צעד אחר צעד מדריך להקמת מערכת אבטחה מבוססת מיקרובקר

מדוע לבנות מערכת אבטחה מבוססת מיקרובקר?

בניית מערכת אבטחה משלך עם מיקרובקר היא אחת הדרכים היעילות ביותר להבין הן אלקטרוניקה משובצת והן עקרונות אבטחה בעולם האמיתי. Off-the-shelf אזעקה מערכות לעתים קרובות נעולות, יקר או קשה להתאים אישית. גישה מבוססת מיקרו-בקר נותן לך שליטה מלאה על סוגי חיישן, אזהרות, שיטות התראה, פריסה פיזית.

מיקרו-בקרים מודרניים כמו Arduino Uno ו ESP32 מציעים מספיק כוח עיבוד, I / O גמישות, ואפשרויות קישוריות כדי להתמודד עם זיהוי תנועה, ניטור הדלת, התראות אודיו, והודעות מרוחקות. עד סוף מדריך זה, יהיה לך מערכת אבטחה מתפקדת, מרחיבה כי אתה יכול להתאים לסביבה שלך.

מה שתצטרכו: רשימת חומרים שלמה

לפני מחיקת כל דבר, לאסוף את הרכיבים הבאים.רוב הם זולים וזמין מכל מפיץ אלקטרוניקה או קמעונאים מקוונים.

המונחים:

• (FLT:0Microcontrollerancy BoardFLT:1) - Arduino Uno (ATmega328P) עבור בניין חוטי פשוט, או לוח פיתוח ESP32 אם אתה רוצה לבנות Wi-Fi ו- Bluetooth עבור התראות מרוחקות.
• (FLT:0) העברת אינפרא אדום (PIR) חיישן תנועה חיישן FIR1) HC-SR501 הוא הבחירה הנפוצה והאמין ביותר.זה מזהה תנועה על ידי שינויים בקרינה אינפרא אדום.
• (FLT:0 מאגיננטלי חוזר מתגים FLT:1 - שני חוטים בדרך כלל פתוח (NO) או בדרך כלל סגור (NC) עבור דלת ו ניטור חלונות.
• (FLT:0LED אינדיקטוריםFLT:1) - לפחות LED אדום אחד עבור המדינה אזעקה ו LED ירוק אחד עבור המדינה החמה.
• (FLT:0)Piezoelectric BuerFLT:1ir - A 5V פעיל זמזם עבור התראות אופציונליות. פאסיביים מצריך PWM, אבל זוממים פעילים מייצרים קול עם אות פשוט גבוה.
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"ד): "האל-נקבה ונקבה" (בראשית כ"ד)
• (ב) ,0) ,בקראודור (ב) 1 (ב) - לוח לחם בגודל חצי או בגודל מלא נמכר עבור הרכבה במעגל.
• (FLT:0 אספקת חשמל LT:1) - מתאם 5V DC עבור Arduino או בנק כוח USB עבור מתקנים ניידים. ESP32 לוחות בדרך כלל דורשים 5V קלט באמצעות USB או אספקת 3.3V מוסדר.

אישור אבל מומלץ להוסיף

• (FLT:0)Wi-Fi או BluetoothמודולFLT:1 - אם תבחר Arduino Uno, להוסיף מודול ESP8266 או ESP32 נפרד כמעבד משותף עבור התראות אלחוטיות.אם אתה בוחר לוח ESP32 dev, Wi-Fi ו- Bluetooth כבר על הסיפון.
• (ב) ויקרא י"א): "ה' (ב')" (ב') "ה')" (ב"ב)" (ב"ב)"ב"ה)"ב[[1924]]
• קורא (RC522)FLT:1 - Enables keycard מבוסס אימות.
• (ב) ,0) מודול כרטיס ה-FLT 1 (בקיצור:0) עבור אירועי אבטחה עם דגימות.
• (ב) ,0) ,RelayמודולFLT:1 - לשלוט במכשירים חיצוניים כמו סירן, פנס מבול או מנעול דלת.

שלב 1: הגדרת חומרה - ליזום הכל ביחד

פריסת חיוט נקייה ומאורגן היטב היא קריטית לפעולה אמינה.עבודה באופן שיטתי, לבדוק פעמיים כל קשר לפני הפעלת כוח, ולהשתמש בקידוד צבע עקבי עבור הקרקע (שחור), כוח (אדום), וקווי אות.

מחבר את חיישן PIR Motion

חיישן HC-SR501 PIR יש שלושה סיכות: VCC (5V), GND, ופלט. Connect VCC לרכבת 5V על לוח הלחם, GND לקרקע, ואת הפלט קלט דיגיטלי על המיקרובקר (לדוגמה, סיכות 7 על אזור Arduino Uno או GPIO 13 על ESP32), המודול כולל קפיצה עבור קרינת מחדש (למשל, אם אתה רוצה סיקור קבוע) עם לחץ על שטח זהה) או תיקון (re) בזמן שאתה רוצה) כדי להפעיל את ה-R) עם לחץ חזק (R) עם לחץ על שטח זה יכול לגרום ל-R) קבוע (R) אם אתה רוצה לעבור על שטח Ctrireperter (reperter) עם Ctriter) עם לחץ דם (reter) עם CRAD) עם לחץ דם (reter) עם לחץ דם קבוע (reter (למשל, אם אתה רוצה) עם CRAD) עם Creter) עם לחץ על שטח קבוע (retreperter) עם לחץ דם קבוע (למשל, אם אתה רוצה) עם Ctri) עם Ctri) עם CRAR) כדי להפעיל את זה יכול להיות מופעל על שטח קבוע (למשל, אם

חיבור דלתות וחלונות חיישן

מתגים מגנטיים הם פשוט שני מכשירים אלחוטיים. Wire צד אחד של מתג לסימון קלט דיגיטלי ואת הצד השני כדי הקרקע.אפשר מיקרובקר ’ של משיכת הפנים של ה- Pup התנגדות על אותו סיב באמצעות תוכנה (INPU PULLUP בקוד Arduino). כאשר המגנט הוא ליד מתג, המעגלים, למשוך את ה-L כאשר הדלת נפתחת, הפסקות, עדיף על ידי שימוש ב- 10 לוגיקה מהירה יותר.

אינדיקטורים LED ו Buzzer

הניחו את נוריות האדום והירוק על לוח הלחם עם הרודות שלהם (רגל ארוך יותר) המחוברות דרך 220 קידוד התנגדות ללוחיות פלט דיגיטליות.חבר את הקטודות שלהם (רגל קצרה יותר) כדי לקרקע.עבור הזמזם, לחבר את המוביל החיובי לפלט ואת להוביל שלילי לקרקע.זמזם פעיל יישמע מיד כאשר אתם צריכים חזק יותר, את הדחף החיובי לזרז דרך מודול או עובר דרך מודול.

הפצה ופירוק

הוסף 100 מיקרוF אלקטרוליטי capacitor בין הכוח ומסילות הקרקע כדי להחליק את ספיגות מתח שנגרמו על ידי חיישן PIR ו-אזמר.צעד פשוט זה מפחית באופן משמעותי את הסיכוי של איפוס אקראי או גורמים מזויפים. השתמש ב- 100nF קרמיקה נפרדת קרוב microcontroller ’ כוח עבור דיכוי רעש גבוה.אם אתה משתמש , 000 עדיין על גבי לוח הבקרה, עדיין מומלץ על 5Vrquo; הוא עדיין על גבי קיבולת.

שלב 2: תכנות המיקרובקר - לוגיקה

הקושחה היא המוח של מערכת האבטחה שלך.הגישה הבאה היא אגדית לוח; אותה לוגיקה חלה על Arduino Uno ו ESP32 פלטפורמות.כתב את הקוד שלך ב-Arduino IDE או פלטפורמה, התאמת מספרי פינים במידת הצורך.

הקמת Pins ו- Constants

Define all pin הקצאות, להפעיל סף, וזמני תזמון בחלק העליון של הציור שלך.זה הופך שינויים עתידיים פשוט ללא ציד באמצעות ההיגיון. השתמש בשמות משתנים ברורים, תיאוריים.

מעקב אחר חיישנים עם אינטרפוגות וזיהום

עבור חיישן PIR, קלט דיגיטלי פשוט סקר בתוך הלולאה () פועל היטב כי אירועים תנועה מייצרים אות גבוה מתמשך (בדרך כלל 2 – 3 שניות) לקרוא את מצב הסימון ולהגדיר דגל כאשר תנועה מזוהה.עבור מתגים חוזרים, אתה יכול לבדוק את הסימון במרווחים קבועים או לצרף שינוי עבור תגובה מיידית.

יישום מכונת המדינה

מודל המערכת שלך עם שלוש מדינות: DISARMED, ARMED ו- ALARM. במצב DISARMED, המערכת מתעלמת מכל קלטי החיישן. במצב ARMED, המיקרובקר עוקב אחר כל חיישן.כאשר כל חיישן גורם, המעבר המערכת למצב ALARM, הפעלת הזמזם וה LEDs. הוסף עיכוב של 15 – 30 שניות לאחר מכן יכול להשאיר את המערכת מגיבה על מנת לעכב את האזור הזה).

עקבו אחרי Reed Switches

מתגים מכניים יכולים לקפיצה כאשר הם פתוחים או קרובים, לייצר שינויים מהירים שעשויים להיות מפורשים כמו אירועים מרובים. ליישם שגרת דה-bounce פשוטה: להתעלם מכל שינוי מצב שנמשך פחות מ-20 מילישניות.עקוב אחר המצב היציב האחרון ואת הזמן של השינוי האחרון.רק לפעול על החיישן כאשר המדינה החדשה נמשכת מעבר למרווחת הפירוק.

המונחים: logic Flow

ב- pseudocode, הלולאה הליבה נראית כך:

• קרא את צמיד החיישן PIR.If Motion זוהה ומערכת היא ARMED, להגדיר דגל אזעקה.
• קרא מחדש את גלימת מתג, אם הדלת נפתחת והמערכת היא ARMED, דגל אזעקה.
• אם עיכוב היציאה פעיל, מכווץ זמן ואינו מגיב לחיישנים עד שהעיכוב יפוג.
• אם הדגל אזעקה מוגדר, פנה אלזמר, LED אדום פלאש, ולקרוא לתפקוד ההודעות (אם Wi-Fi מופעל).
• בדוק עבור קלט המשתמש (keypad או כפתור) כדי לפרק את המערכת ולנקות את דגל האזעקה.

שלב 3: בדיקה ו- Calibration for Reliable Operation

בדיקה אינה אירוע חד פעמי.הפעלה באמצעות הליכים אלה באופן זמני, ולא עוברת לשלב הבא עד שכל מבחן עובר באופן עקבי.

ראשי > Power-On Check

החל את הכוח ללוח הלחם ולוודא כי המגפיים מיקרובקר.ה LED הירוק צריך להאיר כדי לציין כי המערכת נמצאת במצב DISARMED. אם LED אינו אור, לבדוק קוטביות וקשרי התנגדות.מתח למדידת עומס על פני מעקה כוח לוח הלחם כדי לאשר 5V משלוח.

חיישן רגישות קליברציה

חיישן HC-SR501 PIR דורש תקופת ריצוף של 30 – 60 שניות לאחר כוח לפני שהוא מספק קריאה יציבה. במהלך תקופה זו, את לוח התפוקה עשוי להתגלח באופן אקראי.המתנה לתקופה החמה; ולאחר מכן בדיקת תנועת זיהוי על ידי הליכה על פני הפלט ו-Squo; שדה הראייה של התאמת הרגישות המועצמת עד לגילויים באופן אמין בטווח הקצר (טווח 2 ק"מ) בטווח הארוך (שעון קצר לאחר זמן קצר).

דלתות חיישן Verification

פתח וסגור את הדלת מצוידת עם מתג reed תוך ניטור הפלט הקונסולות הסדרתי.ה.מ. אישר כי המערכת מדפיסה את המדינה הנכונה (OPEN או CLOSED) עבור כל פעולה.אם אתה רואה צירים מהירים המדינה, להגדיל את מרווח הדה-bounce בקוד.אם אתה לא רואה שינוי מצב, לבדוק את הקוטביות המתפתלת והחלפת תצורה.

המונחים: intrusion Scenarios

זרוע המערכת, לחכות לעיכוב היציאה כדי לפג, ולאחר מכן לדמות חדירה על ידי גרימת חיישן PIR או פתיחת דלת מעקב.זמר צריך להפעיל מיד, ואת LED אדום צריך להבהר.זמן התגובה: אזעקה צריך לגרום בתוך 200 וונדאש; 300 מילי שניות של אירוע החיישן.

שלב 4: שיפורים מתקדמים למערכת ייצור-קריאה

ברגע שמערכת הליבה אמינה, להוסיף תכונות שהופכות אבטיפוס בסיסי לפתרון אבטחה מעשי וידידותי למשתמש.השיפורים הבאים מפורטים על מנת להגדיל את המורכבות.

קישורים אלחוטיים עם ESP32

אם אתה משתמש ב- ESP32, משלב את הספריות של TPFLT:0WiFiirFiph1 ו-FLT:2HTTPClientveFLT 3 כדי לשלוח התראות באמצעות דואר אלקטרוני, SMS, או שירות צד שלישי כמו Twilio או IFT.עבור גישה פשוטה יותר, השתמש ב-FLT:4 Universal Botal BotFal:5 לשלוח הודעות דואר אלקטרוני ישירות כדי לשלוח הודעות דוא"ל.

עבור משתמשי Arduino Uno, להוסיף מודול ESP8266 המחובר באמצעות סדרתי UART. Send AT פקודות ESP8266 לנהל חיבורי Wi-Fi. בעוד פונקציונלי, גישה זו משתמשת יותר pins והוא פחות אלגנטי מאשר לוח ESP32 יחיד.FLT:0Espressif ’s רשמי ESPFLT:1 מספק הדרכה מפורטת על תצורה של Wi-Fi יחיד עבור מצבי שינה נמוכים.

User Authentication with Keypad או RFID

התקנת חוברת 4×4 membrane מאפשר לך לחמש ולהרוס את המערכת עם 4 –8 ספרות PIN. TheFLT:0KeypadFLT:1 Arduino מפשטת טור סריקה לאחור.חנות את PIN ב EEPROM כך שהוא נמשך באמצעות מחזורי כוח.

לחלופין, מודול RFID RC522 מאפשר למשתמשים מורשים להתפרק על ידי לחיצה על כרטיס או מפתח העובר תקשורת באמצעות SPI ויכול לאחסן עד 1000 כרטיסי ביקור ייחודיים UIDs במיקרובקר ’ הזיכרון של ה-FLT:0NXP ’s MFRC522 DatasheetFLT:1 מכיל מפרטים חשמליים וכוונון עבור קווים מנחים לקריאה מקסימלית.

יצירת אירועי אבטחה ל- SD Card

הוסף מודול כרטיס MicroSD מבוסס SPI כדי להקליט כל אירוע חיישן יחד עם שעון בזמן אמת בעתות צילום.שימוש מודול DS3231 RTC, אתה יכול לרשום אירועים בפורמטFLT:0 קובץ זה הוא יקר ערך עבור ניתוח שלאחר event או כדי לאמת את מערכת &rquo; התנהגות במהלך בדיקות.

שליטה מרחוק דרך Web Interface

עבור מערכות מבוססות ESP32, ליצור שרת אינטרנט פשוט שמשרת דף HTML כאשר אתה מתחבר למיקרובקר ’ כתובת IP של הדף יכולה להציג את מצב המערכת הנוכחי ולספק כפתורים לזרוע, לפרק, או לעקוף חיישנים ספציפיים. השתמש ב-FLT:0WebServerFLT:1 ושרת ממשק תגובה מינימלי.

שלב 5: Enclosures, Power Backup ו-Fireloyment

המעבר מטיפוס ללוח לחם למערכת פרוסה דורש קשיחות מכנית וחשמלית.הצעד הזה לעתים קרובות מתעלם, אך חיוני לאמינות ארוכת טווח.

בחירת הבטחה

הר המיקרובקר, החיישנים, והתפתל בתוך ABS עמיד במזג אוויר או מתחם פוליקרב. השתמש בלוטות כבל עבור חוטי חיישן להיכנס לתוך הקופסה כדי לשמור על דירוג IP. עבור שימוש מקורה, תיבת פרויקט פשוט עם חורים ventilation הוא מספיק.

גיבוי כוח עם סוללה

מערכת אבטחה שאינה מאובטחת במהלך הפסקת חשמל אינה מאובטחת.הוספת מעגל גיבוי 5V באמצעות מודול טעינה TP4056 ליתיום-יון ותא 18650. Connect the Chargeמודול ’ תפוקה למיקרובקר ’s 5V קלט דרך מפולק שאטקי כדי למנוע זרימה אחורית.

הגנה ועונש

התקנת טלוויזיות 5V על פני מסוף קלט החשמל כדי להגן מפני ספייק מתח.עבור חוטי חיישן לרוץ יותר מכמה מטרים, להשתמש כבל מעוות מגן מעוותים-pair ולחבר את המגן לקרקע רק בקצה המיקרובקר.זה מפחית באופן דרסטי התערבות אלקטרומגנטית ממכשירים או שביתות ברקים הסמוכים.

מסקנה: מה שבניתם ומה בא אחר

עיצבת, התאספות, תעמולה, ופרסת מערכת אבטחה מבוססת מיקרו-בקר המזהה חדירה דרך חיישני תנועה ודלת, מספקת התראות אודיו-ויזואליות מיידיות, ויכולה להודיע לך מרחוק על Wi-Fi.המערכת ניתנת לערעור באמצעות עיצוב: באפשרותך להוסיף גלאי עשן, חיישנים פורצי זכוכית, או חיישנים דולפים מים באמצעות אותם תבניות מתפתלות ומתכנות.

לקריאה נוספת על תכנות מיקרובקר מתקדם, מתייחס ל-FLT:0 ,Arduino Language ReferenceveFLT:1 לפרטים בספריית הליבה, או לחקור את FLT:2ESP32-במיוחד הדרכות FLT 3 המכסות שינה עמוקה, te עדכונים, ו- MQTT אינטגרציה עבור קישוריות בענן.