Detectar una señal de mantenimiento

Motivo/Antecedentes
Tengo una raspberry pi (garaje) que está realizando un seguimiento relacionado con la seguridad y genera una señal de "mantenimiento". Me gustaría que suene una alarma en un lugar separado (ático) cuando la señal se detenga o alguien la manipule (cortando el cable o simplemente aplicándole 5v o Gnd). Esta señal consiste en un pulso de 5v/150ms cada segundo.

Pregunta
Ahora me preguntaba cómo crear un circuito que pudiera detectar un cambio en el voltaje/frecuencia/ciclo de trabajo. Creo que lo que hice a continuación funciona, en teoría.
Tengo varias preocupaciones sobre esto:

  1. ¿Esto hace lo que supongo que hace?
  2. ¿R1 está bien elegido?
  3. ¿Es R2 incluso necesario?
  4. ¿Son R11 y R23 los valores correctos? (No me refiero a la configuración, sino a su valor de 5kOhm)
  5. ¿Es LM741 la elección correcta?
  6. ¿Es 50uF para el capacitor un valor realista? ¿Están bien elegidos el circuito RC y su resistencia de carga?
  7. es confiable:
    • interferencia, ¿debería siquiera preocuparme por eso?
    • ¿Puede soportar temperaturas entre -30°C y +50°C?
    • edad, esto durará 10 años?
    • tolerancias en los valores, ¿a qué debo prestar atención?

esquemático

simule este circuito : esquema creado con CircuitLab

Hay tres interruptores activados por tiempo a la izquierda para probar cada condición. Están programados para hacer lo siguiente:

  • no hacer nada durante 7 segundos
  • cambiar a 5v durante 3 segundos
  • cambie a la señal de mantenimiento de nuevo durante 4 segundos
  • cambiar a tierra

Así es como se ve la gráfica en el dominio del tiempo (no sé si este es el término correcto):
Diagrama_de_circuito

Propósito
El propósito de esto es doble: Realmente quiero hacer esto y usarlo, y quiero aprender de cualquier errores que he cometido. Entonces, si tuviera la amabilidad de explicarme por qué algo que hice estuvo mal, o de darme recursos para aprender la respuesta yo mismo, ¡se lo agradecería mucho!

Creo que el gran error aquí es complicar demasiado el problema. ¿Por qué no agrega acondicionamiento de señal a la entrada de 5v para evitar el sobrevoltaje (como una resistencia en serie y un par de diodos de sujeción) y luego realiza la detección digitalmente?
Sin embargo, accesorios para el circuito. Eso es bastante impresionante. La detección digital de IMO elimina muchos casos extraños en los que simplemente no tendrá que pensar.
De hecho, la detección digital sería más ideal, pero en mi opinión eso implicaría usar un µC, algo que me gustaría evitar debido a la falta de herramientas necesarias (y experiencia). ¿Me equivoco al suponer que la detección digital requiere un µC?
Ya estás usando un RPi... ¿qué tiene de malo usar eso?
El punto es que el RPI está generando esta señal, y quiero que suene una alarma cuando alguien la manipule. Programar un RPI para hacer algo es sencillo en comparación con hacer lo mismo para un µC.
ah En ese caso, aún podría usar un segundo RPi y conectarlo con Ethernet. Es mucho más flexible de esa manera.
Más flexible, sí. Además: una solución bastante costosa para lo que necesita hacer... sin mencionar la exageración.
A 35 dólares, es la vieja pregunta: ¿cuánto vale tu tiempo?
En Bélgica (que es donde vivo) un RPI cuesta unos 50€ (que ronda los 68$). En este momento tengo una buena cantidad de tiempo libre, que quiero usar para aprender electrónica haciendo/diseñando cosas que funcionen y sean útiles. Además, los requisitos de energía para una configuración RPI son considerablemente más grandes que una analógica (es posible que deba quedarse sin batería, si alguien corta la energía).
Ah, bueno, veo tu punto. Gracias por ser un deporte.

Respuestas (1)

1. ¿Hace esto lo que supongo que hace?

Yo creo que sí. Sujeto a algunos ajustes, por supuesto.

2. ¿R1 está bien elegido? 3. ¿Es R2 incluso necesario?

Sí a ambos, pero yo haría esto un poco diferente. Mi preocupación es que su corriente de carga al límite de tiempo depende de la amplitud del pulso pi. Aunque esto probablemente sea consistente, mi paranoia arraigada sugiere que hagas esto

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

ETA: ¡Carpa! R6 es tu 40k. Lo siento. Quédate con 40k.

De esta forma, la corriente de carga es independiente de la amplitud del pulso de entrada siempre que sea superior a ~1 voltio.

4.son R11 y R23 los valores correctos? (No me refiero a la configuración, sino a su valor de 5kOhm)

Sí

5.¿Es LM741 la elección correcta?

No, por 2 cargos. Primero, un 741 no está clasificado para usarse como un solo amplificador de 5 voltios. En segundo lugar, su oscilación de salida no es lo que desea. Yo sugeriría LM311s.

Y mientras estamos en esta sección, recomendaría que cada comparador use este circuito:

esquemático

simular este circuito

ETA: Lo sentimos, R1 debería ser 1k - 10k.

Esto proporcionará una conmutación limpia cuando se alcance un nivel. Y no olvides desacoplar los topes si valoras tu cordura.

6.¿50uF para el condensador es un valor realista? ¿Están bien elegidos el circuito RC y su resistencia de carga?

Sí a ambos.

7.es fiable: •interferencia, ¿debería siquiera preocuparme por ella?

Sí, y bien por ti por pensar en eso ahora. Probablemente pueda salirse con la suya usando un par trenzado para conectar el pi a su circuito.

•¿puede soportar temperaturas entre -30°C y +50°C?

Excelente pregunta. Sí, puede, pero necesitará piezas de especificaciones militares (o al menos industriales), especialmente para los comparadores. Los rangos de temperatura comerciales generalmente son solo de 0 a 70 C. Pero verifique todas las clasificaciones de las partes cuando las compre.

•edad, ¿funcionará durante 10 años?

No veo por qué no, siempre y cuando haga cosas como limpiar todo el flujo de soldadura de su placa de circuito impreso. El eslabón más débil es probablemente su límite de 50 uF, seguido de su suministro de 5 voltios, pero no hay mucho que pueda hacer al respecto.

•tolerancias en valores, ¿a qué debo prestar atención?

El 1 % es normal en las resistencias en estos días, y los límites oscilarán entre el 10 % y el 20 %, pero se ajustará a eso al configurar los potenciómetros. No es una gran preocupación.

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