Proteggi in modo intelligente la tua casa intelligente: 14 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Sto partecipando al concorso sicuro e protetto. Se ti piace il mio tutorial, per favore votalo! Ti mostrerò come proteggere in modo semplice ed economico la tua casa e il suo ambiente. Contiene dei segmenti in cui imparerai come: 1. Configura il tuo sistema di chiusura della porta con impronte digitali2. Controlla la tua casa e gli elettrodomestici anche se sei assente3. Configurare le telecamere in modo da avere un ampio raggio visivo4. Tieni traccia di dispositivi e oggetti rubati o smarriti5. Attivare alcuni sistemi di allarme a causa di determinate reazioni

Passaggio 1: componenti

Per il sistema di tracciamento: 1x MKR GSM 1400 (https://www.store.arduino.cc) Per la fotocamera: 1x Arduino Uno1x telecamera di sicurezza1x condensatore da 100 uF2x sensore di movimento PIR1x ServoBreadboardPer il sistema di blocco della porta con impronte digitali:1x Arduino Uno1x Adafruit LCD (16 x 2) 1x sensore di impronte digitali FPM1OA (Adafruit)1x motore1x driver del motorebatteria 9V (opzionale)2x batteria ricaricabile da 3,7V1x LockVeroboardPer il sistema di monitoraggio domestico:1x Arduino uno1x Ethernet shield e cavo di rete RJ-451x LM351x Buzzer1x LDR1x sensore di movimento PIR4x LED bianchiBreadboard/ veroboard Alcuni dei componenti di cui sopra possono essere acquistati in qualsiasi negozio al dettaglio nelle vicinanze, ad esempio LED, batterie, ecc. Altri possono essere acquistati su AliExpress.com (https://aliexpress.com), ebay (ebay.com), Arduino (https:/ /www.arduino.cc), Adafruit (https://www.adafruit.com) o Amazon (https://www.amazon.com)

Passaggio 2: strumenti e app

Stampante 3DMultimetroSaldatoreCollaAPP: Arduino IDE (https://www.arduino.cc/en/Main/Software)Fritzing (https://fritzing.org/download)

Passaggio 3: panoramica dei componenti

La scheda arduino ha un microcontrollore che funge da cervello, riceve e invia segnali per il corretto funzionamento. MKR GSM 1400 è una scheda arduino che supporta servizi GSM come effettuare chiamate, inviare messaggi, ecc. È necessario installare una scheda SIM. La schermatura Ethernet è normalmente montata sulla scheda arduino. Viene utilizzato per la comunicazione su Internet. Ha uno slot SD in modo che sia possibile accedere ai dati in una scheda SD. La tastiera viene utilizzata per inserire i dati in un sistema. Il driver del motore L298N viene utilizzato per controllare la velocità e la direzione di rotazione dei motori. Il sensore di movimento PIR è costituito da tre pin, terra, segnale e alimentazione sul lato o sul fondo. I moduli PIR di grandi dimensioni azionano un relè anziché un'uscita diretta. I servomotori sono motori CC con riduttore con un circuito incorporato al loro interno. Sono composti da motore DC, riduttore, potenziometro e circuito di controllo. Normalmente utilizzato per trasformare i dispositivi in un angolo richiesto. LM35 è un sensore di temperatura IC di precisione con la sua uscita proporzionale alla temperatura (in gradi Celsius). LDR è un resistore dipendente dalla luce, può dire se un luogo è buio o meno. LCD è utilizzato come dispositivo di visualizzazione. Visualizza caratteri alfanumerici. Il sensore di impronte digitali FPM1OA è un sensore che determina e rileva le impronte digitali. Viene utilizzato per motivi di sicurezza.

Passaggio 4: cablaggio elettrico del blocco delle impronte digitali

Come mostrato nello schema del circuito, tutti i pin devono essere collegati di conseguenza. Ho usato la batteria da 3,7 V per alimentare il motore e ho usato il connettore USB per alimentare la scheda Arduino. La batteria da 9V può essere utilizzata volendo o come backup. Il display LCD collegato alla scheda Arduino è utilizzato per l'interazione. Gli ID vengono inseriti tramite la tastiera collegata alla scheda Arduino. Il sensore di impronte digitali verifica la validità, anch'esso collegato alla scheda Arduino. E infine, il motore CC controllato dal modulo L298N gira in senso orario o antiorario. Notare che la serratura è fissata al motore e la rotazione del motore apre/chiude la porta. Ci sono diversi lucchetti sul mercato, basta procurarsene uno adatto.

Passaggio 5: codice e operazione di blocco delle impronte digitali

Per una visualizzazione corretta, tutti i codici utilizzati in questa istruzione possono essere ottenuti qui (https://drive.google.com/file/d/1CwFeYjzM1lmim4NhrlxIwW-xCREJmID6/view?usp=sharing). Ho commentato ogni sezione dei codici per chiarezza. Per iniziare, ho caricato il codice "Registra" dalla libreria delle impronte digitali e ho aggiunto un'impronta digitale. Una volta caricato il codice, il sistema attende che venga posizionato un dito sul sensore. Non c'è bisogno di impronte digitali per qualcuno all'interno, premendo la tastiera si apre la porta. Ma per le persone che entrano, viene verificata la validità dell'impronta digitale, se valida, il lucchetto si apre e viene visualizzato un messaggio contenente il nome associato all'ID dell'impronta digitale, altrimenti la porta rimane bloccata. Controlliamo il codice! La prima riga del setup () è solo per preparare il terreno. In primo luogo, ho incluso le librerie di cui avevo bisogno. (Tutte le librerie sono incorporate nel link sopra) Quindi ho configurato i pin di trasferimento dati per il mio sensore di impronte digitali. Ho quindi definito i pin utilizzati nello schema elettrico: cioè i pin per il sensore di impronte digitali, il modulo driver L298N, il display LCD. ha dichiarato alcuni array, caratteri e numeri interi. Anche il passcode, che di default è 0000, è però modificabile. Ho anche configurato la tastiera identificandone il numero di righe e colonne; e i suoi personaggi. Quindi ho definito i pin digitali a cui era connesso. Quindi ho configurato il modulo fingerprint con la libreria e dichiarato la variabile 'id'. La prossima è la funzione setup() che viene eseguita solo una dopo quando il sistema è acceso. Ho impostato il baud velocità della comunicazione seriale a 9600; e quella dell'impronta digitale a 57600. Ho configurato le modalità del pin del driver L298N su 'OUTPUT'. Ho determinato le dimensioni dell'LCD, ho cancellato lo schermo e ho visualizzato "Standby". Quindi ho seguito la funzione loop(), dove si verifica l'esecuzione. Ho determinato la carattere di input: se è 'A', significa che un nuovo modello vuole essere aggiunto. Pertanto, viene richiesto un codice di accesso che è impostato su 0000 (può essere modificato), se non corrisponde verrà visualizzato "Codice errato". Se è "B", la porta viene aperta per 6 secondi per l'uscita. Quindi " Place finger" viene visualizzato dopo. Dopo il loop() ci sono OpenDoor() e CloseDoor() per aprire e chiudere la porta. La prossima è la funzione getPasscode(). Ottiene il codice di accesso digitato e li memorizza nell'array c[4] e confronta se è corretto. Successivamente sono le funzioni Enrolling() e getFingerprintEnroll() utilizzate per registrare un nuovo ID utilizzando le funzioni readnumber() e getImage(). Dopo, "Posiziona il dito" e "Rimuovi il dito" vengono visualizzati quando il dito deve essere posizionato o rimosso. Ho usato il normale metodo di scansione delle impronte digitali, ovvero l'immagine dello stesso dito viene acquisita due volte. La funzione readnumber() ottiene il numero ID come formato a 3 cifre e restituisce il numero alla funzione di registrazione. Nota che l'intervallo di ID va da 1 a 127. Infine arriva la funzione getFingerprintIDez(), l'ho chiamata nel ciclo. Scansiona un'impronta digitale e gli dà accesso se riconosciuto. Se l'impronta digitale non viene riconosciuta, viene visualizzato "Accesso negato", dopo 3 secondi viene visualizzato nuovamente il messaggio "Appoggiare il dito". Per un'impronta digitale riconosciuta, viene visualizzato un messaggio di "benvenuto" e il relativo ID. Quindi la porta si apre. Le porte sono ora sicure, rimane l'ambiente e l'interno della casa.

Passaggio 6: estensione della portata delle telecamere

Le telecamere vengono utilizzate sia all'interno che all'esterno, ma a volte i campi di visualizzazione e rotazione non sono favorevoli. Questo potrebbe non rendere la sicurezza abbastanza stretta a meno che non ne vengano installate altre. Quindi, invece di utilizzare fino a tre telecamere in cui è possibile utilizzarne una, ho progettato un supporto per le telecamere. Questo supporto ruota la fotocamera in diverse angolazioni. Quindi questo mi consente di avere un raggio di visione di oltre 230 gradi. Ciò consente anche di risparmiare il costo di telecamere non necessarie e risoluzione dei problemi non necessaria. Questo è il modo in cui l'ho risolto: ho usato il servomotore e i sensori di movimento PIR. Ho preso una base e ci ho installato il servo. Quindi ho installato due sensori di movimento PIR. Ho ottenuto una base più grande per contenere il cablaggio. Ho attaccato una piastra sul servo e ho posizionato la fotocamera su di essa in modo che il servo ruoti la fotocamera. La stampante 3D è stata utilizzata per stampare il supporto di plastica e la piastra. Pertanto, il servo gira nella direzione del sensore di movimento PIR che rileva il movimento.

Passaggio 7: il movimento che segue la progettazione del circuito della fotocamera

I sensori di movimento sono collegati all'arduino uno, con VCC a 5V, GNG a GND e il pin del segnale ai pin 2 e 3. Il servo è collegato al pin 4. Il condensatore da 100 uF è collegato tra GND e VCC del servo. Nota: il driver del motore può essere utilizzato anche per azionare il servo.

Passaggio 8: il codice della telecamera rotante

Ho incluso la libreria necessaria, quindi ho creato un oggetto servo. Successivamente ho definito i Pin per i sensori PIR. Ho quindi dichiarato l'angolo di rotazione della telecamera e ho inizializzato gli stati precedente e corrente del servo. Nella funzione setup(), ho collegato il pin del servo e configurato i pinModes per i sensori PIR, quindi ho impostato la telecamera al centro. loop(), ho dichiarato variabili per ottenere i dati sui pin. Quindi determinato lo stato dei sensori di movimento in modo da sapere a chi rivolgersi. Se c'è un cambiamento di stato, l'angolo di sterzata viene impostato sullo stato appropriato; altrimenti la posizione è mantenuta. Infine, ho impostato precedente allo stato corrente e il ciclo ricomincia.

Passaggio 9: controllo della casa e degli elettrodomestici

Per rafforzare la sicurezza della casa, ho utilizzato il modulo Ethernet, LDR, LM35 e il sensore di movimento per essere in linea con la casa. Con questi, sono stato in grado di:a) Controllare gli apparecchi tramite Ethernet;b) conoscere lo stato dell'ambiente come la temperatura ecc.;c) Sapere se c'è qualcuno in casa.

Passaggio 10: cablaggio e circuito

Lo shield Ethernet è montato su Arduino Uno. Il cavo di rete RJ-45 è necessario per la connessione al router o al modem. Il cicalino, il sensore di movimento, la lampadina a LED sono collegati ai pin digitali 2, 3 e 6. Ho realizzato la lampadina a LED saldando 4 LED luminosi in parallelo su una veroboard, poi lo ha chiuso con un perspex trasparente. I due fili di uscita vanno al circuito. (Uno simile può essere ottenuto sul mercato). LDR e LM35 sono collegati ai pin analogici 0 e 1. Gli altri pin vanno a GND, il terzo pin per il PIR e LM35 va all'alimentazione.

Passaggio 11: codice e funzionamento del controllo domestico

Ho incluso le librerie, definito i pin Buzzer, sensore PIR, LED, LDR, LM35. L'indirizzo MAC è sullo shield, dovrebbe essere specificato correttamente. Dovrebbe essere specificato anche l'indirizzo IP. Poi c'è la variabile di richiesta e l'indirizzo del server web. Poi c'è la funzione setup(), ho configurato le modalità pin e inizializzato le connessioni del server e della schermatura Ethernet. Nella funzione loop(), ho dichiarato alcune variabili, ho chiamato funzioni e ho letto ingressi. Quindi viene controllata la luminosità delle stanze se accendere la luce. Quindi i client vengono ascoltati e anche la richiesta http viene controllata. Ciò che viene dopo controlla la visualizzazione della pagina Web che mostra lo stato della stanza e i pulsanti per eseguire alcune azioni. Dopo il ciclo vengono alcune funzioni per il controllo della luce: La funzione onLight() sulla luce alla sua massima luminosità. La funzione offLight() sulla luce. dimLight() funzione sulla luce fino a un quarto della sua luminosità.

Passaggio 12: dispositivi di localizzazione

Ho progettato un sistema di sicurezza in grado di rilevare la posizione dei miei dispositivi sul mio smartphone tramite un SMS con un collegamento di Google Maps. Ho utilizzato un Arduino MKR GSM 1400, un'antenna e un pacco batteria LiPo. È necessaria anche una scheda SIM funzionante. Per connettersi alla rete sono necessari PIN, APN e altre credenziali. Quando ho inviato un SMS con il carattere di richiesta, ho ricevuto un SMS ricevuto contenente la Longitudine e la Latitudine e il link di Google Maps. Per configurarlo, l'antenna è collegata a la scheda con la scheda SIM inserita, quindi la batteria viene collegata al connettore JST come mostrato nello schema sopra. Successivamente, può essere collegata a qualsiasi dispositivo in modo che, in caso di furto o smarrimento, possa essere recuperato.

Passaggio 13: il codice funzionante

La prima sezione serve per importare le librerie necessarie. Poi arrivano il PIN, l'APN, il nome utente e la password. Questo dovrebbe essere riempito. Segue la funzione setup(), l'oggetto location viene inizializzato e la connessione dati viene stabilita. Dopo la funzione loop(), è stata chiamata la funzione getLocation(), quindi se viene ricevuto un SMS, viene controllato se viene inserito il messaggio di richiesta corretto, che qui “T”, se il carattere è corretto, viene inviato un SMS contenente la posizione del dispositivo. Nota: il carattere della richiesta può essere modificato. Per ridurre al minimo il consumo di energia, la scheda viene ibernata per 70 secondi. getLocation() ottiene le coordinate tramite rete cellulare, se sono disponibili nuove coordinate le aggiorna. La funzione connectNetwork() utilizza gsmAccess metodi.begin e gprs.attachGPRS per connettere la scheda alla rete dati.

Passaggio 14: finalizzazione

L'implementazione dei sistemi di cui sopra rende sicuri. È un sistema tecnicamente guidato, quindi facile da controllare. Si noti che per massimizzare il consumo di energia, è possibile utilizzare le porte USB al posto delle batterie (se le porte sono prontamente disponibili). Ho commentato in modo completo i codici per una facile comprensione e una corretta funzionalità, così anche i principi di funzionamento. Non dimenticare di estrarre le librerie nella directory corretta. Inoltre, le telecamere di sicurezza dovrebbero essere installate con saggezza in modo tale da mimetizzarsi con l'ambiente. Ciao, ti auguro una giornata sicura.