24.04.2017 18:51 Количество просмотров материала 3505 Время на чтение ~5.5 мин
Увеличить | Уменьшить Распечатать страницу

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками


Notice: Undefined index: host in /www/mozgochiny.ru/wp-content/plugins/cas/cas.php on line 131

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Специально для mozgochiny.ru 

Сегодня мы снова затронем вопрос самодельных охранных систем. Ранее на сайте уже публиковалась статья Сигнализация на базе Ардуино своими руками. В этой же статье мы узнаем о том, как можно изготовить дешёвую беспроводную охранную сигнализацию своими руками.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Поделка использует пироэлектрический инфракрасный (PIR) датчик движения. Передача информации осуществляется при помощи приёмопередающего (RF) модуля.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

В качестве альтернативы можно воспользоваться инфракрасным (IR) модулем, но он имеет ограниченную дальность действия и может работать только на линии прямой видимости с приёмником. Используя дешевый RF модуль можно добиться дальности действия около 100 м.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Данную статью решил разбить на 3 основные части:

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

  • Передатчик: распознавание движения и передача данных на приёмник;
  • Приёмник: приём данных с передатчика и активация различных защитных устройств (сигнал тревоги, отправка смс и т.п.);
  • Программное обеспечение: прошивка, что управляет «железом».

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Шаг 1: Необходимые детали и инструменты

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

  • 2 платы ARDUINO UNO/ARDUINO MINI/ARDUINO NANO для приёмника и передатчика;
  • RF приёмопередающий модуль (433 MHZ);
  • PIR датчик движения;
  • 9В батарейки ( 2 штуки) и коннекторы к ним;
  • Зуммер;
  • Светодиод;
  • Резистор с сопротивлением 220 Ом;
  • Макетная плата;
  • Джамперы/провода/перемычки;
  • Монтажная плата;
  • Межплатные штыревые соединители;
  • Переключатели;
  • Корпуса для приёмника и передатчика;
  • Цветная бумага;
  • Монтажный скотч;

Необходимые инструменты:

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

  • Наборной скальпель;
  • Термоклеевой пистолет;
  • Паяльник;
  • Кусачки /инструмент для снятия изоляции;
  • Ножницы по металлу.

Шаг 2: Передающая составляющая (передатчик)

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Передатчик состоит из:

  • Датчика движения;
  • Платы Arduino, что обрабатывает полученные данные с датчика движения;
  • Модуль передатчика, что передаёт данные в приёмник.

Датчик обнаруживает инфракрасное излучение, что идёт от человека или животного и посылают сигнал на плату ARDUINO.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

В качестве управляющей платы передатчика использовал Arduino Nano (в силу её стоимости).

Перед тем, как приступать к сборке передающей составляющей системы, необходимо проверить датчик движения.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Соединим выводы датчика с выводами платы Arduino:
  • vcc > 5v;
  • GND > GND;
  • Out > D2.

Перед загрузкой прошивки, необходимо убедится в том, что в настройках Arduino IDE верно установлена текущая плата и последовательный порт. После чего загружаем скетч, что представлен ниже.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

После того, как датчик движения зафиксирует движение перед собой, засветится светодиод. Кроме этого в мониторе порта вы сможете увидеть соответствующее сообщение.

test code

Шаг 3: Подключаем RF передатчик

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

После того, как проверили работоспособность датчика движения, переходим к монтажу RF передатчика на плату.

Передатчик имеет 3 вывода (VCC, GND, и Data).

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Соединим:
  • VCC вывод с 5В выводом на плате;
  • GND с GND на плате;
  • Data вывод с 12 выводом на плате.

Шаг 4: Принимающая составляющая (приёмник)

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Приёмник состоит из:
  • Модуля RF приёмника, что принимает данные с передатчика;
  • Платы Arduino, что обрабатывает данные полученные с приёмопередающего модуля и передает команды на выходные устройства (тревога, смс, email);
  • Зуммера (динамик).

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Соединим:
  • Вывод VCC с 5В выводом платы;
  • GND с GND платы;
  • Data вывод с 12 выводом на плате.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Шаг 5: Программное обеспечение

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Основой всей нашей прошивки выступает файл-библиотеки. Скачаем, разархивируем и поместим её в папку с библиотеками Arduino.

Программное обеспечение для передатчика:

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Перед тем, как загружать код прошивки в передающую плату, нужно выставить следующие параметры IDE

  • Board -> Arduino Nano (или та плата, которую вы используете);
  • Serial Port -> COM XX (проверьте com порт, к которому подключено ваша плата).

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

После выставления параметров, скачиваем файл прошивки wireless_tx и загружаем его на плату.

Программное обеспечение для приёмника:

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Повторим те же действия и для принимающей платы.

  • Board -> Arduino UNO (или та плата, которую вы используете);
  • Serial Port -> COM XX (проверьте com порт, к которому подключено ваша плата).

Как выставили/проверили параметры, скачиваем файл прошивки wireless_rx и загружаем его на плату.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Примечание : Программа генерации звука взята отсюда.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Шаг 6: Тестируем собранные модули на макетной плате

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

После загрузки кода в обе платы (передающую и принимающую), пришло время проверить все ли работает должным образом.

Извлекаем USB кабеля из плат и подключаем внешние источники питания (батарейки). (Плюсовая клемма подключается к выводу VIN).

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Затем проведём рукой перед датчиком движения.

Если зуммер на принимающей плате начнёт издавать шум, значить всё работает и можно запаивать детали на монтажных платах.

Шаг 7:

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Срежем выступающее выводы с arduino nano, датчика движения, RF передатчика и питания. Для этой цели хорошо подойдут ножницы по металлу.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Расположим плату arduino nano на монтажке и соединим джамперами с датчиком движения и RF передатчиком.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Подготовка корпуса.

Сделаем круглое отверстие в пластиковом корпусе для установки датчика движения.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Нанесём клей вокруг датчика, чтобы надежно закрепить его в корпусе.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Сделаем прямоугольное отверстия для установки выключателя питания и также вклеим его.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Свернём лист цветной бумаги и положим её под лицевую крышку корпуса. Таким образом мы скрываем внутреннее содержимое коробка.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Кроме этого бумага придаст изделию более презентабельный вид.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Размещаем электронную начинку.

Воспользуемся двухсторонним скотчем, для того чтобы закрепит монтажную плату и батарею внутри корпуса.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Щёлкнем выключателем, чтобы проверить наличие питания.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Шаг 8:

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Соединим вместе макетную плату и плату arduino uno с помощью резиновой лентой.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Установим модуль RF приёмника на макетную плату.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Соединим все детали джамперами, согласно приведенной схемы.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Подготавливаем корпус.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Разметим круглое и прямоугольное отверстия на передней стороне корпуса. Вырежем их.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Установим зуммер в круглое, а выключатель в прямоугольное отверстие. После чего надежно закрепим их.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Сложим все детали устройства вовнутрь корпуса. Снова воспользуемся двухсторонним скотчем, чтобы крепко закрепить батарею и плату.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

После того, как оба модуля оформлены в корпусах, расположим передатчик в месте, за которым нужно следить, а приёмник следует расположить на рабочем столе.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Шаг 9: Расширяем диапазон

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Диапазон действия модулей очень ограничен. Установка антенны только на передатчике или приёмнике значительно расширит диапазон, но установки антенн на каждом блоке увеличит его ещё больше. Большинство людей считают, что крохотная спиралька из медной проволоки на модуле – это и есть антенна, но на самом деле это индуктор.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Если вы внимательно посмотрите на модули RF передачи и приёма то заметите, что в них отсутствуют внешние антенны. Но благодаря маленькому отверстию  с маркировкой "ANT" мы сможем припаять в модули внешние антенны.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Как рассчитать длину антенны:

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Для расчета длины нужно сначала определить длину волны. Для этого скорость света разделим на частоту. После чего получившее значение делим еще на 4.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

В моём случае частота 433MГц. Скорость света 3x10^8 м/с.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Длина волны = Скорость света (c) / Частота (f)= ( 3x10^8) / (433x10^6)= 0.69284 м.

Длина антенны = Длина волны /4=0.69284/4 = 0.1732 м =17.32 см или 6.82 дюйма.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

После округления получается 17.3 см или 6.8 дюйма. Отрежем два куска провода нужной длины и припаяем их в отверстия с отметкой ANT в каждый модуль. Припаянные провода значительно увеличат диапазон работы системы.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Шаг 10: Блок питания

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

Во время загрузки кода, плата питалась от USB кабеля, но если вы захотите использовать её в реальном мире, вам потребуется внешний блок питания. Было бы глупо тянуть кабель питания от беспроводного датчика движения. Поэтому мы будем использовать 9В батарейку в качестве внешнего блока. Большая ёмкость поможет использовать её определенный период времени (2-3 дня). Если датчик движения будет установлен на улице, в систему можно добавить солнечную панель и заряжать батарею в дневное время суток.

Беспроводная охранная сигнализация на базе Аrduino своими руками

На этом в принципе всё. Спасибо за внимание и творческих всем успехов.

( Специально для МозгоЧинов #ARDUINO-WIRELESS-HOME-SECURITY-SYSTEM/" target="_blank" rel="noopener noreferrer">)

Постоянная ссылка на данную страницу: [ Скопировать ссылку | Сгенерировать QR-код ]


Вверх