Účel zařízení je chránit úly se včelami volně umístěné v přírodě. V případě napadení chráněných objektů (úlů) se odešle SMS zpráva a vytočí se telefonní číslo, aby byl majitel prozvoněn, neboť signalizaci příchodu SMS lze v noci přeslechnout. Z toho plynou některé požadavky: Zařízení musí být ploché, max. 25 mm, musí reagovat na pohyb a i baterie nejlevnějšího typu (750 mAh) musí vydržet alespoň 1 rok, aby úly nebylo třeba v zimě otvírat pro výměnu baterií. Nejvhodnější je však napájení dvojicí plochých baterií (2x4,5V). Původní představa použití fotopastí se neosvědčila, protože dochází k falešným poplachům způsobených procházející zvěří (srny, divočáci...).

Ovšem toto zařízení najde uplatnění i jinde, například pro ochranu rekreačních objektů, které bývají v zimním období opuštěné apod. Srdcem zařízení je modul SIM900 [1], který nabízí řada dodavatelů, i tuzemských. Je to vlastně podstatná část elektroniky mobilního telefonu bez ovládací části, z níž je zde využita jen část. Mikrofonní vstup ani sluchátkový výstup není využit, nic však nebrání rozšíření o zesilovače, reproduktor, mikrofon. Modul SIM900 musí být vybaven běžnou SIM-kartou a je tedy třeba sledovat konto jejího telefonního čísla jako u každého mobilního telefonu. Jeho ovládání je po sériové lince z oblíbeného klonu Arduino Nano [2].

Základ tvoří moduly SIM900 a vývojový kit Arduino Nano. Zařízení používá modul SIM900, který je schopen pracovat na kmitočtech 850/900/1800/1900 MHz, takže je téměř nemožné jej nějak zarušit Modul SIM900 má nemalý klidový odběr proudu (50mA) a dané baterie by byly vybité během pár desítek hodin. Proto je tento modul i procesor v klidu bez napájení. V činnosti je pouze monostabilní obvod (MKO) pracující na velkých impedancích. Proto má zařízení klidový odběr menší, než 30 uA. MKO je uváděn do akce impulzem z čidla. V tom okamžiku se spustí napájení Arduina i SIM900 a dojde k naprogramované činnosti. Jako čidlo pohybu K2 je zde použito jednoduché kyvadlo zhotovené z obyčejného měděného drátu s kontaktem ve formě očka ve spodní části kyvadla. Budete překvapeni, jak obtížné je toto jednoduché čidlo oklamat i v případě, kdy jeho činnost sledujete zrakem. Další možnost je smyčka tenkého drátu provlečeného chráněnými objekty (třeba drahými obrazy na chalupě, pro nás smyčka vodiče probíhající řadou úlů), která se při ataku přetrhne. Smyčku je možno protáhnout několika úly, čímž budou zahrnuty do střežení. Drát může být velice tenký.

Vzhledem k tomu, že MKO pracuje na velkých impedancích, dojde ke spouštění i v případech, kdy je měď kyvadla zoxidovaná. Ve schema na Obr. 1 jsou i některé méně obvyklé prvky: Zenerova dioda D2 zaručuje, že nebude překročeno povolené napětí B-E tranzistoru T2, které dle katalogu činí pouhých 5V. Dioda D3 zajišťuje, aby nedocházelo k přepólování kondenzátorů C1 a C6. Svorka JP1 je určena pro případné použití zmíněné drátěné smyčky. Pokud jí nehodláme používat, musíme svorky 2 a 3 JP1 propojit. Nutno poznamenat, že při přerušení této smyčky se MKO již nevrátí do klidového stavu a baterie se rychle vybije. Přepínač má dvě polohy. V první je do MKO zařazen kondenzátor jen s malou kapacitou a proto je kontakt čidla jen indikován bliknutím diody LED. Ve druhé poloze přepínače je v MKO zařazena velká kapacita a současně i vstup napájení pro SIM900 a Arduino. První poloha slouží k instalaci zařízení, kdy svit LED diody D1 signalizuje nesprávnou či správnou polohu umístění přístroje. Po usazení zařízení do správné polohy se přepne do druhé polohy, ve které je MKO vždy aktivován dostatečně dlouhou dobu postačující pro navázání kontaktu SIM900 s příslušným operátorem a odesláním naprogramovaných údajů.

Zařízení je provedeno na jedné desce plošného spoje Obr.2 a Obr.3. Jako čidlo je jednoduché kyvadlo zhotovené z měděného drátu. Samozřejmě je možno použít i jiné čidlo podle potřeby. Pro modul Arduino Nano můžeme použít patici, dutinkovou lištu nebo jej přímo zapájet do desky. Pro SIM900 patici můžeme nahradit hřebenovou lištou. Na modulu SIM900 jsou 2 jumpery pro nastavení TX a RX. Musíme je mít přepnuté do polohy D7 a D8 viz Obr. 4. Dále je nutno propojit pájecí body označené R13.

Posuvný přepínač napájení přepneme do polohy int (k okraji modulu). Před vložením SIM-karty do modulu SIM900 ji nejdříve v některém mobilu aktivujeme a vypneme v ní zadávání PIN-kódu. Další obsluhu SIM-karty (dobíjení kreditu, sledování platnosti) provádíme přes webové rozhraní příslušného mobilního operátora a tudíž nemusíme s kartou více manipulovat. Připomínám, že pro tuto obsluhu přes webové rozhraní (dobíjení, sledování) nemusí být SIM-karta ani vložena do žádného přístroje či vůbec existovat.

Arduino programujeme v běžném IDE prostředí pro Arduino. Potřebnou knihovnu GPRS_Shield_Arduino.h (pokud jí ještě nemáme) snadno vyhledáme a stáhneme z internetu a nainstalujeme [3]. V našem programu najdeme řádek kódu:
char mojeCislo[16] = "+420123456789";

V něm musíme přepsat telefonní číslo, na které mají být odesílány SMS a prozvánění. V dalším řádku můžeme upravit text, který bude odesílán formou SMS.
Dodatečně bylo zjištěno, že se Arduino Nano vyskytuje s více verzemi zavaděče. V sekci Nástroje programátoru se parametr Programátor nastavuje buď Atmega328P (Old Bootloader) nebo jen Atmega328P. Při nesprávném nastavení program nejde do chipu nahrát, ale čip se nepoškodí.

Zařízení je určeno pro napájení z baterií 9V. Původně se předpokládalo použití článků AA z výše uvedeného požadavku velikosti. Vzhledem k velkému odběru proudu při aktivaci (až 450 mA) je vhodné použít dvě sady těchto baterií paralelně. Ještě lepší je použití dvou plochých baterií v sérii, ale ty už se prodávají jen v některých obchodech. Zařízení umístíme na předpokládané místo s přepínačem ve vypnuté poloze. LED dioda svitem indikuje při umísťování kontakt čidla, tedy nesprávnou polohu. Potom přepínač zapneme. Zařízení vypínáme vytažením napájecího konektoru nebo si přidáme do přívodu od baterií

další spínač. Pro chránění úlů se asi více osvědčí použití drátěnné smyčky protažené všemi úly a zapojené do svorek 2 a 3 JP1. Další možnost je použití svorek 1 a 2 jako čidlo dotyku. Svorku 2 v tomto případě uzemníme - jako uzemění stačí v tomto případě jen v zemi zahrabaná plechovka a svorku 1 připojíme na nějaký izolovaný povrch, třeba stříšku úlu. Pokud se někdo stříšky dotkne, systém se aktivuje. Proud je nepatrný a pachatel jej nemůže zaznamenat.