采用ROHM傳感器套件的DIY Arduino家庭安防系統 第1部分-機制

這篇文章來源于DevicePlus.com英語網站的翻譯稿。

在該項目中，我們將使用Arduino Mega和ROHM的傳感器評估套件來制作一套DIY Arduino家庭安防系統。該系統使用無源紅外傳感器（PIR）來檢測任何可疑運動，并使用ROHM的溫度傳感器（BD1020HFV）和氣壓傳感器（BM1383GLV）來檢測熱量。通過Arduino WiFi Shield將其連接到互聯網，以便與Cayenne API進行通信。

當有人闖入您所在區域并檢測到人員移動時，系統將觸發蜂鳴器并通過Cayenne向您發送電子郵件提醒。當檢測到高于預設溫度的熱量時，也會向您發送提醒郵件。這款家庭安防系統可以通過Cayenne網站或智能手機上的Cayenne App全天候監控。

上一篇文章介紹了如何設置傳感器擴展板并連接到Arduino的指南。如果您還沒有該指南，可參見ROHM傳感器評估套件概述。

硬件

Arduino Mega 2560

Arduino WiFi Shield（Arduino WiFi擴展板）

用于Arduino的Grove Base Shield（Grove基礎擴展板）

3 只 LED(紅色、綠色和藍色)

Grove PIR移動偵測傳感器

蜂鳴器

Arduino ROHM傳感器擴展板

ROHM 溫度傳感器 (BD1020HFV)

ROHM 氣壓傳感器 (BM1383GLV)

Grove通用4芯電線

亞克力：195 x 195 x 3mm

電阻 (10 Kω and 100 KΩ)

面包板

無線遙控器，帶2個發射器和1個接收器

電源：12 VDC

軟件

Arduino IDE

ROHM 溫度傳感器庫 (http://micro.rohm.com/en/download_support/sensor_module/kiyaku.php?file=data/software/BD1020HFV.zip)

ROHM 氣壓傳感器 (http://micro.rohm.com/en/download_support/sensor_module/kiyaku.php?file=data/software/BM1383GLV.zip)

工具

Arduino Mega外殼

M3尼龍內六角螺母墊圈支柱

Grove Wrapper/Case (http://www.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

烙鐵

圖1. Arduino Mega 2650（左）、ROHM Arduino Shield（右）、ROHM傳感器（上）

圖2. Arduino Mega的亞克力外殼

圖3. Arduino WiFi Shield

圖4. 遙控發射器和接收器（4通道）

圖5. Arduino用Grove Base Shield

圖6. Grove PIR移動偵測傳感器

圖7. 蜂鳴器

圖8. Grove LED

圖9. Grove Wrapper/Case和面包板

圖10. 公-公連接器和Grove通用4芯電線

圖11. 10KΩ和100Ω電阻器

圖12. 電源：12 VDC

安裝硬件

首先組裝Arduino亞克力外殼。在外殼閉合前，需將用于啟動12VDC遙控器的兩根電線（紅色和黑色）焊接到Arduino VIN（12V）上。

圖13. 組裝Arduino外殼，焊接黑色和紅色電線

組裝外殼后，即可將Mega放入其中。用螺釘將Mega固定在亞克力底座上。

圖14. 將Mega置于外殼內

為Arduino和遙控器附件安裝亞克力底座

在亞克力板上鉆孔以連接Arduino Mega和Grove Wrapper/Case。必須測量模塊的尺寸并在表面上標出待鉆孔的點。本項目的電路板布設如下圖所示（圖15）。您可以按自己的偏好習慣重新排列電路板上的模塊。使用雙面膠帶連接面包板和遙控器。

圖15. 亞克力底座，配有Arduino、遙控裝置、面包板和Grove Wrapper/Case附件。

然后將剛從Arduino焊接過來的兩根黑色和紅色線連接到遙控器。注：必須特別留意端子上的極性符號（+和 -）。

圖16. 將兩根電線（黑色和紅色）連接到遙控器。

將兩根公-公連接器線連接到遙控器上的一個繼電器通道。我們將使用D通道，如圖17所示。

圖17. 將兩根公-公電線連接到遙控器。

連接上拉電阻和下拉電阻

將兩個電阻（100Ω和10Ω）和三根公-公電線連接于面包板上（參見圖18）。這些電阻用作將信號從遙控器發送到Arduino的上拉和下拉電阻（通過數字引腳41）。

按下遙控發射器時，遙控器接收器中的繼電器會打開/關閉。如果繼電器處于“ON”位置，則繼電器的5V電源會使Arduino引腳41觸發為高電平。

注：繼電器為“ON”時，其紫色電線會連接到5V。 將灰色電線連接到Arduino引腳41，黑色電線連接到Arduino GND引腳。

圖18. 兩個電阻器和三根公-公電線連接到面包板上

連接PIR傳感器、蜂鳴器和LED

將PIR傳感器、蜂鳴器、綠色LED、藍色LED和紅色LED放入已經擰入亞克力基板的Grove Wrapper/Case中。

圖19. 擺放好PIR傳感器、蜂鳴器和LED后，組裝基板。

連接Arduino WiFi Shield

將WiFi Shield置于Arduino Mega頂部。必須確保引腳正確對齊。

圖20. 將WiFi Shield置于Arduino Mega頂部

連接ROHM的傳感器擴展板

然后在剛剛安裝的Wifi Shield上包裹ROHM的傳感器擴展板。同樣，也必須確保引腳正確對齊。然后將ROHM的溫度傳感器 (BD1020HFV) 連接到模擬2接頭，ROHM的氣壓傳感器 (BM138GLV) 則連接到ROHM傳感器擴展板的I2C接頭上（參見圖21）。

圖21. 將ROHM的傳感器擴展板放置于Arduino WiFi Shield頂部

氣壓傳感器（BM138GLV）可以使用1.8V或3V電源，溫度傳感器則可使用3V或5V電源。因此，必須將跳線連接到3V從而將電壓設置為3V（參見圖21）。

有關ROHM傳感器的更多資訊，參見ROHM傳感器評估套件概述!

圖22. ROHM傳感器擴展板、BD1020HFV和BM138GLV傳感器疊放于Arduino WiFi擴展板頂部

增加 Grove Base Shield

最后，還應將Grove Base Shield疊放于ROHM傳感器擴展板的頂部。這是最后一層擴展板！務必確保引腳正確對齊。此時還應再三檢查目前為止堆疊的所有內容是否符合要求。

圖23. Grove Base Shield堆放于ROHM傳感器擴展板頂部。

堆疊完成，將黑色電線從面包板連接到Arduino GND引腳。然后將繼電器的白色電線連接到Arduino的5V引腳，并將灰色電線從面包板連接到Arduino引腳41。

圖24. 系統整體設計

通過Grove Base Shield將PIR傳感器、蜂鳴器和LED連接到Arduino

將PIR傳感器、蜂鳴器和LED連接到Arduino。將Grove通用4芯電線上的一個連接器連接到傳感器，另一個連接器連接到Grove Base Shield。引腳號已經標記在Grove Base Shield上，因此應很容易對照。使用下表作為參考：

PIR 移動偵測傳感器	Arduino 引腳 2 (數字)
藍色 LED	Arduino 引腳 4 (數字)
綠色 LED	Arduino 引腳 6 (數字)
紅色 LED	Arduino 引腳 8 (數字)
蜂鳴器	Arduino 引腳 5 (數字)
遙控器	Arduino 引腳 41 (數字)
從以下部位	連接至Arduino

圖25. 通過Grove Base Shield連接PIR傳感器、蜂鳴器、LED和Arduino。

所分配的引腳編號應始終保持一致；這些編號將按照我們的程序進行編碼：

#define PIR_MOTION_SENSOR2//使用引腳2接收來自模塊的信號

#define LED14//檢測到發生移動時藍色LED燈亮

#define LED26//觸發警報后綠色LED燈亮

#define LED38//如果移動偵測和觸發開關都開啟，則紅色LED燈亮

#define buzzer5//蜂鳴器

#define remote41//遠程控制

硬件安裝完成！以上為DIY Arduino家庭安防系統的第1部分。在第2部分中，我們將編寫一個離線程序來測試我們剛剛創建的系統，并連接到Internet以便使用Cayenne API進行無線控制。我們將引導您完成myDevices Cayenne的創建，并建立連接（系統到您的Cayenne帳戶），這樣即使您不在家，也可以無線控制安防系統。敬請關注！