Ардуино сигнализация с датчиком движения

Сигнализация на Ардуино своими руками

Простая охранная сигнализация для дома на Arduino Uno — тема данного обзора. Несмотря на то, что микроконтроллеры данного семейства были изначально предназначены для обучения студентов, вполне реально сделать действительно полезный проект на Arduino. Охранные сигнализации для дома или садового участка смогут предупредить владельца о ЧП и послать сообщение с датчиков на смартфон.

Сигнализация для дома на Arduino

Рассмотрим, как сделать на Arduino Uno или Nano сигнализацию для дома, загородного садового участка или гаража. В проекте мы использовали сенсор движения, датчик воды и температуры — это набор основных сенсоров для самой простой системы оповещения. Вы узнаете о прорыве водопровода, снижении температуры в доме или проникновении посторонних людей в помещении в любое время и в любом месте.

Датчики Ардуино для охранной сигнализации

В данном проекте для передачи информации по сети Интернет мы использовали старый смартфон. Соответственно в месте расположения вашей недвижимости должен быть сигнал GPRS и у любого сотового оператора подключен самый простой тариф с выходом в Интернет. Если эти условия не выполняются, то в охранной системе предусмотрена звуковая сирена, которая тоже может спугнуть грабителей.

В проекте использованы самые простые сенсоры — температурный датчик DHT11, датчик утечки воды, который можно сделать самому, а также датчик движения. Если вы решите сделать более сложную сигнализацию — рекомендуем вам посмотреть проект пожарной сигнализации или сигнализации на GSM. Также потребуется установить приложение на смартфон и зарегистрировать два аккаунта в Твиттере.

Как сделать сигнализацию Ардуино

Для этого проекта нам потребуется:

плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
смартфон с выходом в Интернет;
блютуз модуль HC-05;
датчик температуры и влажности DHT11;
датчик утечки воды (water sensor);
датчик движения и кнопка (переключатель);
светодиоды, резисторы, провода и т.д.

Скетч для сигнализации, все необходимые библиотеки и приложение для смартфона можно скачать одним архивом здесь. Отметим, что нельзя будет дистанционно управлять Arduino, так как проект максимально простой. Вы сможете лишь в сообщениях на смартфоне узнавать о показаниях датчиков, установленных в доме, через заданный промежуток времени или при срабатывании какого-либо датчика.

Скетч охранной сигнализации на Arduino Uno / Nano

Пояснения к коду:

На первый взгляд схема может показаться сложной, однако это не так. Сигнализацию можно собрать на любой плате, в том числе и Arduino Uno. Вместо светодиодов можно можно использовать LED ленту, но при этом питание для платы нужно будет уже 12 Вольт, и подключать LED ленту не к 5V, а к пину Vin Arduino. Со светодиодами можно использовать для питания схемы обычную зарядку от телефона на 5 Вольт.

Установка приложения на смартфон для сигнализации

Чтобы установить приложение закачайте файл home_twit.apk на свой телефон через USB шнур, найдите его в памяти телефона и нажмите «Установить». Этот телефон должен быть всегда в зоне Bluethoth сигнала Ардуино. После установки откройте приложение и нажмите кнопку «Настроить». Здесь потребуется указать минимальное и максимальное значение температуры, при которой будет отправляться сообщение.

А сейчас самое сложное — настройка аккаунтов в Twitter. Укажите в настройках логин пользователя в Твиттере, кому вы будете отправлять сообщение. Также требуется указать логин, API key и API secret key от лица которого будут поступать сообщения. Последние нововведения обусловлены борьбой со спамом и сбором информации о пользователях в соцсети. Как получить API key и API secret — читайте в этом обзоре.

На телефоне, который будет всегда при вас и будет получать сообщения потребуется установить официальное приложение Twitter с PlayMarket и войти в него под нужным логином. В итоге приложение signalizaciya.apk с телефона, находящегося в доме, будет собирать данные с датчиков Ардуино и отправлять их личным сообщением через Твиттер пользователю, под чьим логином вы установили приложение Twitter.

Если у вас возникли проблемы с настройками сигнализации на Ардуино — пишите свои вопросы в комментариях к этому обзору.

Источник

Датчик движения ардуино

Датчик движения ардуино позволяет отследить перемещение в закрытой зоне объектов, излучающих тепло (люди, животные). Такие системы часто применяют в бытовых условиях, например, для включения освещения в подъезде. В этой статье мы рассмотрим подключение в проектах ардуино PIR-сенсоров: пассивных инфракрасных датчиков или пироэлектрических сенсоров, которые реагируют на движение. Малые габариты, низкая стоимость, простота эксплуатации и отсутствие сложностей в подключении позволяет использовать такие датчики в системах сигнализации разного типа.

Описание датчика движения ардуино

Конструкция ПИР датчика движения не очень сложна – он состоит из пироэлектрического элемента, отличающегося высокой чувствительностью (деталь цилиндрической формы, в центре которой расположен кристалл) к наличию в зоне действия определенного уровня инфракрасного излучения. Чем выше температура объекта, тем больше излучение. Сверху PIR-датчика устанавливается полусфера, разделенная на несколько участков (линз), каждый из которых обеспечивает фокусировку излучения тепловой энергии на различные сегменты датчика движения. Чаще всего в качестве линзы применяют линзу Френеля, которая за счет концентрации теплового излучения позволяет расширить диапазон чувствительности инфракрасного датчика движения Ардуино.

PIR-sensor конструктивно разделен на две половины. Это обусловлено тем, что для устройства сигнализации важно именно наличие движения в зоне чувствительности, а не сам уровень излучения. Поэтому части установлены таким способом, что при улавливании одной большего уровня излучения, на выход будет подаваться сигнал со значением high или low.

Основными техническими характеристиками датчика движения Ардуино являются:

Зона обнаружения движущихся объектов составляет от 0 до 7 метров;
Диапазон угла слежения – 110°;
Напряжение питания – 4.5-6 В;
Рабочий ток – до 0.05 мА;
Температурный режим – от -20° до +50°С;
Регулируемое время задержки от 0.3 до 18 с.

Модуль, на котором установлен инфракрасный датчик движения включает дополнительную электрическую обвязку с предохранителями, резисторами и конденсаторами.

Принцип работы датчика движения на Arduino следующий:

Когда устройство установлено в пустой комнате, доза излучения, получаемая каждым элементом постоянна, как и напряжение;
При появлении в комнате человека, он первым делом попадает в зону обозрения первого элемента, на котором появляется положительный электрический импульс;
Когда человек перемещается по комнате, вместе с ним перемещается и тепловое излучение, которое попадает уже на второй сенсор. Этот PIR-элемент генерирует уже отрицательный импульс;
Разнонаправленные импульсы регистрируются электронной схемой датчика, которая делает вывод, что в поле зрения Pir-sensor Arduino находится человек.

Для надежной защиты от внешних шумов, перепадов температуры и влажности, элементы Pir-датчика на Arduino устанавливаются в герметичный металлический корпус. На верхней части корпуса по центру находится прямоугольник, выполненный из материала, который пропускает инфракрасное излучение (чаще всего на основе силикона). Чувствительные элементы устанавливаются за пластиной.

Схема подключения датчика движения к Ардуино

Подключение Pir-датчика к Ардуино выполнить не сложно. Чаще всего модули с сенсорами движения оснащены тремя коннекторами на задней части. Распиновка каждого устройства зависит от производителя, но чаще всего возле выходов есть соответствующие надписи. Поэтому, прежде чем выполнить подключение датчика к Arduino необходимо ознакомиться с обозначениями. Один выход идет к земле (GND), второй – обеспечивает выдачу необходимого сигнала с сенсоров (+5В), а третий является цифровым выходом, с которого снимаются данные.

«Земля» – на любой из коннекторов GND Arduino;
Цифровой выход – на любой цифровой вход или выход Arduino;
Питание – на +5В на Arduino.

Схема подключения инфракрасного датчика к Ардуино представлена на рисунке.

Пример программы

Скетч представляет собой программный код, который помогает проверить работоспособность датчика движения после его включения. В самом простом его примере есть множество недостатков:

Вероятность ложных срабатываний, за счет того, что для самоинициализации датчика требуется одна минута;
Отсутствие выходных устройств исполнительного типа – реле, сирены, светоиндикации;
Короткий временной интервал сигнала на выходе сенсора, который необходимо на программном уровне задержать, в случае появления движения.

Указанные недостатки устраняются при расширении функционала датчика.

Скетч самого простого типа, который может быть использован в качестве примера работы с датчиком движения на Arduino, выглядит таким образом:

Возможные варианты проектов с применением датчика

Пир-датчики незаменимы в тех проектах, где главной функцией сигнализации является определение нахождения или отсутствия в пределах определенного рабочего пространства человека. Например, в таких местах или ситуациях, как:

Включение света в подъезде или перед входной дверью автоматически, при появлении в нем человека;
Включение освещения в ванной комнате, туалете, коридоре;
Срабатывание сигнализации при появлении человека, как в помещении, так и на придомовой территории;
Автоматическое подключение камер слежения, которыми часто оснащаются охранные системы.

Пир-сенсоры просты в эксплуатации и не вызывают сложностей при подключении, имеют большую зону чувствительности и также могут быть с успехом интегрированы в любой из программных проектов на Ардуино. Но следует учитывать, что они не имеют технической возможности предоставить информацию о том, сколько объектов находится в зоне действия, и как близко они расположены к датчику, а также могут срабатывать на домашних питомцев.

Источник

GSM-сигнализация для автомобиля на базе Arduino Uno

Предисловие

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.

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.

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.

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.

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

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).

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

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

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.

О, совсем забыл упомянуть о питании, от чего же будет питаться наша система. Питание будет от 12v автомобиля.

Тонкие моменты проекта

Фишки на Sim900 Shield должны быть установлены такие образом. Полезность SIM900 Shield.

Положение тумблера питания Sim900 Shield.

На этом всё, весь скетч лежит на GitHub. На мой взгляд, мне удалось создать gsm-сигнализацию, способную оповестить владельца автомобиля в случае происшествия. Проект получился экономным в плане финансовых вложений, что несомненно радует. В будущем планирую усовершенствовать gsm-сигнализацию, добавить новый функционал.

Источник