Tomasz Bartuś

Alarm włamaniowy z rejestracją zdarzeń

Tomasz Bartuś

Wstęp

Projekt przedstawia urządzenie, które można wykorzystać w domu do kontroli antywłamaniowej pomieszczeń (Fig. 1). Założenia projektowe:

• praca w trybie ciągłym,
• detekcja ruchu w oparcu o czujnik ruchu PIR,
• uzbrajane alarmu przyciskiem,
• możliwość podłączenia zewnętrznych urządzeń alarmowych (np. lamp LED) na 220V,
• podłączenie wyświetlacza ciekłokrystalicznego,
• wykorzystanie modułu zegara czasu rzeczywistego,
• sygnalizacja akustyczna alamu,
• umożliwiemor rejestracji zdarzeń na karcie SD.

Hardware

Sercem układu jest platforma Arduino Leonardo (Fig. 2). Do mikrokontrolera podłączono czujnik PIR DHT11. Dane z czujnika przekazywane są do pinu D12 Arduino. Kontrolę stanu urządzenia (alarm uzbrojony/nieuzbrojony) umożliwia mikroprzycisk, który jest podłączony do pinu D7. Oba piny (D12 i D7) wraz z sygnałami modułu zegara czasu rzeczywistego (I²C), stanową komplet sygnałów wejściowych urządzenia. Sygnały wyjściowe obsługują: buzzer odpowiedzialny za generowanie sygnałów akustycznych (D4), czerwoną diodę LED odpowiedzialną za sygnalizowanie wykrytej aktywności (D11), zieloną diodę LED odpowiedzialną za sygnalizowanie stanu alarmu (nieuzbrojony/uzbrajanie/uzbrojony) (D8), dwukanałowy moduł przekaźników umożliwiający podłączenie dwóch niezależnych urządzeń zewnętrznych (np. oświetlenia, D5 i D9) oraz moduł czytnika kart SD (złącze ICSP oraz D10). Dodatkowo, za pomocą magistrali I2C podłączono moduł wyświetlacza LCD.

Schemat ideowy

Działanie

Po włączeniu zasilania (5V), układ automatycznie przechodzi w tryb czuwania, w trakcie którego za pomocą pasywnego czujnika podczerwieni (PIR) monitorowana jest aktywność. Działanie czujnika oparte jest o precyzyjny pomiar temperatury otoczenia. Zastosowany czujnik HC-SR501 umożliwia skuteczną detekcję ruchu w promieniu do kilku metrów. W przypadku wykrycia aktywności, w zależności od ustawień czujnika (potencjometry czułości i opóźnienia), włączana jest dioda czerwona LED. Jednocześnie, na wyświetlaczu pojawia się komunikat o wykryciu aktywności. Właściwe funkcje alarmu uruchamiane są po uzbrojeniu urządzenia za pomocą przycisku.

Naciśnięcie przycisku powoduje uzbrojenie urządzenia. Następuje ono bezpośrednio po upłynięciu czasu potrzebnego na opuszczenie zabezpieczanej strefy. Czas opóźnienia ustawiono sztywno na 10 sekund. Podczas uzbrajania urządzenia, zielona dioda LED miga, a na wyświetlaczu LCD naprzemiennie pojawia się i znika komunikat "uzbrajanie". Po upłynięciu czasu uzbrajania, zielona dioda LED zostaje zaświecona na stałe, co sygnalizuje uzbrojenie alarmu i przejście urządzenia w tryb czuwania. Po uzbrojeniu alarmu, na wyświetlaczu LCD pojawia się komunikatu "uzbrojony". W tym samym czasie, na port szeregowy i na kartę SD wysyłany jest raport o treści: "data; godzina; Alarm rozbrojony". Po uzbrojeniu alarmu, stale wykonywana jest detekcja ruchu. Każde wykrycie aktywności jest sygnalizowane zaświeceniem czerwonej diody LED, odpowiednim komunikatem na wyświetlaczu LCD i dodatkowo sygnałem akustycznym oraz zwarciem obu przekaźników obsługujących urządzenia zewnętrzne. Zdarzenie jest także rejestrowane odpowienim zapisem na karcie SD oraz komunikatem wysyłanym na port szeregowy. Alarm jest anulowany po ustaniu aktywności, bądź po okresie zwłoki czujnika PIR wyznaczonej za pomocą odpowiedniego potencjometru. Ustanie aktywności jest rejestrowane na wyświetlaczu LCD, porcie szeregowym i karcie SD. Rozbrojenie alarmu następuje po kolejnym naciśnięciu przycisku. Zdarzenie rozbrojenia alarmu jest rejestrowane wyłączeniem zielonej diody LED, na wyświetlaczu LCD i porcie szeregowym oraz odpowiednim raportem zapisanym na karcie SD.

Lista części

1. platforma Arduino (tu Leonardo),
2. czujnik ruchu PIR HC-SR501,
3. moduł zegara czasu rzeczywistego DS3231,
4. dwukanałowy moduł przekaźników 5V,
5. buzzer z generatorem 5V, 12mm,
6. moduł czytnika kart SD,
7. dioda LED czerwona,
8. dioda LED zielona,
9. mikroprzycisk,
10. rezystory 100Ω, 280Ω, 330Ω,
11. płytka prototypowa,
12. przewody/mostki,
13. zasilacz/bateria.

Film

Szkic