Mikrokontrolör bazlı bir güvenlik sistemi neden inşa edin?
Mikrokontrollü bir sistemle kendi güvenlik sisteminizi inşa etmek, hem gömülü elektronikleri hem de gerçek dünya güvenlik ilkelerini anlamak için en etkili yollardan biridir. Off-the-shelf alarm sistemleri genellikle kilitli, pahalı veya özel bir ev alarmı sistemi hazırlamak için zor, bu kılavuz size her adım boyunca, mevcut bileşenleri ve açık kaynak aracılar kullanarak size yol açıyor.
Arduino Uno ve ESP32 gibi modern mikro kontroller yeterince işleme gücü sunuyor, I/O esnekliği ve hareket algılamasını, kapı izleme, ses uyarılarını ve uzaktan bildirimleri idare etmek için bağlantı seçenekleri.Bu kılavuzun sonunda, kendi ortamınıza tertemiz olabilecek bir güvenlik sistemine sahip olacaksınız.
İhtiyacınız Olanlar: Tamam Malzemeler Listesi
Bir şey yüklemeden önce, aşağıdaki bileşenleri toplayın. Çoğu, herhangi bir elektronik distribütör veya online perakendeciden ucuz ve kullanılabilir.
Core Bileşenler
- [FONT=0)Mikronetler kurulu[Dönetici:0)[Döneticiler kurulu[Dönetici:0)) – Basit bir telli inşa için bir Arduino Uno (ATmega328P) veya ESP32 geliştirme kurulu, eğer yerleşik Wi-Fi ve Bluetooth'ı uzaktan uyarılar için inşa etmek istiyorsanız.
- [FONT:0] Pasif kızılötesi (PIR) hareket sensörü) – HC-SR501 en yaygın ve güvenilir seçimdir.
- [FONT:0)Magnetic yeniden yapılan anahtarlar[[Dönemli: 1 ) – İki-tel normalde açık (NO) veya normalde kapalı (NC) kapı ve pencere izleme için anahtarları.
- [FONT=0][[[FONTT:0))[[[[FONT:0)))[[[[FONT:0))|En azından bir kırmızı LED alarm devleti ve silahlı devlet için bir yeşil LED. 220ULLAH mevcut direnicileri kullanın.
- [FONT=0)Piezoelektrik uğurtucu[[Dönetici: 1 ) – A 5V aktif bir uğurturucu PWM gerektirir, ancak aktif söndürücüler basit bir yüksek sinyal ile ses çıkarır.
- [FONT:0]Resistor kit[[DÜT:1] – 10kULL çekme, LED'ler için yeniden yüklenenler ve 220ULLAH'lar için temeldir.
- [FONT=0]Jumper telleri[Dönetici: 1) Erkek-to-female ve erkek-to-male bir ekmek dolabında prototipleme için esnek teller.
- [FONT:0]Breadboard – Devre meclisi için yarı büyüklükte veya tam büyüklükte bir ekmek dolabı.
- [FONT=0)Power Supply[D][FONTT:0)[[FONTT:0)Power Supply[[Dönetici:0)[[[FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=TRNT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=TRNT=TRNT=FONT=TRNT=FONT=TRNT=FONT=TRNT=FONT=FONT=I=I=I=FONT=FONT=FONT=I=I=TRNT=I=I=TRNT=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))
Seçmeli ama önerilen Add-Ons
- [FONT=0]Wi-Fi veya Bluetooth modülü[[Dönetici: 1 ) – Bir Arduino Uno'yu seçerseniz, ESP8266 modülü veya kablosuz uyarılar için ayrı bir ESP32 ekleyin.Eğer ESP32 Dev yönetim kurulu seçerseniz, Wi-Fi ve Bluetooth zaten üzerinde.
- [FONT:0)Keypad (4x4 membran matrix))[FONT=SFONT=0)[FONT=0)[FONT=0)[FONT=0)Keypad (4x4 membran matrisi)).
- [FONT=0)RFID okuyucu (RC522)).
- [FONT:0)MikroSD kart modülü[[Dönetici: 1))[[Dönemli güvenlik olayları için.
- [FONT:0)Relay modülü[[[DÜT:1) - Bir siren, sel ışık veya kapı kilidi gibi dış cihazları kontrol etmek.
Adım 1: Donanım Kurulum – Tüm Birlikte Wiring It All Together
Temiz, iyi organize edilmiş kablo düzeni güvenilir bir işlem için kritiktir. Çalışma yöntemine göre, her bağlantıyı güç uygulamadan önce kontrol edin ve zemin için tutarlı renk kodlama (siyah), güç (kırmızı), ve sinyal hatları.
PIR Motion Sensörine Bağlanmak
HC-SR501 PIR sensörü üç pine sahiptir: VCC (5V), GND ve çıktı.Kaç VCC'ye ekmek dolabında 5V rayına bağlanarak, mikro kontroller üzerinde dijital bir giriş yapın (örneğin, 7 inç bir Arduino Uno veya GPIO 13'de bir ESP32).
Kapı ve Pencere Sensörleri Bağlanıyor
Manyetik yeniden yapılan anahtarlar basit iki kablo cihazlardır.Bir dijital giriş pimine ve diğer tarafa zemine kadar geçiş yapın. Mikrokontrol ve komplar; iç çekme işlemi, bu pin ile kod üzerinden başa çıkmak için kolaydır. 10kULLUP in Arduino kodu.
Gösterge LED ve Buzzer
Yumurtaları ve yeşil LED'leri ekmek dolabında, 220ULL'in dijital çıktıya bağlı olarak, katotuğunu (kısa bacaklarını) yere bağlayın.
Güç Dağıtımı ve Decoupling
PIR sensörü ve buzzer tarafından kaynaklanan yüksek frekanslı gerilim artışları için elektrik ve zemin rayları arasında 100μF elektroliz kapasitör ekleyin.Bu basit adım, rastgele sıfırlar veya yanlış tetikleyiciler şansınızı önemli ölçüde azaltır.3V raylarında ayrı 100nF seramik kapasitör kullanın.
2. Adım: Mikrokontrolör programlamak – Core Logic
Sistem, güvenlik sisteminizin beynindir. Aşağıdaki yaklaşım, tahta-agnostic; aynı mantık Arduino Uno ve ESP32 platformlarına uygulanır. kodunu Arduino IDE veya PlatformIO'da yazın, pin numaralarına ihtiyaç duyan.
Pins ve Constants'ı kurmak
Tüm pin atamalarını, eşleri ve zamanlama sabitlerinizi çizin. Bu, mantığın üzerinden avlanmadan gelecekteki değişiklikleri basitleştirir.Açık, tanımlayıcı değişken isimleri kullanın.
Interrupts ve Kirlilik ile Duyucu Takip Sensörleri
PIR sensörü için, döngü içinde basit dijital giriş anketleri iyi çalışır çünkü hareket olayları devam eden bir yüksek sinyal üretir (tipik olarak 2–3 saniye).Çışma durumunu okuyun ve bir bayrak ayarlandığında, normal aralıklarla ya da pin'i derhal yanıt için bir kesintiye uğratabilirsiniz. 50–100 ms aralıkları çoğu kapı sensörleri için yeterlidir ve hizmet rutinlerinin karmaşıklığından kaçınır.Eğer kesintiler yaparsanız, sensörü normal aralıklarla ayarlarsanız, sensörün bir değişkeni olarak ilan edebilirsiniz.
Alarm Devlet Makinesini Uygulamayın
Sisteminizi üç eyalette modellemek: DISARMED, ARMED ve ALARM. DISARMED eyaletinde, sistem tüm sensör girişlerini görmezden gelir. ARMED eyaletinde, mikro kontroller her sensörü tetiklerken, bu gecikmeyi ALARM durumuna dönüştürürken, vüzüğü ve LED'leri aktive eder. 15&ndash'in bir çıkış gecikmesini döndürür; böylece korumalı alanı yanlış bir alarmı tetikleye gerek kalmadan terk edebilirsiniz.
Reed Anahtarları
Mekanik yeniden yapılan ışıklar, en az 20 milisaniyeyi kaplarken, son değişikliğin ardından, yeni devletin hayal kırıklığına uğratabileceği hızlı geçişler üretebilir.
Örnek Mantık Akışı
piçcode'da, temel döngü bu şekilde görünüyor:
- PIR sensör pin. Eğer hareket tespit ve sistem ARMED, alarm bayrağı.
- Yeniden geçiş pin. Kapı açılır ve sistem ARMED, alarm bayrağıdır.
- Eğer çıkış gecikmesi aktifse, decrement zamanlayıcısı ve gecikme süresine kadar sensörlere cevap vermez.
- alarm bayrağı ayarlandığında, buzzer, flaş kırmızı LED'e döner ve bildirim fonksiyonunu çağırır (eğer Wi-Fi etkinleştirilir).
- Kullanıcı girişi (keypad veya düğme) sistemi silahsızlaştırmak ve alarm bayrağını temizlemek için kontrol edin.
Adım 3: Güvenilir Operasyon için Test ve Kalibrasyon
Test bir zaman olayı değildir. Bu prosedürlerden hareket etmek, ve her testin sürekli geçtiğine kadar bir sonraki aşamaya hareket etmeyin.
İlk Power-On Check
Kağıt dolabına güç uygulayın ve mikro kontrolcülerin çizmelerini doğrulayın. Yeşil LED, sistemi DISARMED eyaletinde göstermek için ışık olmalıdır. LED ışık değilse, kutuplu ve dirençli bağlantıları kontrol edin.
Sensör Hassasiyet Kalibrasyon
HC-SR501 PIR sensörü, 30&ndash'ın kalibrasyon süresini gerektirir; istenen aralıkta güvenilir bir şekilde hareket edene kadar sensör güçlü olur (tipik olarak 5–7 metre).
Kapı Sensör Doğrulama
Hızlı durumu göz önünde bulundurduğun gibi kapıyı açın ve kapatınız.Sistemin doğru durumu (OPEN veya CLOSED) her eylem için yazdırdığını onaylayın. Hızlı devlet geri döndüğünü görürseniz, kodun debounce aralığını artırın.
Simated In Attack Scenarios
Sisteme binin gecikmesini bekleyin, sonra PIR sensörünü tetikleyerek veya takip edilen bir kapıyı açarak bir saldırıyı simülasyonlayın. buzzer hemen harekete geçmelidir ve kırmızı LED yanıt verir: alarm 200– 300 millik bir sensörle kurtarma işlemine yol açmalı. Sistemi bir klavyeden veya gizli bir düğme kombinasyonundan silahsızlayarak test etmek.
Adım 4: Üretim-Ready Sistem için Gelişmiş Gelişmiş Yenilikler
Temel sistem güvenilir olduğunda, temel bir prototipi pratik, kullanıcı dostu bir güvenlik çözümüne dönüştüren özellikler ekleyin. Aşağıdaki geliştirmeler giderek karmaşıklık açısından listelenir.
Kablosuz Push Bildirimleri ESP32 ile
ESP32 kullanıyorsanız, Twilio veya IFT gibi üçüncü taraf hizmeti entegre edin.) ve [[Ücretsiz Bot[DÜye Olmayanlar İçindekiler[DÜye Olmayanlar İçindekiler için) Doğrudan postalama uygulamalarınıza bağlanır.
Arduino Uno kullanıcıları için, seri UART ile bağlantılı bir ESP8266 modülü ekleyin.Expment AT komutları ile ESP8266 bağlantılarını yönetmek için tıklayın.Bu yaklaşım daha fazla pin kullanır ve tek bir ESP32 kurulundan daha az zariftir.
Anahtarpad veya RFID ile kullanıcı kimlik doğrulama
4×4 membranlı bir klavyeyi yüklemek, 4&ndash ile sistemi silahlandırmanıza ve silahlanmanıza izin verir;8 digit PIN.TheurFLT:0)Keypad[Dönetici 1) Arduino, gerçek bir güvenlik katmanını basitleştirir.
Alternatif olarak, bir RC522 RFID modülü, kullanıcıların bir kart veya anahtar fob'ı atarak silahsızlanmalarını sağlar.Internal, an RC522 RFID modülü, mikro kontroller versquo;s memory.ENFLT:0)NXP’s MFRC522 veri sayfası) maksimum okuma aralığı için elektrik özellikleri ve anten ayar kılavuzları içerir.
Güvenlik Etkinlikleri SD Karta
Gerçek zamanlı saat saati ile birlikte her sensör olayı kaydetmek için bir SPI tabanlı MicroSD kart modülü ekleyin.Bir DS3231 RTC modülü kullanarak, veri kaybının kesintiye uğramasını önlemek için kayıt için bu log dosyası.A 2GB SD kartı milyonlarca olay kaydın kaydedilmesi veya onaylanması için.
Web Interface ile Uzak Kontrol
ESP32 tabanlı sistemler için, belirli sensörlerin silahlanması veya atılması için basit bir web sunucusu oluşturmak için; 0.WebServer[FLT] kütüphanesine bağlanır ve minimum yanıtlı bir arayüze hizmet edebilir.
Adım 5: Enclosures, Power Backup, ve Final Deployment
Bir ekmek dolabından dağıtılmış bir sisteme taşınmak mekanik ve elektrik zorlaştırma gerektirir. Bu adım genellikle göz ardı edilir, ancak uzun vadeli güvenilirlik için gereklidir.
Bir Enlosure seçmek
Mikrokontrolörler, sensörler ve havaya dayanıklı bir ABS veya p Polikarbonat muhafazası içinde kablo besler IP puanı korumak için kutuya girer.İç kullanım için basit bir proje kutusu, havalandırma delikleri ile ilgili kutu yeterli.2–2.5 metre en iyi bir yer kaplaması için.
Battery ile Güç Backup
Bir güç kesintisi sırasında başarısız olan bir güvenlik sistemi güvenlidir. 5V yedekleme devresini ana başarısızlık sırasında ve 18650 hücre şarj modülü ve şarj modülüne ek olarak şarj modülü versquo; mikro kontrolcü versquo; 5V girişi, bir Schottky diyot üzerinden geri yüklemeyi önlemek için çalışır. Sistem, ana başarısızlık sırasında batarya üzerinde çalışır ve güç restore edildiğinde tamamen şarj edilir.
Koruma ve Gürültü Immunity
Güç girişi terminalleri arasında 5V TVS diyotunu gerilim aksanlarına karşı korumak için. sensör telleri birkaç metreden fazla çalışır, kalkanlı bir kablo kullanın ve sadece mikro kontroller sonunda zemine bağlanır.Bu, yakındaki cihazlardan veya yıldırım grevlerinden elektromanyetik müdahaleyi büyük ölçüde azaltır.
Sonuç: Ne inşa ettiniz ve Gelecek Ne Gelsin
Sen, programlanmış, tasarlanmış ve tasarım tarafından mikro kontrol edici tabanlı bir güvenlik sistemi kurdunuz, aynı kablo ve programlama kalıpları kullanarak saldırıyı tespit eden bir mikro kontrol cihazı.Sessiz görsel alarmlar ve size uzaktan Wi-Fi iletebilirsiniz. Sistem tasarım tarafından genişletilebilir: duman detektörleri, cam kırılmış sensörler veya su sızıntı sensörleri aynı kablo ve programlama kalıpları kullanarak aynı kablolama sistemleri sızdırabilirsiniz. Öğrendiğiniz beceriler;
Gelişmiş mikrokontrolel programlama hakkında daha fazla okuma için, derin uykuyu ele alan OTA'ya atıfta bulunun.Arduino Dil Referansı) temel kütüphane detayları için bir öğrenme egzersizi değil; hem de size özgü elektronik ve kişisel güvenlik farkındalığınızı artırmak için pratik, maliyetle etkili bir yoldur.Geçmiş, testlerinizi tut ve kendi güvenlik sisteminiz için kendi güvenlik sisteminizde kendi güvenlik sisteminizde uygulamanızı yapın.