Bảo mật luôn là mối quan tâm lớn đối với tất cả chúng ta và có rất nhiều hệ thống giám sát và an ninh dựa trên công nghệ cao và IoT có sẵn trên thị trường. Intruder hay Burglar Alarm là một trong những dự án kinh điển và phổ biến trong giới sinh viên và những người yêu thích Điện tử. Chúng tôi cũng đã chế tạo nhiều Báo động chống trộm dựa trên các công nghệ khác nhau:
- Mạch báo động an ninh bằng laser
- Báo động bảo mật dựa trên IR
- Báo trộm sử dụng PIR
- Hệ thống bảo mật dựa trên GSM
Hôm nay, chúng tôi sẽ thêm một Cảnh báo an ninh nữa trong danh sách của mình dựa trên Cảm biến siêu âm. Cảnh báo cửa có điều khiển bằng Arduino này có thể được lắp đặt gần cửa để phát hiện sự hiện diện của bất kỳ ai ở cửa. Bất cứ khi nào ai đó đến trong phạm vi của cảm biến siêu âm, còi bắt đầu phát ra tiếng bíp. Bạn có thể điều chỉnh phạm vi phát hiện cảm biến tùy theo cửa của bạn. Hệ thống này cũng có thể phục vụ mục đích của Máy dò chuyển động.
Các thành phần bắt buộc:
- Breadboard
- Thiết bị cảm biến sóng siêu âm
- Buzzer
- Arduino Mega (bất kỳ mô hình nào)
- Dây nhảy
- Cáp USB cho Arduino hoặc bộ chuyển đổi 12v, 1A.
Mô-đun cảm biến siêu âm:
Cảm biến siêu âm HC-SR04 được sử dụng ở đây để phát hiện sự hiện diện của bất kỳ người nào ở cửa. Mô-đun cảm biến bao gồm máy phát siêu âm, máy thu và mạch điều khiển. Cảm biến siêu âm bao gồm hai mắt hình tròn, trong đó một mắt được sử dụng để truyền sóng siêu âm và mắt còn lại để nhận nó.
Chúng ta có thể tính toán khoảng cách của vật thể dựa trên thời gian sóng siêu âm quay trở lại cảm biến. Vì đã biết thời gian và tốc độ âm thanh nên chúng ta có thể tính quãng đường bằng công thức sau.
- Khoảng cách = (Thời gian x Tốc độ âm thanh) / 2
Giá trị được chia cho hai vì sóng truyền về phía trước và phía sau trên cùng một khoảng cách. Nhưng trong dự án này, chúng tôi đã sử dụng thư viện NewPing.h , và thư viện này sẽ xử lý tính toán này và chúng tôi chỉ cần sử dụng một số từ khóa, giải thích được đưa ra trong phần lập trình bên dưới.
Kiểm tra dự án dưới đây để đo khoảng cách của bất kỳ đối tượng nào và để hiểu đúng cách hoạt động của cảm biến siêu âm:
- Đo khoảng cách dựa trên Arduino bằng cảm biến siêu âm
- Đo khoảng cách sử dụng HC-SR04 và Vi điều khiển AVR
Sơ đồ mạch và giải thích:
Kết nối mạch cho Báo động siêu âm này rất đơn giản. Chân kích hoạt của cảm biến siêu âm được kết nối với chân số. 12 của Arduino và chân Echo của cảm biến được kết nối với chân số 11 của Arduino. Vcc của cảm biến được kết nối với chân 5V của Arduino và GND của cảm biến được kết nối với GND của Arduino. Một chân của buzzer được kết nối với GND của Arduino và chân còn lại được kết nối với chân thứ 8 của Arduino.
Giải thích làm việc:
Làm việc này Alarm Arduino cửa là rất dễ dàng. Bất cứ khi nào có bất kỳ ai đến trong đường đi / phạm vi của Cảm biến siêu âm, bộ vi điều khiển sẽ phát hiện khoảng cách của đối tượng từ cảm biến và nếu đối tượng nằm trong phạm vi xác định, nó sẽ gửi tín hiệu Cao đến bộ rung và bộ rung bắt đầu phát ra tiếng bíp.
Bạn có thể kiểm tra mạch bằng cách đặt bất kỳ thứ gì trước cảm biến trong phạm vi, kiểm tra Video để minh họa. Chức năng này của Cảm biến siêu âm cũng có thể được sử dụng để chế tạo Robot tránh chướng ngại vật.
Giải thích lập trình:
Trong dự án này, chúng tôi đã sử dụng Thư viện NewPing.h cho cảm biến siêu âm, được phát triển bởi Tim Eckel. Mặc dù chúng ta có thể sử dụng Cảm biến siêu âm mà không cần thư viện này như chúng ta đã làm trong dự án trước đây của mình, nhưng Thư viện này cung cấp nhiều tính năng tốt cho Cảm biến siêu âm và nó trở nên dễ dàng để viết mã cho cảm biến siêu âm bằng cách sử dụng thư viện này. Chúng ta có thể sử dụng các chức năng của cảm biến siêu âm một cách dễ dàng bằng cách sử dụng thư viện này mà không cần viết quá nhiều dòng mã; nó giống như các thư viện khác được sử dụng để xử lý độ phức tạp ở cấp thấp hơn.
#include
Bạn có thể kiểm tra tất cả các tính năng, công dụng và mã mẫu của Thư viện này bằng cách nhấp vào liên kết này. Đồng thời kiểm tra trang Arduino chính thức của Thư viện này.
Bản phát hành mới nhất của Thư viện có thể được tải xuống từ liên kết đã cho ở trên. Hơn nữa, chúng tôi đã tải xuống Thư viện từ liên kết dưới đây, được sửa đổi cho Teensy:
github.com/PaulStoffregen/NewPing
Trước tiên, bạn nên kiểm tra cảm biến bằng cách ghi Mã ví dụ được cung cấp trên trang của nó. Chúng tôi cũng đã sử dụng Mã ví dụ cho dự án của mình và sửa đổi chúng theo Dự án báo động cửa của chúng tôi.
Chân kích hoạt được kết nối với chân 12 của Arduino và chân Echo được kết nối với chân 11 của Arduino. MAX_DISTANCE có nghĩa là khoảng cách mà cảm biến có thể phát hiện chướng ngại vật là 500 cm hoặc 5m.
# xác định TRIGGER_PIN 12 # xác định ECHO_PIN 11 # xác định MAX_DISTANCE 500
Dòng dưới đây cho biết Tốc độ truyền mà tại đó dữ liệu được gửi đến cổng nối tiếp Arduino từ cảm biến siêu âm.
Serial.begin (115200);
Chân số 10 được định cấu hình làm chân đầu ra và được kết nối với bộ rung. Chân khác của buzzer được kết nối với GND của Arduino.
pinMode (10, OUTPUT);
Trong hàm void echoCheck () , sonar.ping_result / US_ROUNDTRIP_CM được sử dụng để tính toán khoảng cách của chướng ngại vật từ cảm biến. cờ được sử dụng để thực hiện còi khi chướng ngại vật nằm trong phạm vi 50 cm tính từ cảm biến siêu âm. Bạn có thể thay đổi 'khoảng cách' này theo yêu cầu của bạn hoặc kích thước cửa của bạn.
if ((sonar.ping_result / US_ROUNDTRIP_CM) <50) flag = 1; else if ((sonar.ping_result / US_ROUNDTRIP_CM)> 50) flag = 0;
Code được Tác giả của thư viện NewPing.h nhận xét rất tốt và có thể dễ hiểu. Hơn nữa, bạn có thể kiểm tra trang thư viện để hiểu rõ hơn về nó và có thể sử dụng thư viện này để thực hiện các dự án phức tạp bằng cách sử dụng cảm biến siêu âm. Mã đầy đủ cho dự án Door Alarm này được đưa ra dưới đây.
Cảm biến siêu âm chủ yếu được sử dụng để đo khoảng cách từ bất kỳ đối tượng nào, nhưng ở đây chúng ta có thể thấy rằng nó có thể được sử dụng làm Báo động an ninh hoặc Báo động cửa với Arduino. Tương tự như vậy, chúng tôi có thể tạo nhiều dự án hữu ích bằng cách sử dụng điều này như: Bộ điều khiển và chỉ báo mức nước tự động bằng Arduino