آردوینو آردوینو Arduino Uno سیم کارت GSM - GPRS پروژه های آردوینو

طراحی و پیاده سازی در بازکن برقی توسط تماس سیم کارت بدون تغییر مدار در

create-automatic-door-locker-with-sim-card-sim800l-and-arduino-digispark
نوشته شده توسط معین صابری

فناوری با سرعتی باورنکردنی در حال پیشرفت است. اگر نگاهی به ۱۵ سال پیش و امکانات در اختیار بیاندازید و آن ها را با داشته های امروز مقایسه کنید، مطمئنا حیرت خواهید کرد. با پیشرفت فناوری، روال زندگی ساده تر می شود. یکی از فناوری های کاربردی، سیستم درب های برقی هستند. به کمک این فناوری شما می توانید به سادگی و از طریق ریموت، درب های منزل، کرکره ها و کلیه درب های برقی را باز و یا بسته نمایید. در کنار این، تصور کنید که به جای ریموت، از طریق تلفن همراه و فقط با یک تماس، درب برقی را کنترل کنید. به عنوان مثال فرض کنید در زمان هایی به ریموت دسترسی ندارید و یا اینکه از راه دور درب را برای افراد باز کنید! در این آموزش به طراحی کیتی می پردازیم که به کمک آن و از طریق یک تماس تلفنی، می توانیم به درب ها و کرکره های برقی ریموت دار، بدون کوچکترین دستکاری و یا دخالتی در مدار الکترونیکی آن ها، از طریق تلفن همراه به درب برقی فرمان دهید. بدین ترتیب بدون نیاز به دانش فنی خیلی بالا، در کوتاهترین زمان ممکن و در آسان ترین روشی که در ادامه به آن می پردازیم، می توانید به درب برقی فرمان دهید. در پروژه در بازکن برقی توسط تماس سیم کارت ابتدا به معرفی قطعات می پردازیم. سپس به نحوه فرمان به درب برقی از طریق تلفن همراه و بدون نیاز به دستکاری در مدار آن خواهیم پرداخت. در نهایت با ارائه شماتیک و کدهای برنامه، مدار را تست کرده و به در برقی فرمان می دهیم. در ادامه این آموزش، با مرجع تخصصی  آردوینو به زبان فارسی، دیجی اسپارک، همراه باشید.

 


ماژول SIM800L


ماژول مخابراتی SIM800L، یک ماژول سیم کارتی جهت برقراری تماس تلفنی، ارسال و دریافت پیامک و اتصال به اینترنت است. این ماژول جزو ارزانترین و البته پرکابردترین ماژول مخابراتی به شمار می رود. این ماژول خیلی سریع و ساده راه اندازی شده و پیچیدگی خاصی در راه اندازی ندارد. مهم ترین نکته در راه اندازی این ماژول، بحث تامین تغذیه آن است. در زیر به طور خلاصه به ویژگی های این ماژول می پردازیم.

  • ولتاژ کاری بین ۳٫۴ الی ۴٫۴
  • قابلیت کار در فرکانس های ۸۵۰/۹۰۰/۱۸۰۰/۱۹۰۰
  • قابلیت برقراری تماس صوتی دو طرفه
  • قابلیت ارسال و دریافت پیامک
  • قابلیت اتصال به اینترنت و ارسال و دریافت داده
  • پشتیبانی از پروتکل های FTP،HTTP،SMTP و….

ماژول Sim800L برای ساخت دوربین سیم کارتی

 

در پروژه در بازکن برقی توسط تماس سیم کارت ما از این ماژول جهت تشخیص تماس تلفنی و مدیریت آن برای ارسال فرمان به در برقی استفاده می کنیم. از آنجاییکه ولتاژ کاری این ماژول بین ۳٫۴ الی ۴٫۲ قرار می گیرد، لذا از طریق ماژول کاهنده ولتاژ LM2596، ولتاژ تغذیه را از ۱۲ به ۴٫۲ کاهش دهده و به ماژول متصل می کنیم. برای راه اندازی و کار با این ماژول کاربردی سلسله آموزشی طی ۱۱ مرحله منتشر شده که با کلیک بر روی این لینک می توانید این آموزش ها را دنبال و مطالعه کنید.

 


برد آردوینو UNO


هر پروژه پردازشی جهت دریافت ورودی، تجزیه و تحلیل و صدور فرمان خروجی، نیاز به یک برد و یا میکروکنترلر دارد. برد آردوینو UNO، یک برد فوق العاده کاربردی در نمونه سازی اولیه و حتی محصول نهایی است. به کمک این برد به سادگی می توانید سنسورها، نمایشگرها و ماژول های مختلفی را به آن متصل کنید. این برد راه اندازی و کار با میکروکنترلر را بسیار ساده می کند. کافیست به کمک یک کابل آن را به رایانه متصل کنید. سپس به سادگی و بدون نیاز به هیچ پروگرامر جانبی، می توانید برنامه را بر روی آن منتقل کنید.

 

بر روی برد آردوینو UNO تمام ملزومات لازم جهت راه اندازی برد تعبیه شده است. از جمله این ملزومات می توان به کریستال و خازن های کاهش نوسان ولتاژ اشاره نمود. همچنین بر روی این برد یک رگولاتور ۳٫۳ ولت جهت تغذیه ماژول های مختلف قرار گرفته است. به طور کلی استفاده از برد آردوینو در پروژه ها، سبب تسریع و تسهیل روند توسعه خواهد شد. در پروژه در بازکن برقی توسط تماس سیم کارت برد آردوینو UNO به عنوان هسته مرکزی پردازش، داده های ورودی از ماژول مخابراتی را تجزیه و تحلیل کرده و در صورت لزوم، فرمان به باز شدن درب صادر می نماید.

 


ماژول کاهنده ولتاژ LM2596


ماژول کاهنده ولتاژ LM2596، یکی از کاربردی ترین ماژول ها در جهت تغذیه مورد نیاز قطعات و ماژول های مختلف است. به کمک این ماژول می توانید ولتاژ مورد نظر خود را در خروجی تنظیم کنید. خروجی توان این ماژول ۳ آمپر بوده و کاملا مناسب تغذیه ماژول SIM800L است. با توجه به اینکه ماژول SIM800L دارای بازه تغذیه ۳٫۴ الی ۴٫۴ بوده و در لحظه اول راه اندازی نیاز به جریان دو آمپر دارد، ماژول کاهنده ولتاژ LM2596 برای تغذیه ماژول SIM800L، بسیار کاربردی خواهد بود. در پروژه در بازکن برقی توسط تماس سیم کارت از این ماژول استفاده‌ی بسیار مهمی خواهیم کرد.

ماژول کاهنده ولتاژ DC مدل LM2596 - دیجی اسپارک

 


ماژول رله تک کانال


رله یک سوییچ مکانیکی با قابلیت کنترل از طریق پالس الکترونیکی است. این سوییچ که در سال ۱۸۳۵ توسط جوزف هانری اختراع گردید، امروزه یکی از قطعات بسیار پرکاربرد در صنایع الکترونیک، اتوماسیون صنعتی، خودرو و…. به شمار می رود. در پروژه سنسور راه پله نیز، با لمس صفحه، می توان رله ها را فعال و یا غیر فعال نمود. در پروژه در بازکن برقی توسط تماس سیم کارت توسط ماژول رله، فرمان اصلی جهت باز شدن در ورودی اعمال خواهد شد.

ماژول رله تک کانال Relay - دیجی اسپارک

 

در ماژول های رله، شما با اعملا پالس به پایه IN، تیغه رله حرکت کرده و از اتصال با NC، به اتصال به حالت NO تغییر وضعیت خواهند داد. در این پروژه نیز از ماژول رله به شرحی که در قسمت بعد می آید، استفاده خواهیم نمود.

 


نحوه فرمان به در برقی بدون نیاز به تغییر در مدار درب


همانطور که اطلاع دارید، کلیه درب های برقی دارای یک ریموت کنترل جهت فرمان به در هستند. بر روی این ریموت ها نیز کلیدهایی جهت دریافت فرمان از کاربر و ارسال آن به درب برقی تعیبه شده است. هر کلید دارای دو پایه در اطراف خود بوده که با فشردن کلید، این دو پایه به یکدیگر اتصال می دهند و فرمان به درب برقی ارسال می شود. در اینجا ما کلید مربوط به باز شدن درب را انتخاب کرده و به هریک از پایه های کلید یک سیم لحیم می کنیم. اگر این دو سیم را به هم اتصال دهیم، کلید عمل می کند. در اینجا ما این کابل ها را به خروجی رله متصل می کنیم تا با دریافت فرمان از آردوینو، این خروجی ها به هم اتصال داده تا دو سیم متصل به برد ریموت اتصال داده و ریموت عمل کند.

ریموت در بازکن برقی مخصوص در پارکینگ - دیجی اسپارک

 

 پس از اطلاع از نحوه عملکرد سیستم، در قسمت بعدی به بررسی شماتیک و اتصالات می پردازیم.

 


شماتیک و اتصالات پروژه


در این قسمت به بررسی شماتیک و اتصالات پروژه در بازکن برقی توسط تماس سیم کارت می پردازیم. ابتدا تصویر زیر شمای کلی از پروژه را نمایش می دهد.

پروژه در بازکن برقی توسط تماس سیم کارت - دیجی اسپارک

 

پس از مشاهده تصویر، روال اتصالات را به شکل زیر در پیش می گیریم. مطابق تصویر فوق، اتصالات بین برد آردوینو و ماژول SIM800L را به شکل زیر انجام دهید. پیش از برقراری اتصالات ماژول SIM800L توجه داشته باشید که خروجی ماژول کاهنده LM2596 را پیش از اتصال به ماژول SIM800L، بر روی ۴٫۲ ولت تنظیم نمایید. این ماژول ورودی خودر را مطابق تصویر از پایه VIN دریافت می کند.

  • اتصال پایه VCC ماژول SIM800L به خروجی مثبت ماژول کاهنده ولتاژ
  • اتصال پایه GND ماژول SIM800L به خروجی منفی ماژول کاهنده ولتاژ
  • اتصال پایه TX ماژول SIM800L به پایه RX(0) برد آردوینو
  • اتصال پایه (۱)TX آردوینو با دو مقاومت به صورت تقسیم مقاومتی به RX آردوینو

چنانچه در رابطه با تقسیم مقاومتی و محاسبات آن آشنایی ندارید، می توانید آموزش جامع آن را با کلیک بر روی این لینک مطالعه نمایید.  در طرف دیگر، اتصالات مابین رله، آردوینو و برد ریموت را به شکل زیر اجرا کنید.

  • اتصال پایه VIN ماژول رله به پایه ۳ آردوینو
  • اتصال پایه GND ماژول رله به پایه GND آردوینو
  • اتصال پایه VCC ماژول رله به پایه ۵V آردوینو
  • اتصال یکی از کابل های لحیم شده به ریموت به پایه COM رله
  • اتصال یکی از کابل های لحیم شده به ریموت به پایه NO رله

توجه شماره ۱: در پروژه در بازکن برقی توسط تماس سیم کارت تغذیه مدار از یک آداپتور ۱۲ ولت ۵ آمپر که به جک آداپتور آردوینو متصل شده، تامین می گردد.

توجه شماره ۲: در این پروژه تغذیه ریموت از باتری قلمی آن تامین شده که شما می توانید با توجه به ولتاژ ریموت خود، تغذیه را از آداپتور تامین کنید.

پس از برقراری اتصالات، نوبت به آپلود برنامه روی برد می رسد. قسمت بعدی کدهای پروژه را در خود دارد.

 


کدهای پروژه


در این قسمت به کدهای پروژه در بازکن برقی توسط تماس سیم کارت می پردازیم. این کدها برای برد آردوینو UNO توسعه یافته اند. پیش از آپلود کدها، به موارد زیر توجه نمایید.

 

جهت دسترسی به این بخش، اشتراک اسپارکر پلاس تهیه کنید.

 


اجرای پروژه


در این قسمت به اجرای پروژه در بازکن برقی توسط تماس سیم کارت می پردازیم. پس از اتصال تغذیه، می بایست برای حدود یک دقیقه صبر کنیم تا ماژول مخابراتی به شبکه متصل شود. در صورتیکه همه چیز درست پیش رفته باشد، اگر با شماره سیم کارت درون دستگاه تماس بگیرید(شماره شما باید در کدهای برنامه به عنوان شماره مورد تایید درج شده باشد)، تماس قطع شده و چند ثانیه بعد، با صحنه زیبای باز شدن درب رو به رو خواهید شد.

اجرای پروژه در بازکن برقی توسط تماس سیم کارتی - دیجی اسپارک

 


تحلیل کدهای پروژه


در این قسمت به تحلیل کدهای پروژه در بازکن برقی توسط تماس سیم کارت، اما به طور مختصر می پردازیم. شایان ذکر است که درون کدهای پروژه به صورت خط به خط توضیحات درج شده که با مطالعه آن می توانید روال کلی کار را دریابید. در ابتدا، به کمک تابع زیر اتصال به شبکه GSM کنترل می شود.

تابع فوق منتظر اتصال ماژول به شبکه شده و با اتصال به شبکه، برنامه ادامه می یابد. در اولین قدم پس از اتصال، به کمک تابع زیر، اتصال موفقیت آمیز ماژول به شبکه را کنترل می کنیم. پس از این مرحله، وارد حلقه تکرار بی نهایت می شویم. در این حلقه تابع door_open وظیفه مدیریت تماس تلفنی و اجرای فرمان باز شدن درب را بر عهده دارد. این تابع تماس تلفنی را تشخیص داده و آن را قطع می کند. پس از آن شماره تماس گیرنده را بررسی می کند. در صورتیکه شماره با شماره از پیش تعیین شده یکسان باشد، به رله فرمان فعال شدن صادر می شود. با اعمال پالس به رله، پایه COM و NO بهم اتصال داده و فرمان به در صادر خواهد شد.

 


لوازم مورد نیاز


کیت آردوینو در بازکن برقی از طریق تماس تلفنی بدون نیاز به تغییر در مدار در برقی

 


جمع بندی


در این آموزش به طراحی و پیاده سازی یک کیت کاربردی جهت فرمان به در برقی از طریق تلفن همراه پرداختیم. به کمک این کیت بدون تغییر در مدار در برقی، به سادگی می توانید از طریق تلفن همراه و تنها با یک تماس تلفنی، به در برقی فرمان داده و آن را باز کنید. بزرگترین مزیت پروژه در بازکن برقی توسط تماس سیم کارت اینست که برای ارتباط آن با مدار فرمان در برقی، هیچ نیازی به تغییر در مدار درب برقی و یا دخالتی در سیم کشی های آن وجود ندارد. در این کیت با یک روش ساده، می توانید به سادگی و در کمترین زمان ممکن، این پروژه را پیاده سازی کرده و در برقی منزل را از طریق یک تماس تلفنی، کنترل کنید.

 

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

 

درباره نویسنده

معین صابری

کارشناسی ارشد رشته معماری سیستم های کامپیوتری

مالي که ز تو کس نستاند، علم است
حرزي که تو را به حق رساند، علم است
جز علم طلب مکن تو اندر عالم
چيزي که تو را ز غم رهاند، علم است
(شیخ بهایی)

تبادل نظر و رفع عیب با ثبت دیدگاه

۲ دیدگاه

  • سلام مهندس پروژه خوبیه
    ولی میشد از همون پروژه دربازکن رمز دار توسط تماس این پروژه را با امنیت بالاتر اجرا کرد

    • سلام و ممنوم از لطف شما
      بله قبول دارم، با DTMF می شود امنیت را بالاتر برد. اشنالا در آپدیت بعدی!