MotionSense: умная система обнаружения проникновения на Arduino и ESP8266

Компоненты и материалы

• Arduino Mega 2560 — 1 шт.
• Модуль ESP8266 ESP-01 — 1 шт.
• PIR-датчик HC-SR501 — 1 шт.
• Конденсатор 1000 мкФ — 1 шт.
• Набор резисторов и перемычек — 1 комплект

Инструменты

• Обрезатор проводов

Приложения и сервисы

• Pushbullet (для push-уведомлений на смартфон)

Описание проекта

Введение

В этом руководстве показано, как создать систему оповещения о несанкционированном проникновении. Arduino Mega обрабатывает сигнал от PIR-датчика, а ESP8266 обеспечивает Wi-Fi связь. Уведомления отправляются на смартфон через Pushbullet с использованием его HTTP API.

Необходимые знания

• Основы Arduino и работы с периферией (arduino.cc)
• AT-команды для ESP8266 (статья)
• Принцип работы PIR-датчика (Википедия)

Используемые компоненты

• Arduino Mega 2560
• ESP8266 ESP-01 (последовательный Wi-Fi модуль)
• PIR-датчик HC-SR501
• Конденсатор 1000 мкФ (для стабилизации питания ESP8266)
• Резисторы для согласования уровней (3.3 В)
• Провода 0.5 мм, перемычки «мама-мама»
• Смартфон (Sony Xperia Z1 или любой другой) с приложением Pushbullet
• Ноутбук с Arduino IDE (v1.6.4+)

Подключение PIR-датчика

1. Настройте потенциометры PIR на максимальную чувствительность и минимальный цикл срабатывания.
2. Снимите купол, увидите маркировку: GND | OUT | VCC.
3. Подключите: GND → GND Arduino, VCC → 5V Arduino, OUT → цифровой пин 2 (можно изменить в коде).
4. Проверьте работу тестовым скетчем из Arduino Playground.

Подключение ESP8266

Используется прошивка AT. Соединение (Arduino Mega — Serial2: RX2/TX2):

• ESP GND → Arduino GND
• ESP UXTX (TX) → Arduino RX2
• ESP CH_PD → 5V Arduino через стабилизатор 3.3В (или резистивный делитель)
• ESP URXD (RX) → Arduino TX2
• ESP VCC → 3.3V Arduino
• RST, GPIO0, GPIO2 — не подключены

Важно: ESP8266 потребляет много тока при передаче. Используйте внешний источник 3.3В или конденсатор 1000 мкФ между VCC и GND ESP (длинная нога к VCC, короткая к GND).

Настройка Pushbullet

1. Зарегистрируйтесь на Pushbullet, установите приложение на телефон и расширение в Chrome.
2. Получите Access Token в настройках аккаунта (Account → Access Token).
3. Arduino не поддерживает HTTPS, поэтому используйте HTTP-шлюз: базовый URL 173.17.168.19, порт 8181, путь /pushbullet/v2/pushes.

Программирование

Скачайте скетч MotionSense.ino из репозитория GitHub (ESP8266-experiments/Experiments). В коде замените:

#define SSID "ВАШ_SSID"
#define PASS "ВАШ_ПАРОЛЬ"
#define PIRPIN 2
#define AUTH_TOKEN "ВАШ_ACCESS_TOKEN"

Загрузите скетч, откройте монитор порта (9600 бод). После калибровки PIR и подключения к Wi-Fi будет выводиться «Everything fine | No intrusion». При движении перед датчиком придёт push-уведомление.

Краткое описание функций кода

• sensor_calibration() — калибровка PIR (предварительно питание пина выключается)
• check_WiFi_radio() — проверка модуля Wi-Fi
• reset_wifi() — сброс ESP8266
• set_wifi_mode() — установка режима клиента (station)
• check_wifi_stat() — проверка подключения к точке доступа
• connect_ssid() — подключение к Wi-Fi
• pirRead() — чтение PIR (1 — движение, 0 — спокойствие)
• server_connect() — TCP-соединение с Pushbullet шлюзом
• post() — отправка HTTP POST для push-уведомления
• server_disconnect() — закрытие соединения

Код

Полный код и пояснения в репозитории: github.com/anupam19/ESP8266-experiments

Схема подключения