Bouw een hightech alarmsysteem met een Raspberry Pi

Mijn boek, Building a High-Tech Alarm System with Raspberry Pi (Elektor 2023), leidt je door het bouwen en testen van een alarmsysteem met tien zones. Naast het bouwen van de hardware behandelen we ook de code die op de Raspberry Pi draait. De code 'spreekt' en schrijft momenteel Engels, maar door de aanwijzingen in het hoofdstuk over de code te volgen kun je hem gemakkelijk Frans, Duits of Nederlands laten spreken. Alle alarmsystemen hebben twee basisfuncties. Ten eerste bewaken ze de omgeving, op zoek naar een verandering zoals een deur of raam dat opengaat of iemand die zich in de kamer beweegt. De tweede functie van het systeem is om personen te waarschuwen van deze gebeurtenis. Ons alarmsysteem gebruikt scanning software om indringers op te sporen.

We zullen de 'standaard' waakhond als analogie gebruiken. Met een scanning-type systeem loopt de waakhond heen en weer bij het hek, op zoek naar een indringer of iemand die hij herkent. Bij ons ontwerp kun je, als je een alarmsleutel hebt, het systeem uitschakelen en binnengaan. Bij een interrupt-gestuurd systeem slaapt de hond tot hij een indringer (of jou) hoort. Dan wordt hij wakker en reageert hij op de situatie. Ik heb gekozen voor de scanmethode omdat de software volgens mij gemakkelijker te schrijven en uit te leggen is. Hij kan alle tien zones scannen in ongeveer een seconde.

Je hoeft geen elektrotechnicus te zijn om een alarmsysteem te installeren, alleen een goede timmerman, schilder en stukadoor! Dat ben ik overigens niet, dus het verstoppen van draden laat ik aan jou over.
Omdat ons alarmsysteem op 12 volt werkt, hoef je ook geen gediplomeerd elektricien te zijn om het te installeren. Als je een stopcontact kunt aansluiten, kun je dit alarmsysteem bouwen en testen.
 
Bovendien wordt besproken hoe je een alarmsysteem voor je huis of bedrijf kunt ontwerpen. Je moet in gedachten houden dat dit alleen voor educatieve doeleinden is en niet beschouwd moet worden als installatie-instructies voor het in dit boek beschreven alarmsysteem. Een van de redenen daarvoor zou zijn dat geen twee huizen of bedrijven hetzelfde zijn. Wat ik hier beschrijf is een voorbeeld van een standaard installatie.

Soorten alarmsystemen: Bedraad en draadloos

 

1. Het draadloze systeem is snel en eenvoudig te installeren. Het is echter gemakkelijk voor een professionele inbreker om het draadloze signaal dat het alarm aanstuurt te storen. Er zijn talloze YouTube video's over dit onderwerp, en de apparatuur die nodig is om de aanval uit te voeren kost minder dan 50 dollar op Amazon. Voor ongeveer twee keer dat bedrag kun je een apparaat kopen dat ook het mobiele signaal kan verstoren, zodat het paneel geen contact kan opnemen met de alarmcentrale om te vertellen dat het werd gestoord.
2. De kosten van een bedraad alarmsysteem zijn aanzienlijk hoger. Dit komt door het werk dat gemoeid is met het door de muren heen vissen van draden en het boren van gaten om de sensoren te monteren. Het voordeel van een bedraad systeem is dat er geen draadloos alarmsignaal gestoord kan worden. Het is natuurlijk nog steeds mogelijk om het gsm-systeem te storen of de telefoonlijn door te knippen. Daarom zijn luidruchtige sirenes uitgevonden.

 
Ons systeem wordt niet aangesloten op een meldkamer, dus er is niemand die het paneel kan bellen. Ook verschillen de protocollen en frequenties van SMS-systemen van land tot land. Om die reden is een SMS-optie niet in het ontwerp opgenomen. Ik moet erop wijzen dat, hoewel dit een leuk en leerzaam project is, het geen vervanging is voor een continu bewaakt professioneel alarmsysteem. Als je oudere of zieke mensen wilt beschermen of een winkel die dure koopwaar verkoopt, dan zou ik voorstellen dat een continu bewaakt bedraad systeem het beste is. Het is waar dat telefoonlijnen kunnen worden doorgesneden en mobiele verbindingen kunnen worden verstoord, maar een sirene van 110 dBm zal op zijn minst de buren waarschuwen en hopelijk een dief afschrikken. Het kan raadzaam zijn je buren te vertellen over je nieuwe alarmsysteem en je bij voorbaat te verontschuldigen voor eventuele valse alarmen.
 
Een ander, enigszins controversieel onderwerp is stickers op je raam met de tekst "Beveiligd door een alarmbedrijf". Naar mijn mening zal de sticker de gelegenheids- of amateur-inbreker afschrikken en de professional vertellen welke frequentie hij moet verstoren. Planning is verreweg het belangrijkste deel van de installatie. Slechte planning heeft meer hoofdpijn veroorzaakt dan enig ander deel van een alarminstallatieproject.

De wandeling rondom het gebouw

Zoals de titel al aangeeft, maak een wandeling rond het pand dat je gaat beschermen, zowel binnen als buiten. Probeer te denken als een boef. Vraag jezelf af: "Als ik in dit huis / kantoor / magazijn zou willen inbreken, hoe zou ik dat dan doen?". Maak foto's als je denkt dat het zal helpen. Maak tekeningen van de binnen- en buitenkant van het gebouw, zodat je kunt plannen waar je je sensoren gaat plaatsen. Er zijn verschillende gratis CAD-programma's die je hierbij kunnen helpen.

Hier is een eenvoudige checklist voor je:
 

• Hoeveel deuren zijn er?
• Wat voor soort deuren zijn het? Garagedeuren? Toegangsdeuren voor personen? Luiken voor huisdieren? (Serieus, inbrekers hebben kinderen gebruikt)
• Hoeveel ramen zijn er? En welke kunnen er open? Welke bevinden zich op de begane grond en welke op de tweede verdieping? (Inbrekers kunnen vouwladders gebruiken)
• Is er een haag of een privacy-schutting? (Inbrekers zijn dol op cederhaagjes en privacyhekken).
• Als de inbreker eenmaal binnen is, waar kan hij dan heen? (Hoofdgang, keukendeur, terrasdeur)
• Hoeveel kamers moet je beschermen?
• Is alles op dezelfde verdieping, of zijn er meerdere verdiepingen?
• Hoe zit het met speciale alarmen? Paniekalarm in de slaapkamer? Rookalarm in de keuken? Wateroverlastalarm in de kelder? Hittemelder in de garage?

 

Structuur van het boek

In de eerste hoofdstukken bespreken we de basiscomponenten van de meeste alarmsystemen, leren we hoe de hardware die op de sensoren is aangesloten werkt, praten we over hoe het alarmsysteem interacteert met de buitenwereld. Een sleutelschakelaar of optionele RFID-kaartlezer kan worden gebruikt om het systeem in of uit te schakelen.

Het vierde hoofdstuk beschrijft de software in detail. Het alarmsysteem wordt geleverd met twee verschillende softwarepakketten. Verderop in het boek zien we de montage van de hoofdprintplaat van het alarmsysteem, en het aanleggen en testen van de bedrading die de bedieningspanelen met het alarmsysteem verbindt. In detail wordt beschreven hoe de Passief Infra-Rood (PIR) bewegingssensoren, deur/raamcontacten op het systeem worden aangesloten. Daarna wordt het paneel van het alarmsysteem getest met drukknopschakelaars. Enkele toekomstige uitbreidingen van het systeem voor meer gevorderde gebruikers worden als kanttekening genoemd. Tot nu toe is het systeem grotendeels gebruikt voor educatieve doeleinden. In het laatste hoofdstuk zien we hoe we van het systeem een zelfstandig alarmsysteem kunnen maken.
 
Ik hoop dat je evenveel plezier beleeft aan het lezen van dit boek als ik aan het schrijven ervan.
 

---

Over de auteur:

  William (Bill) Pretty begon zijn carrière in de elektronica in het begin van de jaren '80 bij een klein startend telecombedrijf dat uiteindelijk een grote multinational zou worden. Hij verliet dat bedrijf om een carrière in de commerciële luchtvaart in het noorden van Canada te beginnen.  Van daaruit ging hij werken bij het Ontario Center for Microelectronics, een provinciaal gefinancierd onderzoeks- en ontwikkelingscentrum. Bill vertrok daar voor een militaire carrière als civiele aannemer bij wat toen nog Defense Research Establishment Ottawa heette. Daar begon een carrière die meer dan 30 jaar zou duren. In de loop der jaren heeft Bill veel kennis opgedaan op het gebied van technische beveiliging en begon in 2010 zijn eigen bedrijf. Dat bedrijf heette William Pretty Security Inc. en bood ondersteuning, in de vorm van onderzoek en ontwikkeling, aan verschillende politiediensten en particuliere beveiligingsorganisaties. In 2014 ging hij met pensioen om een carrière als schrijver na te streven. Hij heeft verschillende boeken te koop op Amazon, voor de elektronica hobbyist.


Vertaling: Hans Adams