Shema ožičenja Arduino za alarmno zanko. Poceni GSM alarm z Arduino možgani. Iz česa bomo zbirali?

Tako lahko preprosto ustvarite GSM alarmni sistem na osnovi plošče Arduino z lastnimi rokami. Takšen alarmni sistem bo glede na svojo ceno zagotovo cenejši od blagovnih znamk, ki so danes na trgu, in bo deloval na skoraj enak način.

Danes bomo govorili o tem, kako uporabljati Arduino zbirati varnostni sistem. Naša "varnost" bo varovala en tokokrog in nadzorovala eno sireno.

Za Arduino to ni problem in, kot boste videli iz programske kode in diagrama naprave, lahko enostavno povečate število zaščitenih dostopnih točk in število naprav za obveščanje ali prikazovanje.
Varnostni sistem se lahko uporablja za zaščito velikih predmetov (zgradb in objektov) in majhnih predmetov (škatle, sefi) in celo prenosnih kovčkov in kovčkov. Čeprav je pri slednjem treba biti previden, če na primer namestite varnostni sistem na kovček, s katerim se odločite potovati, in se na kakšnem letališču sproži opozorilni sistem, potem mislim, da se boste resno pogovorili z lokalna varnostna služba :-)

Poenostavljeno načelo delovanja naprave je naslednje (slika 1). Po vklopu napajanja naprava preide v način delovanja in čaka na vklop. Vklop in izklop se izvede z enim gumbom. Za večjo varnost je bolje, da ta gumb postavite znotraj zaščitenega prostora (sefa ali škatle). Pred vklopom varnostnega načina je treba vrata rahlo odpreti. Ko vklopite varnostni način (pritisnite gumb) elektronsko vezje počaka, da zaprete vrata sobe (vrata trezorja, pokrov škatle itd.).

Na vratih (ali vratih) je treba namestiti končno stikalo katere koli vrste, več o tem kasneje. Z zapiranjem (ali odpiranjem) bo končno stikalo obvestilo napravo, da je zaščiteno vezje zaprto, naprava pa bo prešla v varnostni način. O vstopu v varnostni način vas bo sistem obvestil z dvema kratkima signaloma (kot pri avtomobilskih alarmih). V tem načinu naprava "ujame" odpiranje vrat. Po odpiranju vrat sistem počaka nekaj sekund (to je nastavljiva vrednost, približno deset sekund za sobe, ena ali dve za škatlo), da se varnostni način izklopi, če se to ne zgodi, se vklopi sirena. Algoritem in vezje sta zasnovana tako, da lahko sireno izklopite samo tako, da popolnoma razstavite ohišje in izklopite napajanje.

Naprava varnostni sistem zelo preprosto (slika 2). Na podlagi plošče Arduino. Končna stikala so povezana kot navaden gumb, preko vlečnih uporov. Ločeno se bom osredotočil na končna stikala. So normalno zaprti ali normalno odprti. Običajni gumb lahko vklopite kot končno stikalo, samo premikanje običajni gumb zelo velika, je zračnost vrat običajno večja. Zato je treba izmisliti nekakšen potiskalnik za gumb in ga vzmetiti, da gumba ne zlomite z vrati. No, če niste preveč leni, lahko greste v trgovino in kupite magnetno stikalo (reed stikalo) (slika 3), ne boji se prahu in umazanije.

Primerno je tudi končno stikalo za avtoalarme (slika 4). Treba je opozoriti, da je program napisan za reed stikalo. pri zaprta vrata njegov kontakt je zaprt. Če uporabljate stikalo za avtomobilski alarm, bodo vrata, ko so zaprta, najverjetneje odprta, na ustreznih mestih v kodi pa boste morali spremeniti 0 v 1 in obratno.

Kot sireno predlagam uporabo zvočne sirene PKI-1 IVOLGA, proizvedene v Belorusiji (slika 5). Napajalna napetost 9 - 15 V, delovni tok 20 - 30 mA. To omogoča uporabo z baterijskim napajanjem. Hkrati "proizvaja" 95 - 105 dB.

S takšnimi lastnostmi bo zvenel nekaj deset minut iz baterije Krona. Našel sem ga na internetu za 110 rubljev. Tam reed stikalo z magnetom stane približno 30 rubljev. Stikalo za avtomobilski alarm je bilo kupljeno pri avtomobilskih delih za 28 rubljev. Tranzistor KT315 lahko vzamete s katero koli črko ali zamenjate s katerim koli sodobnim silicijevim tranzistorjem z nizko močjo ustrezne prevodnosti. Če glasnost ene sirene ne zadošča (kdo ve, morda želite, da se sliši več kilometrov daleč), lahko povežete več siren vzporedno ali vzamete močnejšo, le v tem primeru je treba tranzistor zamenjati z močnejši (na primer znani tranzistorski sklop ULN2003). Kot priključke za priključitev reed stikala in sirene sem uporabil najpreprostejše priključke za avdio / video naprave - cena na radijskem trgu je 5 rubljev. za par.

Telo naprave je lahko zlepljeno iz plastike ali vezanega lesa; če je zaščiten resen predmet, je bolje, da je kovinski. Za večjo zanesljivost in varnost je priporočljivo, da v ohišje postavite baterije ali akumulatorje.

Za poenostavitev programske kode niso bili uporabljeni elementi za varčevanje z energijo, baterije pa ne zdržijo dolgo. Kodo lahko optimizirate ali še bolje, radikalno predelate z uporabo prekinitvene obdelave dogodkov in mirovanja MK. V tem primeru naj bi napajanje iz dveh zaporedno povezanih kvadratnih baterij (9 V) zadostovalo za nekaj mesecev.

Zdaj koda

// konstante
gumb const int = 12; // žebljiček za gumb
const int gerkon = 3; // zatič za reed stikalo
const int sirena = 2; // kontrolni zatič sirene
const int led = 13; // indikatorski zatič
// spremenljivke
int buttonState = 0; // stanje gumba
int gerkonState = 0; // stanje reed stikala
int N = 0; // deaktiviraj števec gumbov
void setup() (
// krmiljenje sirene in indikatorja - izhod
pinMode(sirena, IZHOD);
pinMode(led, IZHOD); // gumb in reed stikalo - vhodi
pinMode(gerkon, INPUT);
pinMode(gumb, INPUT);
}
void loop()
digitalWrite(led, HIGH);
while(buttonState= =0)( // čakalna zanka, dokler ne pritisnemo gumba
buttonState = digitalRead(gumb); // za preklop v varnostni način
}
digitalWrite(led, LOW);
buttonState = 0; // ponastavi vrednost gumba
while(gerkonState= =0)( // zanka, dokler ne zapremo vrat
}
zamuda (500); // :-)
digitalWrite(sirena, HIGH); // Koda
zamuda (100); // indikacije
digitalWrite(sirena, LOW); // omogoči
zamuda (70); // način
digitalWrite(sirena, HIGH); // varnost
zamuda (100); // obvestilo
digitalWrite(sirena, LOW); // zvok
while(gerkonState= =1)( // počakajte, da se vrata odprejo
gerkonState = digitalRead(gerkon);
}
za (int i=0; i<= 5; i++){ // 7,5 секунды на нажатие
buttonState = digitalRead(gumb); // tajni gumb
if (buttonState = = HIGH) ( // sledenje našemu - tujemu
N=N+1;
}
zamuda (1500); // skrivna funkcija :-)))
}
if (N > 0) ( // najpomembnejša stvar
digitalWrite(sirena, LOW); // ne vklopi sirene
}
sicer (
digitalWrite(sirena, HIGH); // ali vključite sireno
}
digitalWrite(led, HIGH); // vklopi indikator N = 0;
buttonState = 0;
zamuda (15000); // opomnik za telebane, ki imajo radi
digitalWrite(led, LOW); // pritisnite gumbe brez zakasnitve prekinitve (1000);

Pomlad, kot veste, spremljajo vse vrste poslabšanj, zdaj pa je glavno "poslabšanje" prilezlo iz svojih lukenj na ulico, da bi si prisvojilo tisto, kar mu ne pripada. To pomeni, da postaja tema varovanja vaše lastnine bolj aktualna kot kdaj koli prej.
Na spletnem mestu je že več ocen domačih. Seveda so funkcionalni, vendar jih imajo vsi splošna lastnost- odvisnost od vtičnice. Če to ni problem pri nepremičnini, kjer je elektrika že dobavljena, kaj pa potem pri nepremičnini, kjer je vtičnica daleč ali je okolica popolnoma brez električne energije? Odločil sem se za drugo pot - sestaviti čim bolj enostavno in od električnega omrežja neodvisno napravo z dolgo življenjsko dobo, ki bo ves čas spala, ob vlomu roparjev pa se bo zagnala in poklicala lastnika na telefon, signalizacijo s preprostim alarmnim klicem.

Pregled predmetov

Minirano iz ruševin civilizacije:
1. Stojala za plošče, izrezana iz ohišij naprav - 6 kosov.
2. Litijeva ploščata baterija 1300 mAh
3. Sponke, ki se uporabljajo za pritrditev kabla na steno
4. Radirka za pisalne potrebščine
5. Bakrena žica debeline 1,5 mm
6. Ohišje instrumentov z lokalnega radijskega trga - 1.5$
7. Par LED diod drugačna barva(povzeto iz VHS predvajalnika)
8. Antena in gumb s pokrovčkom (posneto z Wi-Fi usmerjevalnika)
9. 4-polni priključni blok (vzeto iz dimmerja)
10. Napajalni konektor (vzet iz starega polnilca za 18650)
11. 6-polni konektor (vzeto iz DVD pogona)
12. Lahko(na primer iz kave)

Arduino Pro Mini "RobotDyn" Atmega 168PA 3.3V 8MHz

Izbira je padla na to atmego povsem po naključju. Na enem forumu, kjer so razpravljali o energetsko učinkovitih projektih, so bili v komentarjih nasveti za uporabo 168. atmega.
Vendar sem se moral poigrati, da bi našel takšno ploščo, saj so bile pogosto vse serije napolnjene s 328 atmegi pri frekvenci 16 MHz, ki delujejo od 5V. Za moj projekt so bile takšne karakteristike že od samega začetka odveč in neprijetne, iskanje pa je postalo bolj zapleteno.
Posledično sem na eBayu naletel na 3,3-voltno različico Pro Mini na Atmega 168PA, in ne le na preprosto kitajsko, ampak pod blagovno znamko RobotDyn ruskega razvijalca. Ja, sprva sem imela, tako kot ti, tudi zrno dvoma. Ampak zaman. Ko je bil projekt že sestavljen in je AliExpress uvedel obvezno plačano dostavo za poceni blago (po kateri so se paketi začeli veliko pogosteje izgubljati), sem kasneje naročil običajni Pro Mini Atmega168 (brez PA) 3,3 V 8MHz. Z obema ploščama sem malo eksperimentiral z načini varčevanja z energijo, pri čemer sem v vsako vstavil posebno skico, ki je mikrokrmilnik postavila v način največjega varčevanja z energijo, in pokazalo se je tole:
1) Arduino Pro Mini "RobotDyn": ~250µA
2) Arduino Pro Mini »NoName«: ko se napetostni stabilizator (pin RAW) napaja in je LED prispajkana, je poraba toka ~3,92 mA




- kot razumete, je razlika v porabi energije skoraj 16-krat, vse zato, ker NoName's Pro Mini uporablja kombinacijo Atmega168+, od katere sam MK poje samo 20uA tok (to sem preveril posebej), vso preostalo požrešnost predstavlja linearni napetostni pretvornik AMS1117 - podatkovni list to samo potrjuje:


V primeru plošče RobotDyn je kombinacija nekoliko drugačna - to je Atmega168PA+ - tukaj se uporablja drugačen stabilizator LDO, katerega značilnosti glede varčevanja z energijo so se izkazale za bolj prijetne:


Nisem ga odspajkal, zato ne morem reči, koliko toka Atmega168PA porabi v čisti obliki. V tem primeru sem imel dovolj ~250µA ko ga poganja Nokia litijeva baterija. Vendar, če odpajkate AMS1117 z matične plošče NoName, potem običajni ATmega168 v svoji čisti obliki, kot sem rekel zgoraj, porabi 20uA.
LED z napajalnikom lahko odbijete z nečim ostrim. To ni problem. Stabilizator smo odspajkali s sušilcem za lase. Vendar nimajo vsi sušilnika za lase in spretnosti za delo z njim, zato imata obe zgornji možnosti pravico do obstoja.

Modul Neoway M590E

Najcenejši GSM modul, ki ga lahko najdete na trgu, običajno rabljen, spajkan ne vedno spretno s kitajskimi rokami od opreme. Zakaj ne vedno spreten? Da, vse zaradi odspajkanja s sušilcem za lase - pogosto ljudje prejmejo te module s kratkim plusom in minusom, kar je eden od razlogov za njihovo nedelovanje. Zato je prvi korak preverjanje napajalnih kontaktov za kratek stik.

Opomba. Po mojem mnenju bi rad opozoril na ločeno pomembno točko, da so ti moduli lahko opremljeni z okroglim koaksialnim priključkom za anteno, ki vam omogoča, da ločeno naročite resnejšo anteno in jo povežete z modulom brez plesa s tamburinom. Ali pa pridejo brez tega priključka. To je, če govorimo o najcenejših kompletih. Če se ne želite zanašati na srečno nesrečo, potem obstajajo nekoliko dražji kompleti, kjer je ta priključek prisoten + v kompletu je zunanja antena na tekstolitni plošči.

Če kliknete »Povezava« in nato zaženete modul tako, da uporabite BOOT skozi upor 4,7 K na maso, bo terminal najprej prikazal napis »MODEM:STARTUP«, nato čez nekaj časa napis »+PBREADY«, kar pomeni, da je telefonska številka prebrana knjiga, čeprav je lahko prazna:

Pod tem spojlerjem so ukazi AT s primeri

Natisnemo ukaz AT - v odgovor nam modul pošlje naš ukaz, saj je način odmeva omogočen in OK:

Preverimo stanje modema z ukazom AT+CPAS - odgovor je spet naš ukaz, +CPAS: 0 in OK.
0 pomeni, da je modul pripravljen za delovanje, vendar so lahko glede na situacijo druge številke, na primer 3 – dohodni klic, 4 – v načinu povezave, 5 – način mirovanja. Nisem mogel najti nobenih informacij o 1 in 2.

Spreminjanje hitrosti prenosa podatkov prek UART se izvede z ukazom AT+IPR=9600 - to je, če potrebujete hitrost 9600. Če kaj drugega, podobno kot AT+IPR=19200, na primer ali AT+IPR=115200.

Preverimo signal omrežja. AT+CSQ, odgovor je +CSQ: 22.1 - vrednost pred decimalno vejico ima obseg 0... 31 (115... 52 dBl) - to je nivo signala, višji kot je, bolje je. Toda 99 pomeni njegovo odsotnost. Vrednost za decimalno vejico je kakovost signala 0... 7 - tukaj je obratno, nižje kot je število, bolje je.

Onemogočimo način odmeva s pošiljanjem ukaza ATE0, da podvojeni ukazi ne motijo. Ta način se ponovno vklopi z ukazom ATE1.

Oglejte si različico vdelane programske opreme AT+GETVERS

Poravnava plošč

Kasneje sem moral narediti še eno luknjo, v mojem primeru na črko "I", kjer piše "Made In China", na robu deske.


Izkazalo se je, da se je dodani kontakt, ki je v bistvu GND, nahajal poleg GND plošče Pro Mini in tako je postalo mogoče povezati maso modula GSM in Pro Mini s kapljico spajke (dolg zatič na sredini in zatič Pro Mini desno od njega) – označil sem ju s puščicami. Seveda se je izkazalo za malo ukrivljeno, zdaj pa varno drži:

Med ploščama je ostalo nekaj prostora - vanj sem postavil ploščo za nadzor polnjenja praznjenja litija s predspajkanim priključkom microUSB in spajkanimi žicami.

Šal se zelo tesno prilega, sij LED diod ob strani pa bo jasno viden skozi majhno luknjo v ohišju.

Stojala za kartice

Konektorji. LED diode. Gumb.

Telo 6-polnega konektorja smo rahlo dodelali s pilico, saj njeni robovi rahlo štrlijo nad telo. Polnilna vtičnica se popolnoma prilega steni ohišja.

Na drugi strani plošče sem spajkal gumb za ponovni zagon naprave in dve LED za odpravljanje napak v strojni programski opremi - rdeča LED je povezana z GSM modulom, druga zelena LED je povezana z 10. nožico Pro Mini - to je lažje odpravljam napake v programu.

Modifikacija baterije

Preizkušanje baterije:

Kontaktni blok lahko pritrdite z gumico ali ovijete z modrim električnim trakom, kar sem na koncu tudi naredil.

Montaža.

Ko je polnjenje priključeno:

Okvir. Zunanji priključni blok.

Vrtanje lukenj, čeprav na prvi pogled preprosto opravilo, ni nič manj delovno zahtevno, zelo hitro ga je zgrešiti, zato sem se tega lotil najprej s svedrom manjšega premera, nato z večjim.

Za taktični gumb sem izbral pokrovček z rahlo vbočenim vrhom, da ga z vžigalico ali sponko zlahka dosežemo skozi ozko luknjico v etuiju.

Plošča v ohišju s priključenim pretvorniškim kablom USB-TTL:

O anteni.
Kot ste morda opazili v pregledu, se je antena nenehno spreminjala, ko sem eksperimentiral z različnimi domačimi antenami. Sprva je bil na plošči modula okrogel koaksialni konektor, ki pa je ob peti uporabi za zunanjo anteno preprosto razpadel, zato ne pozabite, da je krhek. Posledično sem iz starega usmerjevalnika iztrgal anteno na tiskanem vezju in jo prispajkal na ploščo modula, ker ... malo bolje ujame mrežo kot vzmet in žica.

No, popolnoma sestavljeno s priključenim polnjenjem izgleda takole:

Test. Kako deluje:

Princip delovanja je organiziran z uporabo zunanje prekinitve, sprva je pin 2 zaprt na VCC in tako se na izhodu ohranja logična 1, krmilnik pa spi. Takoj, ko je kontakt prekinjen in se na pin 2 pojavi 0, se mikrokrmilnik zbudi, spusti 3. pin (na katerega je BOOT modema povezan prek upora) na maso - modul se zažene, MK občasno anketira modul za pripravljenost in takoj, ko ujame omrežje, takoj pošlje klic na telefonsko številko lastnika, navedeno v kodi. Po zavrnitvi klica se naprava izklopi, ne da bi pošiljala več neskončnih klicev, kar je težava mnogih kitajskih alarmov.

Dodatne informacije

#vključi #vključi // knjižnica programske opreme UART SoftwareSerial gsm(7, 6); // RX(7), TX(6) void wakeUp()() // prazen upravljalnik prekinitev ///////////////////////////// /////////////// void gsmOFF())( // PORTD|=(1<<3); // ВЫКЛЮЧЕНИЕ МОДУЛЯ _delay_ms(10); // gsm.println("AT+CPWROFF"); // ПЕЧАТАЕМ КОМАНДУ OFF PORTB &=~ (1<<2); // выключить LED 10 } // //========================================= void gsmON(){ // PORTD|=(1<<6); // 6-му порту (TX) назначить 1 PORTD &= ~(1<<3); // ЗАПУСК МОДУЛЯ _delay_ms(10); // while(!gsm.find("+PBREADY")); // ждём прочтения тел. книги PORTB |= (1<<2); // включить LED 10 _delay_ms(100); // while(1){ // gsm.println("AT+CREG?"); // проверяем в сети ли модуль if (gsm.find("0,1")) break; // если сеть есть, выходим из цикла _delay_ms(400); // проверка раз в 0,4 сек } // } // /////////////////////////////////////////// // void sleepNow(){ // функция засыпания ADCSRA = 0x00; // отключить подсистему АЦП (экономия 140 мкА) PORTD&=~(1<<6); // в вывод TX поставить 0 _delay_ms(100); // set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN); // режим сна PWR_DOWN sleep_enable(); // включение сна attachInterrupt(0, wakeUp, LOW); // включить прерывания sleep_mode(); // sleep_disable(); // detachInterrupt(0); // отключить прерывания } void setup(){ gsm.begin(9600); // скорость работы UART DDRD = B01001000; // 3-й и 6-й выводы на выход DDRB |= (1<<2); // вывод 10 на выход gsmON(); // запуск модуля для теста gsmOFF(); // выключаем модуль } void loop(){ if (!(PIND&(1<<2))){ // если на 0-ом прерывании появился 0 gsmON(); gsm.println("ATD+79xxxxxxxxx;"); // отзваниваемся, в ответ приходит OK и CONNECT _delay_ms(100); if (gsm.find("OK")) while(1){ // ожидание сброса вызова gsm.println("AT+CPAS"); // при каждой итерации опрашиваем модуль if (gsm.find("0")) break; // если 0, то выходим из цикла while _delay_ms(100); // проверка раз в 0,1 сек } for (char i=0; i<14; i++){ PORTB|=(1<<2); // LED 10 ON _delay_ms(200); PORTB&=~(1<<2); // LED 10 OFF _delay_ms(200); } gsmOFF(); // выключить модуль _delay_ms(10); while(1); // блокируем программу } else { sleepNow(); // укладываем контроллер спать } }

Shema vezja (brez nadzorne plošče za polnjenje in praznjenje)

Sklepi in razmišljanja. Načrti.