Sistema de segurança residencial Arduino usando módulo Sim900 Gsm, detector de movimento Pir e interruptor de contato de porta magnético

Sistema de segurança residencial Arduino usando módulo Sim900 Gsm, detector de movimento Pir e interruptor de contato de porta magnético

Neste tutorial vou fazer um sistema de segurança residencial Arduino. Pode-se instalar este projeto de sistema de segurança Arduino DIY na porta principal de sua casa. O sistema de segurança DIY Arduino verifica duas coisas. Primeiro verifica se alguém se aproximou da porta? Segundo verifica se a porta foi aberta pela pessoa? Quando as duas primeiras condições forem atendidas, um sms/mensagem de texto será enviado ao proprietário da casa. A presença/movimento da pessoa em frente à porta é detectada pelo detector de movimento pir e a abertura da porta é verificada pelo interruptor de contato da porta OU pelo interruptor reed. Ambos os sensores (pir motion e reed switch) estão conectados ao arduino uno e qualquer intrusão detectada pelos sensores é transmitida instantaneamente para o arduino uno. O Arduino como um alerta de intrusão envia uma mensagem sms/texto para o número do celular do proprietário usando o módulo GSM.

Arduino Gsm Pir e sistema de segurança com sensor de porta

Arduino Gsm Pir e sistema de segurança com sensor de porta

Sensor de detecção de movimento PIR

Usei o popular sensor de detecção de movimento infravermelho passivo hcsr501 no projeto diy. Ele pode detectar movimento a uma distância máxima de 7 metros. A faixa de sensibilidade do detector de movimento pir hcsr501 pode ser definida girando o resistor/potenciômetro variável montado na placa de circuito do sensor de movimento pir hcsr501. Ele também possui um segundo resistor/potenciômetro variável que é usado para definir o tempo de atraso falarei sobre isso mais tarde (Sem pino Out do Hcsr501). O sensor pir Hcsr501 tem 3 pinos. Dois são pinos de alimentação. Vcc está conectado ao terminal +ve da fonte de alimentação e Gnd está conectado ao -ve da fonte de alimentação. O terceiro pino é pino de fora. Normalmente permanece baixo. Quando o sensor pir detecta a presença de um corpo emissor de infravermelho em seu alcance, ele define o pino de saída alto. Agora a questão é: por quanto tempo o pir pino de saída permanece alto quando a presença de uma pessoa é detectada? Para este propósito, o segundo resistor/potenciômetro variável está presente na placa pcb hcsr501, você pode definir o tempo de atraso ou fora do pino em alta hora usando o segundo resistor variável.
Então, onde o sensor pir será montado para detectar a presença de uma pessoa. Deve ser montado na parte superior da entrada da porta. O diagrama abaixo ilustra melhor a montagem do pir acima da porta.

Foto

Instalação do sensor Pir acima da porta e ângulo de cobertura da área.

Módulo Sim900 Gsm (Arduino Gsm)

Estou usando o módulo SainSmart Sim900 GPRS/Gsm no projeto. É fácil de usar e sua documentação é bastante simples. Trabalhei com muitos outros módulos GSM construídos no chip SIMCom sim900. Achei o SaintSmart o melhor de tudo. Os módulos gsm sim900 baratos chineses são realmente difíceis de usar e, devido a projetos de circuito ruins, seus requisitos de energia diferem uns dos outros. O módulo SaintSmart gsm funciona em 5 volts. Possui cinco pinos. Em cinco três são pinos de alimentação. Dois pinos de aterramento e um pino de alimentação +ve. Fornecemos energia de 5 volts ao pino +ve e aterramos os pinos Gnd. Os dois pinos restantes são pinos Uart.
Todos os módulos sim900 gsm se comunicam com controladores/microcontroladores externos no protocolo Uart. O protocolo Uart possui dois pinos. Um é TxD (Transmitir) e outro é RxD (Receber). Para enviar e receber dados para o módulo sim900 gsm, o microcontrolador externo também deve ter uma porta Uart. Em palavras simples, a comunicação Uart ocorre entre duas portas Uart. O módulo GSM sim900 possui porta Uart, portanto nosso microcontrolador externo também deve ter uma para se comunicar com o módulo GSM. Na comunicação Uart conectamos o pino TxD do primeiro dispositivo ao RxD do segundo. Da mesma forma, Rxd do primeiro está conectado com TxD do segundo. Após a conexão definimos a taxa de transmissão da comunicação no software. A taxa de transmissão é simplesmente a velocidade de comunicação entre dois dispositivos que se comunicam na porta Uart. No diagrama de circuito do projeto, você será esclarecido sobre as conexões UART.
O módulo Sim900 gsm funciona NO conjunto de comandos. Eles são muitos NO comandos se você consultar a folha de dados do chipset sim900. Utilizaremos em nosso projeto apenas aqueles que forem necessários para o envio de uma mensagem de texto sms. Tenho outro tutorial de como enviar SMS com módulo sim900 gsm. Você pode visitá-lo clicando no botão abaixo.

Gsm Arduino: Envie um sms com Sim900

Interruptor de contato de porta/interruptor Reed

Um interruptor reed é um dispositivo elétrico operado por meio de um ímã instalado. Consiste em duas metades. Metade contém o interruptor real e a outra metade contém apenas um ímã. Quando a metade magnética é aproximada da metade do interruptor, ela começa a conduzir eletricidade. Então, como tudo isso acontece? Na verdade, a metade do interruptor contém um par de hastes magnéticas. Normalmente, quando não há campo magnético presente próximo ao interruptor, as hastes são separadas uma da outra (circuito aberto – sem caminho elétrico). Quando aproximamos a metade magnética da metade do interruptor, o campo magnético aproxima as hastes e quando a força do campo magnético atinge o limite, as hastes se prendem umas às outras (fazendo um contato físico – Caminho para o fluxo de eletricidade).
Como instalar o interruptor reed da porta? Geralmente montamos a metade do interruptor em uma superfície fixa/imóvel e a metade magnética é instalada na superfície móvel. No nosso caso, instalei a metade magnética na porta e a metade do interruptor na parede próximo ao ponto de fechamento da porta. Ambas as metades devem estar na posição correta e à distância correta para fazer contato. Abaixo você pode ver o correto posicionamento e instalação do sensor de contato da porta.

Instalação do interruptor reed de contato da porta

Instalação do interruptor reed de contato da porta
O diagrama de blocos e fluxo do sistema de segurança residencial aduino é fornecido abaixo. O detector de movimento Pir e o interruptor magnético da porta enviam seus respectivos status para o Arduino. O Arduino então decide o que fazer a seguir com as entradas do pir e do sensor de porta. Se o Arduino encontrar ambos os sensores transmitiram o status positivo. Ele alerta o módulo GSM para ativar e enviar um SMS de texto em um único número SIM codificado.

Diagrama de blocos do sistema de segurança residencial Arduino

Diagrama de blocos do sistema de segurança residencial Arduino

Arduino Home Security – Diagrama de circuito do projeto

Chegando ao diagrama de circuito do projeto. Apenas quatro pinos de E/S do arduino uno são usados ​​no projeto. Dois pinos são do canal Uart Pin#0 e 1 do arduino uno. Os outros dois são os pinos nº 8 e 9. O pino nº 8 do arduino uno está conectado ao pino de saída do sensor de movimento pir e o pino nº 9 do arduino uno está conectado ao sensor de contato da porta. O detector de movimento Pir e o sensor de contato da porta podem ser alimentados pela saída de +5 volts do Arduino. Mas eu prefiro usar uma fonte de alimentação externa para alimentar o pir e o sensor da porta.
O interruptor de contato da porta pode ser alimentado de +5v a +12v. Eu alimentei com fonte de alimentação de 5v. Se você inserir +12 volts no interruptor reed, talvez seja necessário inserir um resistor em série com o interruptor reed porque os pinos do arduino são tolerantes a 5 volts e +12v (quando o contato é feito) pode destruir o pino de entrada do arduino. Quando o contato é feito pelo interruptor reed, a tensão de entrada aparece no pino digital do Arduino. No nosso caso em Porta (Pino nº 9) alfinete. Se a tensão estiver acima de 5 V, poderá destruir o pino de entrada do Arduino. Portanto, tenha cuidado antes de ligar o reed switch.
Observação: Escrevo +12 v devido ao fato do sensor da porta estar instalado distante do microcontrolador principal (Arduino, nosso caso) e após o contato a tensão cai no fio devido ao comprimento do fio.

O módulo GSM precisa de energia extra durante o envio de SMS. Use um adotante que possa fornecer 1 Ampere contínuo de corrente a 5 volts para alimentar o módulo sim900 gsm. O adotante de 1 ampere é suficiente para alimentar todos os componentes (Arduino, Pir, Reed switch e módulo Gsm) utilizados no circuito do projeto.

Sistema de segurança residencial Arduino com interruptor de contato de porta pir, gsm e

Sistema de segurança residencial Arduino com interruptor de contato de porta pir, gsm e
Chegando à parte do código do projeto de segurança. Primeiro eu defini os pinos digitais do Arduino que farão interface com o detector de movimento pir e o interruptor de contato da porta (pinos 8 e 9 do Arduino). Na função de configuração eu declarei ambos os pinos (Pinos #8 e 9 do Arduino) como entrada. Como estamos lendo o status dos sensores, devemos declará-los como entrada. Depois de declarar os pinos de interface do sensor Arduino como entrada. Passei para o módulo Uart do arduino. O módulo Arduino Uart está presente nos pinos 0 e 1 do arduino. Para declarar e iniciar o módulo arduino uart no arduino ide, usamos Serial.begin comando. Para definir a taxa de transmissão de comunicação, inserimos o valor da taxa de transmissão entre colchetes circulares após a palavra começar. No nosso caso eu configurei a taxa de comunicação em 9600 bits por segundo e o comando usado para inicializá-la é Serial.begin(9600).

Na função de loop duas variáveis ​​são declaradas S1 e S2. Ambas as variáveis ​​são usadas para armazenar o status do sensor pir e da porta. A declaração S1=digitalRead(porta) está verificando o status do sensor da porta e armazenando o status na variável S1. A declaração S2 = leitura digital (saída) está verificando o status do pir e armazenando seu status em S2 variável. Em seguida, uma instrução if compara o status de ambos os sensores/variável(S1 e S2). Se a saída pir estiver alta e o sensor de contato estiver baixo, o controle entra no corpo da instrução if. No corpo da instrução if NO comandos são usados ​​para enviar uma mensagem de texto em um número de celular específico.

Para enviar comandos pelo Arduino em sua porta Uart Serial.println instrução é usada no arduino ide. Primeiro “AT+CMGF=1” é enviar. Este comando define o módulo sim900 gsm no modo de texto sms. Então “AT+CMGS=” é enviar com “\”+923425500809\””. Na verdade, é o número SIM do destinatário ou o número para o qual queremos enviar o sms. A barra invertida na última instrução impede que as aspas duplas sejam executadas pelo arduino ide. O Sim900 exige que o número do celular esteja entre aspas duplas. Após o número vem o corpo/texto do sms. Estou enviando o nome do meu site www.microcontroller-project.com como texto. Você pode enviar o que quiser. Então vem o declaração mais importante Serial.write(26). Para finalizar a mensagem e enviá-la, o sim900 requer Ctrl+Z comando. Se traduzirmos Ctrl+Z em código ascii, ele será traduzido como '26'. Então, no final do código que estamos enviando Ctrl+Z comando para sim900 para enviar a mensagem de texto.

Trabalho futuro

O projeto pode ser atualizado controlando outros aparelhos como luz e alarmes, etc., se alguma ameaça for detectada. A placa de relé Arduino contendo vários relés pode ser usada para ligar e desligar os periféricos (luzes, alarme). Ao lado de uma mensagem de alerta sms, um e-mail também pode ser enviado ao proprietário da casa, utilizando a função GPRS do módulo sim900 gsm/gprs.

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