采用ROHM传感器套件的DIY Arduino家庭安防系统 第1部分-机制

这篇文章来源于DevicePlus.com英语网站的翻译稿。

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在该项目中,我们将使用Arduino Mega和ROHM的传感器评估套件来制作一套DIY Arduino家庭安防系统。该系统使用无源红外传感器(PIR)来检测任何可疑运动,并使用ROHM的温度传感器(BD1020HFV)和气压传感器(BM1383GLV)来检测热量。通过Arduino WiFi Shield将其连接到互联网,以便与Cayenne API进行通信。

当有人闯入您所在区域并检测到人员移动时,系统将触发蜂鸣器并通过Cayenne向您发送电子邮件提醒。当检测到高于预设温度的热量时,也会向您发送提醒邮件。这款家庭安防系统可以通过Cayenne网站或智能手机上的Cayenne App全天候监控。

上一篇文章介绍了如何设置传感器扩展板并连接到Arduino的指南。如果您还没有该指南,可参见ROHM传感器评估套件概述

硬件

软件

工具

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图1. Arduino Mega 2650(左)、ROHM Arduino Shield(右)、ROHM传感器(上)

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图2. Arduino Mega的亚克力外壳

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图3. Arduino WiFi Shield

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图4. 遥控发射器和接收器(4通道)

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图5. Arduino用Grove Base Shield

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图6. Grove PIR移动侦测传感器

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图7. 蜂鸣器

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图8. Grove LED

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图9. Grove Wrapper/Case和面包板

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图10. 公-公连接器和Grove通用4芯电线

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图11. 10KΩ和100Ω电阻器

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图12. 电源:12 VDC

 

安装硬件

首先组装Arduino亚克力外壳。在外壳闭合前,需将用于启动12VDC遥控器的两根电线(红色和黑色)焊接到Arduino VIN(12V)上。

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图13. 组装Arduino外壳,焊接黑色和红色电线

组装外壳后,即可将Mega放入其中。用螺钉将Mega固定在亚克力底座上。

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图14. 将Mega置于外壳内

 

为Arduino和遥控器附件安装亚克力底座

在亚克力板上钻孔以连接Arduino Mega和Grove Wrapper/Case。必须测量模块的尺寸并在表面上标出待钻孔的点。本项目的电路板布设如下图所示(图15)。您可以按自己的偏好习惯重新排列电路板上的模块。使用双面胶带连接面包板和遥控器。

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图15. 亚克力底座,配有Arduino、遥控装置、面包板和Grove Wrapper/Case附件。

然后将刚从Arduino焊接过来的两根黑色和红色线连接到遥控器。注:必须特别留意端子上的极性符号(+和 -)。

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图16. 将两根电线(黑色和红色)连接到遥控器。

将两根公-公连接器线连接到遥控器上的一个继电器通道。我们将使用D通道,如图17所示。

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图17. 将两根公-公电线连接到遥控器。

 

连接上拉电阻和下拉电阻

将两个电阻(100Ω和10Ω)和三根公-公电线连接于面包板上(参见图18)。这些电阻用作将信号从遥控器发送到Arduino的上拉和下拉电阻(通过数字引脚41)。

按下遥控发射器时,遥控器接收器中的继电器会打开/关闭。如果继电器处于“ON”位置,则继电器的5V电源会使Arduino引脚41触发为高电平。

注:继电器为“ON”时,其紫色电线会连接到5V。 将灰色电线连接到Arduino引脚41,黑色电线连接到Arduino GND引脚。

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图18. 两个电阻器和三根公-公电线连接到面包板上

 

连接PIR传感器、蜂鸣器和LED

将PIR传感器、蜂鸣器、绿色LED、蓝色LED和红色LED放入已经拧入亚克力基板的Grove Wrapper/Case中。

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图19. 摆放好PIR传感器、蜂鸣器和LED后,组装基板。

 

连接Arduino WiFi Shield

将WiFi Shield置于Arduino Mega顶部。必须确保引脚正确对齐。

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图20. 将WiFi Shield置于Arduino Mega顶部

 

连接ROHM的传感器扩展板

然后在刚刚安装的Wifi Shield上包裹ROHM的传感器扩展板。同样,也必须确保引脚正确对齐。然后将ROHM的温度传感器 (BD1020HFV) 连接到模拟2接头,ROHM的气压传感器 (BM138GLV) 则连接到ROHM传感器扩展板的I2C接头上(参见图21)。

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图21. 将ROHM的传感器扩展板放置于Arduino WiFi Shield顶部

气压传感器(BM138GLV)可以使用1.8V或3V电源,温度传感器则可使用3V或5V电源。因此,必须将跳线连接到3V从而将电压设置为3V(参见图21)。

有关ROHM传感器的更多资讯,参见 ROHM传感器评估套件概述!

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图22. ROHM传感器扩展板、BD1020HFV和BM138GLV传感器叠放于Arduino WiFi扩展板顶部

 

增加 Grove Base Shield

最后,还应将Grove Base Shield叠放于ROHM传感器扩展板的顶部。这是最后一层扩展板!务必确保引脚正确对齐。此时还应再三检查目前为止堆叠的所有内容是否符合要求。

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图23. Grove Base Shield堆放于ROHM传感器扩展板顶部。

堆叠完成,将黑色电线从面包板连接到Arduino GND引脚。然后将继电器的白色电线连接到Arduino的5V引脚,并将灰色电线从面包板连接到Arduino引脚41。

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图24. 系统整体设计

 

通过Grove Base Shield将PIR传感器、蜂鸣器和LED连接到Arduino

将PIR传感器、蜂鸣器和LED连接到Arduino。将Grove通用4芯电线上的一个连接器连接到传感器,另一个连接器连接到Grove Base Shield。引脚号已经标记在Grove Base Shield上,因此应很容易对照。使用下表作为参考:

 

从以下部位 连接至Arduino
PIR 移动侦测传感器 Arduino 引脚 2 (数字)
蓝色 LED Arduino 引脚 4 (数字)
绿色 LED Arduino 引脚 6 (数字)
红色 LED Arduino 引脚 8 (数字)
蜂鸣器 Arduino 引脚 5 (数字)
遥控器 Arduino 引脚 41 (数字)

 

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图25. 通过Grove Base Shield连接PIR传感器、蜂鸣器、LED和Arduino。

 

所分配的引脚编号应始终保持一致;这些编号将按照我们的程序进行编码:

#define PIR_MOTION_SENSOR2//使用引脚2接收来自模块的信号

#define LED14//检测到发生移动时蓝色LED灯亮

#define LED26//触发警报后绿色LED灯亮

#define LED38//如果移动侦测和触发开关都开启,则红色LED灯亮

#define buzzer5//蜂鸣器

#define remote41//远程控制

 

硬件安装完成!以上为DIY Arduino家庭安防系统的第1部分。在第2部分中,我们将编写一个离线程序来测试我们刚刚创建的系统,并连接到Internet以便使用Cayenne API进行无线控制。我们将引导您完成myDevices Cayenne的创建,并建立连接(系统到您的Cayenne帐户),这样即使您不在家,也可以无线控制安防系统。敬请关注!

点击这里阅读本文的第2部分 >