This is an old revision of the document!
PIR-Based Home Security System
Introducere
Proiectul reprezinta un sistem simplu de securitate pentru casa, construit pe ATmega328P-Xplained Mini, folosind un senzor de miscare PIR, un keypad 4×4 si un display LCD 16×2. Sistemul poate fi armat si dezarmat prin introducerea unui cod PIN. Odata armat, monitorizeaza miscarea si ofera un interval de timp pentru dezarmare inainte de declansarea alarmei (buzzer si LED). Logica este implementata folosind o masina de stari, pentru un comportament eficient, fara blocaje.
Pe langa functionalitatea de baza, sistemul este proiectat sa poata fi extins cu senzori suplimentari (senzor de fum, senzor de gaz, contact magnetic pentru usi/ferestre) si conectivitate wireless (Bluetooth prin HC-05) pentru trimiterea de notificari in timp real catre utilizator.
Descriere generala
Sistemul functioneaza ca o masina de stari cu 4 stari principale:
DEZARMAT → EXIT DELAY → ARMAT → ENTRY DELAY → ALARMA → DEZARMAT
- DEZARMAT — LED verde aprins, LCD afiseaza “System disarmed”. Utilizatorul armeaza sistemul apasand * si introducand PIN-ul.
- EXIT DELAY (10s) — countdown pe LCD, bip la fiecare 2 secunde, timp sa iasa din camera.
- ARMAT — PIR activ prin intrerupere externa (INT0), LED rosu aprins.
- ENTRY DELAY (15s) — miscare detectata, countdown pe LCD, bip accelerat. Utilizatorul introduce PIN-ul.
- ALARMA — buzzer continuu + LED rosu clipeste + LCD afiseaza “ALARM!”. Se dezactiveaza doar prin PIN corect.
Schema bloc:
Hardware Design
Lista de piese:
| Componenta | Model | Rol |
|---|---|---|
| Microcontroller | ATmega328P-Xplained Mini | Unitate centrala de control |
| Senzor PIR | HC-SR501 | Detectie miscare |
| Display LCD | 16×2 + modul I2C (adresa 0x27) | Afisare stare sistem |
| Keypad | Membrana 4×4 | Introducere cod PIN |
| Buzzer | Pasiv 5V | Alerta sonora |
| LED rosu | 5mm + rezistor 220Ω | Indicator alarma |
| LED verde | 5mm + rezistor 220Ω | Indicator sistem dezarmat |
| Senzor gaz | MQ-2 | Detectie fum/gaz |
| Modul Bluetooth | HC-05 | Notificari wireless |
| Breadboard + fire | — | Prototipare |
Conexiuni:
| Componenta | Pin ATmega328P | Directie |
|---|---|---|
| PIR OUT | PD2 (INT0) | Input - intrerupere externa |
| LED rosu | PD5 | Output |
| Buzzer | PD6 | Output PWM |
| LED verde | PD7 | Output |
| HC-05 TX | PD0 | Input UART |
| HC-05 RX | PD1 | Output UART |
| Keypad R1 | PD3 | Output |
| Keypad R2 | PD4 | Output |
| Keypad R3 | PB3 | Output |
| Keypad R4 | PB4 | Output |
| Keypad C1 | PB0 | Input pull-up |
| Keypad C2 | PB1 | Input pull-up |
| Keypad C3 | PB2 | Input pull-up |
| Keypad C4 | PC0 | Input pull-up |
| MQ-2 DO | PC1 | Input |
| MQ-2 AO | PC2 | Input |
| LCD SDA | PC4 | I2C Data |
| LCD SCL | PC5 | I2C Clock |
Software Design
Mediu de dezvoltare: AVR-GCC + VSCode + PlatformIO
| Periferic | Utilizare |
|---|---|
| INT0 (PD2) | Intrerupere externa pentru PIR - rising edge |
| Timer1 CTC | Timekeeping non-blocant - echivalent millis() |
| TWI (I2C) | Comunicare LCD prin modul PCF8574 (adresa 0x27) |
| UART (PD0/PD1) | Comunicare Bluetooth HC-05 la 9600 baud |
| GPIO | Scan keypad matriceal 4×4, LED-uri, buzzer |
Structura software - masina de stari:
- DISARMED — sistem dezarmat, LED verde aprins, LCD afiseaza “System disarmed / * to arm”
- EXIT DELAY (10s) — countdown pe LCD dupa apasarea *, timp sa iesi din camera
- ARMED — PIR activ prin INT0, LED rosu aprins, LCD afiseaza “System ARMED”
- ENTRY DELAY (15s) — miscare detectata, countdown accelerat, utilizatorul introduce PIN
- ALARM — buzzer continuu, LED rosu clipeste, dezactivare doar prin PIN corect
Functionalitati implementate:
- Cod PIN implicit: 1234 (configurabil in cod)
- Maxim 3 incercari gresite de PIN → declansare imediata alarma
- Tasta # reseteaza PIN-ul introdus
- Senzor MQ-2 cu debounce (10 citiri consecutive) pentru evitarea falselor alarme
- Warm-up MQ-2 de 30 secunde la pornire
- Notificari Bluetooth prin UART: armare, miscare detectata, PIN gresit, alarma activa, gaz detectat
Rezultate Obtinute
Concluzii
Proiectul a fost o experienta utila care m-a ajutat sa inteleg mai bine cum functioneaza un microcontroller la nivel de registre, fara librarii de nivel inalt. Am invatat sa configurez intreruperi externe, comunicatie I2C si UART, si sa implementez o masina de stari pentru un comportament corect si predictibil.
Cea mai mare dificultate a fost maparea corecta a pinilor pentru keypad, rezolvata prin testare iterativa si debugging pe serial.
Download
Bibliografie/Resurse
Hardware:
Software & Tutoriale:
