Бюджетная + Энергоэффективная GSM сигнализация на Arduino

Для понимании происходящего эти два обзора обязательны к прочтению.

Дисклеймер

Минимальный набор

этого достаточно чтоб подключиться к компу и просто проверить в работе, посмотреть команды

Важно

Критика

• а) вы это сразу увидите по счету. б) что полезного даст выход в inet? вот реально, майнить на ардуино? в) вышлет ваши личные данные, а откуда они в пустой симке? г) отключит сигналу, в неизвестном городе в неизвестном месте? а толку? д) отправит вашу геолокацию? модем не имеет такой функции в принципе.
• Исходя из дисклеймера вы не должны ставить это изделие на дорогие для вас объекты, а значит и притензии «ты украдешь у нас важную информацию» не уместны.
• Опять исходя из дисклеймера, если вы понимаете в прогромировании, значит вы знаете как проверить что делает модем. Если нет — ниже описанно как. Если всеравно не понятно — лучше закрыть эту статью.
• К тому же можно поставить симку без выхода в интернет.
• Или на плате Nano в Arduino, запускаете на компе Serial монитор и легко проверяете все команды которые отправляются на модем. Как он конфигурируется. Что отправляет и т.д.
• Многие из вас юзают китайские сигналки, IP камеры и тд. Все они имеют закрытый код. Почти все они имеют бэкдор. Вы купили их за деньги но при этом вы не критикуете что там закрытый код и не боитесь что они крадут ваши данные. Тут же всё бесплатно, всё легко проверяется как на ладони — но море недовольства.
• Соурсов: сори не будет. Free for use w/o source.
• Если не переубедил и страх остался — просто не заливайте прошивку.

Техническая информация по проекту

Прошивка расчитанна на Arduino на чипе Atmega 168/328 (Uno, Nano, Pro Mini) и Atmega 16u4/32u4 (Micro/Leonardo). Подходят как платы 5В так и 3.3В.
For Atmega 168/328:

Sketch uses 11530 bytes (37%) of program storage space. Maximum is 30720 bytes.
Global variables use 128 bytes (6%) of dynamic memory, leaving 1920 bytes for local variables. Maximum is 2048 bytes.

For Atmega 32u4:

Sketch uses 14394 bytes (50%) of program storage space. Maximum is 28672 bytes.
Global variables use 266 bytes (10%) of dynamic memory, leaving 2294 bytes for local variables. Maximum is 2560 bytes.

EEPROM использует всего 40 ячеек.

• Arduino может питаться как от акума так и от БП так и от обоих вместе. Если только от акума то режим сна включать обезательно (без сна проработает около недели). Сколько долго может проработать от одной 18650 я не замерял но например PIR AM312 китайцы пишут потребляет 0.1 mA выходит достаточно долго (месяца 4 точно а то и полгода). В режиме сна потреблением ардуины можно пренебречь, будет потребление только у сенсоров.
• GSM Modem используется: Neo 590/m590e (возможно и 6хх) и Sim800.
• PIR датчики или герконовые датчики или любые другие с двумя состояниями: любые. 4 штуки. можно разные. Я проверял:
  HC-SR505/501 только 5В, out средний пин длительностью 8 секунд. мне не подходит как по размеру так и по питанию и по времени уровня.
  MINI SR602 out крайний пин. глюченный какойто.
  AM-312 pull-down не нужен, out средний пин. мне эти больше всего понравились. могут работать и от акума (менее 5в) и от БП 5 вольт. маленькие по размеру и потреблению тока. Но есть один нюанс. У меня их не получилось притянуть к земле они сами имеют подтяжку. Поэтому когда приходит звонок или смс, срабатывает тревога (получается ложная). Кто сможет это исправить пожалуйста сообщите.

Более подробное описание в разделе Подключение.

#define Pin11 bit(PB3) //sensor 3
#define Pin10 bit(PB2) //sensor 2
#define Pin9  bit(PB1) //sensor 1
#define Pin8  bit(PB0) //sensor 0
#define ExtPwr  bit(PB4)// D12 пин тревоги отключения напряжения 220 вольт
#define AOFF  bit(PD2) //  D2 - INT0 кнопка включения отключения сигнализации.
#define BELL  bit(PD4) //  D4 - пин внешней сирены или любого другого устроства которое будет включаться на время до 3 минут
#define BOOT  bit(PD5) //  D5 - пин загрузки модема
#define LED   bit(PB5) //  D13 led

#define Pin11 bit(PB7) //sensor 3
#define Pin10 bit(PB6) //sensor 2
#define Pin9  bit(PB5) //sensor 1
#define Pin8  bit(PB4) //sensor 0
#define ExtPwr  bit(PB2)// Mosi пин тревоги отключения напряжения 220 вольт
#define AOFF  bit(PD0) //  D3 - INT0 кнопка включения отключения сигнализации.
#define BELL  bit(PE6) //  D7 - пин внешней сирены или любого другого устроства которое будет включаться на время до 3 минут
#define BOOT  bit(PC6) //  D5 - пин загрузки модема
#define LED   bit(PC7) //  D13 led

Подключение

В случае с PIR AM312 средний вывод сенсора на любой пин ардуины (D8-D11) без резистора/заземления.

Пин контроля внешнего питания ExtPwr — просто от блока питания 5В плюсовой вывод на этот пин. Без делителей напряжения и прочего. Когда нет 220В то на этот пин не идёт высокий сигнал и сигналка срабатывает. Но если у вас ардуино 3,3 вольта то конечно делитель напряжения надо. Также делитель напряжения нужен если у вас ардуино 5В но блок питания скажем 7В. Если у вас питание только от акума то вам не нужен этот пин.

Если у вас питается и от сети и от акума, подключение акума к сети делаете так — mysku.club/blog/ebay/43282.html#comment1930875 Это чтобы не использовать акум когда есть 220.

Саму ардуину запитываете либо через USB порт либо через пины Vin (если БП более 5В) или 5V (если БП 5В или акум).

От блока питания/акума отдельная линия питания идёт на датчики. Чтобы они подолжали работать даже если ардуино выключится.

Кнопка включения отключения режима тревоги реагирует на землю т.е. пин AOFF, когда нажата кнопка подключенная к этому пину, должен притягиватся к земле.

На BELL пине при срабатывании тревоги появляетмя или лог 0 и лог 1 (настраивается) тем самым можно через реле или еще как, активировать какоето устройство, например здоровый школьный звонок в качестве сирены :) (у соседа в совецкие времена когда еще не было ЧОПов висел такой). Ну или пожарную сигнализацию для ардуино. Как её подключать можно подсмотреть в этом обзоре сигнализации на ардуино — kolotushkin.com/article.php?id=33

BOOT пин через резистор 4,7 или 10 кОм просто подключается одним проводком к BOOT модема.

Модем запитывается либо отдельной линией либо через ардуино либо ардуино запитывается через модем (если на модеме дублируются пины питания). На своем 590 я вместо понижающего диода (который понижает напряжение с 5 до 4.2В) поставил перемычку. Модем прекрасно работает от 5 вольт. Перемычка мне дала то что у меня с двух сторон 5В и я могу ардуино запитывать через модем. Но каждый решает сам понижать напряжение для модема или нет. Главно помните что основные глюки и рестарты изза плохого питания модема. Лучше еще танталовый конденсатор подключить к выводам птания.

D13 пин можно использовать как внешний лед (либо использовать встроенный в ардуино)

У модема и ардуино обезательно общая земля. Tx модема на Rx ардуино. Rx модема на Tx ардуино.
Если плата 32u4 то используется Serial1 (PD2/PD3)

SMS:0 - не отправлять смс статус
    1 - отправлять только на первй номер. по умол.
    2 - на оба
S0:ON - задействовать нулевой сенсор для обнаружения тревоги
   OFF - выключить
S1:ON - задействовать первый сенсор
   OFF - выключить
S2:ON - задействовать второй сенсор
   OFF - выключить
S3:ON - задействовать третий сенсор
   OFF - выключить
по умол все сенсоры включены
S0LV:HI - логический уровень 0сенсора когда нет тревоги выставить как высокий
     LO - как низкий
S1LV:HI - логический уровень 1сенсора когда нет тревоги выставить как высокий
     LO - как низкий
S2LV:HI - логический уровень 2сенсора когда нет тревоги выставить как высокий
     LO - как низкий
S3LV:HI - логический уровень 3сенсора когда нет тревоги выставить как высокий
     LO - как низкий
по умол все низкий
CALL:0 - не звонить когда тревога
     1 - звонить только на первый. по умол.
     2 - на оба
BELL:ON - задействовать пин внешней сирены (или другого устройства) [ВКЛ] 
     OFF - выключить [ВЫКЛ]. по умол.
BPLV:HI - логический уровень внеш сирены когда есть тревога выставить как высокий. по умол.
     LO - как низкий
BELLT:10..180 - время в сек, в течении которого будет подаваться заранее выставленный лог уровень на пин внешней сирены. 30 по умол.
BEEP:0..9 - сколько условных гудков звонить на номера. по умол 3
ADMIN:номер без локального регионального кода. может отправлять команды
ADMIN2:номер без локального регионального кода. длина обезательно как в первом.
ALARM:ON - задействовать срабатывание тревоги. по умол.
      OFF - выключить
SLEEP:ON - задействовать режим сна
      OFF - выключить. по умол.
POWER:ON - задействовать режим тревоги когда пропала сеть 220. если питание только от батареи не нужен.
      OFF - выключить
DELAY:0..250 - время задержки до срабатывания тревоги в сек. через сколько будет тревога когда сенсоры уже обнаружили проникновение. 0 по умол т.е. без задержки сразу.
GETBAL:ON - получать баланс симки в репорте
       OFF - выключить. по умол.
BALNUM:ххх - номер с которого получать баланс в USSD режиме например *100#
AWAKET:3..60 - через сколько минут уходить на охрану/сон и сколько минут ждать смс команды от админа. 3 по умол.
DELTEL:1 - удалить админ номер и второй
       2 - удалить только второй номер
PREFIX:0 - перед номером добавляется - 0. по умол.
       1 - +7
       2 - +373
       3 - +375
       4 - +380
RESETA - ресет ардуино
RESETC - ресет конфига
BALANCE - отправить админу смс репорт сейчас

//if (!send("AT+CSMS=1"))  return false;      //phase 2+ чтото глючит при включение
  //if (!send("AT+IFC=1,1")) return false;      //software flow control
  //if (!send("AT+CMEE=2"))  return false;      //extended error code
  //if (!send("AT+CCLK=\"yy/MM/dd,hh:mm:ss\"")) return false;
  //if (!send("AT+CSTA=129"))  return false;    //local number type with leading 0, не работает
  if (!send("AT+CPBS=\"SM\"")) return false;    //phonebook to SIM
  if (!send("AT+CPMS=\"SM\"")) return false;    //sms to SIM is saved after power off
  if (!send("AT+CSTA=145"))    return false;    //int format with leading +, не работает
  if (!send("AT+CMGF=1"))      return false;    //sms text format
  if (!send("AT+CSCS=\"GSM\""))return false;
  //(2,1)+CMTI: "SM",n;
  //(2,2)lowlevel<cr><lf>+CMT: "+373795557555",,"21/08/08,17:12:09+18"<cr><lf>Text body<cr><lf>
  if (!send("AT+CNMI=2,2")) return false;       //считать lowlevel на INT0 чтоб знать сколько смс пришло
  if (!send("AT+CLIP=1")) return false;         //+CLIP: "060260202",129,,,"",0
  if (!send("AT+CSDH=0")) return false;         //don't display header
  if (!send("AT+CSCB=1")) return false;         //don't display cell broadcast messages
  if (!send("ATE1")) return false;              //echo on

if (!send("ATDвашномер")) return false;
if (!send("AT+CMGS=вашномер")) return false;
if (!send("AT+CUSD=номербаланса")) return false; 

Прошивка

C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr/bin/avrdude -C«C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr/etc/avrdude.conf» -patmega328p -carduino -PCOM7 -b115200 -D -Uflash:w:«D:\Files\alarm.hex»:i

C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr/bin/avrdude -C«C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr/etc/avrdude.conf» -patmega32u4 -cavr109 -PCOM14 -b57600 -D -Uflash:w:«D:\Files\alarm.hex»:i