Wie man mit Raspberry Pi Pico einen Einbruchalarm auslöst

Eskere Guru

Mikrocontroller werden häufig in kommerziellen Sicherheitsprodukten wie Einbruchalarmen eingesetzt. Letzteres kann jedoch recht teuer sein. Warum also nicht einen hausgemachten Alarm mit einem 4-Dollar-Raspberry-Pi-Pico-Mikrocontroller erstellen?

Dieser verwendet einen PIR-Sensor (passives Infrarot) – wie er von vielen kommerziellen Alarmsystemen verwendet wird -, um die Anwesenheit eines Eindringlings zu erkennen. Es ist ideal, um jemanden zu erwischen, der sich in Ihr Zimmer schleicht oder an Ihrem Schreibtisch herumschnüffelt, oder um Ihren Vorrat an Keksen zu schützen. Mit MicroPython können Sie Ihren Alarm so programmieren, dass er mit einem akustischen Alarm und einem blinkenden Licht reagiert.

1. Alarm erstellen

Um den Alarm zu erstellen, benötigen Sie eine Auswahl elektronischer Standardkomponenten.

Was du brauchen wirst:

  • Raspberry Pi Pico mit gelöteten Stiftleisten
  • Steckbrett
  • LED (beliebige Farbe)
  • 330-Ohm-Widerstand
  • Aktiver piezoelektrischer Summer
  • HC-SR501 PIR-Sensor
  • 4x Überbrückungskabel von Stecker zu Stecker (M2M)
  • 3x Überbrückungskabel von Stecker zu Buchse (M2F)

Hinweis: Wenn Sie keine Lust haben, männliche Stiftleisten an Ihren Raspberry Pi Pico zu löten, können Sie einen Pico mit bereits angebrachten Kopfzeilen kaufen.

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Bevor Sie alles verkabeln, sehen Sie sich die Unterseite des Pico an, um die Stiftetiketten zu sehen.

Wie man mit Raspberry Pi Pico einen Einbruchalarm auslöst - Pi GPIO Pinout Labels

Oben auf dem Pico können Sie auch sehen, wie die physische Pin-Nummerierung von 1 bis 40 gegen den Uhrzeigersinn links vom Micro-USB-Anschluss funktioniert.

Wie man mit Raspberry Pi Pico einen Einbruchalarm auslöst - Pi Pico Overhead Shot Close Details

Führen Sie auf dem Steckbrett die Stecknadeln des Pico in die Löcher an einem Ende ein. Drücken Sie es fest nach unten, um eine gute Verbindung zu gewährleisten – es sollte fest sitzen. Verwenden Sie dann Überbrückungskabel von Buchse zu Stecker, um den PIR-Sensor daran anzuschließen: Der VCC-Pin sollte an Picos 5-V-VBUS, digitaler Ausgang an GP28 und GND an einen GND-Pin (z. B. Pin 3) angeschlossen werden, wie in der Abbildung gezeigt Schaltplan unten.

Wie man mit Raspberry Pi Pico einen Einbruchalarm auslöst - Pico Intruder Alarm Wiring

Verbinden Sie eine der Erdungsschienen des Steckbretts (durch eine blaue Linie gekennzeichnet) mit einem anderen GND-Pin am Pico (z. B. physischer Pin 23, wie hier). Setzen Sie für ein blinkendes Licht eine LED in das Steckbrett ein, deren Beine sich zu beiden Seiten der zentralen Teilung befinden.

Das kürzere Bein (Kathode) sollte dann an dieselbe Erdungsschiene angeschlossen werden. Der längere Zweig (Anode) der LED muss über einen Widerstand mit dem GP15-Pin verbunden werden, um die Menge des durch sie fließenden elektrischen Stroms zu begrenzen, der sonst die LED oder den Pico beschädigen könnte.

Fügen Sie zum Schluss einen Summer hinzu, um ein Piepton zu erzeugen, wenn der Alarm ausgelöst wird. Platzieren Sie die Beine auf beiden Seiten der zentralen Trennwand des Steckbretts und verbinden Sie das kürzere Bein oder den schwarzen Draht mit der Erdungsschiene und dem längeren Bein (manchmal oben auf dem Summer mit '+' gekennzeichnet) oder den roten Draht mit dem GP14.

2. Programmieren des Alarms

Sie müssen MicroPython auf dem Pico installieren. Dieser Prozess umfasst vier einfache Schritte:

  1. Laden Sie MicroPython für Raspberry Pi Pico von der Raspberry Pi-Website herunter
  2. Schließen Sie den Pico über die Micro-USB-Buchse an Ihren Computer an, während Sie die BOOTSEL-Taste gedrückt halten
  3. Warten Sie, bis der Pico als externes Laufwerk angezeigt wird
  4. Ziehen Sie die .uf2 MicroPython-Datei per Drag & Drop, um sie auf den Pi Pico zu kopieren. Es wird automatisch neu gestartet

Während für MicroPython zahlreiche Programmier-IDEs (integrierte Entwicklungsumgebungen) verfügbar sind, verwenden wir hier Thonny. Es ist bereits in Raspberry Pi OS vorinstalliert (wenn Sie einen mit dem Pico verbundenen Raspberry Pi-Computer verwenden) oder kann für jedes Computersystem von der offiziellen Website heruntergeladen werden, indem Sie auf den Link in der oberen rechten Ecke klicken.

Herunterladen: Thonny (Kostenlos)

Öffnen Sie Thonny, während Ihr Pico an den Computer angeschlossen ist. In der unteren rechten Ecke des Thonny-Fensters sehen Sie die Version von Python, die Sie gerade verwenden. Klicken Sie darauf und wählen Sie MicroPython (Raspberry Pi Pico) .

Wie man mit Raspberry Pi Pico einen Einbruchalarm auslöst - Thonny Pico Menu

Sie können jetzt Ihren Einbruchalarm auf dem Pico programmieren. Fügen Sie die folgenden Codezeilen zum Hauptfenster von Thonny hinzu.

 import machine
 import utime
 pir = machine.Pin(28, machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_DOWN)
 led = machine.Pin(15, machine.Pin.OUT)
 buzzer = machine.Pin(14, machine.Pin.OUT)
 def pir_handler(pin):
 utime.sleep_ms(100)
 if pin.value():
 print("Motion detected. Intruder alert!")
 for i in range(50):
 led.toggle()
 buzzer.toggle()
 utime.sleep_ms(100)
 pir.irq(trigger=machine.Pin.IRQ_RISING, handler=pir_handler)

Importieren Sie hier die Maschinen- und Utime-Bibliotheken oben. Richten Sie als Nächstes Objekte für PIR, LED und Summer ein, die mit den Pins GP28, GP15 und GP14 verbunden sind.

Beachten Sie, dass der PIR als Eingang mit machine.Pin.IN und mit dem Parameter machine.Pin.PULL-DOWN festgelegt wird, um den Widerstand des Pico-Pins in den Pulldown-Modus zu versetzen . Dies bedeutet, dass es als Null angezeigt wird, bis ein elektrischer Strom vom ausgelösten PIR an ihn gesendet wird.

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Am Ende des Codes wird ein IRQ (Interrupt Request) eingerichtet, um die Funktion pir_handler auszulösen, sobald ein Signal vom PIR-Sensor am Eingangspin (GP28) erkannt wird.

Fügen Sie in der Funktion selbst eine Verzögerung von 100 ms hinzu, um ein wiederholtes Auslösen innerhalb kurzer Zeit zu vermeiden, bevor Sie den Pin-Wert erneut überprüfen und, falls er nicht Null ist, den Alarm auslösen. Anschließend werden LED und Summer ein- und ausgeschaltet, um das Licht zu blinken und ein Piepton zu erzeugen.

Speichern Sie das Programm unter einem relevanten Namen auf Ihrem Pico, z. B. alarm.py . Führen Sie das Programm aus, und wenn Sie mit der Hand über den PIR-Sensor winken, sollte der Summer piepen und die LED schnell blinken.

3. Einstellen der Sensorempfindlichkeit

Wenn der Alarm zu leicht oder gar nicht ausgelöst wird, müssen Sie möglicherweise die Empfindlichkeit des PIR-Sensors anpassen. Der HC-SR501 verfügt über zwei Kunststoffschrauben – normalerweise mit Sx und Tx gekennzeichnet -, die an zwei winzigen Potentiometern angebracht sind, um die Einstellungen anzupassen.

Mit einem kleinen Schraubendreher können Sie die Sx-Schraube gegen den Uhrzeigersinn drehen, um ihre Empfindlichkeit zu erhöhen (oder umgekehrt). Durch Drehen der Tx-Schraube wird die Zeitspanne geändert, in der das ausgelöste Signal nach der Erkennung eines Eindringlings gesendet wird. Wir fanden es am besten, es für die kürzeste Verzögerung von 1 Sekunde vollständig gegen den Uhrzeigersinn zu drehen.

Standardmäßig erkennt der PIR jede Bewegung in den 360 ° um ihn herum. Wenn Sie den Erkennungsbereich einschränken möchten, platzieren Sie ihn am Boden des Kartonschlauchs von einer Toilettenrolle und drehen Sie ihn in die Richtung, die Sie abdecken möchten.

Machen Sie Ihren eigenen mobilen Eindringlingsalarm

Sobald Ihr Einbruchalarm zu Ihrer Zufriedenheit funktioniert, möchten Sie ihn möglicherweise von Ihrem Computer entfernen. Wenn Sie das Programm als main.py speichern , können Sie es vom Computer trennen und eine mobile Standard- Powerbank an den Micro-USB-Anschluss anschließen.

Der Pico führt dann automatisch das Programm main.py aus , sobald es eingeschaltet ist. Herzlichen Glückwunsch: Sie haben jetzt einen mobilen Einbruchalarm, den Sie überall platzieren können, wo Sie möchten.