Làm thế nào để tạo cảnh báo an ninh bằng cảm biến PIR và Arduino?

Tội phạm đường phố rất phổ biến trong thế kỷ hiện đại. Mọi người cần cảm thấy yên tâm khi ở nhà dù đang ngủ vào ban đêm hay ban ngày. Vì vậy, rất nhiều hệ thống báo động an ninh có sẵn trên thị trường. Những hệ thống này rất hiệu quả nhưng tốn kém. A ăn trộm Báo động hay báo động kẻ xâm nhập về cơ bản là một thiết bị điện tử phát âm thanh báo động khi phát hiện có kẻ đột nhập vào nhà. Chúng ta có thể làm một mạch cảnh báo kẻ gian đột nhập tại nhà sẽ có hiệu quả gần như tương đương đối với một phạm vi khoảng cách cụ thể và chi phí sẽ rất thấp.

Bài viết này nói về cách tạo cảnh báo có kẻ xâm nhập bằng Arduino và cảm biến PIR. Khi cảm biến PIR phát hiện có kẻ xâm nhập, nó sẽ gửi tín hiệu đến Arduino và Arduino sẽ phát ra âm thanh báo động. Mạch này rất đơn giản và sẽ được thiết kế trên Veroboard. Điều này Veroboard sẽ được lắp đặt tại vị trí đó của ngôi nhà, nơi có nhiều nguy cơ kẻ xâm nhập vào bên trong nhà hơn.

Làm thế nào để thiết kế một cảnh báo xâm nhập dựa trên cảm biến PIR?

Cách tiếp cận tốt nhất để bắt đầu bất kỳ dự án nào là lập danh sách các thành phần và nghiên cứu ngắn gọn về các thành phần này vì sẽ không ai muốn mắc kẹt ở giữa dự án chỉ vì thiếu một thành phần. Hãy lập danh sách các thành phần, mua chúng và bắt đầu với dự án. Vero Board được ưu tiên lắp ráp mạch trên phần cứng vì nếu chúng ta lắp ráp các thành phần trên breadboard, chúng có thể tách ra khỏi nó và do đó mạch sẽ trở nên ngắn, Veroboard được ưu tiên hơn.

Bước 1: Thu thập các thành phần (Phần cứng)

Bước 2: Các thành phần cần thiết (Phần mềm)

Sau khi tải xuống Proteus 8 Professional, hãy thiết kế mạch trên đó. Tôi đã đưa các mô phỏng phần mềm vào đây để có thể thuận tiện cho những người mới bắt đầu thiết kế mạch và tạo các kết nối thích hợp trên phần cứng.

Bước 3: Làm việc của mạch

Hoạt động của mạch này rất đơn giản. Lúc đầu, trạng thái của cảm biến PIR được đặt thành LOW. nó có nghĩa là không có chuyển động nào được phát hiện. Khi một chuyển động sẽ được phát hiện bởi cảm biến PIR, nó sẽ gửi tín hiệu đến bộ vi điều khiển. Sau đó, bộ vi điều khiển sẽ bật còi và đèn LED. Nếu không phát hiện chuyển động, đèn LED và còi sẽ vẫn ở trạng thái tắt.

Bước 4: Lắp ráp các thành phần

Bây giờ, khi chúng ta biết các kết nối chính và cũng là mạch hoàn chỉnh của dự án của chúng ta, chúng ta hãy tiếp tục và bắt đầu tạo phần cứng cho dự án của mình. Một điều phải lưu ý là mạch điện phải nhỏ gọn và các linh kiện phải được đặt sao cho thật gần nhau.

1. Lấy một tấm Veroboard và chà mặt của nó với lớp phủ đồng bằng giấy nháp.
2. Bây giờ Đặt các thành phần cẩn thận và đủ gần để kích thước của mạch không trở nên quá lớn
3. Lấy hai phần tiêu đề Nữ và đặt nó trên Veroboard sao cho khoảng cách giữa chúng phải bằng chiều rộng của bảng Arduino nano. Sau đó, chúng tôi sẽ gắn bảng Arduino nano trong các tiêu đề nữ này.
4. Cẩn thận thực hiện các kết nối bằng cách sử dụng sắt hàn. Nếu có bất kỳ lỗi nào được thực hiện trong khi thực hiện các kết nối, hãy cố gắng phá bỏ kết nối và hàn lại kết nối đúng cách, nhưng cuối cùng, kết nối phải thật chặt chẽ.
5. Khi tất cả các kết nối đã được thực hiện, hãy thực hiện kiểm tra tính liên tục. Trong điện tử, kiểm tra tính liên tục là kiểm tra mạch điện để kiểm tra xem dòng điện có chạy theo đường mong muốn hay không (chắc chắn đó là mạch tổng). Thử nghiệm tính liên tục được thực hiện bằng cách đặt một điện áp nhỏ (được nối dây với đèn LED hoặc bộ phận tạo ra nhiễu, ví dụ, loa áp điện) theo cách đã chọn.
6. Nếu thử nghiệm liên tục vượt qua, điều đó có nghĩa là mạch được tạo ra đầy đủ như mong muốn. Bây giờ nó đã sẵn sàng để được thử nghiệm.
7. Kết nối pin với mạch.

Bây giờ hãy xác minh tất cả các kết nối bằng cách xem sơ đồ mạch bên dưới:

Bước 5: Bắt đầu với Arduino

Nếu bạn chưa quen với Arduino IDE, đừng lo lắng vì quy trình từng bước để thiết lập và sử dụng Arduino IDE với bảng vi điều khiển được giải thích dưới đây.

1. Tải xuống phiên bản Arduino IDE mới nhất từ ​​Arduino.
2. Kết nối bảng Arduino Nano với máy tính xách tay của bạn và mở bảng điều khiển. trong bảng điều khiển, nhấp vàoPhần cứng và Âm thanh. Bây giờ bấm vàoCác thiết bị và máy in.Tại đây, hãy tìm cổng mà bảng vi điều khiển của bạn được kết nối. Trong trường hợp của tôi, nó là COM14nhưng nó khác nhau trên các máy tính khác nhau.
3. Nhấp vào menu Công cụ. và đặt bảng thành Arduino Nano từ menu thả xuống.
4. Trong cùng một menu Công cụ, hãy đặt cổng thành số cổng mà bạn đã quan sát trước đó trong Các thiết bị và máy in.
5. Trong cùng một menu Công cụ, Đặt Bộ xử lý thành ATmega328P (Bộ nạp khởi động cũ).
6. Tải xuống mã được đính kèm bên dưới và dán nó vào IDE Arduino của bạn. Bấm vào tải lên để ghi mã trên bảng vi điều khiển của bạn.

Để tải xuống mã, bấm vào đây.

Bước 6: Tìm hiểu Quy tắc

Code của dự án này được nhận xét khá tốt và rất dễ hiểu. Nhưng vẫn còn, nó được giải thích ngắn gọn dưới đây.

1. Khi bắt đầu, các Ghim của Arduino được khởi tạo, sau đó sẽ được kết nối với đèn LED và bộ rung. Một biến cũng được khai báo sẽ lưu trữ một số giá trị trong thời gian chạy. Sau đó, trạng thái ban đầu của PIR được đặt thành LOW, có nghĩa là nó được thông báo rằng ban đầu không có chuyển động nào được phát hiện.

int ledPin = 5; // chọn chân cho LED int Buzzer = 6; // chọn chân cho Buzzer int inputPin = 2; // chọn chân đầu vào (cho cảm biến PIR) int pirState = LOW; // chúng ta bắt đầu, giả sử không có chuyển động nào được phát hiện int val = 0; // biến để đọc và lưu trữ trạng thái pin để sử dụng thêm

2. void setup ()là một chức năng trong đó chúng ta khởi tạo các chân của bảng Arduino để được sử dụng như INPUT hoặc OUTPUT. Tốc độ truyền cũng được đặt trong chức năng này. Tốc độ truyền là tốc độ bit trên giây mà vi điều khiển giao tiếp với các thiết bị bên ngoài.

void setup () {pinMode (ledPin, OUTPUT); // khai báo LED là ngõ ra pinMode (Buzzer, OUTPUT); // khai báo Buzzer là đầu ra pinMode (inputPin, INPUT); // khai báo sensor là input Serial.begin (9600); // đặt tốc độ truyền bằng 9600}

3. void loop ()là một hàm chạy đi chạy lại trong một vòng lặp. Trong chức năng này, bộ vi điều khiển được lập trình nên nếu phát hiện chuyển động, nó sẽ gửi tín hiệu đến còi và đèn LED và bật chúng lên. Nếu chuyển động không được phát hiện, nó sẽ không làm gì cả.

void loop () {val = digitalRead (inputPin); // đọc giá trị đầu vào từ cảm biến PIR if (val == HIGH) // Nếu chuyển động được phát hiện trước {digitalWrite (ledPin, HIGH); // bật LED ON digitalWrite (Buzzer, 1); // chuyển độ trễ Buzzer ON (5000); // tạo độ trễ năm giây if (pirState == LOW) {// nếu trạng thái ở mức thấp ngay lập tức, nghĩa là không có chuyển động nào được phát hiện trước đó // chúng ta vừa bật Serial.println ("Đã phát hiện chuyển động!"); // In màn hình nối tiếp oon mà chuyển động được phát hiện pirState = HIGH; // pirState được đặt thành HIGH}} else {digitalWrite (ledPin, LOW); // TẮT LED digitalWrite (Buzzer, 0); // tắt Buzzer OFF if (pirState == HIGH) {// nếu trạng thái là HIGH ngay lập tức, có nghĩa là một số chuyển động đã được phát hiện trước đó // chúng ta vừa tắt Serial.println ("Chuyển động đã kết thúc!"); // In trên màn hình nối tiếp rằng chuyển động có end pirState = LOW; // pirState được đặt thành LOW}}}

Vì vậy, đây là toàn bộ quy trình để tạo một mạch cảnh báo an ninh tại nhà, sử dụng cảm biến PIR. Bây giờ bạn có thể bắt đầu làm việc và tự tạo báo động an ninh hiệu quả và chi phí thấp.