Система домашней безопасности GSM на базе Arduino | Полный DIY-проект

Этот проект разработан с использованием нормально закрытые герконы, подключенные к дверям и окнам, а также дополнительные пассивные инфракрасные (PIR) датчики движения для обнаружения движения грабителя или нежелательного злоумышленника в вашем доме. Система безопасности может набрать до двух телефонных номеров, чтобы предупредить вас. Он также может отправить текстовое сообщение на один из номеров.

Цепь и работа

Рис. 1 показана принципиальная схема домашней системы безопасности GSM на базе Arduino. Он работает от источника питания 12 В (подключен через CON2). Микроконтроллеру Arduino (MCU) требуется всего 5 В, а модему GSM — 12 В. Поскольку Arduino Uno имеет встроенный стабилизатор напряжения 5 В, для всей системы можно использовать общий источник питания 12 В. Он построен на основе двух плат Arduino Uno (плата 1) и (плата 2), одного модуля SIM900 GSM, транзисторов TIP142 (T1, T2) и 2N2222 (T3-T5), магнитных герконов, датчиков движения PIR и нескольких других компонентов.

Мозгом схемы является плата Arduino Uno MCU (Плата 1). Датчики PIR (подключенные к контактам CON4–CON8) обнаруживают движение, и выходной сигнал датчика PIR становится высоким, когда он обнаруживает какое-либо движение. Программное обеспечение постоянно сканирует положительный вход на контакте 9 (D9) платы 1. Когда все герконы замкнуты и на выходах всех PIR-датчиков низкий уровень, D9 удерживается на низком уровне с помощью T5.

Положительный выход на контакте 8 (D8) или контакте 11 (D11) платы 1 необходим для перевода системы в режим охраны, о чем сигнализирует светодиод 1. Как только один из герконов в замкнутом контуре размыкается или ИК-датчики обнаруживают движение, логический уровень на D9 переходит в высокий уровень через D8 или D11.
На контакте 10 (D10) платы 1 также устанавливается высокий уровень, и на D9 фиксируется напряжение 5 В. Затем плата 1 дает команду модулю SIM900 GSM отправить текстовое сообщение и совершить шесть телефонных звонков на два разных мобильных номера. Вы можете просто игнорировать звонки и позвонить соседу или охраннику, чтобы проверить ваш дом или помещение.

После совершения в общей сложности 12 телефонных звонков на контакте 13 (D13) платы 1 устанавливается высокий уровень. Он дает указание плате 2 отключить питание платы 1 и модуля GSM на пять секунд. T1 выключается и включается, тем самым перезагружая систему. Плата 1 возвращается в режим ожидания, о чем сигнализирует светодиод 2.

Систему можно снова активировать, отправив SMS. Каждый раз, когда на схему подается питание, светодиод 2 загорается, показывая, что система перешла в режим ожидания. Он также отправляет на ваш мобильный телефон SMS с надписью «Режим ожидания».

Вы можете поставить систему на охрану, отправив SMS «$ON$», и схема ответит «Тревога включена». Теперь система контролирует все герконовые переключатели в замкнутом контуре и выходные сигналы всех PIR-датчиков. Его можно снять с охраны, отправив SMS «$OFF1234». Он ответит «Тревога выключена».

Для снятия системы сигнализации с охраны по SMS необходим четырехзначный пароль. Его можно легко изменить, изменив строку исходного кода эскиза Arduino1.ino, как показано ниже для справки.

[stextbox id="grey"]if(inchar == ‘O’ || inchar == ‘F’
|| inchar == ‘F’ || inchar == ‘1’
|| inchar == ‘2’ || inchar == ‘3’
|| inchar == ‘4’) [/stextbox]

Перед выходом из дома вы также можете нажать кнопку S1 и удерживать ее в течение 30 секунд вместо включения сигнализации путем отправки SMS. LED2 начнет мигать. После 30-секундной задержки светодиод 2 перестанет мигать, а светодиод 1 загорится, показывая, что система поставлена ​​на охрану. Любое непреднамеренное вторжение с вашей стороны на этом этапе вызовет предупреждение. Так что будьте осторожны. В противном случае у вас будет 30 секунд, чтобы выйти из дома и закрыть двери.

Как показано на рис. 1, T3 использовался для включения модуля GSM через программное обеспечение Arduino. Поэтому нет необходимости вручную запускать щит GSM. Радиочастотные дроссели (RFC) L1 и L2 вместе с развязывающими конденсаторами C3–C6 отфильтровывают паразитные радиочастоты и шум во избежание ложного срабатывания системы сигнализации.

Светодиод 3 загорается при срабатывании сигнализации. Контакт 6 (D6) платы 1 использовался для активации реле RL1. Громкую сирену можно включить через реле, чтобы отпугнуть грабителя или злоумышленника. Герконовые выключатели могут быть установлены на дверных коробках входных и выходных дверей. На самих дверцах следует установить небольшие магниты. Когда дверь закрыта, магнит и язычок switch должны находиться в тесном контакте друг с другом. PIR-датчики следует размещать в каждой комнате, желательно на стене и на виду у окна.

Нажатие switch S2 отключает сигнал тревоги. switch можно разместить в скрытом месте вне дома, но это не рекомендуется. Выйдите из дома, нажав switch S1, и выключите будильник по SMS, вернувшись вечером с работы.

Создание и тестирование

Односторонний шаблон PCB в натуральную величину для домашней системы безопасности GSM на базе Arduino показан на рис. 2, а компоновка его компонентов — на рис. 3. Схему можно собрать на PCB. Он легко помещается в большинство прототипов/нестандартных корпусов.

Загрузите PCB и PDF-файлы компоновки компонентов: нажмите здесь

Введите свой основной номер мобильного телефона, чтобы получать звонки и SMS. Этот номер также используется для отправки SMS-команд, таких как «$ON» и «$OFF1234». Замените xxxxxxxxxx на свой десятизначный номер мобильного телефона в следующей строке эскиза Arduino1.ino:

[stextbox id="grey"]Номер строки ="xxxxxxxxxx";
// 10-значный номер мобильного телефона [/stextbox]

Введите второй номер для получения оповещений (только телефонные звонки) во всех следующих строках под void call():

mySerial.print(“ATDT+ +91xxxxxxxxxx”);

Как показано на рис. 1, плата Arduino 1 и модуль GSM заземляются через транзистор TIP142 (T1). Кроме того, от платы 1 требуется очень небольшой ток возбуждения (менее 5 мА). Рекомендуется использовать регулируемый источник питания 12 В, 2 А. Он должен обеспечивать ток силой 2 А для модуля GSM. Для дополнительной безопасности можно добавить дополнительную систему резервного питания от case, когда грабитель решит отключить электричество.

Поместите схему в пластиковую коробку и поместите ее в запираемый деревянный шкаф. Убедитесь, что модуль GSM имеет хороший уровень сигнала. Также систему сигнализации можно использовать для охраны складов, магазинов, банков и офисных зданий.

Программное обеспечение

Программное обеспечение написано на языке программирования Arduino. Arduino Uno Плата 1 и Плата 2 программируются с использованием программного обеспечения Arduino IDE. Atmega328P на Arduino Uno поставляется с заранее запрограммированным загрузчиком, который позволяет загружать в него новый код без использования внешнего аппаратного программатора.

Подключите обе платы Arduino по одной к ПК и выберите правильный COM-порт в Arduino IDE. Скомпилируйте программу (скетч). Затем выберите нужную плату в меню «Инструменты» → «Плата» в Arduino IDE и загрузите эскиз.

Скетч Arduino1.ino лежит в основе системы сигнализации и выполняет все основные функции схемы. Скетч Arduino2.ino используется для сброса платы 1 и модуля GSM путем отключения питания на несколько секунд через T1. Подробную информацию см. в исходных кодах.
Авторский прототип показан на рис. 4.

Если вы ищете разницу между микропроцессором и микроконтроллером, вы можете прочитать ее здесь.

Эта статья входит в список 15+ лучших проектов в области микроконтроллеров. Если вы хотите узнать больше о проектах на основе микроконтроллера, прочтите эту статью.

Джой Мукерджи — любитель электроники и владелица малого бизнеса в Нью-Йорке, США, и Лакхнау, Индия. В сферу его интересов входит проектирование радиочастотных схем