Smart hjem baseret på Arduino-controllere: design og organisering af kontrolleret plads

Udviklingen af ​​automatisering har ført til oprettelsen af ​​integrerede systemer, der forbedrer menneskelivets kvalitet. Mange velkendte producenter af elektronik- og softwaremiljøer tilbyder færdige standardløsninger til forskellige objekter.

Selv en uerfaren bruger vil være i stand til at udvikle uafhængige projekter og samle et "smart hjem" på Arduino, der passer til hans behov. Det vigtigste er at forstå det grundlæggende og ikke være bange for at eksperimentere.

I denne artikel overvejer vi princippet om oprettelse og de grundlæggende funktioner i et automatiseret hus baseret på Arduino-enheder. Overvej også hvilke typer tavler der bruges og systemets hovedmoduler.

Oprettelse af systemer på Arduino-platformen

Arduino er en platform til udvikling af elektroniske enheder med automatisk, halvautomatisk eller manuel kontrol. Det er lavet efter princippet om en konstruktør med klart definerede regler for samspillet mellem elementer. Systemet er åbent, hvilket gør det muligt for tredjepartsproducenter at deltage i dens udvikling.

Klassisk “smart hjem”Består af automatiserede enheder, der udfører følgende funktioner:

• indsamle den nødvendige information gennem sensorer;
• analysere data og træffe beslutninger ved hjælp af en programmerbar mikroprocessor;
• implementere de beslutninger, der træffes ved at udstede kommandoer til forskellige enheder.

Arduino-platformen er god netop fordi den ikke tæt på en bestemt producent, men giver forbrugeren mulighed for at vælge de komponenter, der passer til ham. Deres valg er enormt, så du kan implementere næsten enhver idé.

Vi anbefaler dig at blive bekendt med de bedste smarte enheder til hjemmet.

For at lære at arbejde med Arduino kan du købe Starter Kit på producentens websted. Kendskab til teknisk engelsk er påkrævet, da dokumentationen ikke er russificeret

Ud over de mange tilsluttede enheder tilføjer programmeringsmiljøet implementeret i C ++ variation.Brugeren kan ikke kun drage fordel af de oprettede biblioteker, men også programmere systemkomponenternes respons på nye begivenheder.

Hovedkortelementer

Hovedelementet i et smart hjem er et eller flere centrale (bundkort) tavler. De er ansvarlige for samspillet mellem alle elementer. Kun når vi har fastlagt de opgaver, der skal løses, kan vi fortsætte til valg af hovedsystemknude.

Bundkortet kombinerer følgende elementer:

• Mikrocontroller (processor). Dets hovedformål er at udstede og måle spænding i havne i området 0-5 eller 0-3,3 V, gemme data og udføre beregninger.
• Programmerer (ikke alle tavler har det). Ved hjælp af denne enhed skrives et program i hukommelsen på mikrokontrolleren, hvorefter ”det smarte hjem” fungerer. Det er forbundet til en computer, tablet, smartphone eller anden enhed ved hjælp af en USB-interface.
• Spændingsstabilisator. Der kræves en 5 volt enhed, der kræves for at drive hele systemet.

Under Arduino-mærket er der flere bundkortmodeller tilgængelige. De adskiller sig fra hinanden i formfaktor (størrelse), antal porte og hukommelsesstørrelse. Det er til disse indikatorer, du skal vælge den rigtige enhed.

Arduino-tavler og -skærme til dem købes bedst fra producenten, da de er bedre end kompatible enheder, der frigives i Kina

Der er to typer porte:

• digitalder er markeret på brættet med bogstaver "D";
• analogmarkeret med et brev "A".

Takket være dem kommunikerer mikrokontrolleren med tilsluttede enheder. Enhver port kan arbejde både på at modtage et signal og på dets output. Digitale porte mærket “pwm” er beregnet til input og output af et PWM-signal (pulsbreddemodulation).

Før du køber et bord, skal du derfor i det mindste vurdere niveauet for dets belastning på forskellige enheder. Dette bestemmer det ønskede antal porte af alle typer.

Det skal forstås, at “smart home” -systemet ikke behøver at være bundet til en kontrolenhed baseret på et bundkort. Sådanne funktioner som for eksempel at tænde for kunstig belysning af det lokale område afhængigt af tidspunktet på dagen og vedligeholdelse af vandreserven i opbevaringstanken er uafhængige af hinanden.

Set ud fra at sikre det elektroniske systems pålidelighed er det bedre at opdele ikke-relaterede opgaver i forskellige blokke, hvilket Arduino-konceptet gør det let at implementere. Hvis du kombinerer mange enheder et sted, er det muligt, at mikroprocessoren overophedes, softwarebiblioteker er i konflikt og vanskeligheder med at finde og rette fejl i software og hardware.

Forbindelsen mellem mange forskellige typer enheder til et kort bruges normalt inden for robotik, hvor kompakthed er vigtig. For et "smart hjem" er det bedre at bruge sit eget fundament til hver opgave

Hver mikroprocessor er udstyret med tre typer hukommelse:

• Flash-hukommelse Hovedhukommelsen, hvor systemadministrationsprogramkoden gemmes. En lille del af det (3-12%) besættes af den kabelførte bootloader.
• SRAM. RAM, der gemmer midlertidige data, der er nødvendige til programmet. Afviger i høj arbejdshastighed.
• EEPROM. Langsomere hukommelse, hvor data også kan gemmes.

Den største forskel mellem hukommelsestyperne til lagring af data er, at når strømmen er slukket, mistes informationen, der er optaget i SRAM, men forbliver i EEPROM. Men den ikke-flygtige type har også en ulempe - et begrænset antal skrivecyklusser. Dette skal huskes, når du opretter dine egne applikationer.

I modsætning til brugen af ​​Arduino i robotik, har du til de fleste opgaver i det "smarte hjem" ikke brug for en masse hukommelse hverken til programmer eller til at gemme information.

Typer af tavler til opbygning af et smart hjem

Overvej de hovedtyper af tavler, der oftest bruges, når du monterer et smart home-system.

Vis nr. 1 - Arduino Uno og dets derivater

De mest almindelige smarthemmesystemer bruger Arduino Uno og Arduino Nano-pladerne. De har tilstrækkelig funktionalitet til at løse typiske problemer.

Tilgængeligheden af ​​strøm til fuldformatkort fra en spænding på 7-12 volt giver mange fordele. For det første er det muligheden for langvarig autonom drift fra standardbatterier eller akkumulatorer

Hovedparametre for Arduino Uno Rev3:

• processor: ATMega328P (8 bit, 16 MHz);
• antal digitale porte: 14;
• hvoraf med PWM-funktion: 6;
• antal analoge porte: 6;
• flashhukommelse: 32 KB;
• SRAM: 2 KB;
• EEPROM: 1 KB.

For ikke så længe siden kom en ændring ud - Uno Wi-Fi, der indeholder et integreret modul ESP8266, som giver dig mulighed for at udveksle information med andre enheder i henhold til standarden 802.11 b / g / n.

Forskellen mellem Arduino Nano og dens større analog er manglen på sin egen stikkontakt fra 12 V. Dette gøres for at opnå en mindre enhed, hvilket gør det nemt at gemme sig i et lille rum. Til disse formål erstattes standard USB-forbindelsen med en chip med et mini-USB-kabel. Arduino Nano har 2 flere analoge porte sammenlignet med Uno.

Der er en anden ændring af Uno-brættet - Arduino Mini. Det er endnu mindre end Nano, og det er meget vanskeligere at arbejde med det. For det første skaber manglen på en USB-port et problem med firmwaren, da du for dette skal du bruge USB-Serial Converter. For det andet er dette kort mere kræsen med hensyn til magt - det er nødvendigt at tilvejebringe et indgangsspændingsområde på 7-9 V.

Af de ovenfor beskrevne grunde bruges Arduino Mini-pladen sjældent til at betjene et "smart home". Normalt bruges det enten inden for robotik eller til implementering af færdige projekter.

Se nr. 2 - Arduino Leonardo og Micro

Arduino Leonardo-brættet ligner Uno, men lidt mere magtfuldt. Et andet interessant træk ved denne model er dens definition, når den er tilsluttet en computer som et tastatur, mus eller joystick. Derfor bruges det ofte til at oprette originale spilenheder og simuleringer.

En tabel med størrelser og dimensioner af Uno-, Leonardo-modellerne og deres miniature-analoger. Udviklerne fulgte ikke logikken i navnene - “nano” skulle være den mindste

De vigtigste parametre for Arduino Leonardo er som følger:

• processor: ATMega32u4 (8 bit, 16 MHz);
• antal digitale porte: 20;
• hvoraf med PWM-funktion: 7;
• antal analoge porte: 12;
• flashhukommelse: 32 KB;
• SRAM: 2,5 KB;
• EEPROM: 1 KB.

Som du kan se på listen over parametre, har Leonardo flere porte, som tillader indlæsning af denne model med et stort antal sensorer.

Også for Leonardo er der en helt identisk miniatyranalog, kaldet Micro. Den har ikke strøm fra 12 V, og i stedet for en fuldgyldig USB-indgang er der en chip til et mini-USB-kabel.

Ændring af Leonardo kaldet Esplora er en rent spilmodel og passer ikke til behovene for et "smart hjem".

Se nr. 3 - Arduino 101, Arduino Zero og Arduino MKR1000

Undertiden for drift af ”smart home” -systemer implementeret på grundlag af Arduino kræves der en stor computerkraft, som 8-bit mikrokontrollere ikke er i stand til at levere. Opgaver som tale- eller billedgenkendelse kræver en hurtig processor og en betydelig mængde RAM til sådanne enheder.

For at løse disse specifikke problemer bruges kraftige tavler, der fungerer i henhold til Arduino-konceptet. Antallet af havne, de har, er omtrent det samme som på Uno- eller Leonardo-bestyrelserne.

Arduino 101 har de samme dimensioner som Uno eller Leonardo, men vejer næsten dobbelt så meget. Årsagen til dette er tilstedeværelsen af ​​to USB-indgange og yderligere chips.

Et af de nemmeste at bruge, men kraftfulde tavler - Arduino 101 har følgende egenskaber:

• processor: Intel Curie (32 bit, 32 MHz);
• flashhukommelse: 196 KB;
• SRAM: 24 KB;
• EEPROM: nej.

Derudover er tavlen udstyret med BLE-funktionalitet (Bluetooth Low Energy) med mulighed for let at forbinde færdige løsninger, såsom en hjerteslagssensor, modtage vejrinformation uden for vinduet, sende tekstbeskeder osv. Et gyroskop og et accelerometer er også integreret i enheden, men de bruges hovedsageligt inden for robotik.

Et andet lignende bord - Arduino Zero har følgende indikatorer:

• processor: SAM-D21 (32 bit, 48 MHz);
• flashhukommelse: 256 KB;
• SRAM: 32 KB;
• EEPROM: nej.

Et særpræg ved denne model er tilstedeværelsen af ​​en integreret debugger (EDBG). Brug af det er meget lettere at søge efter fejl, når man programmerer kortet.

Når du skriver omfangsrig kode, har selv højt kvalificerede programmerere fejl. Brug en debugger (debugger) for at finde dem

Arduino MKR1000 er en anden model, der er egnet til stærk computing.Den har en mikroprocessor og hukommelse, der ligner Nul. Dets største forskel er tilstedeværelsen af ​​en integreret Wi-Fi-chip med 802.11 b / g / n-protokol og en crypto-chip med understøttelse af SHA-256-algoritmen til at beskytte transmitterede data.

Se nr. 4 - Mega-familiemodeller

Nogle gange er det nødvendigt at bruge et stort antal sensorer og styre et betydeligt antal enheder. For eksempel er dette nødvendigt for automatisk funktion af distribuerede klimaanlæg, der opretholder en bestemt temperatur for individuelle zoner.

For hvert lokalt område er det nødvendigt at spore målingerne af to temperatursensorer (den anden bruges som kontrol) og i overensstemmelse med algoritmen justeres spjældets position, der bestemmer mængden af ​​varm luft.

Hvis der er mere end 10 sådanne zoner i hytten, er der behov for mere end 30 havne for at kontrollere hele systemet. Naturligvis kan du bruge flere Uno-tavler under den generelle kontrol af et af dem, men dette skaber yderligere skiftingsvanskeligheder. I dette tilfælde anbefales det at bruge modeller af Mega-familien.

Størrelsen på Mega-familiepladerne (101,5 x 53,4 cm) er større end størrelsen af ​​de tidligere gennemgåede modeller. Dette er en teknisk nødvendighed - ellers kan du ikke placere så mange havne

Arduino Mega er baseret på en ret enkel 8-bit 16-MHz aTMega1280 mikroprocessor.

Det har en stor mængde hukommelse:

• flashhukommelse: 128 KB;
• SRAM: 8 KB;
• EEPROM: 4 KB.

Men dens største fordel er tilstedeværelsen af ​​mange havne:

• antal digitale porte: 54;
• hvoraf med PWM-funktion: 15;
• antal analoge porte: 16.

Dette bræt har to moderne sorter:

• Mega 2560 er baseret på aTMega2560-mikroprocessoren med en stor flashhukommelse - 256 KB;
• Ud over aTMega2560-mikroprocessoren er Mega ADK udstyret med en USB-interface med mulighed for at oprette forbindelse til enheder baseret på Android-operativsystemet.

Arduino Mega ADK-modellen har en funktion. Når du tilslutter telefonen til USB-indgangen, er følgende situation mulig: Hvis telefonen skal oplades, begynder den at "trække" den ud af brættet. Derfor er der et yderligere krav til en strømkilde - den skal give en strømstyrke på 1,5 ampere. Ved levering af batterier skal denne tilstand overvejes.

Du kan lave autonom strøm til Arduino ved hjælp af tilsluttede batterier eller batterier. Ved at kombinere seriel og parallel forbindelse kan du opnå den ønskede spænding og lang driftstid

Due er en anden Arduino-model, der kombinerer kraften fra en mikroprocessor og et stort antal porte.

Dens egenskaber er som følger:

• processor: Atmel SAM3X8E (32 bit, 84 MHz);
• antal digitale porte: 54;
• hvoraf med PWM-funktion: 12;
• antal analoge porte: 14;
• flashhukommelse: 512 KB;
• SRAM: 96 KB;
• EEPROM: nej.

Dette analoge kontakter på dette bord kan fungere både i den sædvanlige 10-bit-opløsning for Arduino, hvilket gøres for kompatibilitet med tidligere modeller og i 12-bit-opløsning, som giver dig mulighed for at få et mere nøjagtigt signal.

Funktioner ved interaktion mellem moduler gennem havne

Alle moduler, der skal tilsluttes tavlen, har mindst tre udgange. To af dem er strømkabler, dvs. “Jord” samt en spænding på 5 eller 3,3 V. Den tredje ledning er logisk. Det overfører data til porten. For at forbinde modulerne skal du bruge specielle ledninger grupperet i 3 stykker, som undertiden kaldes springere.

Da Arduino-modeller normalt kun har 1 port med spænding og 1-2 porte med jord, skal du enten lodde ledningerne eller bruge brædderbræt for at tilslutte flere enheder.

Du kan ikke kun tilslutte Arduino-tavlets strøm og porte til brødbrættet, men også andre elementer, som f.eks. Modstand, registre osv.

Lodning er mere pålidelig og bruges i enheder, der er udsat for fysisk påvirkning, for eksempel kontroltavler til robotter og quadrocopters. For et smart hjem er det bedre at bruge brødbræt, da det er lettere både under installationen og når du fjerner et modul.

For nogle modeller (for eksempel Arduino Zero og MKR1000) er driftsspændingen 3,3 V, så hvis der anvendes en højere værdi på porte, kan kortet blive beskadiget. Alle strømoplysninger er tilgængelige i den tekniske dokumentation for enheden.

Tilføjelseskort (Shields)

For at udvide bundkortets egenskaber skal du bruge skjolde (Shields) - udvide funktionaliteten af ​​yderligere enheder. De er lavet til en bestemt formfaktor, der adskiller dem fra moduler, der opretter forbindelse til porte. Skærme er dyrere end moduler, men det er lettere at arbejde med dem. De er også udstyret med færdige biblioteker med kode, der fremskynder udviklingen af ​​deres egne kontrolprogrammer til ”smart home”.

Afskærmninger Proto og sensor

Disse to standardskærme har ingen specielle funktioner. De bruges til en mere kompakt og praktisk tilslutning af et stort antal moduler.

Proto Shield er en næsten komplet kopi af originalen med hensyn til havne, og i midten af ​​modulet kan du stikke en brødbræt. Dette gør monteringen lettere. Sådanne tilføjelser findes til alle Arduino-plader i fuld længde.

Proto Shield er placeret på toppen af ​​bundkortet. Dette øger strukturens højde lidt, men sparer meget plads i flyet

Men hvis der er mange enheder (mere end 10), er det bedre at bruge dyrere Sensor Shield-patchkort.

De har ikke et bradboard, men alle konklusionerne fra havne leveres individuelt med strøm og jord. Dette giver dig mulighed for ikke at blive forvirret i ledninger og springere.

Overfladen på bundkortet og sensorkortene er det samme, men chippen har ikke chips, kondensatorer eller andre elementer. Derfor frigøres meget plads til fulde forbindelser

Også på dette bord er der puder til let tilslutning af flere moduler: Bluetoots, SD-kort, RS232 (COM-port), radio og ultralyd.

Tilslutning af hjælpefunktionalitet

Skærme med integreret funktionalitet designet til at løse komplekse, men typiske opgaver. Hvis du har brug for at implementere originale ideer, er det bedre at vælge det rigtige modul.

Motorskærm. Det er designet til at kontrollere hastigheden og rotationen af ​​motorer med lav effekt. Den originale model er udstyret med en L298-chip og kan arbejde samtidig med to jævnstrømsmotorer eller med et servo-drev. Der er en kompatibel del fra en tredjepartsproducent, der har to L293D-chips med evnen til at kontrollere dobbelt så mange drev.

Relæskjold. Et hyppigt anvendt modul med smarte hjemmesystemer. Kort med fire elektromekaniske relæer, som hver tillader passage af strøm med en styrke på op til 5A. Dette er nok til automatisk at tænde og slukke for kilowatt-enheder eller belysningslinjer, designet til vekselstrøm 220 V.

LCD-skjold. Lader dig vise oplysninger på den indbyggede skærm, som kan opgraderes til en TFT-enhed. Denne udvidelse bruges ofte til at skabe vejrstationer med temperaturmålinger i forskellige boliglokaler, udhus, en garage samt temperatur, fugtighed og vindhastighed på gaden.

Knapper er indbygget i LCD-skjoldet, som giver dig mulighed for at programmere personsøgning af information og valg af handlinger til udstedelse af kommandoer til mikroprocessoren

Data logging skjold. Modulets hovedopgave er at registrere data fra sensorer på et SD-kort i fuldformat op til 32 Gb med understøttelse af FAT32-filsystemet. Hvis du vil optage på et micro SD-kort, skal du købe en adapter. Dette skjold kan bruges som et opbevaringssted for information, f.eks. Når du optager data fra en DVR. Produktion af det amerikanske firma Adafruit Industries.

SD-kortskærm. En enklere og billigere version af det forrige modul. Sådanne udvidelser frigives af mange producenter.

EtherNet-skjold. Det officielle modul til at forbinde Arduino til internettet uden en computer. Der er et micro SD-kortslot, som giver dig mulighed for at registrere og sende data gennem et verdensomspændende netværk.

Wi-Fi-skjold. Lader dig trådløst udveksle oplysninger med support til kryptering. Tjener til at oprette forbindelse til internettet og enheder, der kan styres via Wi-Fi.

GPRS-skjold. Dette modul bruges som regel til at kommunikere "smart home" med ejeren via mobiltelefon via SMS-beskeder.

Smart hjem-moduler

Forbindelse af moduler fra tredjepartsproducenter og evnen til at arbejde med dem ved hjælp af det indbyggede programmeringssprog er den største fordel ved det åbne Arduino-system sammenlignet med “proprietære” løsninger til “smart home”. Det vigtigste er, at modulerne har en beskrivelse af de modtagne eller transmitterede signaler.

Måder at få information

Information kan indtastes via digitale eller analoge porte. Det afhænger af den type knap eller sensor, der modtager informationen og overfører dem til tavlen.

For et computerprogram svarer et digitalt signal til perioder fra “0” og “1”, mens det analoge signal bestemmer værdiområdet i overensstemmelse med dets dimension

Signalet til mikroprocessoren kan sendes af en person, der bruger to metoder til dette:

• Tryk på en knap (taster). Den logiske ledning går i dette tilfælde til den digitale port, der modtager værdien "0" i tilfælde af den frigjorte knap og "1" i tilfælde af tryk på den.
• Rotation af hætten på det roterende potentiometer (modstand) eller skub skiftehåndtaget. I dette tilfælde går den logiske ledning til den analoge port. Spændingen passerer gennem en analog til digital konverter, hvorefter dataene går til mikroprocessoren.

Knapperne bruges til at starte en begivenhed, for eksempel til at tænde og slukke for lys, varme eller ventilation. Drejeknapper bruges til at ændre intensiteten - øg eller reducer lysstyrken, lydstyrken eller blæserens rotationshastighed.

Potentiometeret er den enkleste enhed, så den er meget billig. Dets vigtigste egenskaber er elektrisk modstand og rotationsvinkel

Sensorer bruges til automatisk at bestemme parametrene for miljøet eller oprindelsen af ​​en begivenhed.

Følgende sorter er mest efterspurgt efter drift af et "smart home":

• Lydsensor. De digitale versioner af denne enhed bruges til at udløse en begivenhed ved hjælp af en pop eller stemme. Analoge modeller giver dig mulighed for at genkende og behandle lyd.
• Lyssensor. Disse enheder kan fungere både i det synlige og i det infrarøde område. Sidstnævnte kan bruges som brandvarslingssystem.
• Temperatursensor. Til huset og gaden bruger de forskellige modeller, da de udendørs er bedre beskyttet mod fugt. Der er også fjernenheder på ledningen.
• Fugtighedsføler. DHT11-modellen er velegnet til indendørs brug og den dyrere DHT22 til udendørs brug. Begge enheder kan også give en temperaturaflæsning. Opret forbindelse til en digital port.
• Lufttrykssensor. For at arbejde med Arduino-tavler har Bosh-analoge barometre vist sig: bmp180, bmp280. De måler også temperatur. Bme280-modellen kan kaldes en vejrstation, da den derudover også giver en fugtighedsværdi.
• Bevægelsessensorer. De bruges til sikkerhedsmæssige formål eller til automatisk at tænde lyset.
• Regnsensor. Reagerer på vand, der kommer ind i dens overflade. Det kan også bruges til at udløse en alarm om lækager i vandet eller varmekredsen.
• Nuværende sensor. De bruges til at detektere ødelagte elektriske apparater (udbrændte lamper) eller til at analysere spænding for at forhindre overbelastning.
• Gas lækage sensor. Det bruges til at detektere og reagere på øgede koncentrationer af propan.
• Kuldioxid sensor. Det bruges til at bestemme koncentrationen af ​​kuldioxid i stuer og i specielle rum såsom vinkældre, hvor fermentering finder sted.

Der er mange forskellige sensorer til specifikke opgaver, for eksempel til måling af vægt, vandstrømningshastighed, afstand, jordfugtighed osv.

Nogle sensorer, såsom et anemometer designet til at måle vindhastighed og retning, er komplekse elektromekaniske instrumenter

Mange sensorer og sensorer kan fremstilles uafhængigt ved hjælp af enklere komponenter. Det koster mindre.Men i modsætning til brugen af ​​serielle enheder, bliver du nødt til at bruge tid på kalibrering.

Instrument- og systemstyring

Ud over at indsamle og analysere information skal et ”smart home” reagere på nye begivenheder. Tilstedeværelsen af ​​avanceret elektronik på moderne husholdningsapparater giver dig adgang til dem direkte ved hjælp af Wi-Fi, GPRS eller EtherNet. Normalt implementerer de til Arduino-systemer switching af en mikroprocessor og højteknologiske enheder via Wi-Fi.

For at bruge Arduino til at tænde klimaanlægget ved en høj temperatur i huset, blokere tv og internet om natten i børnenes værelse eller starte varmekedlen ved ankomsten af ​​ejerne, skal der udføres tre trin:

1. Installer Wi-Fi-modulet på bundkortet.
2. Find ubesatte frekvenskanaler for at undgå systemkonflikt.
3. Forstå instrumentkommandoer og programhandlinger (eller brug færdige biblioteker).

Foruden “kommunikation” med computerdata, opstår der ofte opgaver relateret til udførelsen af ​​eventuelle mekaniske handlinger. For eksempel kan du tilslutte et servo-drev eller en lille gearkasse til brættet, der vil blive drevet fra det.

Servo-drevet består af en motor og flere gearkasser. På trods af den lave strøm (5 V) kan den derfor udvikle en anstændig kraft, hvilket for eksempel er nok til at åbne vinduet

Hvis det er nødvendigt at tilslutte kraftfulde enheder, der opererer fra en ekstern strømkilde, skal du bruge to muligheder:

1. Inkludering i et relækredsløb.
2. Tilslutning af tændingsnøglen og triac.

Elektrisk kredsløb elektromagnetisk eller solid state relæ lukker og åbner en af ​​ledningerne på kommando fra mikroprocessoren. Deres hovedkarakteristik er den maksimalt tilladte strøm (for eksempel 40 A), der kan passere gennem denne enhed.

Hvad angår tilslutning af strømafbryderen (mosfet) til jævnstrøm og triac til vekselstrøm, har de en lavere værdi af den tilladte strøm (5-15 A), men kan øge belastningen jævnt. Det er af denne grund, at PWM-porte findes på tavlerne. Denne egenskab bruges til at kontrollere lysstyrken på belysning, ventilatorhastighed osv.

Ved hjælp af relæer og strømafbrydere kan du automatisere alle husets elektriske kredsløb og starte generatoren i fravær af strøm. Derfor er det på grundlag af Arduino realistisk muligt selvstændigt at tilvejebringe en lejlighed eller bygning, inklusive alle særligt vigtige funktioner varme, vandforsyning, dræning, ventilation og sikkerhedssystem.

Ønsker du, at dit hjem skal være smartere, men med programmering til “dig”? I dette tilfælde anbefaler vi, at du ser på færdige løsninger fra Xiaomi og Apple, som er lette at installere og konfigurere selv for en nybegynder. Og du kan endda udstede kommandoer og kontrollere deres udførelse, selv fra din smartphone.

Mere om smart home fra Xiaomi og Apple i følgende artikler:

• Xiaomi smart home: designfunktioner, en oversigt over hovedkomponenter og arbejdselementer
• Apple smart home: vanskelighederne ved at organisere hjemmekontrolsystemer fra æblefirmaet

Konklusioner og nyttig video om emnet

Et eksempel på et selvsamlet indgangsniveau til et "smart hjem":

Åbenheden på Arduino-platformen tillader brug af komponenter fra forskellige producenter. Dette gør det nemt at designe et "smart hjem" til brugeranmodninger. Derfor, hvis der er mindst ubetydelig viden inden for programmering og tilslutning af elektroniske enheder, er det værd at være opmærksom på dette system.

Er du bekendt med Arduino-platformen i praksis og vil du dele din oplevelse med nykommere i denne forretning? Måske vil du supplere ovenstående materiale med nyttige anbefalinger eller kommentarer? Skriv dine kommentarer under dette indlæg.

Hvis du har spørgsmål om at designe et automatiseret hussystem baseret på Arduino, så spørg vores eksperter og andre besøgende til webstedet i nedenstående blok.