Своими руками gsm контроллер схема
Добавил пользователь Alex Обновлено: 19.09.2024
Построив пару лет назад загородный дом, у меня как и у большинства дачников, встал вопрос с охраной загородного дома. А при желании приехать туда на выходные или праздники в зимний период, нужен был способ включить обогрев дома дистанционно за несколько часов до приезда, чтобы к приезду в доме было не так холодно, как на улице, а уже градусов +20С.
Занялся этим вопросом и выяснил: сейчас на рынке очень много различных систем и устройств, которые могут сочетать в себе всё то, что мне необходимо. Они делятся на два основных типа: первый тип - это те устройства, которыми можно управлять с телефона, набирая в тоновом режиме цифры от "0" до "9", включать или отключать необходимые программы работы или дополнительные устройства. Второй тип - это оборудование, которым необходимо управлять через интернет, с компьютера или телефона-смартфона. Вторые устройства были более продвинутые, но стоили в разы дороже и управлять ими, может и проще, но надо иметь под рукой интернет, а в загородном доме не всегда работает или присутствует интернет.
Поэтому был выбран первый вариант. Данные устройства представляют из себя небольшой блок (см. фото ниже), в который вставляется СИМ карта мобильного оператора связи (как в обычный телефон), и при звонке на этот номер с любого телефона можно не только управлять данным устройством, но и получать от него обратную связь. Для защиты его от постороннего вмешательства, набрав номер телефона, сначала необходимо в тоновом режиме ввести код доступа к устройству и только потом, нажимая на цифры 0-9, включать или отключать необходимые программы работы или включать/отключать дополнительное оборудование. Меня больше интересовал вариант именно с включением обогрева дома, поэтому рассматривался вариант с GSM розеткой. Но ввиду ограниченной мощности и небольшого функционала, выбор пал на устройство "Охранная GSM сигнализация" рис. 2.
GSM охрана
Сначала рассмотрим именно вариант GSM охраны, так как основное устройство, как уже говорил, выбрал именно как GSM сигнализацию.
Данное устройство, как на рис.2, представляет целый охранный комплекс с несколькими беспроводными датчиками и с GSM оповещением.
В комплект поставки входит:
Центральный блок (контрольная панель) - 1 шт.
Стабилизированный блок питания - 1 шт.
Антенна штыревая - 1 шт.
Пульт (брелок) - 2 шт.
Проводная сирена - 1 шт.
Беспроводной датчик для двери - 1 шт.
Беспроводной датчик движения - 1 шт.
Инструкция (на русском языке) - 1 шт.
При необходимости в магазинах вашего города можно докупить другие датчики: датчик дыма, утечки газа, температуры, уровня жидкости (воды, топлива) уличные сирены, усилители сигнала, реле и тд.
Вот что я заказал, и мне привезли на следующий день.
GSM сигнализация
GSM сигнализация комплект поставки
Данного комплекта вполне хватило, чтобы обеспечить охрану дома. Один беспроводной датчик был установлен на открытие металлической двери в дом, а второй IR-объемный в самом доме, на случай проникновения через окна. Вся настройка, согласно прилагаемой инструкции, заняла не более 20-30 минут. Сначала была установлена антенна, вставлена SIM карта и совершен звонок на указанный номер, чтобы проверить, что всё работает. Женский голос ответил: "введите код доступа". Далее я повесил трубку и отправил СМСкой два номера телефона на случай срабатывания, куда они должны будут послать СМС с номером сработавшей зоны и/или перезвонить. Далее, согласно инструкции, я прописал датчики по зонам и повесил их на свои места. Ну и конечно, самое интересное - это было проверить как они сработают. Если при открывании двери всё было понятно, то датчик движения было интересно обмануть. С учётом того, что на дворе уже декабрь, и время было тёмное, - попытался пройти, то быстро, то медленно, то со светом, то в темноте, но датчик всё равно меня засекал и включал мерзкий писк сирены, параллельно отправляя СМС со словом "ALARM" и номером сработавшей зоны. Меня это устроило, и я перешёл к основному, что требовалось мне от данного устройства, а это дистанционное GSM управление отоплением.
GSM управление отоплением дома своими руками
Как я уже писал выше, в принципе, большинство людей устроило бы устройство, которое называется "GSM розетка". Но мне надо было управлять не одним обогревателем, а как минимум тремя в разных комнатах и на двух этажах. Цена трёх розеток получалась выше и такое управление менее удобно в работе. Поэтому из огромного количества предложений на рынке я выбрал GSM сигнализацию, у которой было встроено реле мощностью 5А на 220в. Далее был подобран контактор с возможностью установки на DIN рейку в щиток со всей электрикой. Контактор подобрал исходя из количества потребителей и их мощности. Из бюджетного выбрал IEK КМ 40-40: на 4 линии по 10А каждая, с мощностью внутреннего реле и потребления электричества менее 0,1А, что с огромным запасом подходило к выбранной сигнализации.
GSM сигнализация разъем подключения
GSM сигнализация подключение контактора
Модульный контактор для GSM сигнализации
В своё время, когда я строил дом, и сейчас во всех проектах для ускорения процесса стройки я отказался от разветвительных коробок. У меня все провода от каждой лампочки и, практически, от каждой розетки приходили в щиток. Найдя по надписям на проводах необходимые розетки, не составило особого труда подключить каждый обогреватель на свою линию, оставив на розетки стандартные автоматы на 16А и не перегрузив сам контактор.
Схема подключения контактора
Щиток с установленным контактором и GSM-модулем для охраны и управления.
Настройка, подключение и установка всего оборудования заняла не более трёх часов. Теперь зная, что утром по зиме мы соберёмся на дачу, я с вечера в ночь (тариф меньше на электричество) включаю обогреватели, а к приезду во всём доме уже +20 +22С. В качестве обогревателей во всём доме были выбраны конвекторы Тимберк мощностью от 1,5кВт до 2кВт. Компания, которая продала и настроила мне GSM сигнализацию после моей доработки, теперь всем желающим предлагает её как способ охраны дома и возможное дистанционное GSM управление отоплением дома электрокотлом; с возможностью включения и выключения освещения, подсветки дома или другого оборудования.
Необходимые компоненты
Аппаратное обеспечение
- Микроконтроллер ATmega16 (купить на AliExpress).
- GSM модуль (SIM900 или любой другой) (купить на AliExpress).
- Программатор AVR-ISP (купить на AliExpress), USBASP (купить на AliExpress) или другой подобный.
- Адаптер на 12В.
- JHD_162ALCD (ЖК дисплей 16x2) (купить на AliExpress).
- Кнопки.
- Резисторы 10 кОм (купить на AliExpress).
- Потенциометр (купить на AliExpress).
- 10 пиновый FRC кабель.
- Источник питания с напряжением 5 Вольт
Программное обеспечение
CodeVisionAVR (или другое подобное, например, Atmel Studio)
SinaProg – для загрузки программы в микроконтроллер ATmega8 с помощью программатора USBASP. Можно использовать и другую аналогичную программу.
Общие принципы работы GSM модуля
GSM модуль можно использовать даже без микроконтроллера, используя для управления им набор команд управления модемом (AT commands). Как показано на приведенном рисунке GSM модуль имеет в своем составе адаптер последовательного синхронного/асинхронного порта (USART), поэтому он может быть напрямую соединен с компьютером при помощи модуля MAX232. А с использованием контактов Tx (передача) и Rx (прием) его можно подсоединить к микроконтроллеру. Также на плате GSM модуля вы можете видеть другие контакты, такие как MIC+, MIC-, SP+, SP- которые используются для подключения микрофона или громокоговорителя. GSM модуль можно запитать с помощью адаптера на 12В используя разъем для постоянного тока.
Вставьте вашу SIM карту в соответствующий слот модуля и подайте питание, при этом на плате должен загореться светодиод, свидетельствующий о подаче питания. Потом подождите минуту или чуть больше, вы увидите как красный (может использоваться и другой цвет) светодиод будет мигать каждые 3 секунды. Это будет означать что ваш модуль готов к установлению соединения используя вашу SIM карту. После этого вы можете подсоединить к нему сотовый телефон или микроконтроллер.
Управление GSM модулем с использованием набора команд управления модемом (AT commands)
Управлять GSM модулем можно единственным способом – используя набор команд управления модемом (AT commands). К примеру, если вы хотите узнать активен ли ваш GSM модуль вы передаете на него команду “AT” и модуль должен ответить на нее “OK”.
Весь список команд управления модемом (AT commands) можно найти в соответствующих справочниках (он весьма обширен), здесь же в нижеприведенной таблице вы можете увидеть наиболее часто используемые (востребованные) из этих команд.
Работа схемы
Схема соединений устройства на макетной плате приведена на следующем рисунке.
В схеме необходимо сделать следующие соединения:
1. Tx и Rx GSM модуля to Rx (Pin14) и Tx (Pin15) микроконтроллера Atmega16 соответственно.
2. Кнопки to PD5 (Pin19) and PD6 (Pin20).
3. Соединения с ЖК дисплеем:
• RS - PA 0
• R/W - PA1
• EN - PA2
• D4 - PA4
• D5 - PA5
• D6 - PA6
• D7 - PA7
Создание проекта для Atmega16 в программной среде CodeVision
Необходимо выполнить следующую последовательность действий.
Шаг 1. Откройте CodeVision, выберите в ней пункт меню File -> New -> Project. В появившемся диалоговом окне нажмите Yes.
Шаг 2. Откроется CodeWizard. Кликните в ней на первой опции, то есть AT90, затем нажмите OK.
Шаг 3. Выберите свой микроконтроллер, в нашем случае им будет Atmega16L.
Шаг 4. Кликните на USART. Выберите передатчик и приемник кликнув по ним как показано на рисунке.
Шаг 5: Кликните на "Alphanumeric LCD" и выберите "Enable Alphanumeric LCD support" как показано на рисунке.
Шаг 6: Выберите пункт меню Program -> Generate, Save and Exit. На этом этапе можно сказать, что половина работы уже выполнена. Но если кто не хочет использовать CodeVision то, разумеется, всю эту часть кода можно запрограммировать и вручную.
Шаг 7. Создайте новую папку на рабочем столе чтобы записывать туда наши файлы.
У нас будет 3 диалоговых окна (будут появляться последовательно одно за другим) для сохранения наших файлов.
Сделайте то же самое (что и на представленном рисунке) с двумя другими диалоговыми окнами – то есть сохраните предлагаемые ими файлы.
После этого рабочая область программы будет выглядеть следующим образом:
Теперь мы должны написать только часть кода, отвечающую за взаимодействие с модулем GSM.
Исходный код программы на языке С (Си) с пояснениями
В рассматриваемом нами способе создания программы все заголовочные файлы должны автоматически прикрепиться к проекту за исключением того что необходимо будет вручную подключить заголовочный файл delay.h и объявить все переменные. Полный текст программы будет приведен в конце статьи, здесь же будет дано пояснение лишь отдельных фрагментов программы.
Обеспечить безопасность жилища на момент отсутствия хозяев позволит сигнализация. Существует много ее видов, обладающих различными возможностями, от простого звукового оповещения, до вызова наряда полиции. Для бюджетного домашнего применения хорошо подойдет gsm сигнализация, собранная своими руками.
Ее несравненным плюсом считается оповещение владельца при проникновении посторонних через охранный периметр помещения. Сама конструкция невероятно дешева и проста. Сделать такую систему под силу любому человеку, способному держать паяльник.
Суть работы gsm сигнализации
К примеру, в случае ложного срабатывания, владелец при помощи SMS может отключить сигнализацию. Или же, когда ответа от извещаемого абонента нет, система автоматически вызывает наряд полиции. Одна из систем сигнализации со множеством возможностей
Конечно, чтобы обеспечить подобную гибкость у самодельной gsm сигнализации, придется осуществить дополнительные траты на логический блок – компьютер, присоединяемый к нему модуль связи и соответствующие по параметрам сенсоры.
Все это в комплексе позволит создать систему оповещения не хуже, чем продаваемые официально в магазинах. Причем цена самостоятельно собранной будет намного ниже представленных на рынке вариантов.
Где можно применить?
Область применения GSM сигнализации весьма широка. Она может использоваться не только в качестве охранной для квартир, частных домов, дачных строений или магазинов. Даже в самом простом варианте изготовления, ее функций достаточно для оповещения владельца о каком-либо физическом событии.
К примеру, доступна установка ее на систему полива огорода, чтобы шли сигналы о закончившейся воде. Или можно использовать в качестве пожарной – при срабатывании датчика дыма и огня происходит звонок владельцу. Все зависит только от типа сенсоров. Различные датчики
Хороша GSM сигнализация и для защиты своего авто от угона или обворовывания. В первом случае, приятным бонусом будет возможность найти пропажу радиопеленгацией телефона.
Как сделать gsm сигнализацию из телефона своими руками?
Будет рассмотрен самый бюджетный вариант из всех возможных для подобной сигнализации. Оповещение срабатывает в случаях изменения объема отслеживаемого пространства. Оно происходит, если в поле зрения сенсора появляется крупный предмет, человек или какое-либо движение.
Комплектующие и материалы
Инструкция по монтажу и подключению
Кнопочный сотовый телефон разбирается до печатной платы. Некоторые модели позволяют снимать сами кнопки под экраном. Для этого их достаточно поддеть сбоку ножом или железной линейкой. Главное – добраться до контактов группы клавиатуры. Плата кнопочного телефона Необходимые для пайки контакты
К обоим контактам клавиши вызова припаивается по лакированной проволоке. Затем производится обратная сборка корпуса, при которой необходимо новые линии оставить снаружи. Сборка телефона с отдельно выведенным контактом кнопки звонка
Далее, на макетной плате или используя обычное травление, изготавливается подложка схемы, на которую припаиваются необходимые элементы. Развести и сделать макет можно на компьютере, при помощи различного специализированного ПО, многое из которого доступно бесплатно. Принципиальная схема блока сигнализации
Готовую плату соединяют с уже описанными контактами кнопки телефона и датчиками объема. Если используется несколько сенсоров, то они подключаются параллельно, чтобы при срабатывании любого из них шел сигнал на активацию системы.
Схему присоединяют к блоку питания или аккумулятору 12В. Такие характеристики тока необходимы не только для обеспечения энергией спаянной конструкции, но и самих датчиков.
Всё, устройство готово к работе. Логика его функционирования достаточно проста: импульс от датчика движения запускает генерацию прямоугольного сигнала на микросхеме К561ЛА7, с частотой амплитуды приблизительно в 1 Гц.
Через оптрон, с их помощью, происходит многократное соединение контактов кнопки звонка, что на большинстве моделей телефонов сначала вызовет историю с последним номером, а затем произведет его набор, сообщая владельцу о срабатывании системы оповещения. То есть, участвуют в запуске охраны только первые импульсы. Остальные будут проигнорированы телефонным аппаратом.
GSM-сигнализация на базе Arduino
Большой плюс такой конструкции – возможность контролировать охранный комплекс посредством SMS, главное – запрограммировать реакцию на них в Arduino.
Часто встречающиеся ошибки и способы их решения
Использование сотового телефона без генератора периодического подключения контакта кнопки вызова ничего не даст. Мобильник выведет номер на экран, но звонка по нему не осуществит. То же самое произойдет в случае постоянной фиксации контакта клавиши набора.
Не сработает сигнализация и при однократном соединении площадок кнопки назначаемого быстрого вызова (некоторые модели мобильных телефонов позволяют привязать номер на определенную цифровую клавишу). Все равно требуется подтверждение на начало связи. Этот вопрос, конечно решаем, но схему сигнализации нужно будет усложнить, чтобы ввести в нее возможность последовательного замыкания двух кнопок. Быстрый набор номера, как он есть
Хорошей идеей станет возможность блокирования работы сигнализации хозяином, чтобы она не включалась при каждой реакции охранных датчиков, даже в случаях, когда все дома.
Преимущества и недостатки самодельной ЖСМ сигнализации
Основные преимущества в случаях изготовления gsm сигнализации своими руками – низкая цена и понимание принципа работы и факторов, приводящих систему в действие.
Минус – чем выше требования к устройству и большая необходимость функциональности, тем сложнее будет сама принципиальная схема охранной сигнализации. Что, впрочем, вполне решается использованием микроконтроллеров. Умение пайки — обязательный навык для самостоятельного изготовления сигнализации
Самый существенный недостаток по сравнению с магазинными – требуется знание и практика в сборке электронных схем. Без умения паять невозможно создать надежную самодельную систему оповещения.
Стоит упомянуть и радиус действия – он равен уверенному приему сигнала сотовой станции. Кроме того, на счету сим-карты, установленной в GSM сигнализацию, должны быть постоянно деньги, иначе связаться с владельцем прибор не сможет.
Делать своими руками или покупать — мнения на форумах
Самодельная gms сигнализация
Как и во всем интернете, мнения пользователей различных видов сигнализаций на специализированных форумах разнятся. То же самое касается и вопроса покупки или самостоятельной сборки схемы.
Основная рекомендация – применять gsm сигнализацию там, где это возможно. Но, если речь идет о ценном имуществе, то лучше в комплексе с остальными охранными системами – видео наблюдением и автоматической аппаратурой вызова вневедомственной охраны.
Что касается применения самоделки или покупки готовой сигнализации – тут главное требование, на котором акцентируют внимание пользователи форумов, – умение производить технические работы по пайке плат. В случае его отсутствия – только приобретение оборудования в сборе.
Схема и фотографии проверенной GSM сигнализации на микроконтроллере ATmega8, с оповещением на мобильный телефон. Печатные платы проверенные, уже работают на объекте. В приборе собрана схема питания мобильного телефона. Сигнализация независима от сетевого напряжения, так как в ней установлен мощный свинцовый гелевый аккумулятор 12 В 5 А. С таким питанием схема может автономно работать около двух недель. Прошивки контроллера и чертежи печатных плат можно скачать в архиве. Схема сигнализации – на картинке ниже.
Описание сигнализации GSM
2. Каждый из датчиков может быть запрограммирован индивидуально в процессе настройки:
2.1 активен (0n) или неактивен (0FF);
2.2 на замыкание (CLo) или размыкание контактов (0Pn);
2.3 срабатывание с задержкой времени (d0n) или сразу же при обнаружении нарушения (d0F);
2.4 защита от ложных срабатываний включена (h0n) или выключена (h0F).
2.5 задержка на активацию при постановке на сигнализацию (u0n – включена, u0F – выключена).
Глобальные настройки
3.1 активен (0n) или неактивен (0FF). Если прибор неактивен, то сигнализация не будет срабатывать, независимо от индивидуальных настроек датчиков;
3.2 задержка на включение сигнализации (dxx). Время в секундах, через которое сработает сигнализация при срабатывании датчика, у которого выставлен параметр d0n;
3.3 Время (txx). Время в минутах включенного состояния RELAY при срабатывании любого из датчиков;
3.4 Пауза (Pxx). Время в секундах между включенным и выключенным состоянием RELAY при срабатывании любого из датчиков.
3.5 Время в секундах защиты от ложных срабатываний (hxx). Если в течении этого времени датчик, у которого установлен параметр (h0n), восстановится, срабатывание сигнализации не будет.
3.6 Время в секундах задержки активации датчика при постановке на сигнализацию (uxx).
Установка параметров
4.1 При подаче питания сохраненные настройки будут считаны из энергонезависимой памяти. Прибор находится в основном режиме. На индикаторе надпись Erx – готовность к настройкам. Если перед отключением питания прибор находился в активном состоянии, то он автоматически снова будет активирован.
4.2 Нажатие на кнопку SET по кругу будет выводить на индикатор глобальные параметры. Установка параметров производится кнопками PLUS/MINUS.
4.3 Если в режиме, когда на индикаторе Erx нажать на кнопки PLUS или MINUS то прибор перейдет в режим индивидуальной настройки датчиков. На индикатор будет выведены символы Ch и номер датчика. На нужном номере датчика необходимо нажать кнопку SET, которая по кругу будет выводить на индикатор устанавливаемые параметры. Установка параметров производится кнопками PLUS/MINUS.
4.4 Устанавливаемый параметр мигает. Кнопки PLUS/MINUS работают по короткому и длинному нажатию.
4.5 Через 5 сек от внесенных изменений новые настройки запишутся в память, а индикатор перейдет в основной режим.
Работа сигнализации
5.1 Микроконтроллер автоматически постоянно сканирует состояние датчиков. В случае если какой-то из активных датчиков фиксирует нарушение, на индикатор выводится Erx, где x – номер канала датчика от 1 до 8. В случае, если есть нарушения по нескольким датчикам одновременно, на индикаторе будет больший из номеров датчиков.
Если нарушений нет, на индикаторе Er0. В таком состоянии устройство готово к включению сигнализации. Если в каком-то канале включена задержка на активацию, то нарушения с этого датчика не будут препятствовать постановке на сигнализацию в течении заданного времени uxx. На индикаторе будет Erx.
5.2 Нажатие на кнопку ACTIVATE запускает таймер, время которого берется из параметра dxx. Режим индицируется мигающей точкой в последнем разряде. В это время срабатывания датчиков контроллером игнорируются. По истечении времени таймеров dxx и uxx индикатор отключается, остается только мигающая точка. Прибор находится в рабочем состоянии.
5.3 Выключить прибор можно повторным нажатием на кнопку ACTIVATE.
Срабатывание датчиков
6.1 Работа сирены.
6.1.1 Если происходит срабатывание любого из активных датчиков, то, в зависимости от его индивидуальных настроек, сигнализация включается или мгновенно или через заданное время dxx.
Если в параметрах датчика установлен режим (h0n), то срабатывание сигнализации произойдет, только если нарушение будет присутствовать все время заданное параметром (hxx).
6.1.2 Продолжительность работы сирены задана параметром txx. Пауза для работы сирены – параметр Pxx.
6.1.3 Сирена работает циклически до устранения нарушения. А если сработал датчик, имеющий задержку на включение, то до ручного выключения сигнализации.
6.2 Работа автодозвона.
6.2.1 Через секунду после включения сирены замыкаются контакты телефона на время 3 сек. Через 7 сек контакты телефона снова замыкаются на 3 сек. На этом цикл дозвона завершен.
6.2.2 Через минуту цикл дозвона повторяется. Дозвон будет производится до восстановления датчика. А если сработал датчик, имеющий задержку на включение, то до ручного выключения сигнализации.
6.3 Если нарушение устранено (кроме датчиков с задержкой), то после завершения очередного цикла прибор снова перейдет в рабочее состояние.
6.4 Номер сработавшего датчика запоминается и будет выведен на индикатор после ручного отключения сигнализации (кнопка ACTIVATE). Запоминается только первый сработавший. Если были повторные срабатывания, то они в память не пишутся, только первопричина.
Программирование используемого в схеме микроконтроллера ATmega8 выполняется любым подходящим программатором AVR . Fuse-биты устанавливаем согласно рисунку выше.
Схема очень помехоустойчива, испытывал в разных условиях. Заряд аккумулятора работает нормально. Делал несколько похожих устройств – схему заряда везде реализовывал по разному, опубликовал самый простой. Индикатор ЖК и кнопки управления припаяны со стороны платы. Авторы проекта: ув.SOIR & Александрович.
Читайте также: