Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Dezvoltarea instrumentelor de automatizare a dus la crearea unor sisteme integrate care să îmbunătățească calitatea vieții umane. Mulți producători renumiți de medii electronice și software oferă soluții tipice pentru diverse obiecte.

Chiar și un utilizator neexperimentat poate dezvolta proiecte independente și poate asambla o "casă inteligentă" pentru Arduino pentru nevoile lor. Principalul lucru este să înțelegeți elementele de bază și să nu vă fie frică să experimentați.

În acest articol vom examina principiul creației și al funcțiilor de bază ale unei locuințe automate bazate pe dispozitivele Arduino. De asemenea, luați în considerare tipurile de plăci utilizate și modulele principale ale sistemului.

Crearea de sisteme pe platforma Arduino

Arduino este o platformă pentru dezvoltarea dispozitivelor electronice cu comandă automată, semi-automată sau manuală. Se face pe principiul unui designer cu reguli clar definite de interacțiune între elemente. Sistemul este deschis, ceea ce permite producătorilor terți să participe la dezvoltarea sa.

Casa clasică "inteligentă" constă din blocuri automate care îndeplinesc următoarele funcții:

  • colectarea informațiilor necesare prin intermediul senzorilor;
  • să analizeze datele și să ia decizii utilizând un microprocesor programabil;
  • punerea în aplicare a deciziilor luate prin acordarea de comenzi diferitelor dispozitive.

Platforma Arduino este bună tocmai pentru că nu blochează un anumit producător, ci permite consumatorului să aleagă componentele cele mai potrivite. Alegerea lor este imensă, astfel încât să puteți implementa aproape orice idee.

Vă recomandăm să vă familiarizați cu cele mai bune dispozitive inteligente pentru acasă.

Pentru a învăța să lucrați cu Arduino, puteți achiziționa un kit de pornire (Starter Kit) pe site-ul producătorului. Este necesară cunoașterea limbii engleze tehnice, deoarece documentația nu este rusificată

În plus față de varietatea de dispozitive conectate, variabilitatea este adăugată de mediul de programare implementat în C ++. Utilizatorul nu poate să profite doar de bibliotecile create, ci și să programeze reacția componentelor sistemului la evenimentele care apar.

Elemente de bază ale panourilor

Elementul principal al "casei inteligente" este una sau mai multe plăci centrale (placa de bază). Ele sunt responsabile de interacțiunea tuturor elementelor. Numai prin definirea sarcinilor care trebuie rezolvate se poate trece la selectarea nodului principal al sistemului.

Placa de baza combina urmatoarele elemente:

  • Microcontroler (procesor). Scopul său principal este de a produce și măsura tensiunea în porturi în intervalul 0-5 sau 0-3, 3 V, pentru memorarea datelor și efectuarea calculelor.
  • Programator (nu toate placile au aceasta). Cu ajutorul acestui dispozitiv, un program este scris în memoria microcontrolerului, conform căruia "casa inteligentă" va funcționa. Este conectat la un computer, tabletă, smartphone sau alt dispozitiv utilizând o interfață USB.
  • Stabilizator de tensiune. Aveți nevoie de un dispozitiv la 5 volți, necesar pentru alimentarea întregului sistem.

Sub brandul lui Arduino au fost lansate mai multe modele de placi. Ele diferă una de alta în funcție de factor (dimensiune), numărul de porturi și dimensiunea memoriei. Pentru acești indicatori trebuie să alegeți dispozitivul corespunzător.

Plăcile și scuturile arduino pentru ele sunt cel mai bine cumpărate de la producător, deoarece sunt dispozitive mai compatibile din punct de vedere calitativ, fabricate în China

Există două tipuri de porturi:

  • digitale, care sunt marcate pe bord cu literele "d" ;
  • analogice, care sunt marcate cu litera "a" .

Datorită acestora, microcontrolerul comunică cu dispozitivele conectate. Orice port poate funcționa atât la primirea unui semnal, cât și la întoarcerea acestuia. Porturile digitale cu marcaj "pwm" sunt destinate pentru intrarea și ieșirea unui semnal de tip PWM (modulația lățimii impulsurilor).

Prin urmare, înainte de a achiziționa o taxă, trebuie să estimați cel puțin aproximativ nivelul volumului de lucru cu diverse dispozitive. Aceasta va determina numărul necesar de porturi de toate tipurile.

În același timp, trebuie să se înțeleagă că sistemul "home smart" nu trebuie să fie legat de o unitate de control bazată pe o singură placă de bază. Funcțiile cum ar fi, de exemplu, includerea iluminării artificiale în zona locală în funcție de ora din zi și menținerea rezervelor de apă în rezervorul de stocare sunt independente una de cealaltă.

Din punctul de vedere al asigurării fiabilității sistemului electronic, este mai bine să se răspândească sarcinile care nu au legătură între diferitele blocuri, ceea ce conceptul Arduino îl face ușor de implementat. Dacă într-un singur loc se combină mai multe dispozitive, este posibil ca microprocesorul să se supraîncălzească, bibliotecile de software se confruntă cu dificultăți în găsirea și remedierea defecțiunilor software și hardware.

Conectarea mai multor dispozitive de diferite tipuri la o singură placă este de obicei folosită în robotică, unde compactitatea este importantă. Pentru "casa inteligentă" este mai bine să folosiți baza pentru fiecare sarcină.

Fiecare microprocesor este echipat cu trei tipuri de memorie:

  • Memorie flash. Memoria principală în care este stocat codul programului de gestionare a sistemului. Partea nesemnificativă (3-12%) este luată de programul de încărcare cusută (bootloader).
  • SRAM. RAM, unde sunt stocate date temporare necesare atunci când programul este în execuție. Diferă în viteza mare de lucru.
  • EEPROM. Memorie mai slabă, unde puteți de asemenea să stocați date.

Principala diferență între tipurile de memorie pentru stocarea datelor este că atunci când alimentarea este oprită, informațiile înregistrate în SRAM se pierd, dar rămân în EEPROM. Dar tipul non-volatil are un dezavantaj - un număr limitat de cicluri de scriere. Acest lucru trebuie să vă amintiți când creați propriile aplicații.

Spre deosebire de utilizarea lui Arduino în robotică, pentru majoritatea sarcinilor unei "case inteligente", nu este nevoie de o mulțime de memorie pentru programe sau pentru stocarea informațiilor.

Tipuri de plăci pentru asamblarea unei case inteligente

Luați în considerare tipurile principale de plăci care sunt utilizate cel mai adesea atunci când asamblați un sistem de acasă inteligent.

Vizualizați # 1 - Arduino Uno și derivatele sale

Placile Arduino Uno și Arduino Nano sunt utilizate cel mai adesea în sistemele de acasă inteligente. Ele au o funcționalitate suficientă pentru rezolvarea problemelor tipice.

Având puterea plăcilor full-size de la o tensiune de 7-12 volți oferă multe avantaje. Mai întâi de toate, este posibilă o viață lungă a bateriei de la baterii standard sau baterii reîncărcabile.

Parametrii principali ai Arduino Uno Rev3:

  • procesor: ATMega328P (8 biți, 16 MHz);
  • numărul de porturi digitale: 14;
  • dintre ele cu funcție PWM: 6;
  • numărul de porturi analogice: 6;
  • memorie flash: 32 KB;
  • SRAM: 2 KB;
  • EEPROM: 1 KB.

Nu cu mult timp în urmă a fost o modificare - Uno Wi-Fi, care conține un modul integrat ESP8266, care vă permite să faceți schimb de informații cu alte dispozitive în conformitate cu standardul 802.11 b / g / n.

Diferența dintre Arduino Nano și analogul său mai generic este lipsa propriei prize de alimentare de la 12 V. Aceasta se face pentru a obține o dimensiune mai mică a dispozitivului, ceea ce face ușor să se ascundă într-un spațiu mic. De asemenea, în acest scop, conexiunea USB standard este înlocuită cu un cip cu un cablu mini-USB. Arduino Nano are încă 2 porturi analogice decât Uno.

Există încă o modificare a plăcii Uno - Arduino Mini. Este chiar mai mic decât Nano-ul și este mult mai dificil de a lucra cu acesta. În primul rând, lipsa unui port USB creează o problemă cu firmware-ul, deoarece pentru aceasta este necesar să se utilizeze un convertor USB-Serial. În al doilea rând, această placă este mai pretențioasă în ceea ce privește alimentarea cu energie - este necesar să se asigure un interval de tensiune de intrare de 7-9 V.

Din motivele descrise mai sus, placa Arduino Mini este rar utilizată pentru funcționarea "smart home". De obicei este folosit fie în robotică, fie în implementarea proiectelor gata făcute.

Vizualizați # 2 - Arduino Leonardo și Micro

Arduino Leonardo este similar cu Uno, dar un pic mai puternic. De asemenea, o caracteristică interesantă a acestui model este definiția acestuia când este conectat la un computer ca tastatură, mouse sau joystick. Prin urmare, este adesea folosit pentru a crea dispozitive originale de jocuri și simulatoare.

Tablou de dimensiuni și dimensiuni ale modelelor Uno, Leonardo și ale omologilor lor miniaturali. Dezvoltatorii nu urmăresc logica în nume - "nano" ar trebui să fie cel mai mic

Parametrii principali ai lui Arduino Leonardo sunt următorii:

  • procesor: ATMega32u4 (8 biți, 16 MHz);
  • numărul de porturi digitale: 20;
  • dintre ele cu funcție PWM: 7;
  • numărul de porturi analogice: 12;
  • memorie flash: 32 KB;
  • SRAM: 2, 5 KB;
  • EEPROM: 1 KB.

După cum se poate observa din lista de parametri, Leonardo are mai multe porturi, ceea ce permite încărcarea acestui model cu un număr mare de senzori.

De asemenea, pentru Leonardo există un analog absolut identic în caractere miniatură numit Micro. Nu are alimentare de la 12 V și în loc de o intrare USB completă există un cip sub un cablu mini-USB.

Modificarea Leonardo numită Esplora este un model pur de jocuri și nu se potrivește nevoilor unei "case inteligente".

Vizualizați # 3 - Arduino 101, Arduino Zero și Arduino MKR1000

Uneori, pentru funcționarea sistemelor "smart home" implementate pe baza lui Arduino, este nevoie de o mare putere de calcul, pe care microcontrolerele pe 8 biți nu le pot oferi. Sarcini precum recunoașterea vocii sau imaginile necesită un procesor rapid și o cantitate semnificativă de memorie RAM pentru astfel de dispozitive.

Pentru a rezolva astfel de probleme specifice, utilizați plăci puternice care funcționează în conformitate cu conceptul de Arduino. Numărul de porturi pe care le au este aproximativ același cu cel al panourilor Uno sau Leonardo.

Arduino 101 are aceleași dimensiuni ca Uno sau Leonardo, dar cântărește aproape de două ori mai mult. Motivul pentru aceasta este prezența a două intrări USB și cipuri suplimentare.

Una dintre cele mai simple butoane, dar puternice - arduino 101 are următoarele caracteristici:

  • procesor: Intel Curie (32 biți, 32 MHz);
  • memorie flash: 196 KB;
  • SRAM: 24 KB;
  • EEPROM: nu.

În plus, placa este echipată cu BLE-funcțional (Bluetooth Low Energy) cu capacitatea de a conecta cu ușurință soluții gata făcute, cum ar fi senzorul de frecvență cardiacă, primirea informațiilor despre vremea din afara ferestrei, trimiterea de mesaje text etc. De asemenea, un giroscop și un accelerometru sunt integrate în dispozitiv, dar ele sunt utilizate în principal în robotică.

O altă placă similară - Arduino Zero are următoarele caracteristici:

  • procesor: SAM-D21 (32 biți, 48 MHz);
  • memorie flash: 256 KB;
  • SRAM: 32 KB;
  • EEPROM: nu.

O caracteristică distinctivă a acestui model este prezența unui debugger încorporat (EDBG). Aceasta face mult mai ușor să căutați erori la programarea plăcii.

La scrierea codului volumetric, chiar și un programator cu înaltă calificare are erori. Utilizați un depanator pentru a le găsi.

Arduino MKR1000 este un alt model potrivit pentru computerele puternice. Are un microprocesor și o memorie, similar cu Zero. Diferența sa principală constă în prezența cipului Wi-Fi integrat cu protocolul 802.11 b / g / n și un cip crypto cu suport pentru algoritmul SHA-256 pentru a proteja datele transmise.

Vizualizați # 4 - Modele familiale Mega

Uneori este necesar să se utilizeze un număr mare de senzori și să se gestioneze un număr semnificativ de dispozitive. De exemplu, este necesar pentru funcționarea automată a sistemelor de climatizare distribuite care susțin o anumită temperatură pentru zonele individuale.

Pentru fiecare zonă locală este necesar să se urmărească citirile a doi senzori de temperatură (a doua este folosită ca control) și, în conformitate cu algoritmul, să se ajusteze poziția clapetei, care determină cantitatea de aer cald care intră.

Dacă există mai mult de 10 astfel de zone într-o cabană, atunci sunt necesare mai mult de 30 de porturi pentru a controla întregul sistem. Desigur, puteți utiliza mai multe plăci Uno sub administrarea comună a uneia dintre ele, dar acest lucru creează o complexitate suplimentară de comutare. În acest caz, este recomandabil să folosiți modele din familia Mega.

Dimensiunea plăcilor din familia Mega (101, 5 x 53, 4 cm) este mai mare decât cea a modelelor revizuite anterior. Aceasta este o necesitate tehnică - altfel acest număr de porturi nu poate fi adaptat.

Arduino Mega se bazează pe un microprocesor aTMega1280 pe 8 biți de 16 MHz.

Are o cantitate mare de memorie:

  • memorie flash: 128 KB;
  • SRAM: 8 KB;
  • EEPROM: 4 KB.

Dar principalul său avantaj este prezența a numeroase porturi:

  • numărul de porturi digitale: 54;
  • din care cu funcție PWM: 15;
  • numărul de porturi analogice: 16.

Această placă are două soiuri moderne:

  • Mega 2560 se bazează pe microprocesorul aTMega2560, care conține o cantitate mare de memorie flash - 256 KB;
  • Mega ADK în plus față de microprocesor aTMega2560 este echipat cu o interfață USB cu capacitatea de a se conecta la dispozitive bazate pe sistemul de operare Android.

Modelul Arduino Mega ADK, există o caracteristică. Când conectați telefonul la intrarea USB, este posibilă următoarea situație: dacă telefonul are nevoie de încărcare, acesta va începe să îl scoată din placă. Prin urmare, există o cerință suplimentară pentru sursa de energie electrică - aceasta trebuie să furnizeze un curent de 1, 5 amperi. La alimentarea cu baterii, această condiție trebuie luată în considerare.

Efectuați o alimentare autonomă pentru Arduino, puteți utiliza bateriile sau bateriile conectate. Prin combinarea conexiunii în serie și paralelă, puteți atinge tensiunea dorită și timpul de lucru lung

Datorită unui alt model Arduino care combină puterea unui microprocesor cu un număr mare de porturi.

Caracteristicile sale sunt următoarele:

  • procesor: Atmel SAM3X8E (32 biți, 84 MHz);
  • numărul de porturi digitale: 54;
  • dintre ele cu funcție PWM: 12;
  • numărul de porturi analogice: 14;
  • memorie flash: 512 KB;
  • SRAM: 96 KB;
  • EEPROM: nu.

Pinii analogici ai acestei plăci pot funcționa atât în rezoluția uzuală de 10 biți a lui Arduino, care este compatibilă cu modelele anterioare, cât și în rezoluția de 12 biți, care vă permite să recepționați un semnal mai precis.

Caracteristicile interacțiunii modulelor prin porturi

Toate modulele care vor fi conectate la placă au cel puțin trei ieșiri. Două dintre ele sunt fire electrice, adică "Ground" precum și tensiunea de 5 sau 3.3 V. Al treilea fir este logic. Este transferul de date către port. Pentru a conecta modulele, utilizați fire special grupate pe 3 piese, numite uneori jumpers.

Deoarece modelele Arduino au de obicei doar 1 port cu tensiune și 1-2 porturi cu "pământ", pentru a conecta mai multe dispozitive, va trebui fie să lipiți firele, fie să folosiți panoul de paie.

Nu numai puterea și porturile plăcii Arduino pot fi conectate la placa de pană, dar și alte elemente, cum ar fi rezistența, registrele etc.

Îndepărtarea este mai sigură și este utilizată în dispozitive care sunt supuse unui impact fizic, de exemplu, panourile de comandă ale roboților și quadcopterelor. Pentru o casă inteligentă, este mai bine să folosiți panouri prototip, deoarece acest lucru este mai ușor atunci când instalați și scoateți un modul.

Unele modele (de exemplu, Arduino Zero și MKR1000) au o tensiune de lucru de 3, 3 V, deci dacă aplicați o valoare mai mare porturilor, placa poate fi deteriorată. Toate informațiile despre nutriție sunt disponibile în documentația tehnică a dispozitivului.

Taxe suplimentare (scuturi)

Pentru a spori capacitățile plăcilor de bază, scuturile (Shields) extind funcționalitatea dispozitivelor suplimentare. Acestea sunt făcute pentru un factor de formă specific, care le distinge de modulele care sunt conectate la porturi. Scuturile sunt mai scumpe decât modulele, dar lucrul cu ele este mai ușor. Ele sunt, de asemenea, echipate cu biblioteci gata făcute cu cod, ceea ce accelerează dezvoltarea propriilor programe de control pentru "casa inteligentă".

Scuturi Proto și senzor

Aceste două scuturi standard nu adaugă caracteristici speciale. Ele sunt folosite pentru o conexiune mai compactă și mai convenabilă a unui număr mare de module.

Proto Shield este aproape o copie completă a originalului în ceea ce privește porturile, iar în mijlocul modulului puteți lipi panza. Acest lucru ușurează asamblarea. Astfel de suplimente există pentru toate plăcile de lungă durată Arduino.

Proto Shield a pus pe partea de sus a plăcii de bază. Acest lucru crește ușor înălțimea structurii, dar economisește mult spațiu în plan.

Dar dacă există o mulțime de dispozitive (mai mult de 10), atunci este mai bine să utilizați cartele de comutare mai scumpe ale senzorilor Shield.

Ei nu au bradboard, dar toate concluziile porturilor sunt alimentate individual și solul. Acest lucru permite să nu se confunde în fire și jumperi.

Suprafața plăcii de bază și plăcile senzorilor este aceeași, dar nu există chipuri, condensatoare și alte elemente pe ecran. Prin urmare, o mulțime de spațiu este eliberat pentru conexiuni complete.

De asemenea, pe această placă există plăcuțe pentru conectarea ușoară a mai multor module: Bluetoots, carduri SD, RS232 (COM-port), radio și ultrasunete.

Conectarea funcțiilor auxiliare

Scuturile cu funcționalitate integrată în ele sunt proiectate să rezolve sarcini complexe, dar tipice. Dacă este necesar să implementați ideile originale, este mai bine să alegeți modulul adecvat.

Scutul motorului. Este proiectat pentru a controla viteza și rotația motoarelor cu putere redusă. Modelul original este echipat cu un cip L298 și poate funcționa simultan cu două motoare cc sau cu o servo servo. Există, de asemenea, o parte compatibilă de la un producător terț, care are două chips-uri L293D cu capacitatea de a controla de două ori mai multe unități.

Releul de protecție. Deseori folosit modulul cu sisteme "smart home". Placă cu patru relee electromecanice, fiecare dintre acestea permițând trecerea curentului cu o forță de până la 5A. Acest lucru este suficient pentru a activa și a dezactiva automat dispozitivele sau dispozitivele de iluminat, concepute pentru curent alternativ de 220 V.

Ecran LCD. Vă permite să afișați informații pe ecranul încorporat care poate fi actualizat pe un dispozitiv TFT. Это расширение часто применяют для создания метеостанций с показаниями температуры в различных жилых помещениях, пристройках, гараже, а также температуры, влажности и скорости ветра на улице.

В LCD Shield встроены кнопки, позволяющие запрограммировать листание информации и выбор действий для подачи команд на микропроцессор

Data Logging Shield. Основная задача модуля – записывать данные с датчиков на полноформатную SD-карту объемом до 32 Gb с поддержкой файловой системы FAT32. Для записи на микро-SD карту нужно приобрести адаптер. Этот шилд можно использовать как хранилище информации, например, при записи данных с видеорегистратора. Производство американской фирмы Adafruit Industries.

SD-card Shield. Более простая и дешевая версия предыдущего модуля. Такие расширения выпускают многие производители.

EtherNet Shield. Официальный модуль для связи Arduino с Интернетом без участия компьютера. Есть слот для микро-SD карты, что позволяет записывать и отправлять данные через всемирную сеть.

Wi-Fi Shield. Позволяет осуществлять беспроводной обмен информацией с поддержкой режима шифрования. Служит для связи с интернетом и устройствами, которыми можно управлять через Wi-Fi.

GPRS Shield. Этот модуль, как правило, используют для связи “умного дома” с владельцем по мобильному телефону через SMS сообщения.

Модули “умного дома”

Подключение модулей от сторонних производителей и возможность работы с ними, используя встроенный язык программирования – основное преимущество открытой системы Arduino по сравнению с “фирменными” решениями для “умного дома”. Главное, чтобы модули имели описание получаемых или передаваемых сигналов.

Способы получения информации

Ввод информации может быть осуществлен через цифровые или аналоговые порты. Это зависит от типа кнопки или датчика, который получает информацию и транслирует ее на плату.

Для компьютерной программы цифровой сигнал соответствует периодам с “0” и “1”, а аналоговый определяет диапазон значений в соответствии со своей размерностью

Сигнал к микропроцессору может быть послан человеком, который использует для этого два способа:

  • Нажатие кнопки (клавиши) . Логический провод в этом случае идет к цифровому порту, которые получает значение “0” в случае отпущенной кнопки и “1” в случае ее нажатия.
  • Вращение колпачка поворотного потенциометра (резистора) или сдвиг рычага движкового. В этом случае логический провод идет к аналоговому порту. Напряжение проходит через аналогово-цифровой преобразователь, после чего данные поступают к микропроцессору.

Кнопки используют для старта какого-либо события, например, включение и выключение света, отопления или вентиляции. Поворотные ручки применяют для изменения интенсивности – увеличения или уменьшения яркости света, громкости звука или скорости вращения лопастей вентилятора.

Потенциометр представляет собой простейшее устройство, поэтому стоит очень дешево. Основные его характеристики – электрическое сопротивление и угол поворота

Для автоматического определения параметров среды или происхождения какого-либо события используют датчики.

Для работы “умного дома” наиболее востребованы следующие их разновидности:

  • Датчик звука. Цифровые варианты этого устройства используют для активации какого-либо события с помощью хлопка или подачи голоса. Аналоговые модели позволяют распознавать и обрабатывать звук.
  • Датчик света. Эти приборы могут работать как в видимом, так и в инфракрасном диапазоне. Последние могут быть применены в качестве системы оповещения о возгорании.
  • Датчик температуры. Для дома и улицы используют разные модели, так как наружные лучше защищены от воздействия влаги. Есть также выносные устройства на проводе.
  • Датчик влажности воздуха. Для помещения подойдет модель DHT11, а для улицы – более дорогая DHT22. Оба устройства также могут давать и показание температуры. Подключаются к цифровому порту.
  • Датчик давления воздуха. Для совместной работы с платами Arduino хорошо зарекомендовали себя аналоговые барометры фирмы Bosh: bmp180, bmp280. Они также измеряют температуру. Модель bme280 можно назвать метеостанцией, так как она выдает дополнительно еще и значение влажности.
  • Датчики движения и присутствия. Их используют в охранных целях или для автоматического включения света.
  • Датчик дождя. Реагирует на попадание воды на его поверхность. Он может быть также использован для срабатывания сигнализации о протечках водопроводного или отопительного контура.
  • Датчик тока. Их применяют для обнаружения неработающих электроприборов (перегоревших ламп) или для анализа напряжения, чтобы не допустить перегрузку.
  • Датчик утечки газа. Применяется для обнаружения и реагирования на повышенную концентрацию пропана.
  • Датчик углекислого газа. Его используют для определения концентрации углекислоты в жилых комнатах и в специальных помещениях, таких как винные погреба, где происходит брожение.

Существует еще много разных датчиков под специфические задачи, например для измерения веса, скорости течения воды, расстояния, влажности почвы и т.д.

Некоторые датчики, такие как анемометр, предназначенный для измерения скорости и направления ветра, представляют собой сложные электромеханические приборы

Многие сенсоры и датчики можно сделать самостоятельно, используя более простые компоненты. Это обойдется дешевле. Но, в отличие от применения серийных устройств, придется потратить время на калибровку.

Управление приборами и системами

Кроме сбора и анализа информации “умный дом” должен реагировать на возникающие события. Присутствие на современных бытовых приборах продвинутой электроники позволяет обращаться к ним напрямую, используя Wi-Fi, GPRS или EtherNet. Обычно, для систем Arduino реализуют коммутацию микропроцессора и высокотехнологичных устройств посредством Wi-Fi.

Для того чтобы с помощью Arduino включить кондиционер при высокой температуре в доме, блокировать телевизор и интернет в ночное время в детской комнате или запустить бойлер отопления к приходу хозяев необходимо выполнить три действия:

  1. Установить модуль Wi-Fi на материнскую плату.
  2. Найти незанятые каналы частоты, чтобы избежать конфликта систем.
  3. Разобраться в командах приборов и запрограммировать действия (либо воспользоваться готовыми библиотеками).

Помимо “общения” с компьютеризированными приборами часто возникают задачи, связанные с выполнением каких-либо механических действий. Например, к плате можно подключить сервопривод или небольшой редуктор, который будет от нее запитан.

Сервопривод состоит из моторчика и нескольких редукторов. Поэтому, несмотря на малый ток (5 В), он может развить приличную мощность, которой хватит, например, для открытия форточки

В случае необходимости подключения мощных устройств, работающих от внешнего источника питания, используют два варианта:

  1. Включение в цепь реле.
  2. Подключение силового ключа и симистора .

Включаемое в электрическую цепь электромагнитное или твердотельное реле замыкает и размыкает один из проводов по команде, поступающей от микропроцессора. Основная их характеристика – максимально допустимая сила тока (например, 40 A), которая может проходить через этот прибор.

Что касается подключения силового ключа (мосфета) для постоянного тока и симистора для переменного, то они обладают меньшим значением допустимой силы тока (5-15 A), но могут плавно увеличивать нагрузку. Именно для этого на платах предусмотрены ШИМ-порты. Это свойство используют при регулировании яркости освещения, скорости вращения вентиляторов и т.д.

С помощью реле и силовых ключей можно полностью автоматизировать все электрические цепи дома и запускать генератор при отсутствии тока. Поэтому на базе Arduino реально осуществить автономное обеспечение квартиры или здания, включая все особо важные функции – отопление, водоснабжение, водоотведение, вентиляцию и систему охраны.

Хотите, чтобы вам дом стал умнее, но с программированием на “вы”? В таком случае рекомендуем посмотреть готовые решения от Xiaomi и Apple, которые несложно установить и настроить даже новичку. А задавать команды и контролировать их выполнение можно даже со своего смартфона.

Подробнее об умном доме от Xiaomi и Apple в следующих статьях:

  • Умный дом Xiaomi: особенности проектирования, обзор основных узлов и рабочих элементов
  • Apple Smart Home: complexitatea organizării sistemelor de control la domiciliu de la compania "Apple"

Concluzii și video util pe această temă

Пример самостоятельно собранной заготовки начального уровня для “умного дома”:

Открытость платформы Arduino позволяет использовать компоненты различных производителей. Это позволяет легко сконструировать “умный дом” под запросы пользователя. Поэтому, если есть хотя бы незначительные познания в области программирования и подключения электронных приборов, на эту систему стоит обратить внимание .

Вы на практике знакомы с платформой Arduino и хотите поделиться своим опытом с новичками в этом деле? Может вы хотите дополнить изложенный выше материал полезными рекомендациями или замечаниями? Пишите свои комментарии под этой публикацией.

Если у вас возникли вопросы по проектированию системы автоматизированного дома на базе Ардуино, задавайте их нашим экспертам и другим посетителям сайта в блоке ниже.

Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Categorie:

Constructie