Проект GSM/GPRS сигнализации на Arduino ч.2

Проект GSM/GPRS сигнализации на Arduino ч.2 Сигнализация, Arduino, Sim800l, Gsm, Gprs, Смс-рассылка, Длиннопост

Приветствую моих читателей. В первой части https://pikabu.ru/story/proekt_gsmgprs_signalizatsii_na_ardu... я рассказал вам, как сделать простую GPRS сигнализацию на Ардуино. Проект продолжает развиваться. Сигнализация эксплуатируется около месяца, и уже можно подводить некоторые итоги. За это время не было ни одного случая отказа или зависания, как модуля SIM800L, так и самой Ардуины. Напомню, в моём проекте микроконтроллер питается напрямую от аккумулятора пониженным напряжением 4 В. К каким-то отказам, как опасались многие читатели, это не приводит. Мною был проведён эксперимент, чтобы узнать, как поведёт себя сигнализация при постепенном разряде батареи.

Так как Ардуина разряжала аккумуляторы очень медленно, я подключил её вместе с модемом к лабораторному источнику питания, выставил ограничение по току 2А, и проверил работу на различных значениях напряжения.

Что удалось выяснить. При 3,5 В и выше SIM800L работает штатно. С питанием 3,4 В иногда начинаются перезагрузки при входящих звонках. При снижении напряжения ниже 3,4 В отваливается сеть, могут начаться перезагрузки, но на AT команды модуль продолжает отвечать. Так он работает в плоть до 3В, после чего выключается.

Ардуина работает даже при напряжении 2,7 В, ниже которых отключается. Никаких сбоев отмечено не было.

Но этого нам не достаточно. Нужно было проверить работу при длительной разрядке аккумулятора. Так сказать в условиях, близких к боевым. Я отключил режим сна Ардуины, подключил дополнительную нагрузку к аккумулятору, включил Serial монитор, и отслеживал поведение сигнализации, периодически проверяя её работоспособность. Эксперимент продолжался более суток. Аккумулятор разрядился до 3,6 В. Сбоев замечено не было. Схема полностью работоспособна.  Ставьте ёмкий аккумулятор и не о чём не думайте.

Для справки. Номинальное напряжение питания чипа зависит от частоты его работы. Если программно понизить частоту до 10МГц или ниже, то питание напряжением от 2,7 до 5,5В для Atmega328p будет стандартным. Если кого-то не убедили результаты эксперимента, то они могут  поиграться с настройками частоты.


С этим разобрались, теперь поговорим о доработках проекта.


За прошедшие две недели проект претерпел некоторые изменения. Геркон теперь подтянут через резистор не к +5В, а к +4,2В батареи (см. фото). Что позволит сохранить на пине высокий уровень при отключении внешнего питания без программной подтяжки. Мне кажется это более надёжным решением. Резисторы можно использовать любого номинала, начиная с 2,2 кОм и выше.


Остальные доработки касаются программной части. Файл настроек settings.h получил новые опции. https://github.com/wisenheimer/Arduino/blob/master/libraries...


По рекомендации читателей, в проект был добавлен watchdog (WTD), который перезагрузит Ардуину в случае её зависания. Включен по умолчанию следующим дефайном:

Проект GSM/GPRS сигнализации на Arduino ч.2 Сигнализация, Arduino, Sim800l, Gsm, Gprs, Смс-рассылка, Длиннопост

Т. к. стандартный загрузчик Ардуино Нано не поддерживает watchdog, и в случае его срабатывания уходит в бесконечную перезагрузку, для его работы нужно либо сменить загрузчик на другой, либо поступить проще. Прошить Ардуину через программатор. В этом случае на Ардуине больше не будет загрузчика. И watchdog будет работать. Но вы уже не сможете прошивать Ардуину по USB. Если вас это не устраивает, не используйте watchdog.


В качестве программатора я применил Ардуино УНО с прошивкой ArduinoISP из примеров.


Следующее изменение касается способа доставки отчётов. Теперь сигнализация поддерживает SMS отправку сообщений. Ранее мы отправляли ответы сигнализации на e-mail при помощи GPRS. Теперь можно выбирать способ отправки. Для этого добавлен следующий дефайн:

Проект GSM/GPRS сигнализации на Arduino ч.2 Сигнализация, Arduino, Sim800l, Gsm, Gprs, Смс-рассылка, Длиннопост

По умолчанию включены оба варианта.


SET_FLAG_ONE(GPRS_ENABLE) разрешает отправку e-mail по GPRS.

SET_FLAG_ONE(SMS_ENABLE) разрешает отправку отчётов по SMS.


GPRS имеет более высокий приоритет. Если сигнализации не удалось установить GPRS соединение, и SMS режим разрешён, то сообщения будут отправлены по SMS, флаг GPRS_ENABLE  выключен, и в дальнейшем будет задействована только SMS отправка. Включить или выключить оба режима можно так же в ручную DTMF командой.

Если мы хотим всегда использовать один режим, то дефайн нужно отредактировать, удалив лишнее.


Следующим нововведением стало изменение списка DTMF команд:

Проект GSM/GPRS сигнализации на Arduino ч.2 Сигнализация, Arduino, Sim800l, Gsm, Gprs, Смс-рассылка, Длиннопост

Команды, не вошедшие в список, будут подставлены в USSD запрос и отправлены сотовому оператору. Так что можете в режиме DTMF напирать любые USSD команды. Например запрос баланса. В случае успеха ответ оператора вернётся в виде отчёта.


Админ так же может управлять модемом SIM800L при помощи АТ команд из его даташита http://www.mt-system.ru/sites/default/files/documents/sim800... .


Например, добавлять и удалять номера из телефонной книги. Для этого достаточно с телефона Админа отправить сигнализации SMS с текстом АТ команды.


Дальше хочу подробно рассказать, как добавлять в проект датчики.


Для начала необходимо определиться с количеством пинов, требуемых для ваших датчиков. Датчики у нас подключаются, начиная с 4 пина. Первым желательно выбрать геркон, т.к. он будет будить Ардуину, если она войдёт в режим энергосбережения при отключении внешнего питания.

Проект GSM/GPRS сигнализации на Arduino ч.2 Сигнализация, Arduino, Sim800l, Gsm, Gprs, Смс-рассылка, Длиннопост

В файле https://github.com/wisenheimer/Arduino/blob/master/libraries... описан класс Sensor и следующие типы датчиков:

Проект GSM/GPRS сигнализации на Arduino ч.2 Сигнализация, Arduino, Sim800l, Gsm, Gprs, Смс-рассылка, Длиннопост

DIGITAL_SENSOR - любой датчик с одним цифровым выходом, на котором может быть только два состояния, 0 или 1.

CHECK_DIGITAL_SENSOR - тоже самое, только с проверкой от ложного срабатывания. Если через 10 секунд датчик сбросил своё значение, то срабатывание считается ложным.  Применяется для тех датчиков, которые удерживают логическое значение на выходном пине при сохранении внешнего воздействия. Например датчик пламени.

ANALOG_SENSOR - любой датчик с аналоговым выходом. Например датчик газа MQ-2.

DHT11, DHT21, DHT22 - датчики температуры и влажности.


Конструктор класса имеет следующий вид:

Проект GSM/GPRS сигнализации на Arduino ч.2 Сигнализация, Arduino, Sim800l, Gsm, Gprs, Смс-рассылка, Длиннопост

В нашем файле настроек имеется целый массив таких классов для каждого датчика:

Проект GSM/GPRS сигнализации на Arduino ч.2 Сигнализация, Arduino, Sim800l, Gsm, Gprs, Смс-рассылка, Длиннопост

Очень важно указать точный размер массива, иначе проект не соберётся. В данном случае у меня имеется 6 датчиков, конструктор для каждого описан отдельно.


Например:

Sensor(DOOR_PIN, DIGITAL_SENSOR, "DOOR", HIGH, 0)

означает, что для датчика двери (геркона) задействован пин Ардуино DOOR_PIN (задан в том же в файле), тип датчика DIGITAL_SENSOR, название датчика, которое будет выводиться в отчётах - "DOOR" (можно заменить на любое другое слово), обычное состояние пина  HIGH (DOOR_PIN у нас подтянут к 4,2В), время подготовки датчика при включении питания в секундах, через которое он начнёт показывать правильные значения - 0 секунд.


Для аналогового датчика газа MQ-2:

Sensor(A0, ANALOG_SENSOR, "GAS", LOW, 120)

пин A0, тип датчика ANALOG_SENSOR, имя  "GAS", значение на пине LOW, на прогрев датчика и выход на номинальный режим работы отводится 120 секунд. До истечения этого времени после включения датчик не опрашивается, что бы не получать неверные значения.


Для датчика температуры DHT11

Sensor(DHT_PIN, DHT11, "DHT", LOW, 10, 35)

в конце появилась цифра 35, которая означает уровень в градусах, при превышении которого считается, что датчик сработал. В помещении стало слишком жарко.


Внимательный читатель уже заметил, что для разных датчиков описано разное количество параметров. Дело в том, что в языке С++ можно не писать все параметры функции, если в заголовке функции указаны их значения по умолчанию. Мы пишем только то, что не имеет значения по умолчанию, или мы хотим задать другое значение. Однако никто не запрещает указать все параметры конструктора класса.


Вы можете подключать к сигнализации любые датчики, не требующие отдельной библиотеки, лишь заполнив конструктор класса, и добавив его в массив Sensor sensors[]. И это будет работать. Если для датчика требуется отдельная библиотека, то её можно добавить точно так же, как в проект была добавлена библиотека stDHT.h для датчика DHT11, который имеет свой протокол для обмена данными. Или напишите мне, я добавлю.


На этом всё, спасибо за внимание.


Скачать проект можно как всегда по ссылке: https://github.com/wisenheimer/Arduino

Arduino & Pi

1.4K постов20.6K подписчика

Добавить пост

Правила сообщества

В нашем сообществе запрещается:

• Добавлять посты не относящиеся к тематике сообщества, либо не несущие какой-либо полезной нагрузки (флуд)

• Задавать очевидные вопросы в виде постов, не воспользовавшись перед этим поиском

• Выкладывать код прямо в посте - используйте для этого сервисы ideone.com, gist.github.com или схожие ресурсы (pastebin запрещен)

• Рассуждать на темы политики

• Нарушать установленные правила Пикабу

Вы смотрите срез комментариев. Показать все
20
Автор поста оценил этот комментарий

Сделал я на этом SIM800L модеме + платке с STM32 (как ардуинка) недавно управление электроконвекторами в своем недостроенном доме.  Приделал датчик температуры/влажности, релейный модуль, купил пускатель конских размеров. Посылаешь СМСку - включается, другую -выключается. В начале ноября включил отопление, выключил, включил, выключил... А контактор, падла, залип во включенном состоянии. Тупо слиплись контакты. Пойду ща счет за элекричество на 7560 руб оплачивать...

раскрыть ветку (22)
10
Автор поста оценил этот комментарий

Потому что дешёвые реле нельзя на силовую нагрузку ставить. Надо ставить совместно с симистором. Вот подробнее https://habr.com/company/unwds/blog/390601/

раскрыть ветку (4)
Автор поста оценил этот комментарий

Есть так называемые твердотельные реле для больших токов. Вроде так называются.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Да, только они греются и имеют более высокое сопротивление чем обычные реле. Идеальный вариант всё же комбинация.

Автор поста оценил этот комментарий

Или оптореле.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Да, тоже вариант, но оно всё же сопротивление выше имеет чем реле. Соответственно греется.

1
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Я давно зарекся механические реле использовать, особенно для большой нагрузки - постоянно клинит. Только Solid State Relay - дороже, но бесшумно и просто работает без вопросов.

раскрыть ветку (5)
1
Автор поста оценил этот комментарий

они сгорают от любого повышения тока. Это их минус. Я отказался от них в таких вещах.

раскрыть ветку (4)
1
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Открою серкрет - любая деталь сгорает, если ее эксплуатировать вне установленных пределов.

Не надо повышать ток. Выбирай такую релешку, которая держит планируемую нагрузку. Самые простые китайские по 3 фунта (рублёв 250) https://www.amazon.co.uk/s/ref=nb_sb_noss_1?url=search-alias... по 40А держат. Может не стоит от них ждать заявленных результатов, но половину выдержат легко, а это 4 кВт. Надо больше - бери помощнее релешку.

раскрыть ветку (3)
Автор поста оценил этот комментарий

я не спорю, поверьте.
Но если типовое: предохранитель, реле, нагрузка и в нагрузке КЗ, то за время сгорания предохранителя реле обычно не спекается, хотя да, время жизни уменьшается.
А вот твердотелка в 95% сгорает. Проверено на ТЭНах.

раскрыть ветку (2)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Ну блин, не надо делать КЗ на нагрузке. Не думаю что надо оптимизировать свой выбор деталей под регулярные КЗ.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

приходится закладывать в алгоритм работы пользователя всякую рукожопость :)

1
Автор поста оценил этот комментарий

Вот это да, сочувствую.

раскрыть ветку (4)
Автор поста оценил этот комментарий

А над запуском двигателя и управление системой отопления автомобиля думали ? как реализовать? все это запилить в удобную программу которая б отправляла смс

раскрыть ветку (3)
Автор поста оценил этот комментарий

Не думал, потому что не имею автомобиля. Реализовать можно на основе DTMF команд и этой прошивки, выпилив лишнее, или совместив с функцией сигнализации. Ардуина будет включать реле (свободные пины для этого есть), возвращать смс или e-mail о выполненном действии. Всё не сложно реализовать, если знать что нужно.

раскрыть ветку (2)
Автор поста оценил этот комментарий

Мне это необходимо загорелся идеей собрать, у тебя есть инф у каких китайцев брал как закомпоновал по факту схему. заранее спасибо.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Тут ссылки кидал на китайцев #comment_128918565

Фотки сейчас не могу показать. Компоновка у меня не самая рациональная, т.к. часто менял схему во время разработки. Всё таки это скорее прототип. Поэтому соединял проводами в основном. Часть спаял на макетной плате. Ардуину разместил вот в таком шилде, где много выводов https://ru.aliexpress.com/store/product/For-Arduino-Nano-V3-... Было удобно перетыкать проводки. В таком виде и осталось. Сейчас бы сделал по другому, всё на одной макетке, компактненько.

Доработать прошивку для включения чего-то можно за 10 минут. Добавить датчик вибрации, будет ещё и противоугонная сигнализация)

Автор поста оценил этот комментарий

обратная связь, однако, надо, обратная связь.

Автор поста оценил этот комментарий

Поэтому есть готовая китайская система, правда по WiFi работающая, что измеряет температуру и дает записанные ИК команды на тепловой насос. У меня - сплит инвертор. 11 кВт в сутки на поддержание +10 в доме при -5 на улице. Площадь 110м2 2 этажа.

раскрыть ветку (2)
Автор поста оценил этот комментарий

Ну я же типа сэкономить пытался. Да и дом недостроен очень конкретно, сложную систему пока мутить рано. Эту всю фигню я затеял, чтобы по выходным приезжать гипсокартон крутить в относительно теплый дом.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Твердотельное реле тогда.

2
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Контактор китайский? Или индуктивная нагрузка и простой русский авось?

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Индуктивностью электроконвекторов в можно пренебречь. Это два масляных камина по 2 кВт. А контактор российско-китайский, да.

Вы смотрите срез комментариев. Чтобы написать комментарий, перейдите к общему списку