Inteligentní dům založený na řadičích Arduino: návrh a organizace kontrolovaného prostoru

Vývoj automatizace vedl k vytvoření integrovaných systémů, které zlepšují kvalitu lidského života. Mnoho známých výrobců elektronických a softwarových prostředí nabízí hotová standardní řešení pro různé objekty.

Dokonce i nezkušený uživatel bude schopen vyvinout nezávislé projekty a sestavit „chytrý domov“ na Arduinu, aby vyhovoval jeho potřebám. Hlavní věc je porozumět základům a nebát se experimentovat.

V tomto článku se budeme zabývat principem vytvoření a základními funkcemi automatizovaného domu založeného na zařízeních Arduino. Zvažte také typy použitých desek a hlavní moduly systému.

Tvorba systémů na platformě Arduino

Arduino je platforma pro vývoj elektronických zařízení s automatickým, poloautomatickým nebo ručním ovládáním. Vyrábí se podle principu konstruktéra s jasně definovanými pravidly pro interakci mezi prvky. Systém je otevřený, což umožňuje výrobcům třetích stran podílet se na jeho vývoji.

Klasické “chytrý domov„Skládá se z automatizovaných jednotek, které vykonávají následující funkce:

• shromažďovat potřebné informace prostřednictvím senzorů;
• analyzovat data a rozhodovat se pomocí programovatelného mikroprocesoru;
• implementovat rozhodnutí učiněná vydáváním příkazů na různých zařízeních.

Platforma Arduino je dobrá právě proto, že se nepřibližuje konkrétnímu výrobci, ale umožňuje spotřebiteli zvolit součásti, které mu vyhovují. Jejich výběr je obrovský, takže můžete implementovat téměř jakékoli nápady.

Doporučujeme seznámit se s tím nejlepším inteligentní zařízení pro domácnost.

Chcete-li se dozvědět, jak pracovat s Arduino, můžete si koupit Starter Kit na webu výrobce. Jsou vyžadovány znalosti technické angličtiny, protože dokumentace není rusifikovaná

Kromě rozmanitosti připojených zařízení přidává programovací prostředí implementované v C ++ variabilitu.Uživatel může nejen využít vytvořené knihovny, ale také naprogramovat reakci systémových komponent na vznikající události.

Prvky hlavní desky

Hlavním prvkem inteligentního domu jsou jedna nebo více centrálních (základních desek) desek. Jsou odpovědné za interakci všech prvků. Až určíme úkoly, které bude třeba vyřešit, můžeme přistoupit k výběru hlavního uzlu systému.

Základní deska kombinuje následující prvky:

• Mikrokontrolér (procesor). Jeho hlavním účelem je vydávat a měřit napětí na portech v rozsahu 0-5 nebo 0-3,3 V, ukládat data a provádět výpočty.
• Programátor (ne všechny desky ji mají). Pomocí tohoto zařízení je do paměti mikrokontroléru zapsán program, podle kterého bude „inteligentní dům“ fungovat. Je připojeno k počítači, tabletu, smartphonu nebo jinému zařízení pomocí rozhraní USB.
• Stabilizátor napětí. K napájení celého systému je zapotřebí 5 V zařízení.

Pod značkou Arduino je k dispozici několik modelů základních desek. Liší se od sebe tvarovým faktorem (velikostí), počtem portů a velikostí paměti. Právě pro tyto indikátory musíte vybrat správné zařízení.

Arduino desky a štíty pro ně se nejlépe nakupují od výrobce, protože jsou lepší než kompatibilní zařízení, která jsou uvedena v Číně

Existují dva typy portů:

• digitálníkteré jsou na desce označeny písmeny „D“;
• analogovýoznačené písmenem „A“.

Díky nim mikrokontrolér komunikuje s připojenými zařízeními. Jakýkoli port může pracovat jak na příjmu signálu, tak na jeho výstupu. Digitální porty označené „pwm“ jsou určeny pro vstup a výstup signálu typu PWM (modulace šířky pulsu).

Proto musíte před zakoupením desky alespoň přibližně vyhodnotit úroveň jejího zatížení na různých zařízeních. Tím se určí požadovaný počet portů všech typů.

Mělo by být zřejmé, že systém „inteligentního domu“ nemusí být svázán s řídicí jednotkou založenou na jedné základní desce. Takové funkce, jako je například zapnutí umělého osvětlení místní oblasti v závislosti na denní době a udržování vodní rezervy v akumulační nádrži, jsou na sobě nezávislé.

Z hlediska zajištění spolehlivosti elektronického systému je lepší oddělit nesouvisející úkoly do různých bloků, což usnadňuje implementace koncepce Arduino. Pokud zkombinujete více zařízení na jednom místě, je možné, že se mikroprocesor přehřeje, dojde ke konfliktu softwarových knihoven a problémům s hledáním a opravou chyb softwaru a hardwaru.

Připojení mnoha různých typů zařízení k jedné desce se obvykle používá v robotice, kde je důležitá kompaktnost. Pro „chytrý domov“ je lepší použít pro každý úkol svůj vlastní základ

Každý mikroprocesor je vybaven třemi typy paměti:

• Flash paměť Hlavní paměť, kde je uložen programový kód správy systému. Jeho malá část (3-12%) je obsazena kabelovým zavaděčem.
• SRAM RAM, která ukládá dočasná data nezbytná pro program. Liší se vysokou rychlostí práce.
• EEPROM. Pomalejší paměť, kde lze také ukládat data.

Hlavní rozdíl mezi typy paměti pro ukládání dat spočívá v tom, že když je vypnuto napájení, jsou informace zaznamenané v SRAM ztraceny, ale zůstávají v paměti EEPROM. Nevýhodný typ má však také nevýhodu - omezený počet cyklů zápisu. Toto je třeba mít na paměti při vytváření vlastních aplikací.

Na rozdíl od použití Arduina v robotice nepotřebujete pro většinu úkolů „chytrého domu“ spoustu paměti ani pro programy, ani pro ukládání informací.

Typy desek pro stavbu inteligentního domu

Zvažte hlavní typy desek, které se nejčastěji používají při sestavování inteligentního domácího systému.

Zobrazit # 1 - Arduino Uno a jeho deriváty

Nejběžnější inteligentní domácí systémy používají desky Arduino Uno a Arduino Nano. Mají dostatečnou funkčnost k řešení typických problémů.

Dostupnost napájení pro desky s plným formátem od napětí 7-12 voltů poskytuje mnoho výhod. Především jde o možnost dlouhodobého autonomního provozu ze standardních baterií nebo akumulátorů

Hlavní parametry Arduino Uno Rev3:

• procesor: ATMega328P (8 bitů, 16 MHz);
• počet digitálních portů: 14;
• z toho s funkcí PWM: 6;
• počet analogových portů: 6;
• flash paměť: 32 KB;
• SRAM: 2 KB;
• EEPROM: 1 KB.

Není to tak dávno, co vyšla modifikace - Uno Wi-Fi, která obsahuje integrovaný modul ESP8266, který umožňuje výměnu informací s jinými zařízeními podle standardu 802.11 b / g / n.

Rozdíl mezi Arduino Nano a jeho větším analogem spočívá v tom, že chybí vlastní zásuvka napájení od 12 V. To se provádí za účelem dosažení menšího zařízení, což usnadňuje skrytí v malém prostoru. Pro tyto účely je standardní připojení USB nahrazeno čipem s kabelem mini-USB. Arduino Nano má o 2 více analogových portů ve srovnání s Uno.

Existuje další modifikace desky Uno - Arduino Mini. Je dokonce menší než Nano a je mnohem obtížnější s ním pracovat. Zaprvé, nedostatek portu USB vytváří problém s firmwarem, protože k tomu budete muset použít USB-Serial Converter. Za druhé, tato deska je z hlediska výkonu náročnější - je nutné zajistit rozsah vstupního napětí 7-9 V.

Z výše uvedených důvodů se deska Arduino Mini používá zřídka pro provoz „inteligentního domu“. Obvykle se používá buď v robotice, nebo při realizaci hotových projektů.

Pohled # 2 - Arduino Leonardo a Micro

Deska Arduino Leonardo je podobná Uno, ale o něco silnější. Další zajímavou vlastností tohoto modelu je jeho definice, když je připojen k počítači jako klávesnice, myš nebo joystick. Proto se často používá k vytváření originálních herních zařízení a simulací.

Tabulka velikostí a rozměrů modelů Uno, Leonardo a jejich miniaturních analogů. Vývojáři nedodržovali logiku ve jménech - „nano“ by mělo být nejmenší

Hlavní parametry Arduino Leonardo jsou následující:

• procesor: ATMega32u4 (8 bitů, 16 MHz);
• počet digitálních portů: 20;
• z toho s funkcí PWM: 7;
• počet analogových portů: 12;
• flash paměť: 32 KB;
• SRAM: 2,5 KB;
• EEPROM: 1 KB.

Jak je vidět ze seznamu parametrů, Leonardo má více portů, což umožňuje načíst tento model velkým počtem senzorů.

Také pro Leonarda existuje zcela identický miniaturní analog, nazvaný Micro. Chybí napájení z 12 V a místo plnohodnotného vstupu USB je k dispozici čip pro kabel mini-USB.

Modifikace Leonarda zvaná Esplora je ryze herní model a neodpovídá potřebám „chytrého domova“.

Pohled # 3 - Arduino 101, Arduino Zero a Arduino MKR1000

Někdy je pro provoz „inteligentních domů“ systémů implementovaných na základě Arduino zapotřebí velký výpočetní výkon, který 8bitové mikrokontroléry nejsou schopny poskytnout. Úkoly jako rozpoznávání hlasu nebo obrazu vyžadují rychlý procesor a značné množství paměti RAM pro taková zařízení.

K vyřešení těchto specifických problémů se používají výkonné desky, které fungují podle konceptu Arduino. Počet portů, které mají, je přibližně stejný jako u portů Uno nebo Leonardo.

Arduino 101 má stejné rozměry jako Uno nebo Leonardo, ale váží téměř dvakrát tolik. Důvodem je přítomnost dvou vstupů USB a dalších čipů.

Jedna z nejjednodušších, ale výkonných desek - Arduino 101 má následující vlastnosti:

• procesor: Intel Curie (32 bitů, 32 MHz);
• flash paměť: 196 KB;
• SRAM: 24 KB;
• EEPROM: ne.

Deska je navíc vybavena funkčností BLE (Bluetooth Low Energy) se schopností snadno připojit hotová řešení, jako je snímač srdečního rytmu, příjem informací o počasí mimo okno, odesílání textových zpráv atd. Do zařízení je také integrován gyroskop a akcelerometr, ale používají se hlavně v robotice.

Další podobná deska - Arduino Zero má následující ukazatele:

• procesor: SAM-D21 (32 bit, 48 MHz);
• flash paměť: 256 KB;
• SRAM: 32 KB;
• EEPROM: ne.

Charakteristickým rysem tohoto modelu je přítomnost integrovaného debuggeru (EDBG). Jeho použití je mnohem snazší při hledání chyb při programování desky.

Při psaní objemného kódu mají chyby i vysoce kvalifikovaní programátoři. K jejich nalezení použijte debugger (debugger)

Arduino MKR1000 je další model vhodný pro výkonné výpočty.Má mikroprocesor a paměť podobnou Zero. Jeho hlavním rozdílem je přítomnost integrovaného čipu Wi-Fi s protokolem 802.11 b / g / n a šifrovacího čipu s podporou algoritmu SHA-256 pro ochranu přenášených dat.

Zobrazit # 4 - Rodinné modely Mega

Někdy je nutné použít velké množství senzorů a ovládat značné množství zařízení. Například je to nezbytné pro automatické fungování distribuovaných klimatizačních systémů, které udržují určitou teplotu pro jednotlivé zóny.

Pro každou místní oblast je nutné sledovat hodnoty dvou teplotních senzorů (druhý se používá jako kontrola) a v souladu s algoritmem upravit polohu klapky, která určuje množství teplého vzduchu.

Pokud je v chatě více než 10 takových zón, pak je k ovládání celého systému potřeba více než 30 portů. Samozřejmě můžete použít několik desek Uno pod obecnou kontrolou jedné z nich, ale to způsobuje další potíže se přepínáním. V tomto případě je vhodné použít modely řady Mega.

Velikost desek řady Mega (101,5 x 53,4 cm) je větší než u dříve revidovaných modelů. Toto je technická nutnost - jinak nemůžete umístit tolik portů

Arduino Mega je založeno na poměrně jednoduchém 8bitovém 16MHz mikroprocesoru aTMega1280.

Má velké množství paměti:

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

Jeho hlavní výhodou je však přítomnost mnoha portů:

• počet digitálních portů: 54;
• z toho s funkcí PWM: 15;
• počet analogových portů: 16.

Tato deska má dvě moderní odrůdy:

• Mega 2560 je založen na mikroprocesoru aTMega2560 s velkou flash pamětí - 256 KB;
• Kromě mikroprocesoru aTMega2560 je Mega ADK vybaven rozhraním USB s možností připojení k zařízením založeným na operačním systému Android.

Model Arduino Mega ADK má jednu vlastnost. Při připojení telefonu ke vstupu USB je možná následující situace: pokud telefon potřebuje nabíjení, začne jej „vytáhnout“ z hrací desky. Proto existuje další požadavek na zdroj elektřiny - musí poskytovat proudovou sílu 1,5 ampér. Při dodávání baterií je nutné tuto podmínku zohlednit.

Můžete vytvořit autonomní energii pro Arduino pomocí připojených baterií nebo baterií. Kombinací sériového a paralelního připojení můžete dosáhnout požadovaného napětí a dlouhé provozní doby

Díky je další model Arduino, který kombinuje sílu mikroprocesoru a velkého počtu portů.

Jeho vlastnosti jsou následující:

• procesor: Atmel SAM3X8E (32 bitů, 84 MHz);
• počet digitálních portů: 54;
• z toho s funkcí PWM: 12;
• počet analogových portů: 14;
• flash paměť: 512 KB;
• SRAM: 96 KB;
• EEPROM: ne.

Analogové kontakty této desky mohou pracovat jak v obvyklém 10bitovém rozlišení pro Arduino, což je provedeno pro kompatibilitu s předchozími modely, tak ve 12bitovém rozlišení, které vám umožní získat přesnější signál.

Vlastnosti interakce modulů přes porty

Všechny moduly, které budou připojeny k desce, mají alespoň tři výstupy. Dva z nich jsou silové dráty, tj. „Zem“, stejně jako napětí 5 nebo 3,3 V. Třetí vodič je logický. Přenáší data do portu. Pro připojení modulů použijte speciální vodiče seskupené do 3 kusů, které se někdy nazývají propojky.

Protože modely Arduino mají obvykle pouze 1 port s napětím a 1 až 2 porty se zemí, pro připojení několika zařízení budete potřebovat buď pájet dráty, nebo použít prkénko na prkénko.

K prkénku můžete připojit nejen napájení a porty desky Arduino, ale také další prvky, například odpor, registry atd.

Pájení je spolehlivější a používá se v zařízeních, která jsou vystavena fyzickým nárazům, například v kontrolních deskách robotů a kvadrokoptér. Pro inteligentní domácnost je lepší používat prkénky, protože je to jednodušší jak během instalace, tak při vyjímání modulu.

U některých modelů (například Arduino Zero a MKR1000) je provozní napětí 3,3 V, takže pokud je na porty aplikována vyšší hodnota, může dojít k poškození desky. Všechny informace o napájení jsou k dispozici v technické dokumentaci k zařízení.

Přídavné karty (štíty)

Chcete-li rozšířit možnosti základních desek, použijte štíty (štíty) - rozšiřte funkčnost dalších zařízení. Jsou vyrobeny pro specifický tvarový faktor, který je odlišuje od modulů, které se připojují k portům. Štíty jsou dražší než moduly, ale práce s nimi je snazší. Jsou také vybaveny připravenými knihovnami s kódem, který urychluje vývoj vlastních řídicích programů pro „chytrý dům“.

Shields Proto a Sensor

Tyto dva standardní štíty nepřinášejí žádné zvláštní vlastnosti. Používají se pro kompaktnější a pohodlnější připojení velkého počtu modulů.

Proto Shield je téměř kompletní kopie originálu, pokud jde o porty, a uprostřed modulu můžete nalepit prkénko. To usnadňuje montáž. Takové doplňky existují pro všechny plné Arduino desky.

Proto Shield je umístěn na základní desce. To mírně zvyšuje výšku struktury, ale v letadle šetří spoustu místa

Pokud však existuje spousta zařízení (více než 10), je lepší použít dražší záplatové desky Sensor Shield.

Nemají bradboard, nicméně všechny závěry portů jsou jednotlivě napájeny energií a zemí. To vám umožní zaměnit se za dráty a propojky.

Povrch základní desky a senzorových desek je stejný, ale čip nemá čipy, kondenzátory nebo jiné prvky. Proto je pro plné připojení uvolněno mnoho prostoru

Na této desce jsou také podložky pro snadné připojení několika modulů: Bluetoots, SD karty, RS232 (COM-port), rádio a ultrazvuk.

Připojení pomocné funkce

Štíty s integrovanou funkčností určené pro řešení složitých, ale typických úkolů. Pokud potřebujete implementovat originální nápady, je lepší zvolit ten správný modul.

Motorový štít. Je určen k řízení rychlosti a rotace motorů s nízkým výkonem. Původní model je vybaven jedním čipem L298 a může pracovat současně se dvěma stejnosměrnými motory nebo s jedním servopohonem. K dispozici je kompatibilní součást od jiného výrobce, který má dva čipy L293D se schopností řídit dvakrát tolik disků.

Štít relé. Často používaný modul s inteligentními domácími systémy. Deska se čtyřmi elektromechanickými relé, z nichž každé umožňuje průchod proudu se silou až 5A. To stačí k automatickému zapnutí a vypnutí kilowattů nebo světelných linek, určených pro střídavý proud 220 V.

LCD štít. Umožňuje zobrazit informace na zabudované obrazovce, kterou lze upgradovat na zařízení TFT. Toto rozšíření se často používá k vytváření meteorologických stanic s údaji o teplotě v různých obytných prostorech, přístavbách, garáži, jakož i teplotě, vlhkosti a rychlosti větru na ulici.

Do LCD štítu jsou zabudována tlačítka, která umožňují naprogramovat stránkování informací a výběr akcí pro vydávání příkazů mikroprocesoru.

Štítek protokolování dat. Hlavním úkolem modulu je zaznamenávat data ze senzorů na plně formátovanou SD kartu do 32 Gb s podporou systému souborů FAT32. Chcete-li nahrávat na kartu micro SD, musíte si zakoupit adaptér. Tento štít lze použít jako úložiště informací, například při záznamu dat z DVR. Výroba americké společnosti Adafruit Industries.

Štít SD karty. Jednodušší a levnější verze předchozího modulu. Taková rozšíření jsou vydávána mnoha výrobci.

EtherNet Shield. Oficiální modul pro připojení Arduina k internetu bez počítače. K dispozici je slot pro kartu micro SD, který umožňuje zaznamenávat a odesílat data prostřednictvím celosvětové sítě.

Wi-Fi štít. Umožňuje bezdrátovou výměnu informací s podporou šifrování. Slouží k připojení k internetu a zařízením, která lze ovládat pomocí Wi-Fi.

Štít GPRS. Tento modul se zpravidla používá ke komunikaci „chytrého domu“ s majitelem pomocí mobilního telefonu prostřednictvím SMS zpráv.

Inteligentní domácí moduly

Propojení modulů od výrobců třetích stran a schopnost s nimi pracovat pomocí vestavěného programovacího jazyka je hlavní výhodou otevřeného systému Arduino ve srovnání s „proprietárními“ řešeními pro „inteligentní dům“. Hlavní věc je, že moduly mají popis přijatých nebo vyslaných signálů.

Způsoby, jak získat informace

Informace lze zadat pomocí digitálních nebo analogových portů. Závisí to na typu tlačítka nebo senzoru, který přijímá informace a přenáší je na desku.

U počítačového programu odpovídá digitální signál periodě od „0“ a „1“, zatímco analogový signál určuje rozsah hodnot podle svého rozměru

Signál do mikroprocesoru může být odeslán osobou, která k tomu používá dvě metody:

• Stisknutí tlačítka (klávesy). Logický drát v tomto případě jde na digitální port, který v případě uvolněného tlačítka obdrží hodnotu „0“ a v případě stisknutí „1“.
• Rotace víčka rotačního potenciometru (odpor) nebo posuvný ovladač řadicí páky. V tomto případě jde logický drát na analogový port. Napětí prochází analogově-digitálním převodníkem, po kterém data přechází do mikroprocesoru.

Tlačítka se používají k zahájení události, například zapnutí a vypnutí světel, topení nebo větrání. Otočné knoflíky se používají ke změně intenzity - zvýšení nebo snížení jasu světla, hlasitosti zvuku nebo rychlosti otáčení lopatek ventilátoru.

Potenciometr je nejjednodušší zařízení, takže je velmi levné. Jeho hlavními charakteristikami jsou elektrický odpor a úhel rotace

Senzory se používají k automatickému určování parametrů prostředí nebo původu události.

Následující odrůdy jsou nejžádanější pro provoz „inteligentního domu“:

• Zvukový senzor. Digitální verze tohoto zařízení se používají ke spuštění události pomocí popu nebo hlasu. Analogové modely umožňují rozpoznávat a zpracovávat zvuk.
• Světelný senzor. Tato zařízení mohou pracovat ve viditelném i v infračerveném rozsahu. Ten lze použít jako požární výstražný systém.
• Teplotní senzor. Pro dům a ulici používají různé modely, protože venkovní jsou lépe chráněny před vlhkostí. Na drátu jsou také vzdálená zařízení.
• Senzor vlhkosti. Model DHT11 je vhodný pro vnitřní použití a dražší DHT22 pro venkovní použití. Obě zařízení mohou také udávat teplotu. Připojte se k digitálnímu portu.
• Senzor tlaku vzduchu. Pro práci s deskami Arduino se osvědčily analogové barometry Bosh: bmp180, bmp280. Měří také teplotu. Model bme280 lze nazvat meteorologickou stanicí, protože navíc vydává také hodnotu vlhkosti.
• Senzory pohybu a přítomnosti. Používají se pro bezpečnostní účely nebo pro automatické zapnutí světla.
• Dešťový senzor. Reaguje na vodu vstupující na povrch. Může být také použit ke spuštění poplachu o úniku vody nebo topného okruhu.
• Proudový senzor. Používají se k detekci rozbitých elektrických spotřebičů (vyhořelé lampy) nebo k analýze napětí, aby se zabránilo přetížení.
• Senzor úniku plynu. Používá se k detekci a reakci na zvýšené koncentrace propanu.
• Čidlo oxidu uhličitého. Používá se ke stanovení koncentrace oxidu uhličitého v obývacích místnostech a ve speciálních místnostech, jako jsou vinné sklepy, kde probíhá kvašení.

Existuje mnoho různých senzorů pro specifické úkoly, například pro měření hmotnosti, průtoku vody, vzdálenosti, vlhkosti půdy atd.

Některé senzory, jako je anemometr určený k měření rychlosti a směru větru, jsou složité elektromechanické nástroje

Mnoho senzorů a senzorů může být vyrobeno nezávisle pomocí jednodušších komponent. To bude stát méně.Na rozdíl od použití sériových zařízení však budete muset trávit čas kalibrací.

Správa nástrojů a systémů

Kromě shromažďování a analýzy informací musí „inteligentní dům“ reagovat na vznikající události. Přítomnost moderní elektroniky na moderních domácích spotřebičích vám umožňuje přímý přístup k nim pomocí Wi-Fi, GPRS nebo EtherNet. Obvykle pro systémy Arduino implementují přepínání mikroprocesoru a high-tech zařízení přes Wi-Fi.

Aby bylo možné Arduino použít k zapnutí klimatizace při vysoké teplotě v domě, k zablokování televize a internetu v noci v dětském pokoji nebo ke spuštění topného kotle při příjezdu majitelů, musí být provedeny tři kroky:

1. Nainstalujte modul Wi-Fi na základní desku.
2. Najděte neobsazené frekvenční kanály, abyste zabránili konfliktům systémů.
3. Porozumět příkazům nástroje a programovým akcím (nebo používat hotové knihovny).

Kromě „komunikace“ s počítačovými zařízeními často vyvstávají úkoly související s prováděním jakýchkoli mechanických akcí. Můžete například připojit servopohon nebo malou převodovku k desce, která bude z něj napájena.

Servopohon se skládá z motoru a několika převodovek. Proto i přes nízký proud (5 V) může vyvinout slušnou sílu, která například stačí otevřít okno

Pokud je nutné připojit výkonná zařízení pracující z externího zdroje napájení, použijte dvě možnosti:

1. Začlenění do reléového obvodu.
2. Připojení vypínače a triaku.

Elektrický obvod elektromagnetické nebo polovodičové relé zavře a otevře jeden z vodičů na příkaz z mikroprocesoru. Jejich hlavní charakteristikou je maximální přípustný proud (například 40 A), který může projít tímto zařízením.

Pokud jde o připojení výkonového spínače (mosfet) pro stejnosměrný proud a triaku pro střídavý proud, mají nižší hodnotu přípustné proudové síly (5-15 A), ale mohou plynule zvyšovat zátěž. Z tohoto důvodu jsou na kartách k dispozici porty PWM. Tato vlastnost se používá k ovládání jasu osvětlení, rychlosti ventilátoru atd.

Pomocí relé a výkonových spínačů můžete plně automatizovat všechny elektrické obvody domu a spustit generátor bez proudu. Proto je na základě Arduina realisticky možné samostatně poskytnout byt nebo budovu, včetně všech zvláště důležitých funkcí - topení, vodovod, kanalizace, větrání a bezpečnostní systém.

Chcete, aby byl váš domov chytřejší, ale s programováním pro „vy“? V tomto případě doporučujeme podívat se na hotová řešení od Xiaomi a Apple, která se snadno instalují a konfigurují i ​​pro začátečníky. A dokonce můžete vydávat příkazy a ovládat jejich provádění i ze smartphonu.

Více o chytrém domě od Xiaomi a Apple v následujících článcích:

• Inteligentní dům Xiaomi: konstrukční prvky, přehled hlavních součástí a pracovních prvků
• Inteligentní dům Apple: složitosti organizace domácích řídicích systémů od společnosti Apple

Závěry a užitečné video na toto téma

Příklad samostatně sestaveného polotovaru základní úrovně pro „chytrý domov“:

Otevřenost platformy Arduino umožňuje použití komponent od různých výrobců. Díky tomu je snadné navrhnout „inteligentní domov“ pro požadavky uživatelů. Pokud tedy existují alespoň zanedbatelné znalosti v oblasti programování a připojení elektronických zařízení, stojí za to věnovat pozornost tomuto systému.

Znáte platformu Arduino v praxi a chcete se podělit o své zkušenosti s nováčky v tomto oboru? Možná chcete výše uvedený materiál doplnit užitečnými doporučeními nebo komentáři? Do tohoto příspěvku napište své komentáře.

Máte-li jakékoli dotazy týkající se navrhování automatizovaného systému domu založeného na Arduinu, zeptejte se našich odborníků a dalších návštěvníků webu v níže uvedeném bloku.