! Я тогда подумал, что было бы здорово, помимо сигнализации, которая, видимо, орала, но никого смущала, иметь некий девайс, который по определенному событию отправлял бы мне сообщение или иной сигнал. Таким образом родилась идея персонального нотификатора, или, проще говоря, информатора. Моя супруга его сразу прозвала шухеризатором.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Что хотелось бы получить в итоге:

1. Некий гаджет, в виде пейджера, который можно носить с собой. На ремне к примеру.
2. Один или несколько сенсоров, которые бы реагировали на события и отправляли сообщения пейджеру.
3. Пусть сенсоры будут как можно меньшего размера. Компактненькие такие.
4. Пейджер при поступлении сигнала пусть не просто пищит, этого мало. Под одеждой его может быть не слышно. Пусть он еще будет и вибрировать как сотовый телефон!
5. Гаджет должен работать только со своими сенсорами, причем набор их может быть больше одного. К примеру, у вас две машины ;-) Пусть будет до 40 сенсоров на один пейджер.
6. Это все должно быть мобильным и с собой "носибельным".
7. Радиус действия должен покрывать минимум одно здание. Вы оставили авто или велик на парковке и пошли в магазин. Кто-то его тронул, у вас забурчало в пейджере. Вы быстро выскочили и оторвали кому-то голову. Ну, или не оторвали, а просто спугнули покусителя.
8. Устройство должно работать на аккумуляторе как можно более длительное время, а заряжаться от USB.

ВАРИАНТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Обдумывая такой гаджет, я стал накидывать возможные сценарии его использования. В основном они связаны с типом сенсора. Перечислю первые пришедшие мне на ум:

Сценарий "Шухеризатор"

Я в лесу или на рыбалке, моя машина на берегу, а я в лодке на реке. Недалеко, но машины не видно и если кто-то решит навестить лагерь, мне следует об этом знать. Для реализации подойдет детектор движения, PIR-датчик, реагирующий на животных и человека. Ставлю его на подходе к лагерю и вуаля! Мобильная система оповещения готова!

Возможно этот же сценарий может быть полезен и страйкболистам (пишите в личку!), и прочим героям, нуждающимся в обнаружении кого-то теплокровного на расстоянии до 500-800 метров. Мобильно, стильно и удобно.

Сценарий "Сигнализатор"

Я еду в электричке, мой рюкзак на верхней полке. Хочется подремать, да вот за вещи боязно. Положу-ка я датчик вибрации в карман рюкзака. Кто-то заденет или полезет внутрь, мне буркнет! Такой же финт можно провернуть с велосипедом или самокатом, оставленным перед магазином. Примагничиваю датчик к замку цепочки и иду в магазин. Цепочку тронули, мне буркнуло.

 Сценарий "КТО-ТО У ДВЕРИ-тор" ;) 

Я на балконе или во дворе поливаю цветы или просто загораю, но боюсь пропустить доставку очень важной посылки из Амазона. Ставлю микроволновый датчик-радар на внутреннюю сторону двери, и теперь я в курсе, если кто-то "шарится" снаружи под дверью. Такой датчик работает даже сквозь стены и двери. Проверено!

Итак, поле для применения настолько широкое, что пора мастерить и печатать все это дело "вживую".

РЕАЛИЗАЦИЯ

В общем-то электронная часть оказалась весьма простой. В качестве беспроводного модема были выбраны модемы IoT Lora. Хорошее покрытие, отличная работа внутри помещений, недорогие и компактные. И сенсор, и пейджер спроектированы таким образом, чтобы все элементы управления были прямо на плате, включая разъемы. Удобно и паять много не придется.

3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ

Как я уже упомянул, проект находится в стадии активной разработки 3D-моделей, тестирования и "допиливания". Выложу здесь первые прототипы пейджера и сенсоров напечатанные на 3D-принтере. Собственно, дизайн плат разрабатывался именно под 3D-печать. Сами модели не сложные в исполнении. Все элементы управления минимизированы и размещены таким образом, чтобы их было удобно вставлять в напечатанный корпус.

Есть идея сделать некий холдер (держатель), крепящийся на ремне. Чтобы к нему уже крепился пейджер и сенсоры, примерно как кассеты в кассетнице, или, если кто не знает что такое кассеты для магнитофона, диски в дискетнице.

Если вам нужно поставить датчик, вы его вынули из холдера на поясе, включили, поставили и пошли дальше. Главное - не забыть куда поставили. Этот вопрос еще в проработке ;)

ПРИМЕРНЫЕ ТТХ ДАЛЬНОСТИ СВЯЗИ

Модемы лора обеспечивают достаточно хорошую проницаемость, хотя и низкую скорость. Но в нашем случае это не так важно. Модем, стоящий у меня на седьмом этаже в квартире, принимает хоть и с некоторыми ошибками (перепосылками) сигнал, посланный из подвала этого дома. На открытой местности, например, в лесу можно рассчитывать на 500-800 метров уверенного приема. В городской обстановке это будет 100-300 метров.

Предвидя вопросы по дальности связи могу сказать следующее: Хотя модемы лора и заявляются как очень дальнобойные (5-10 километров), накладные расходы все же значительно сужают радиус приема. Размещение антенны в корпусе, сама плата и батарейка частично экранируют сигнал. Так что стоит ориентировать на цифры приведенные выше. Они проверены на практике, и это точно будет работать.

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ

Платы более-менее оптимизированы на минимальное использование аккумулятора. Пейджер работает 3-4 дня от одной зарядки аккумулятора на 1500 мА. Возможно удастся еще немного увеличить этот срок. Вопрос исследуется.

С сенсорами все обстоит еще лучше. Испытания и замеры потребления PIR-сенсора обещают работу на одной зарядке в течении нескольких месяцев от аккумулятора 600-1000 мА. Возможно другие типы сенсоров, например доплеровский датчик движения, работающий даже через стены, подсократит этот срок, но скорее всего не сильно принципиально, до 1 - 1,5 месяцев.

ПЛАНЫ РАЗВИТИЯ ПРОЕКТА

В принципе пейджер можно заменить на сотовый телефон, отправляя на него смс-сообщения от сенсора, но, как показала моя практика, такая организация связи несколько менее устойчива и менее надежна по причине того, что смс может и не прийти, или может быть плохая связь с сотовой вышкой. К примеру, в тайге на охоте сидишь в засаде, ждешь кабана, расставил сенсоры, а тут тебе такой "превед-медвед" сзади!

В нашем случае, сенсор будет отправлять алерты пока не получит подтверждение о приеме от пейджера. Все-таки это понадежнее будет. Устройство работает в свободном радио диапазоне 433 МГ и не требует лицензирования.

КАК ВСЕ РАБОТАЕТ

Инструкция пока не готова, но вкратце работу можно описать следующим образом:

Пайринг

1. Включаете пейджер
2. Включаете сенсор
3. Нажимаете кнопку Pair на пейджере
4. Нажимаете кнопку Pair на сенсоре
5. Пейджер пишет что привязка произошла и выводит номер сенсора.

Работа

1. Включаете пейджер
2. Включаете сенсор
3. Если датчик сработал, пейджер начет пищать (опционально, регулируется перемычкой на плате) и вибрировать, что пока неотключаемо
4. На экране появляется номер сенсора
5. Когда алертов нет, пейджер выводит номер сенсора последнего и предпоследнего алерта.

Зарядка от обычного USB

Ток зарядки до 1 ампера. Пейджер заряжается 2-3 часа. На плате есть пара светодиодов, один из них показывает наличие внешнего питания, второй горит пока идет зарядка. Можно вывести их на корпус устройства. Будет световая индикация.

Дополнительные режимы

Есть еще режим когда второй пейджер подключается к первому и параллельно принимает (показывает) сообщения от связанных с ним сенсоров. Например: вы на охоте, ставите на тропе сенсор и подключаете 2-3 пейджера, по количеству охотников. Хотя этот режим еще не оттестирован до конца, но возможность такая есть, спрашивайте отдельно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Если вам понравился мой рассказ и этот проект - поставьте лайк и напишите комментарий!

Повторюсь, проект активно дорабатывается. Если вас заинтересовал такой персональный нотификатор, пишите в личку. Для желающих предварительно поиграть с 3D-частью, разработать свой дизайн гаджета, я готов предоставить модели плат в dxf-формате, чтобы можно было привязаться к их размерам. Ну и конечно сами платы тоже доступны, спрашивайте в личке.