کنترل وسایل برقی با پیامک توسط آردوینو و ماژول GSM

کنترل وسایل برقی با پیامک

کنترل وسایل برقی با پیامک یکی از پروژه های جذاب در حوزه الکترونیک و هوشمند سازی می باشد، که امروزه مورد توجه خیلی از علاقه مندان به تکنولوژی قرار گرفته است، که این علاقه مندی بی دلیل نیست، چراکه در حال حاضر مبحث هوشمند سازی یک از کارهای پر درآمد در کشور محسوب می شود و هر روز عده بیشتری فدم در این حوزه می گذارند، اما، به طور حتم افرادی در این زمینه موفق خواهند بود که خود آن ها طراحی، برنامه نویسی و سازنده مدارات باشند.

چراکه به راحتی میتوانند محصول خود را به سلیقه و نیاز مشتری شخصی سازی کنند و در نتیجه درآمد و مشتری بیشتری نصیبشان شود. در همین راستا، در این پروژه آردوینو از مبحث آموزش آردوینو ما نیز می خواهیم به شما آموزش دهیم که چگونه خودتان مداری بسازید که بتوانید توسط آن از راه دور وسایل برقی یک منزل را توسط پیامک خاموش و یا روشن کنید.

برای عملی سازی این پروژه لازم است دو قطعه مهم در مدار خود بکارگیریم:

قطعه اول: ماژول GSM

چیزی که کاملا مشخص است، این موضوع می باشد، که ما برای دریافت دستورات از طریق پیامک نیاز داریم تا مدار خود را به شبکه موبایل یا همان شبکه GSM متصل کنیم، درست همانند یک گوشی موبایل که با گذاشتن یک سیم کارت درون آن می توانیم پیامک ارسال و یا دریافت کنیم. اما چگونه!!!

امروژه شرکت های زیادی در دنیا به عنوان تولید کننده تجهیزات GSM شناخته می شوند. که یکی از آن ها، شرکت SIMcom می باشد. شرکت سیم کام یکی از معروفترین شرکت ها به خصوص در ایران، در حوزه فروش ماژول های GSM محسوب می شود، که یکی از دلایل معروفیت آن نسبت به سایر ماژول های GSM موجود، ارائه ماژول های GSM با امکانات گسترده و قیمت پایین می باشد. توسعه دهندگان الکترونیک با استفاده از ماژول های GSM می توانند به راحتی به شبکه GSM متصل شوند و تمامی قابلیت های یک موبایل همچون، برقراری تماس صوتی، ارسال و دریافت فکس، اتصال به اینترنت، ارسال و دریافت پیامک را در پروژه خود مهیا کنند.

در این پروژه ما نیز برای اینکه بتوانیم به شبکه GSM متصل شوید و دستورات کاربر را توسط پیام کوتاه دریافت کنیم، از ماژول های GSM شرکت SIMcm استفاده کرده ایم. این شرکت مدل های متفاوتی ماژول GSM در بازار دارد که هر کدام دارای امکانات و ویژگی های خاصی است، که شما می توانید برای ساخت این پروژه از مدل های SIM900 یا SIM900A یا SIM800 یا SIM800A و یا SIM800L استفاده کنید.

قطعه دوم: برد آردوینو

بعد از اینکه به شبکه GSM متصل شدیم و توانستیم پیامک را دریافت کنیم، نیاز است که بتوانیم پیامک را باز نموده و محتویات آنرا پردازش کنیم. که این عملیات توسط برد آردوینو Arduino NANO انجام می شود. در حقیقت برد آردوینو توسط برنامه ای که در نرم افزار آردوینو برای آن نوشته شده است، ابتدا منتظر می ماند تا پیامکی ارسال شود، سپس پیامک دریافت شده را باز می کند و محتوای آنرا پردازش می کند، در صورتیکه کد دستور موجود در متن پیامک از لحاظ قواعدی درست بود و رمز عبور وارد شده نیز صحیح بود، عملیات مربوط به آن دستور که می تواند روشن و یا خاموش کردن یکی از 4 رله باشد را، انجام می دهد.

کدهای دستوری برای کنترل وسایل برقی با پیامک

همانطور که پیشتر توضیح داده شد، برای اینکه بتوانیم 4 وسیله برقی را کنترل کنیم نیاز داریم تا کدهای دستوری از پیش تعریف شده را برای مدار پیامک کنیم. این کدها به صورت کامل در جدول زیر به همراه نحوه استفاده از آن ها درج شده است. برای استفاده از هریک از کدها تنها کافی است کد مورد نظر را همانند مثال برای شماره سیم کارتی که بر روی ماژول GSM قرار داده اید ارسال کنید، و منتظر پاسخ و نتیجه دستور که به صورت پیامک از سمت مدار برایتان ارسال می شود باشید.

لیست قطعات مورد نیاز

برد آردوینو NANO با میکروکنترلر Atmega328	1 عدد
ماژول مخابراتی SIM800L به همراه برد راه انداز	1 عدد
مقاومت 1 کیلو اهم با توان 0.25 وات و تلرانس 5 درصد	4 عدد
مقاومت 330 اهم با توان 0.25 وات و تلرانس 1 درصد	1 عدد
دیود 1N4007	7 عدد
خازن عدسی 100nF نانوفاراد	1 عدد
خازن عدسی 10pF پیکوفاراد	3 عدد
خازن عدسی 27pF پیکوفاراد	3 عدد
خازن الکترولیتی 2200uf میکروفاراد 16 ولت	3 عدد
خازن الکترولیتی 1000uf میکروفاراد 16 ولت	1 عدد
رگولاتور ولتاژ 5 ولت L7805	1 عدد
آی سی ULN2804A مدل DIP اورجینال	1 عدد
ترمینال پیچی 2 پین مدل KF300 رنگ آبی	1 عدد
ترمینال پیچی 3 پین مدل KF300 رنگ آبی	4 عدد
لامپ LED سبز سایز 3mm میلی متر مدل مات	4 عدد
رله 12V ولت معمولی تک کنتاکت با جریان 10 آمپر	4 عدد
لامپ LED سبز سایز 5mm میلی متر مدل مات	1 عدد
پین هدر نری صاف 1x40 با ارتفاع 11 میلیمتر - مشکی	1 عدد
پین هدر مادگی صاف 1x40 با فاصله پایه 2.54 میلیمتر - مشکی	1 عدد
آداپتور 12V ولت 2A آمپر مدل بین راهی ساخت ایران	1 عدد

مرحله اول : پروگرام کردن برنامه بر روی برد آردوینو

1- برد آردوینو را از طریق کابل USB به کامپیوتر متصل کنید.

2- نرم افزار آردوینو را بر روی سیستم خود اجرا کنید، اگر بار اول است که با برد Arduino کار می کنید و این نرم افزار را بر روی سیستم خود ندارید، می توانید نرم افزار آردوینو و نحوه نصب آن را از اینجا دریافت نمائید.

3- پس از اجرای نرم افزار آردوینو، از طریق منوی File بر روی گزینه Open… کلیک کنید.

4- در پنجره باز شده به محل ذخیره فایل پروژه با نام GSM بروید و از درون آن پوشه Code را باز کنید و در نهایت فایل برنامه با نام GSM.ino را انتخاب و باز کنید.

5- پس از باز کردن برنامه از طریق منوی Tools به زیر منوی Board رفته و از لیست کشویی باز شده آیتم Arduino Nano را انتخاب کنید.

6- دوباره از طریق همان منوی Tools به زیر منوی Port رفته و از لیست کشویی باز شده شماره پورت USB که از طریق آن برد آردینو به کامپیوتر متصل شده است را انتخاب کنید.

7- در پایان برای انتقال برنامه به برد آردوینو کافیست تا بر روی آیکون در نرم افزار آردوینو کلیک کنید.

مرحله دوم : چاپ PCB و مونتاژ برد

1- نرم افزار پروتئوس Proteus ورژن 8.1 را بر روی سیستم خود اجرا کنید، اگر این نرم افزار را بر روی سیستم خود ندارید می توانید از اینجا دانلود کنید.

2- پس از باز شدن نرم افزار از طریق منوی File بر روی گزینه Open Project کلیک کنید و در پنجره باز شده به مسیر ذخیره فایل پروژه با نام GSM بروید و از درون آن پوشه PCB را باز کنید، سپس از درون پوشه PCB[Main] فایل 4Relay Control SIM900.pdsprj را انخاب و باز کنید.

3- پس از باز شدن نرم افزار می توانید در تب “Schematic Capture” نقشه شماتیک پروژه و در تب “PCB Layout” نقشه PCB پروژه را مشاهده نمائید.

4- شما می توانید یا خودتان برد را در خانه چاپ کنید و یا به شرکت های چاپ فیبر به بازار بدهید تا برایتان اینکار را انجام دهند. در صورتیکه می خواهید خودتان در خانه اینکار را انجام دهید، برای دریافت آموزش ها و توضیحات آن، تنها کافیست عبارت “چاپ برد pcb در خانه با اتو” را در گوگل جستجو نمائید و از آموزش های بسیار زیادی که در این زمینه در اینترنت وجود دارد استفاده کنید.

5- پس از چاپ PCB و آماده سازی برد، نوبت به مونتاژ مدار می رسد، برای این منظور تنها کافی است طبق تصویر زیر هر قطعه را در جای مناسب خود قرار دهید و سپس شروع به لحیم کاری کنید.

6- پس از اتمام عملیات مونتاژ و لحیم کاری برد، حتما حتما با استفاده از یک اسپری تمیز کننده برد و یک مسواک محل های لحیم کاری را با دقت تمیز کنید، لطفا توجه داشته باشید در صورت عدم انجام این مرحله ممکن است مدار شما به درستی کار نکند و یا پس از مدتی قطعات موجود بر روی برد صدمه ببینند.

مرحله سوم : راه اندازی مدار

1- در طول آزمایش و راه اندازی مدار باید برد آردوینو به صورت کامل از کامپیوتر جدا باشد.

2- توسط یک آداپتور 12 ولت DC با حداقل جریان 2 آمپر کیت را راه اندازی کنید.

3- پس از اتصال منبع تغذیه به مدار یک لامپ LED بر روی مدار وجود دارد که برای مدت زمان 20 الی 30 ثانیه به صورت ثابت روشن می شود و بعد از آن به حالت چشمک زن می رود. زمانیکه این لامپ LED چشمک می زند یعنی مدار به درستی بالا آماده و شما می توانید آنرا از طریق پیام کوتاه کنترل کنید اما اگر لامپ LED در همان حالت ثابت ماند باید موارد زیر بررسی شود:

• مطمئن شوید سیم کارت بر روی ماژول SIM800L به درستی نصب شده باشد.
• از سالم بودن سیم کارت مطمئن شوید، بهتر از قبل استفاده از سیم کارت آنرا با یک گوشی موبایل آزمایش کنید تا اگر سیم کارت به هر دلیلی مسدود شده باشد متوجه شوید.
• اگر سیم کارت را تازه خریداری کرده اید حتما ابتدا آنرا بر روی گوشی موبایل قرار دهید و قسمت رمز PUK (کد قفل گشای شخصی) را غیر فعال کنید.
• مطمئن شوید کد PUK (کد قفل گشای شخصی) سیم کارت مورد استفاده غیر فعال باشد.
• بر روی ماژول SIM800L یک لامپ LED کوچک وجود دارد، که زمانیکه ماژول به درستی به شبکه GSM متصل می شود هر 3 ثانیه یکبار چشمک می زند در صورتیکه این لامپ پس از گذشت 20 الی 30 ثانیه هنوز تند تند چشمک می زند باید وضعیت آنتن دهی و سالم بودن ماژول بررسی شود چراکه ممکن است ماژول آنتن دهی نداشتی باشد و یا معیوب باشد.
• در صورتیکه با شماره سیم کارتی که بر روی ماژول قرار داده اید تماس می گیرد و شماره موبایل زنگ می خورد و در دسترس است بهتر است اتصالات بین ماژول SIM800L و برد آردوینو به دقت توسط یک مولتی متر بررسی کنید، چراکه وجود یک قطعی کوچک بین ماژول GSM و برد آردوینو، باعث عدم عملکرد صحیح مدار می شود.

4- برای اینکه بتوانید چهار رله تعبیه شده در پروژه را از طریق پیامک به سادگی کنترل کنید، یک اپلیکیش، مخصوص این پروژه توسط تیم الکترونیک98 در نرم افزار Android Studio به زبان جاوا برای سیستم عامل اندروید طراحی شده است که ابتدا باید آنرا را از اینجا دانلود کنید.

5- فایل دانلود شده را به حافظه داخلی و یا خارجی موبایل خود انتقال دهید.

6- در گوشی موبایل خود بر روی فایل دانلود شده کلیک کنید و اقدام به نصب App کنید.

7- پس از اتمام عملیات نصب اپلیکیشن را اجرا کنید و در صورت درخواست دسترسی به بخش پیامک و حافظه گوشی از سوی اپلیکیشن آنرا تائید کنید. لازم به ذکر است این دسترسی ها برای ارسال پیام کوتاه و نوشتن وضعیت رله ها در حافظه گوشی توسط اپلیکیشن مورد نیاز است.

8- زمانیکه برای اولین بار اپلیکیشن را اجرا می کنید، نرم افزار شما را به بخش تنظیمات هدایت خواهد کرد تا رمز عبور دستگاه و شماره سیم کارتی که بر روی دستگاه گذاشته اید را وارد نمائید. لطفا توجه داشته باشید رمز عبور دستگاه در حالت اولیه “0000” است و شماره موبایل دستگاه را باید بدون صفر اول وارد نمائید.

9- پس از وارد کردن رمز عبور و شماره موبایل دستگاه بر روی دکمه “ذخیره” کلیک کنید تا به صفحه اصلی اپلیکیشن یا همان صفحه کنترل رله ها هدایت شوید. در صفحه اصلی اپلیکیشن می توانید وضعیت هر رله را به صورت دلخواه تعیین کنید و سپس برای ارسال آن به دستگاه کافی است بر روی گزینه “اعمال تغییرات” کلیک کنید.

ویدیو ضبط شده از نحوه عملکرد پروژه

دانلود ویدئو با لینک مستقیم از سرورهای پرقدرت الکترونیک 98