Управление сигнализацией дисплеем ардуино. Бюджетная GSM сигнализация с мозгами из Arduino

Здравствуй, дорогой читатель! Сегодняшняя статья посвящена созданию простой домашней системы безопасности, при помощи доступных компонентов. Это маленькое и дешёвое устройство поможет тебе защитить ваше жилище от проникновения при помощи Arduino, датчика движения, дисплея и динамика. Питаться устройство сможет от батарейки или USB-порта компьютера.

Итак, начнём!

Как оно работает?

Тела теплокровных излучают в ИК-диапазоне, который невидим для человеческих глаз, однако может быть обнаружен при помощи датчиков. Такие датчики делаются из материала, который под воздействием тепла может спонтанно поляризоваться, благодаря чему это позволяет определить появления источников тепла в радиусе действия датчика.

Для более широкого радиуса действия используют линзы Френеля, которые собирают ИК-излучение с разных направлений и концентрируют его на самом датчике.

На рисунке видно, как линза искажает лучи, которые падают на неё.

Стоит отметить, что роботы без особо греющихся частей и хладнокровные излучают в ИК-диапазоне очень слабо, поэтому датчик может не сработать в случае, если тебя решат обнести сотрудники Boston Dynamics или рептилоиды.

Когда происходит изменение уровня ИК излучения в диапазоне действия, это будет обрабатываться на Arduino после чего на LCD дисплее будет выводится статус, светодиод будет мигать, а спикер пищать.

Что нам потребуется?

(или любая другая плата ).
(16 символов по две строки)
Один разъём для подключения кроны к Arduino
(хотя можно использовать и обычный динамик)
USB-кабель - только для программирования (прим. пер.: с нашими Arduino он всегда идёт в комплекте!)
Компьютер (опять же только для того, чтобы написать и загрузить программу).

Кстати, если не хочется покупать все эти детали по отдельности - рекомендуем обратить внимание на наши . К примеру, всё необходимое и даже больше есть в нашем стартовом наборе .

Подключаем!

Подключение датчика движения очень простое:

Пин Vcc подключаем к 5V Ардуино.
Пин Gnd подключаем к GND Ардуино.
Пин OUT подключаем к цифровому пину №7 от Arduino

Теперь присоединим светодиод и спикер. Тут всё так же просто:

Короткую ножку (минус) светодиода подключаем к земле
Длинную ножку (плюс) светодиода подключаем к выходу №13 Arduino
Красный провод спикера к выходу №10
Чёрный провод – к земле

И теперь самое сложное – подключение LCD дисплея 1602 к Arduino. Дисплей у нас без I2C, поэтому потребуется много выходов Arduino, но результат будет того стоить. Схема представлена ниже:

Нам нужна только часть схемы (у нас не будет регулировки контраста потенциометром). Поэтому требуется сделать лишь следующие:

Теперь ты знаешь, как подключить дисплей 1602 к Arduino UNO R3 (ровно как и к любой версии Arduino от Mini до Mega).

Программируем

Пришло время перейти к программированию. Ниже представлен код, который надо лишь залить и, если вы собрали всё верно – устройство готово!

#include int ledPin = 13; // Пин светодиода int inputPin = 7; // Пин, к которому подключен Out датчика движения int pirState = LOW; // Текущее состояние (в начале ничего не обнаружено) int val = 0; // Переменная для чтения состояния цифровых входов int pinSpeaker = 10; // Пин, к которому подключен динамик. Требуется использовать пин с ШИМ (PWM) LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); // Инициалиация LCD дисплея void setup() { // Определение направления передачи данных на цифровых пинах pinMode(ledPin, OUTPUT); pinMode(inputPin, INPUT); pinMode(pinSpeaker, OUTPUT); // Запуск вывода отладочной информации через последовательный порт Serial.begin(9600); // Запуск вывода на LCD дисплей lcd.begin(16, 2); // Устанавливаем индекс на дисплеи, с которого начнём вывод // (2 символ, 0 строки) lcd.setCursor(2, 0); // Вывод на LCD дисплей lcd.print("P.I.R Motion"); // Снова перемещаем lcd.setCursor(5, 1); // Выводим lcd.print("Sensor"); // Пауза, чтобы успели прочитать, что вывели delay(5000); // Очистка lcd.clear(); // Аналогично lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Processing Data."); delay(3000); lcd.clear(); lcd.setCursor(3, 0); lcd.print("Waiting For"); lcd.setCursor(3, 1); lcd.print("Motion...."); } void loop() { // Считываем показание датчика val = digitalRead(inputPin); if (val == HIGH) { // Если есть движение, то зажигаем светодиод и включаем сирену digitalWrite(ledPin, HIGH); playTone(300, 300); delay(150); // Если движения до данного момента не было, то выводим сообщение // что оно обнаружено // Код ниже нужен для того, чтобы писать лишь смену состояния, а не каждый раз выводить значение if (pirState == LOW) { Serial.println("Motion detected!"); lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Motion Detected!"); pirState = HIGH; } } else { // Если движене закончилось digitalWrite(ledPin, LOW); playTone(0, 0); delay(300); if (pirState == HIGH){ // Сообщаем, что движение было, но уже закончилось Serial.println("Motion ended!"); lcd.clear(); lcd.setCursor(3, 0); lcd.print("Waiting For"); lcd.setCursor(3, 1); lcd.print("Motion...."); pirState = LOW; } } } // Функция воспроизведения звука. Duration (длительность)- в миллисекундах, Freq (частота) - в Гц void playTone(long duration, int freq) { duration *= 1000; int period = (1.0 / freq) * 100000; long elapsed_time = 0; while (elapsed_time < duration) { digitalWrite(pinSpeaker,HIGH); delayMicroseconds(period / 2); digitalWrite(pinSpeaker, LOW); delayMicroseconds(period / 2); elapsed_time += (period); } }

Кражи автомобилей на протяжении последнего десятилетия занимают одно из значимых мест в структуре совершаемых в мире преступлений. Это обусловлено не столько удельным весом данной категории хищений относительно общего количества преступлений, сколько существенностью причиняемого ущерба ввиду большой стоимости автомобилей. Слабая эффективность принимаемых мер в области борьбы с кражами автотранспорта к концу 90-х годов привела к созданию устойчивых групп, специализирующихся на совершении данных преступлений и обладающих отличительными чертами организованной преступности; вы наверняка слышали термин «черный автобизнес». Автомобильный парк европейских государств ежегодно не досчитывается ≈ 2 % машин, которые становятся предметом преступных посягательств. Поэтому мне пришла идея сделать gsm-сигнализацию для своего автомобиля на базе Arduino Uno.

Начнём!

Из чего будем собирать

Надо выбрать сердце нашей системе. На мой взгляд, для подобной сигнализации нет ничего лучше, чем Arduino Uno. Основной критерий - достаточное количество «пинов» и цена.

Основные характеристики Arduino Uno

Микроконтроллер - ATmega328
Рабочее напряжение - 5 В
Входное напряжение (рекомендуемое) - 7-12 В
Входное напряжение (предельное) - 6-20 В
Цифровые Входы/Выходы - 14 (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ)
Аналоговые входы - 6
Постоянный ток через вход/выход - 40 мА
Постоянный ток для вывода 3.3 В - 50 мА
Флеш-память - 32 Кб (ATmega328) из которых 0.5 Кб используются для загрузчика
ОЗУ - 2 Кб (ATmega328)
EEPROM - 1 Кб (ATmega328)
Тактовая частота - 16 МГц

Подходит!

Теперь необходимо выбрать gsm-модуль, ведь наша сигнализация должна уметь оповещать владельца автомобиля. Так, надо «погуглить»… Вот, отличный датчик - SIM800L, размер просто замечательный.

Подумал я и заказал его из Китая. Однако всё оказалось не так радужно. Датчик просто отказался регистрировать SIM-карту в сети. Было опробовано всё, что только возможно - результат нулевой.
Нашлись добрые люди, которые предоставили мне более крутую штуку - Sim900 Shield. Вот это уже серьёзный штучка. В Shield-е и разъём для микрофона и для наушников, полноценный телефон.

Основные характеристики Sim900 Shield

4 стандарта рабочей частоты 850/ 900/ 1800/ 1900 MHz
GPRS multi-slot класс 10/8
GPRS mobile station class B
Соответствует GSM phase 2/2+
Class 4 (2 W @850/ 900 MHz)
Class 1 (1 W @ 1800/1900MHz)
Управление с помощью AT команд (GSM 07.07 ,07.05 и SIMCOM расширенные AT команды)
Низкое энергопотребление: 1.5mA(sleep mode)
Диапазон рабочих температур: от -40°C до +85 °C

Подходит!

Ок, но надо же снимать показания с каких-то датчиков, чтобы оповещать владельца. Вдруг автомобиль эвакуируют, тогда положение автомобиля явно будет меняться в пространстве. Возьмём акселерометр и гироскоп. Отлично. Такс, теперь ищем датчик.

Думаю, что GY-521 MPU6050 точно подойдёт. Оказалось, что в нём есть и датчик температуры. Надо бы и его задействовать, будет такая «киллер фича». Предположим, что владелец автомобиля поставил его под домой и ушёл. Температура в салоне автомобиля будет изменяется «плавно». Что же будет, если злоумышленник попытается проникнуть в автомобиль? Например у него получится открыть дверь. Температура в автомобиле начнёт изменяться стремительно, так как воздух в салоне начнёт смешиваться с воздухом окружающей среды. Думаю, что будет работать.

Основные характеристики GY-521 MPU6050

Модуль 3-х осевого гироскопа + 3-х осевого акселерометра GY-521 на чипе MPU-6050. Позволяет определить положение и перемещение объекта в пространстве, угловую скорость при вращении. Так же имеет встроенный датчик температуры. Используется в различных коптерах и авиамоделях, так же на основе этих датчиков можно собрать систему захвата движений.

Микросхема - MPU-6050
Напряжение питания - от 3,5V до 6V (DC);
Диапазон гироскопа - ± 250 500 1000 2000 ° / с
Диапазон акселерометра - ± 2 ± 4 ± 8 ± 16g
Интерфейс связи - I2C
Размер - 15х20 мм.
Вес - 5 г

Подходит!

Также пригодится датчик вибраций. Вдруг автомобиль попытаются вскрыть «грубой силой», ну или на парковке другой автомобиль заденет вашу машинку. Возьмём датчик вибраций SW-420 (регулируемый).

Основные характеристики SW-420

Напряжение питания - 3.3 - 5В
Выходной сигнал - цифровой High/Low (нормально закрытый)
Используемый датчик - SW-420
Используемый компаратор - LM393
Размеры - 32x14 мм
Дополнительно - Есть регулировочный резистор.

Подходит!

Прикрутим модуль SD карты памяти. Будем ещё писать лог-файл.

Основные характеристики модуля SD карты памяти

Модуль позволяет хранить, читать и записывать на SD карту данные требуемые для работы прибора на основе микроконтроллера. Применение устройства актуально при хранении файлов от десятков мегабайт до двух гигабайт. На плате размещен контейнер SD карты, стабилизатор питания карты, вилка соединителя линий интерфейса и питания. Если требуется работать с звуковыми, видео или другими объемными данными, например, вести журнал регистрации событий, данных датчиков или хранить информацию веб-сервера, то модуль SD карты памяти для Arduino даст возможность применить SD карту для этих целей. С помощью модуля можно изучить особенности работы SD карты.
Напряжение питания - 5 или 3,3 В
Объем памяти SD карты - до 2 Гбайт
Размеры - 46 х 30 мм

Подходит!

И добавим сервопривод, при срабатывании датчиков будет поворачиваться сервопривод с видеорегистратором и снимать видео происшествия. Возьмём сервопривод MG996R.

Основные характеристики сервопривода MG996R

Стабильная и надежная защита от повреждений
- Металлический привод
- Двухрядный шарикоподшипник
- Длина провода 300 мм
- Размеры 40х19х43мм
- Масса 55 гр
- Угол поворота: 120 град.
- Рабочая скорость: 0.17сек/60 градусов (4.8В без нагрузки)
- Рабочая скорость: 0.13сек/60 градусов (6В без нагрузки)
- Пусковой момент: 9.4кг/см при питании 4.8В
- Пусковой момент: 11кг/см при питании 6В
- Рабочее напряжение: 4.8 - 7.2В
- Все детали привода выполнены из металла

Подходит!

Собираем

Про подключение каждого датчика в «гугле» огромное количество статей. И придумывать новые велосипеды у меня желания нет, поэтому оставлю ссылки на простые и рабочие варианты.

GSM сигнализация на Arduino

В этой статье вы узнаете как (купить) сделать самому GSM сигнализацию с помощью GSM модуля и Arduino очень дешево. Обьектом охраны GSM сигнализации идеально подойдет дача, дом, гараж, квартира.

Шаг 1: Элементы
Для этого проекта вам понадобится:

GSM Shield

Зуммер
Сирена сигнализации 12V
12V источник питания

Клавиатура для Arduino
Корпус.

Шаг 2: Подключение компонентов

Сначала вы поместите GSM модуль на Arduino Uno, вам нужно будет припаять провода GND и VCC вместе с двумя датчиками, зуммером и входом модуля реле. После этого соединить эти припаяные провода на соответствующий разъем GSM шилда. Далее вы будете делать разъем ввода / вывода сигналов из этих частей, и последнее, что нужно будет - это подключить клавиатуру

Arduino Uno / GSM Клеммы:

Вывод 0: не связанный;
Вывод 1: не связанный;
Вывод 2: несвязанный (GSM будет использовать этот штырь);
Вывод 3: несвязанный (GSM будет использовать этот штырь);
Вывод 4: последняя строка с помощью клавиатуры (контакт клавиатуры 4 - от 8);
Вывод 5: не связанный;
Вывод 6: второй столбец с помощью клавиатуры (контакт клавиатуры 6 - с 8);
Вывод 7: третья колонка с клавиатуры (клавиатуры пальца 7 - от 8);
Вывод 8: несвязанный (GSM будет использовать этот штырь);
Вывод 9: несвязанный (GSM будет использовать этот штырь);
Вывод 10: данные PIR датчика № 2;
Вывод 11: сирена звуковой сигнал (поступает на вход модуля реле);
Вывод 12: данные PIR датчика № 1;
Вывод 13: входной сигнал зуммера;

Как можно видеть, хотя клавиатура имеет 8 выводов, подключились только три (одна строка и две колонки, что позволяет использовать два числа для чтения - 1 × 2 матрицы), таким образом я могу сделать пароли, используя эти три провода, и нет необходимости использовать все контакты с клавиатуры. Это происходит потому, что после того, как датчик движения обнаруживает человека, идущего в комнате, человек будет иметь всего 5 секунд, чтобы отключить сигнализацию. После того, как аварийный сигнал не отключается на данный момент времени, GSM шилд отправляет SMS вам, или звонит на номер телефона. Arduino был запрограммирован на вызов и как только вы ответить на телефонный звонок, он положит трубку.

Конечно, можно получить ложные показания датчика, поэтому стоит опция, чтобы отключить сигнализацию, просто отправив СМС с вашего телефона на Arduino. Кроме того, еще один вариант, что вы можете сделать, это настроить шилд, чтобы он отправлял вам одно сообщение в день, чтобы вы знали, что он работает правильно.

Шаг 3: Код

Просто загрузите приведенный ниже код и скомпилируйте. Он использует библиотеки Keypad.h и GSM.h.
Скачать файл: (cкачиваний: 181)
Скачать файл: (cкачиваний: 104)

Шаг 4: Заключение

Учитывая, что код Arduino Uno будет отправлять SMS-сообщения и звонить на ваш телефон всего за пять секунд после того, как кто-то проникнуть в ваш дом, я предполагаю, что у вас будет достаточно времени, чтобы позвонить в полицию. Конечно сирена будет отпугивать воров и ваш дом или другое помещение станет безопаснее с помощью этой статьи.

Доброе время суток 🙂 Сегодня поговорим о сигнализации. На рынке услуг полно фирм, организацией, которые занимаются установкой и обслуживанием охранных систем. Эти фирмы предлагают покупателю широкий выбор сигнализацией. Однако их стоимость далеко не копеечная. Но что же делать человеку, у которого не так уж и много личных средств, что можно потратить на охранную сигнализацию? Думаю, вывод напрашивается сам собой – сделать сигнализацию своими руками . В этой статье приведён пример того, как можно сделать свою собственную кодовую охранную систему используя плату Arduino uno и несколько магнитных датчиков.

Систему можно дезактивировать вводом пароля с клавиатуры и нажатием кнопки ‘* ‘. Если хотите изменить текущий пароль, можете сделать это нажав на клавишу ‘B ‘, а если хотите пропустить или прервать операцию, можете сделать это нажав на клавишу ‘#’. В системе есть зуммер для воспроизведения различных звуков при выполнении той либо иной операции.

Активируется система нажатием кнопки ‘A’. Система даёт 10 секунд на то, чтобы покинуть помещение. После прошествии 10 секунд сигнализация будет активирована. Количество магнитных датчиков будет зависит от вашего собственного желания. В проекте задействованы 3 датчика (для двух окон и двери). Когда окно открывается система активируется, и включается сигнал тревоги идущий с зуммера. Систему можно дезактивировать путем набора пароля. Когда открывается дверь, сигнализация даёт вошедшему 20 секунд для ввода пароля. Система использует ультразвуковой датчик, что может обнаруживать движение.

Видео работы устройства

Поделка изготовлена в ознакомительных/обучающих целях. Если хотите использовать её у себя дома, будет необходимо её доработать. Заключить управляющий блок в металлический корпус и обезопасить линию питания от возможного повреждения.

Давайте начинать!

Шаг 1: Что нам будет нужно

плата Arduino uno;
высококонтрастный LCD дисплей 16×2;
клавиатура 4×4;
10~20кОм потенциометр;
3 магнитных датчика (они же герконы);
3 2-х пиновых винтовых клеммы;
HC-SR04 ультразвуковой датчик;

Если вы хотите собрать систему без использования Arduino, вам также потребуется следующее:

DIP разъём для atmega328 + микроконтроллер atmega328;
16MГц кварцевый резонатор;
2 шт. 22pF керамических, 2 шт. 0.22uF электролитических конденсатора;
1 шт. 10кОм резистор;
гнездо под питание (DC power jack);
макетная плата;
5В блок питания;

И одна коробка, чтобы всё это упаковать!

Инструменты:

Что-то, чем можно разрезать пластиковую коробку;
Термоклеевой пистолет;
Дрель/шуруповерт.

Шаг 2: Схема сигнализации

Схема соединения довольно простая.

Небольшое уточнение:

Высококонтрастный LCD:

Pin1 — Vdd к GND;
Pin2 — Vss к 5В;
Pin3 — Vo (к центральному выводу потенциометра);
Pin4 — RS к 8 выводу Arduino;
Pin5 — RW к GND;
Pin6 — EN к 7 выводу Arduino;
Pin11 — D4 к 6 выводу Arduino;
Pin12 — D5 к 5 выводу Arduino;
Pin13 — D6 к 4 выводу Arduino;
Pin14 — D7 к 3 выводу Arduino;
Pin15 — Vee (к правому или левому выводу потенциометра) .

Клавиатура 4×4:

От левого к правому:

Pin1 к A5 выводу Arduino;
Pin2 к A4 выводу Arduino;
Pin3 к A3 выводу Arduino;
Pin4 к A2 выводу Arduino;
Pin5 к 13 выводу Arduino;
Pin6 к 12 выводу Arduino;
Pin7 к 11 выводу Arduino;
Pin8 к 10 выводу Arduino.

Шаг 3: Прошивка

В шаге представлен код, что используется встроенным !

Скачайте плагин codebender. Нажмите на кнопку «Run» в Arduino и прошейте свою плату этой программой. На этом всё. Вы только что запрограммировали Arduino! Если хотите внести изменения в код, нажмите кнопку»Edit».

Примечание: Если вы не будете использовать Codebender IDE для программирования платы Arduino, вам будет нужно установить дополнительные библиотеки в Arduino IDE.

Шаг 4: Изготавливаем собственную управляющую плату

После того, как удачно собрали и протестировали новый проект на базе Arduino uno, можете начать изготовление собственной платы.

Несколько советов, для более успешного завершения затеянного:

10кОм резистор должен монтироваться между 1 (reset) и 7 (Vcc) выводами микроконтроллера Atmega328.
16MГц кварцевый резонатор должен подсоединятся к выводам 9 и 10, отмеченными, как XTAL1 и XTAL2
Соедините каждый вывод резонатора с 22pF конденсаторами. Свободные выводы конденсаторов заведите на 8 вывод (GND) микроконтроллера.
Не забудьте соединить вторую линию питания ATmega328 с блоком питания, выводы 20-Vcc и 22-GND.
Дополнительную информацию по выводам микроконтроллера можете найти на втором изображении.
Если планируете использовать блок питания с напряжением выше 6В, необходимо воспользоваться линейный регулятором LM7805 и двумя 0.22uF электролитическими конденсаторами, которые следует смонтировать на входе и выходе регулятора. Это важно! Не подавайте больше, чем 6В на плату!!! В противном случае вы спалите свой микроконтроллер Atmega и LCD дисплей.