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。

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Arduino传感器 – ROHM传感器评估套件概览。

硬件

Arduino Mega 2560

Arduino WiFi Shield（Arduino WiFi扩展板）

用于Arduino的Grove Base Shield（Grove基础扩展板）

3 只 LED (红色、绿色和蓝色)

Grove PIR移动侦测传感器

蜂鸣器

Arduino ROHM传感器扩展板

ROHM 温度传感器 (BD1020HFV)

ROHM 气压传感器 (BM1383GLV)

Grove通用4芯电线

亚克力：195 x 195 x 3mm

电阻 (10 Kω and 100 KΩ)

面包板

无线遥控器，带2个发射器和1个接收器

电源：12 VDC

软件

Arduino IDE

ROHM 温度传感器库 (https://micro.rohm.com/en/download_support/sensor_module/kiyaku.php?file=data/software/BD1020HFV.zip)

ROHM 气压传感器 (https://micro.rohm.com/en/download_support/sensor_module/kiyaku.php?file=data/software/BM1383GLV.zip)

工具

Arduino Mega外壳

M3尼龙内六角螺母垫圈支柱

Grove Wrapper/Case (https://store.robotmesh.com/microcontrollers/seeedstudio/grove-wrapper-1-2-4-pcs-blue 以及 https://www.seeedstudio.com/Grove-Green-Wrapper-1*1(4-PCS-pack)-p-2581.html)

Dremel 扳手工具

烙铁

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

图2. Arduino Mega的亚克力外壳

图3. Arduino WiFi Shield

图4. 遥控发射器和接收器（4通道）

图5. Arduino用Grove Base Shield

图6. Grove PIR移动侦测传感器

图7. 蜂鸣器

图8. Grove LED

图9. Grove Wrapper/Case和面包板

图10. 公-公连接器和Grove通用4芯电线

图11. 10KΩ和100Ω电阻器

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。

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。

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。

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 -）。

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。

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。

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。

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。

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）。

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Arduino传感器 – ROHM传感器评估套件概览!

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。

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。

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)

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 >

Purnomo Nuhalim

来自墨尔本的Purnomo是一名退休人员，也是电子发烧友。目前，他正使用Arduino和Raspberry Pi从事各种开放式硬件项目的研发。除了电子学，他还对航空建模和天文学充满热情。

审核编辑黄宇