سیستم های امنیت خانگی یکی از مهمترین ویژگیهای ساختمانهای اداری و مسکونی مدرن هستند. این سیستمها باید مقرون به صرفه و قابل اعتماد باشند. سیستمهای مدرن امنیتی مجتمع های مسکونی دارای ویژگیهای قفل درب الکترونیکی، هشدار دهنده آتش، دود، گرما، دما و غیره هستند. بعضی از آنها ممکن است ترکیبی از این ویژگیها را داشته باشند.
چنین سیتمهایی گران هستند و ممکن است همه افراد قادر به تهیه آنها نباشند. سیستمهای هم وجود دارد که بر اساس نیازهای منحصر به فردی طراحی شده اند.
در این پروژه، یک سیستم ساده و کارآمد برای امنیت خانگی طراحی شده است که در موقع هشدار به تلفن صاحب خانه زنگ می‌زند و او را مطلع می کند. این پروژه از سه المان اصلی آردوینو، سنسور تشخیص حرکت PIR و ماژول GSM تشکیل شده است.
بلوک دیاگرام مدار
سخت افزار مورد نیاز
Arduino UNO
کنترل کننده اصلی این پروژه آردوینو است. آردوینو سیگنالها را از سنسور PIR شناسایی می کند و دستورات را به ماژول GSM ارسال می کند. از پایه های سریال آردوینو در این پروژه برای ارتباط با ماژول GSM استفاده می شوند.
سنسور تشخیص حرکت PIR
سنسور PIR یا مادون قرمز پسیو یک قطعه پیروالکتریک است که حرکت را تشخیص می دهد. به همین دلیل آن را سنسور تشخیص حرکت نامیده اند. این تشخیص حرکت با سنجش تغییرات در سطح مادون قرمز منتشر شده در نزدیکی اشیاء انجام می‌گیرد. هر جسمی با دمای سطحی بالاتر از -273 درجه سانتیگراد، از خود گرمایی به صورت اشعه مادون قرمز منتشر می‌کند. سنسورهای PIR این اشعه را تشخیص داده و آن را به سیگنالهای الکتریکی مناسب تبدیل می کنند.
سنسور PIR برای اتصال به دیگر قطعات فقط سه پایه VCC، خروجی دیجیتال ( دیتا) و زمین دارد. دو پتانسیومتر در مدار PIR قرار دارد یکی برای تنظیم حساسیت و دیگری برای تنظیم زمان تاخیر.
با استفاده از تنظیم حساسیت، می توانید حوزه دید را تا 7 متر تنظیم کنید. با پتانسیومتر تنظیم زمان تاخیر می توانید کنترل کنید که چه مدت زمانی خروجی در حالت HIGH قرار بگیرد و حرکت اجسام را تشخیص دهد.
ماژول GSMSIM 900A( یا نوع دیگری از GSM)
SIM 900A ماژول GSM/GPRS است که با رابط RS232 ساخته شده است. دو باند GSM/GPRS دارد که با فرکانسهای 900/1800MHz کار می کند.
با کمک RS232 ، مودم می تواند با کابل سریال به کامپیوتر شخصی یا میکروکنترلر وصل گردد. تماسهای صوتی، اس ام اس و دسترسی به اینترنت با این ماژول امکان پذیر است. در برد، اتصالاتی برای میکروفون و هدفون وجود دارد که می توانیم تماسها را برقرار یا دریافت کنیم.
طراحی مدار سیستم هشدار خانگی GSM آردوینو، پروژه ای مبتنی بر آردوینو است که یک ارتباط را به سادگی بر قرار می‌کند. ماژول سنسور تشخیص حرکت PIR پایه خروجی دیجیتال دارد. این پایه به یکی از پایه های ورودی/خروجی دیجیتال آردوینو وصل می گردد. ماژول GSM به صورت سریالی با میکروکنترلر ارتباط برقرار می‌کند. پایه‌های Txو Rxاین ماژول به پایه های Rxو Tx آردوینو وصل می شود.توجه داشته باشید هنگام آپلود برنامه‌ی آردوینو، ارتباط ماژول GSM باید قطع باشد زیرا ممکن است ارتباط سریالی با برنامه آردوینو برقرار کند.
نحوه کار این سیستم امنیتی
سیستمهای هشدار امنیت خانگی در جامعه کنونی بسیار مهم هستند. با پیشرفتهای تکنولوژی که در سالهای اخیر به دست آمده، خانه را نباید بدون یک سیستم امنیتی ترک کرد.این پروژه یک طرح ساده، مقرون به صرفه و کارآمد است. پروژه‌ی برای تشخیص نفوذ به خانه و اطلاع به صاحب خانه از طریق تماس تلفنی طراحی شده است.
روش کار پروژه به شرح زیر است.
سنسور PIR با اندازه گیری اختلاف سطح منتشر شده اشعه مادون قرمز یا گرما در اطراف اشیا، حرکت را تشخیص می‌دهد. هنگامیکه حرکت تشخیص داده شد، خروجی سنسور PIR یک (HIGH) می‌شود. محدوده تشخیصی انواع سنسورهای PIR حدود 6 متر است. برای رسیدن به عملکرد مناسب، PIR نیاز به زمان 20 تا 60 ثانیه برای راه اندازی دارد. این مدت زمانی است که PIR لازم دارد تا سنسور خود را بر اساس محیط تنظیم کند و برای تشخیص مادون قرمز پایدار گردد. در این مدت نباید هیچ حرکتی در مقابل سنسور انجام شود اگر مدت زمان لازم برای کالیبره شدن سنسور به آن داده نشود، خروجی سنسور قابل اعتماد نخواهد بود.
هنگامیکه سنسور هر حرکتی را تشخیص داد، خروجی سنسور یک (HIGH) می‌شود. آردوینو آن را تشخیص می دهد. آردوینو با GSM به صورت سریالی ارتباط برقرار می کند و با شماره موبایلی که از قبل برنامه ریزی شده تماس می‌گیرد.
نکته مهم در مورد سنسورهای PIR این است که خروجی آنها در هنگام تشخیص حرکت یک (HIGH) می‌شود. تا هنگامیکه حرکت وجود دارد خروجی سنسور هر چند وقت یکبار کم می‌شود که ممکن است میکروکنترلر را گمراه کند و حرکتی را در نظر نگیرد. برای رفع این مورد باید برنامه نویسی آردوینو به صورتی انجام شود که از سیگنالهای خروجی پایین که در مدت زمانی کوتاه تر از زمان پیش بینی شده هستند، چشم پوشی شود. این کار با فرض این انجام می‌شود که حرکت به صورت پیوسته وجود دارد.
کد مدار
سیستم هشدار امنیت خانگی مبتنی بر GSM با استفاده از آردوینو، سنسور تشخیص حرکت و ماژول GSM طراحی شده است. هنگامیکه سیستم فعال می‌شود، به طور مداوم در حال بررسی وجود حرکت است و هنگامیکه حرکت را تشخیص داد، با صاحب خانه ارتباط تلفنی برقرار می کند. به این سیستم می تواند هشدارهای آتش، دود و غیره را نیز اضافه کرد.
مطالب مرتبط:
آشکار ساز حرکت توسط سنسور PIR
