Sistema di allarme con HC-SR501 e Multi Test Shield

In questo articolo vedremo come realizzare un sistema di allarme antintrusione basato sul sensore infrarosso PIR tipo HC-SR501 in grado di rilevare un corpo caldo in movimento e che utilizza il Multi test Shield per il collegamento delle varie parti

Indice

Sensore infrarosso HC-SR501

Il sensore infrarosso passivo piroelettrico (PIR) tipo HC-SR501 è basato sul chip BISS0001, integrato U4 (datasheet) per l’interfaccia, l’alimentazione è regolata al valore di 3,3V tramite apposito regolatore (IC1), ed è presente un diodo (D1) a protezione dell’inversione di polarità.
Vedete anche l’articolo Cos’è un sensore infrarosso passivo PIR
Sulla scheda del sensore HC-SR501 sono presenti due trimmer, uno regola la sensibilità e l’altro tempi di uscita.

Datasheet

Per quanto riguarda la sensibilità avremo che ruotando in senso orario => Alta sensibilità, mentre in senso antiorario => bassa sensibilità (intervallo compreso tra 3-7 m).
Per i tempi di uscita, in senso orario => lungo, antiorario => corto (intervallo compreso tra 3-300 sec)
Sul connettore d’uscita, abbiamo il polo di alimentazione Vcc (+ 5-20V), quello centrale è il pin d’uscita del segnale, mentre l’ultimo rappresenta il terminale di massa.
L’uscita è alta (3,3 V) o bassa (0 V)

Caratteristiche del sensore

Tensione di alimentazione: da 4,5Vdc a 20Vdc
Tensione di uscita: 0-3,3V
Corrente di uscita: 10mA
Angolo di visione: <140°
Distanza di rilevamento: da 3 a 7 mt

Il sensore di movimento PIR HC-SR501 è uno dei più facili da collegarsi ad un Arduino o a qualsiasi altro microcontrollore, tra l’altro può essere utilizzato anche come un rilevatore di movimento autonomo.
Si possono trovare due versioni della scheda. Uno con un jumper a 3 poli ed uno con piazzole di saldatura.

Con il ponticello messo nella sua posizione inferiore (con la scheda ancora di fronte, come descritto) non vi è alcun ripristino. No reset
Ponticello nella sua posizione superiore (H) è in modalità ripristino automatico. Auto-reset

Quando impostato su No reset sensore di rilevamento si ferma una volta che ha innescato, e l’uscita rimane alta per il periodo di tempo prestabilito.
Se è impostato su auto-reset il segnale del sensore rimarrà alto fino a quando il movimento si arresta. Dopo, se non viene rilevato un movimento l’uscita diminuirà.
Per scegliere una di queste impostazioni, è sufficiente creare una saldatura-ponte tra il pad con l’etichetta e il pad in mezzo. il default è ‘L’

Progetto sistema di allarme

Componenti utilizzati

Scheda Arduino UNO	Multi test Shield con Display OLED	Sensore PIR HC-SR501

KY-006 Small passive buzzer	KY-011 2 color LED module	KY-019 5V relay module

Nota: è possibile sostituire il sensore HC-SR501 con la versione compatta AM312

Multi test Shield

Il Multi Test Shield è uno shield auto costruito realizzato per testare la serie di sensori contenuti nella confezione “37 in 1 Sensor Module Board Set” compatibile con la scheda Arduino UNO R3 originale e relativi cloni.
Sulla scheda sono disponibili molti connettori che risultano già opportunamente collegati con le porte digitali o analogiche di Arduino.
In realtà, la scheda, oltre ai sensori presenti nel kit “37 in 1 Sensor Module Board Set” permette di testare altri sensori, servo, ecc per un totale di oltre 50 tipi, la presenza di un connettore bus I2C espande ulteriormente la tipologia di dispositivi che lo shield permette.
Sulla scheda è anche presente un connettore per il collegamento di un piccolo Display OLED da 0.95″risoluzione 96×64 pixel, 65536 Colori, su di esso potranno essere mostrati dei messaggio o i valori misurati dai sensori.

Collegamento dei modulo sullo Shield

Per collegare il Multi test Shield al sensore HC-SR501 occorrerà semplicemente posizionare i vari componenti e in particolare

Modulo	Connettore
Display OLED da 0.95″risoluzione 96×64 pixel, 65536 Colori	DISP1
Sensore PIR HC-SR501	JP4
KY-006 Small passive buzzer module	JP8
KY-011 2 color LED module	JP6
KY-019 5V relay module	JP1

Programma

Il programma accenderà in sequenza i tre led interni rosso, blu, verde in sequenza e poi simultaneamente per l’emissione della luce bianca. Mostrerà sul display OLED le varie fasi di esecuzione del programma

// Definizione dei pin di collegamento
#define sclk 13
#define mosi 11
#define cs   10
#define rst  9
#define dc   8

//Definizione dei PIN
#define pirPin 17   // pin per il sensore HC-SR501  
#define pinRele 2   // pin per il mudulo KY-019 5V relay module
#define greenpin 5  // pin per il LED verde KY-011 2 color LED module
#define redpin 6    // pin per il LED rosso KY-011 2 color LED module
#define buzzerPin 4 // Pin per il  KY-006 Small passive buzzer module

// Tempo di calibrazione del sensore
int calibrationTime = 10;

//Il tempo in cui l'uscita sia bassa
long unsigned int lowIn;

// valore di millisecondi, per cui si ritiene che ci sia "quiete"
long unsigned int pause = 3000;

boolean lockLow = true;
boolean takeLowTime;


// Definizione dei colori
#define BLACK           0x0000
#define BLUE            0x001F
#define RED             0xF800
#define GREEN           0x07E0
#define CYAN            0x07FF
#define MAGENTA         0xF81F
#define YELLOW          0xFFE0
#define WHITE           0xFFFF

#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1331.h>
#include <SPI.h>

Adafruit_SSD1331 display = Adafruit_SSD1331(cs, dc, rst);

// Impostazione del sensore
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  display.begin();
  pinMode(pirPin, INPUT);
  pinMode (pinRele, OUTPUT);
  pinMode(greenpin, OUTPUT);
  pinMode(redpin, OUTPUT);
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
  digitalWrite(pirPin, LOW);

  // Messaggio iniziale
  display.fillScreen(BLACK);
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(BLUE);
  display.setRotation(2); //Ruota display
  display.setCursor(0, 0);
  display.println("www.adrirobot.it");
  display.println("");
  display.setTextColor(GREEN);
  display.println("Multitest shield");
  display.println("");
  display.println("Allarme con PIR");
  display.println("Sensore HC-SR501");
  delay(2000);

  //Fase di calibrazione
  Serial.print("Calibrazione del sensore ");
  display.fillScreen(BLACK);
  display.setTextColor(BLUE);
  display.setCursor(0, 0);
  display.println("CALIBRAZIONE");

  for (int i = 0; i < calibrationTime; i++) {
    Serial.print(".");
    delay(1000);
  }
  Serial.println(" Fatto");
  Serial.println("SENSORE ATTIVO");
  display.fillScreen(BLACK);
  display.setTextColor(BLUE);
  display.setCursor(0, 0);
  display.print("SENSORE ATTIVO");
  tone(buzzerPin, 1000, 500);   //suona una nota alla frequenza di 1000Hz
  delay(1000);
  digitalWrite (redpin, LOW); // spegne led rosso
  digitalWrite (greenpin, HIGH); // accende led verde
  display.fillScreen(BLACK);
  display.setTextColor(YELLOW);
  display.setCursor(0, 0);
  display.println("STATO ALLARME");
  delay(50);
}

void loop() {

  // Questo IF permette di stabilre se il sensore rileva un oggetto in movimento
  if (digitalRead(pirPin) == HIGH) {
    digitalWrite (redpin, HIGH); // accende led rosso
    digitalWrite (greenpin, LOW); // spegne led
    digitalWrite(pinRele, HIGH);

    if (lockLow) {

      lockLow = false;
      Serial.println("---");
      Serial.print("Movimento rilevato a ");
      digitalWrite (redpin, HIGH); // accende led rosso
      digitalWrite (greenpin, LOW); // spegne led     display.fillRect(0, 45, 96, 15, BLACK);
      display.fillRect(0, 45, 96, 15, BLACK);
      display.setCursor(0, 45);
      display.setTextColor(RED);
      display.print("ALLARME");
      tone(buzzerPin, 500, 500);   //suona una nota alla frequenza di 1000Hz
      digitalWrite(pinRele, HIGH);
      Serial.print(millis() / 1000);
      Serial.println(" sec");
      delay(50);
    }
    takeLowTime = true;
  }
  // Questo IF permette di stabilire se non c'è più nessun movimento
  if (digitalRead(pirPin) == LOW) {
    digitalWrite (redpin, LOW); // spegne led rosso
    digitalWrite (greenpin, HIGH); // accende led verde
    display.fillRect(0, 45, 96, 15, BLACK);
    display.setCursor(0, 45);
    display.setTextColor(GREEN);
    display.print("NESSUNO");
    digitalWrite(pinRele, LOW);
    if (takeLowTime) {
      lowIn = millis();
      takeLowTime = false;
    }

    if (!lockLow && millis() - lowIn > pause) {

      lockLow = true;
      Serial.print("Movimento terminato a ");      //output
      Serial.print((millis() - pause) / 1000);
      Serial.println(" sec");
      delay(50);
    }
  }
}

100

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// Definizione dei pin di collegamento

#define sclk 13

#define mosi 11

#define cs 10

#define rst 9

#define dc 8

//Definizione dei PIN

#define pirPin 17 // pin per il sensore HC-SR501

#define pinRele 2 // pin per il mudulo KY-019 5V relay module

#define greenpin 5 // pin per il LED verde KY-011 2 color LED module

#define redpin 6 // pin per il LED rosso KY-011 2 color LED module

#define buzzerPin 4 // Pin per il KY-006 Small passive buzzer module

// Tempo di calibrazione del sensore

int calibrationTime = 10;

//Il tempo in cui l'uscita sia bassa

long unsigned int lowIn;

// valore di millisecondi, per cui si ritiene che ci sia "quiete"

long unsigned int pause = 3000;

boolean lockLow = true;

boolean takeLowTime;

// Definizione dei colori

#define BLACK 0x0000

#define BLUE 0x001F

#define RED 0xF800

#define GREEN 0x07E0

#define CYAN 0x07FF

#define MAGENTA 0xF81F

#define YELLOW 0xFFE0

#define WHITE 0xFFFF

#include <Adafruit_GFX.h>

#include <Adafruit_SSD1331.h>

#include <SPI.h>

Adafruit_SSD1331 display = Adafruit_SSD1331(cs, dc, rst);

// Impostazione del sensore

void setup() {

Serial.begin(9600);

display.begin();

pinMode(pirPin, INPUT);

pinMode (pinRele, OUTPUT);

pinMode(greenpin, OUTPUT);

pinMode(redpin, OUTPUT);

pinMode(buzzerPin, OUTPUT);

digitalWrite(pirPin, LOW);

// Messaggio iniziale

display.fillScreen(BLACK);

display.setTextSize(1);

display.setTextColor(BLUE);

display.setRotation(2); //Ruota display

display.setCursor(0, 0);

display.println("www.adrirobot.it");

display.println("");

display.setTextColor(GREEN);

display.println("Multitest shield");

display.println("");

display.println("Allarme con PIR");

display.println("Sensore HC-SR501");

delay(2000);

//Fase di calibrazione

Serial.print("Calibrazione del sensore ");

display.fillScreen(BLACK);

display.setTextColor(BLUE);

display.setCursor(0, 0);

display.println("CALIBRAZIONE");

for (int i = 0; i < calibrationTime; i++) {

Serial.print(".");

delay(1000);

}

Serial.println(" Fatto");

Serial.println("SENSORE ATTIVO");

display.fillScreen(BLACK);

display.setTextColor(BLUE);

display.setCursor(0, 0);

display.print("SENSORE ATTIVO");

tone(buzzerPin, 1000, 500); //suona una nota alla frequenza di 1000Hz

delay(1000);

digitalWrite (redpin, LOW); // spegne led rosso

digitalWrite (greenpin, HIGH); // accende led verde

display.fillScreen(BLACK);

display.setTextColor(YELLOW);

display.setCursor(0, 0);

display.println("STATO ALLARME");

delay(50);

}

void loop() {

// Questo IF permette di stabilre se il sensore rileva un oggetto in movimento

if (digitalRead(pirPin) == HIGH) {

digitalWrite (redpin, HIGH); // accende led rosso

digitalWrite (greenpin, LOW); // spegne led

digitalWrite(pinRele, HIGH);

if (lockLow) {

lockLow = false;

Serial.println("---");

Serial.print("Movimento rilevato a ");

digitalWrite (redpin, HIGH); // accende led rosso

digitalWrite (greenpin, LOW); // spegne led display.fillRect(0, 45, 96, 15, BLACK);

display.fillRect(0, 45, 96, 15, BLACK);

display.setCursor(0, 45);

display.setTextColor(RED);

display.print("ALLARME");

tone(buzzerPin, 500, 500); //suona una nota alla frequenza di 1000Hz

digitalWrite(pinRele, HIGH);

Serial.print(millis() / 1000);

Serial.println(" sec");

delay(50);

}

takeLowTime = true;

}

// Questo IF permette di stabilire se non c'è più nessun movimento

if (digitalRead(pirPin) == LOW) {

digitalWrite (redpin, LOW); // spegne led rosso

digitalWrite (greenpin, HIGH); // accende led verde

display.fillRect(0, 45, 96, 15, BLACK);

display.setCursor(0, 45);

display.setTextColor(GREEN);

display.print("NESSUNO");

digitalWrite(pinRele, LOW);

if (takeLowTime) {

lowIn = millis();

takeLowTime = false;

}

if (!lockLow && millis() - lowIn > pause) {

lockLow = true;

Serial.print("Movimento terminato a "); //output

Serial.print((millis() - pause) / 1000);

Serial.println(" sec");

delay(50);

}

Messaggi mostrati dal display

Accensione led verde – Impianto non in allarme

Accensione led rosso – Impianto in allarme

Sistema di allarme con HC-SR501 e Multi Test Shield

Sensore infrarosso HC-SR501

Caratteristiche del sensore

Progetto sistema di allarme

Componenti utilizzati

Multi test Shield

Collegamento dei modulo sullo Shield

Programma

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