ALARMA ARDUINO CON SENSOR DE MOVIMIENTO, SIRENA Y AVISO AL TLF. MÓVIL: 9 Passos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

Este projeto consiste em um alarme básico que detecta presença, ativa uma sirena de 108dB e avisa ao usuário mediante um SMS (opcional). Permite também o controle remoto básico da parte do usuário através de SMS (encendido, apagado, reinicio). El sistema NO NECESITA CONEXIÓN A INTERNET, é autónomo e está pensado para a instalação em lugares remotos como fincas o casas de campo que não cuentan con estos servicios.

Funcionamiento del sistema

- O sistema se ativa mediante um interruptor principal que pode estar oculto em um lugar cualquier, ou simplemente ao lado dos módulos do alarme. Este interruptor se pode sustentar por um painel numérico com pantalla de encendido y apagado mediante clave, aunque é más dificil que un intruso encuentre un switch pequeño escondido que un painel con pantalla, por lo que você opción por la primera opción.

- Una vez activado el sistema, el usuario tendrá un tiempo determinado para salir de la estancia. Durante este tempo, para indicar que o alarme está no processo de ativação, uma campainha ativa (zumbador) emite um pitido de aviso cada segundo, dos pitidos por segundo durante os últimos 10 segundos, e uma série de 10 pitidos cortos o último. A partir deste momento, o sistema comenzará a detecção.

- Para detecção de presença, ele utilizado no sistema combinado de dos sensores (infrarrojos e microondas). ¿Por qué dos sensores? El motivo es el siguiente: el sensor de infrarrojos es muy efectivo, pero es sensible a falsas detecciones puntuales por pontos calientes como puede ser, por ejemplo, una ventana calentada por el sol. El sensor de microondas sem problemas, sem embargo, detecção de queda limitada a uma estância, funciona em todas as direções e através das paredes. Podem causar falsas detecciones por presencia de animales ou personas fuera del espacio que queremos controlar. Utilizando los sensores combinados nos aseguramos de obtener una detección sin fallos en el espacio que queremos (una habitación, un pasillo, etc.)

- Cuando el sistema detecta un intruso, la detecção se detiene y comienza una cuenta atrás de 15 segundos. Una vez transcurrido este tiempo, se activará la sirena, que sonará de manera ininterrumpida durante um periodo de 30 minutos, a menos que se desactive manualmente. O motivo do retraso antes da ativação da sirena é permitir ao usuário apagar o sistema mediante o interruptor principal sem que aconteça o alarme (por ejemplo, cuando vuelve a casa).

- Al mismo tiempo que se ativa a sirena o sistema envía um SMS ao usuário indicándole que está ativado o alarme. El usuario entonces podrá dejar que suene, o enviar un SMS de vuelta para APAGAR la alarma o REINICIARLA. Se decidir apagarla, podrá também ENCENDERLA de novo com outro SMS.

Suprimentos:

Se han aninhado los enlaces de forma orientativa, todos los elementos se pueden conseguir en cualquier tienda de electrónica local o en diversos sitios web:

Alimentador 12VDC - 2A (Conversor 220VAC a 12VDC, 2000 mA)

Módulo Arduino Nano

Módulo SIM800L com antena

(2x) Módulo MP1584 de regulação de tensão

Buzzer activo (zumbador)

Detector de sensor de movimento por infrarrojos HC-SR501

Sensor radar de microondas RCWL-0516

Placas montaje PCB

Sirena Resistente para Exteriores 12 Vcc - 20 W

Cables de conexión de electrónica variados

Cabo rollo telefónico

Soldador y estaño para conexões

Para o circuito de ativação da sirena:

OPCIÓN A) Módulo RELÉ 5V com optoacoplador para Arduino (este módulo é suficiente para ativar a sirena sem necessidade de mais elementos).

OPCIÓN B) Construir el módulo (si se quiere construir el circuito por piezas):

1. Relé 5V SPDT (modelo G5V-1) - (se pode usar cualquier ou relé semelhante)
2. Transistor NPN 2N2222
3. Optoacoplador PC817
4. Diodo 1N5400
5. Resistencias 68, 220, 2k, 10k

Etapa 1: Estructura Del Sistema

O conjunto consta de três módulos básicos:

1. Módulo de controle: módulo principal que inclui um microcontrolador Arduino Nano (pode usar o qualificador ou modelo) que será o cerebro do sistema, e um módulo SIM800L para a conexão à rede de telefonia móvel.

2. Módulo de sensores: combina um sensor de infravermelho e um sensor de microondas para maior precisão de detecção de presença.

3. Módulo de ativação da sirena: um circuito fechado que permite ativar a sirena de alarme quando se recebe a ordem do módulo de controle.

Las conexiones son las que me han parecido más adecuadas, aunque seguramente puedan elegirse configuraciones más otimizadas. Igualmente, na parte do código provavelmente se encuentren muchas partes mejorables ou redundantes. Em caso de necessidade, o sistema funciona perfeitamente e está probado na prática durante algum tempo.

Etapa 2: Formato De Conexiones

Os tipos de cabo utilizados para as conexões do sistema:

- Cabo de alimentação 0,75 mm (cabo de uso doméstico común):

• Alimentación del módulo de control.
• Alimentación de los módulos Arduino y SIM800L.
• Alimentación del módulo de activación de la sirena.
• Parte do circuito de ativação da sirena que soporta mayor intensidad (aprox. 1.2A).
• Conexão desde o módulo de ativação da sirena hacia la sirena.

- Cable Dupont (cabo de uso común para electrónica):

• Conexiones dentro do módulo de controle que nenhum filho de alimentação.
• Parte del circuito de ativação da sirena que soporta baja intensidad.

- Cabo telefónico:

• Conexão a distancia entre o módulo de controle e o módulo de sensores.
• Conexão entre o módulo de controle e o módulo de ativação da sirena.

Etapa 3: Alimentación Del Sistema

En primer place, se necesita una alimentación adecuada: corriente continua (DC) con potencia suficiente para el consumo del sistema en modo vigilancia, como para cuando se ativo la alarma, lo cual supondrá un consumo mucho mayor debido a la carga pontual del módulo GSM (pico de potência ao enviar SMS) y, por supuesto, a la sirena, que será a carga mais importante.

Para que o sistema tenha uma sirene de 108 dB, tensão de alimentação de 12VDC, consumo de 1200 mA. Como este consumo é o prefeito que tendrá que sustenta o sistema necesitaremos como mínimo um fuente de 12VDC e 1.2A. Esto se consigue usando um adaptador de corriente simples ou “alimentador” (como los que se usan comúnmente para cargar el teléfono móvil); Neste caso, se você usa um adaptador de 12VDC e 2A (ver lista de materiais), esta página deve ser cortada para obter os cabos de alimentação principal do sistema. Estos alimentarán al módulo de control y al módulo de ativação da sirena.

Etapa 4: Estructura Del Módulo De Control

O módulo de controle, como você está comentado, consta de um Arduino Nano que regirá as funções gerais, e um módulo SIM800L com sua antena para a comunicação com o usuário mediante SMS. Cada um de estos elementos funciona com um rango de voltaje específico para que se requeira reducir los 12V de alimentación geral al valor requerido por cada uno (7-12V para el Arduino, y 3.7-4.2V para el SIM800L). Para ello, se han usado usado dos módulos MP1584 de regulação de voltaje DC-DC que permite ajustar a voltaje de salida mediante um sencillo potenciómetro controlado por um tornillo.

Etapa 5: Funciones Y Diagrama De Conexiones Del Módulo De Control

A placa programável Arduino Nano gerencia as funções do sistema, fazendo a encargada das funções seguintes:

• Cuenta atrás de encendido y señal asociada hacia el buzzer.
• Ativação e monitoramento de módulo de sensores.
• Gestión de la conexión a la red de telefonía móvil y envío y adquisición de datos SMS.
• Señal de activación y desactivación de la sirena.

O diagrama de conexão deste sub-sistema é mostrado na imagem (o código de programa do usuário é mais detalhado).

Veja também os detalhes de conexões entre a placa Arduino e o módulo SIM800L, completando com o esquema do módulo de controle. Este módulo requer uma tarjeta SIM para funcionar, que se introduz na parte posterior. Este projeto é utilizado em uma tarjeta prepago que se consiga facilmente com as companhias e muito econômica (em torno de 10 euros com 10 euros de saldo, 0 euros recarregáveis):

Tarjeta prepago Symio

Tarjeta prepago Pepephone

Tarjeta prepago Things Mobile

Em caso de necessidade, se preferir omitir este elemento de conexão para o celular vermelho, basta com não adicionar o módulo SIM800L e suas conexões. O sistema funcionará igualmente usando o resto de elementos e o código mismo.

Etapa 6: Detalle De Conexiones Del Módulo De Sensores

O módulo de sensores, como você se descreve, consta de sensores de movimento (infravermelho e microondas). O módulo de controle estará programado para interpretar que se ha detectado movimiento solamente cuando ambos sensores generen señal de detecção a la vez, es decir, cuando las salidas de ambos sean positivos. Ante esta situação, o módulo de controle enviar o correspondente señal de ativação da sirena.

Etapa 7: Descripción Del Código

O código de programação da placa Arduino consta de 4 arquivos:

• Principal: “ALARM_SYSTEM.ino” (funciona como controle do Arduino (configuração e loop) para o funcionamento do sistema de alarme).
• Cabecera: “alarm.h” (incluye la declaración de las clases alarme y sensor).
• Definições: “alarm.cpp” (incluye la definición de métodos de las clases alarme y sensor).
• Cabecera: “config.h” (incluye la definición de los parámetros de operación del sistema, algunos de los cuales son modificables por el usuario).

Todos los archivos está incluidos en este apartado.

Por razões óbvias, se você tiver eliminado o número de telefone real da linha de código 117 do arquivo de definição de funções "alarm.cpp", se tiver de sustituir o telefone genérico + PPxxxxxxxxx pelo número de telefone quando se quiser receber os avisos, inclua o código do país (+ PP = código do país, +34 para España), (xxxxxxxxx = número do telefone do usuário que quiere recibir el aviso).

Etapa 8: Módulo De Activación De La Sirena

Por último, queda completa do módulo de ativação da sirena. Este módulo surge da necessidade de ativar a forma eletrónica do dispositivo de alerta (sirena), haciéndolo uma vez que funciona com uma alimentação adecuada para o mismo.

Con fines autodidácticos, ele optado por construir este módulo por partes usando componentes básicos, não obstante, se pode obter o módulo completo a um precio muy reduzido, se necesidad de montar o circuito (véase Supplies en el paso 1). [ver imagen Relay 5V Arduino].

Construcción del circuito:

Cuando o módulo de sensores detecta movimento, o módulo de controle envía um señal de ativação para hacer sonar la sirena. Este señal, proveniente da placa Arduino, é de 5V (salida estándar da placa) e da ordem de 20mA. Para hacer funcionar la sirena a su nivel de trabalho nominal es necesario alimentarla con 12V y 1200mA. Se requer, por tanto, um circuito que permite alimentar a sirena diretamente desde o alimentador de 12V, desde que se reciba o señal de ativação desde o módulo de controle. Para este fin, ele é utilizado em um relé, dispositivo eletromagnético que permite abrir o cerrar o passo de corriente em uma carga (neste caso, a sirena) dependendo de outro señal de controle mucho más débil (señal de ativação). [Esquema 1].

Lamentavelmente, a palavra de Arduino não oferece corriente suficiente para ativar o relacionamento, por que esta configuração é insuficiente para ativar a sirena, e se tem um segundo elemento. Se utilizar, neste caso, um transistor NPN que aumentará o corriente de ativação, permitindo assim o funcionamento do relé, na entrega de corriente à sirena. Se añade además, como protección, un diodo en paralelo a la bobina del relé para evitar picos de corriente. [Esquema 2].

Finalmente, para enviar o módulo de controle e proteger os possíveis pontos de retornos provenientes do módulo de ativação, que maneja potências muy superiores, se utilizar um optoacoplador. Este dispositivo utiliza luz para conectar dos circuitos, manteniéndolos separados fisicamente y, por tanto, protegidos de transferencias de carga no deseadas. A configuração definitiva do módulo de ativação da sirena se música no Esquema 3.

Pueden consultarse explicaciones detalladas y muy claras e información bastante completa sobre as conexões e elementos utilizados neste módulo en los siguientes enlaces:

Introducción a los relés (inventable.eu)

Control de relé mediante transistor (inventable.eu)

Optoacopladores (luisllamas.es)

Etapa 9: Algunas Imágenes De Los Módulos

Conclua aqui as descrições do projeto de ALARMA ARDUINO.

Espero que sea de utilidad e interés.