MotionSense: Detección inteligente de intrusos con Arduino y ESP8266

Componentes y suministros

Arduino Mega	×	1
Espressif ESP8266 ESP-01	×	1
Sensor PIR HC-SR501	×	1
Condensador 1000 µF	×	1
Resistencias y cables jumper	×	1

Herramientas necesarias

• Cortaalambres

Aplicaciones y servicios en línea

• Pushbullet (para notificaciones push)

Sobre el proyecto

Introducción

En este tutorial explico cómo crear un sistema que notifique cualquier actividad no autorizada o intrusión. Utilicé Arduino y un sensor PIR para la detección de movimiento, y un ESP8266 para la conectividad WiFi. Mi smartphone (Xperia Z1) recibe las notificaciones mediante la popular app Pushbullet y sus APIs para enviar notificaciones desde Arduino.

Conocimientos previos

• Conocimientos de Arduino y hardware básico – www.arduino.cc
• Idea sobre comandos AT – Introducción a comandos AT
• Funcionamiento del sensor PIR – Sensor infrarrojo pasivo

Componentes utilizados

• Arduino Mega 2560
• Módulo WiFi ESP8266 serie ESP-01
• Sensor PIR HC-SR501
• Condensador electrolítico 1000 µF, varias resistencias (condensador para alimentación del WiFi, resistencias para regulación de voltaje)
• Cables de hilo simple 0,5 mm (terminales de conexión)
• Cables jumper hembra-hembra (conectores)
• Smartphone (para app Pushbullet, cualquier modelo sirve)
• Portátil (para programar en Arduino IDE)
• Arduino IDE [v1.6.4]

Qué hacer

Configuración del entorno

Si no tienes Arduino instalado, descárgalo de la web oficial.

Configuración del sensor PIR

Para máxima sensibilidad y ciclo de alerta mínimo, ajusta los potenciómetros del PIR como se muestra. Abre la esfera blanca del sensor y verás la descripción de pines: GND | OUT | VCC. Conecta jumpers hembra a GND, VCC y OUT. Luego conéctalos al Arduino:

• PIR GND → Arduino GND
• PIR VCC → Arduino 5V
• PIR OUT → Pin digital 2 (puedes elegir otro pin y modificarlo en el código)

Para probar el PIR puedes usar este código de Arduino Playground. Tu sensor PIR ya está LISTO.

Habilitar Arduino para conectarse a internet vía WiFi

Usé el módulo ESP8266 (variante ESP-01) que es bastante barato. Hay otras variantes y firmwares; usé el firmware AT por defecto. Consulta las imágenes de referencia para las conexiones.

Conecta el ESP8266 al Arduino con jumpers:

• ESP8266 GND → Arduino GND
• ESP8266 UXTX (TX) → Arduino RX2 (pin receptor del Mega, Serial2 en código)
• ESP8266 CH_PD (HIGH) → Arduino 5V (añade regulador de 3,3V; usé una resistencia por no tener regulador, pero se prefiere regulador)
• Deja RST, GPIO2 y GPIO0 sin conectar
• ESP8266 URXD (RX) → Arduino TX2 (pin transmisor del Mega, Serial2)
• ESP8266 VCC → 3,3V de Arduino

Problema de alimentación: El ESP8266 consume mucha corriente al transmitir y puede reiniciar el Arduino si este se alimenta por USB. Se recomienda alimentación externa para el ESP8266. Como solución rápida y barata usé un condensador electrolítico de 1000 µF:

• Pata larga → VCC del ESP8266 conectado a 3,3V
• Pata corta → GND del ESP8266 conectado a GND de Arduino

Tu módulo WiFi ESP8266 ya está LISTO.

Notificador Pushbullet

Pushbullet permite notificar tus dispositivos mediante push notifications. Usaremos su API para notificaciones del sensor PIR.

1. Ve a PushBullet, regístrate, descarga la app de Chrome y la app para smartphone.
2. Inicia sesión en Pushbullet en tus dispositivos.
3. Prueba enviando algunos mensajes push desde la app o la extensión de Chrome.
4. Ve a la sección API.
5. NOTA: La documentación de Pushbullet usa HTTPS, pero Arduino no puede manejar HTTPS. Usaremos la versión HTTP (no documentada oficialmente) referenciada en GitHub. Añade /pushbullet antes de la ruta REST.
6. Ejemplo: para notificación a todos los dispositivos, la doc dice /v2/pushes; nosotros usaremos /pushbullet/v2/pushes.
7. URL base: 173.17.168.19, puerto: 8181.
8. Obtén tu Access Token en tu cuenta (Configuración → Access Token) y guárdalo de forma segura.

Pushbullet ya está LISTO para enviar y recibir notificaciones.

Hora de programar

Abre este proyecto de GitHub, ve a la carpeta Experiments y busca MotionSense.ino. Copia el código al Arduino IDE y conecta tu Arduino (ya configurado con WiFi y PIR).

Modifica estos parámetros:

#define SSID "TU_SSID"        // Reemplaza con tu nombre de red WiFi
#define PASS "TU_PASSWORD"    // Reemplaza con tu contraseña WiFi
#define PIRPIN 2              // Cambia al pin digital deseado
#define AUTH_TOKEN "TU_TOKEN" // Reemplaza con tu Access Token de Pushbullet

Compila y sube. Tardará un poco en calibrar el sensor, inicializar el módulo WiFi y conectar al punto de acceso. Verás los mensajes en el Monitor Serie. Cuando todo esté listo, aparecerá continuamente:

"Everything fine | No intrusion"

Al pasar frente al sensor PIR, detectará movimiento y enviará notificación push a tus dispositivos.

Entendiendo el código brevemente

• #define: parámetros predefinidos a modificar.
• setup(): inicializa Serial y Serial2 (WiFi).
• Funciones clave:
  • sensor_calibration(): calibra el sensor (apaga pin PIR antes).
  • check_WiFi_radio(): verifica si el módulo WiFi está OK.
  • reset_wifi(): reinicia el módulo WiFi.
  • set_wifi_mode(): configura el WiFi como cliente para conectar al AP.
  • check_wifi_stat(): comprueba si está conectado al AP.
  • connect_ssid(): conecta con tus credenciales si no lo está.
  • pirRead(): lee valor del PIR (0 o 1). Si 1 → movimiento detectado.
  • server_connect(): conecta al servidor Pushbullet.
  • post(): envía notificación push.
  • server_disconnect(): cierra conexión.

El bucle principal repite estos pasos.

Código

Código MotionSense

Consulta el README del repositorio para la explicación del código:
https://github.com/anupam19/ESP8266-experiments

Esquemáticos