Arduino vezérlőkön alapuló intelligens otthon: a vezérelt tér tervezése és megszervezése

Az automatizálás fejlesztése olyan integrált rendszerek létrehozásához vezetett, amelyek javítják az emberi élet minőségét. Számos ismert elektronikai és szoftverkörnyezet-gyártó kész standard megoldásokat kínál különféle tárgyakhoz.

Még egy tapasztalatlan felhasználó is képes független projektek kidolgozására és az intelligens otthon összeállítására Arduinóban az igényeinek megfelelően. A lényeg az alapok megértése és a félés a kísérletezéstől.

Ebben a cikkben megvizsgáljuk az Arduino eszközökön alapuló automatizált ház létrehozásának elvét és alapvető funkcióit. Vegye figyelembe a használt táblák típusait és a rendszer fő moduljait.

Rendszerek létrehozása az Arduino platformon

Az Arduino platform elektronikus, félautomata vagy kézi vezérlésű elektronikus eszközök fejlesztésére. A konstruktor elve szerint készül, egyértelműen meghatározott szabályokkal az elemek közötti kölcsönhatásra. A rendszer nyitva van, amely harmadik gyártók számára lehetővé teszi a fejlesztésében való részvételt.

Klasszikus “intelligens otthon”Automatizált egységekből áll, amelyek a következő funkciókat hajtják végre:

• gyűjtsük össze a szükséges információkat érzékelőkön keresztül;
• adatokat analizál és döntéseket hoz egy programozható mikroprocesszor segítségével;
• hajtja végre a különböző eszközök számára parancsok kiadásával hozott döntéseket.

Az Arduino platform pontosan azért jó, mert nem zárul le egy adott gyártóval, hanem lehetővé teszi a fogyasztó számára, hogy megválaszthassa a neki megfelelő alkatrészeket. Kiválasztásuk óriási, így szinte bármilyen ötletet megvalósíthat.

Javasoljuk, hogy ismerkedjen meg a legjobbakkal otthoni intelligens eszközök.

Az Arduino-val való együttműködés megvásárlásához megvásárolhatja a kezdőkészletet a gyártó webhelyén. Szükséges a műszaki angol nyelv ismerete, mivel a dokumentáció nincs régizve

A csatlakoztatott eszközök sokfélesége mellett a C ++-ban megvalósított programozási környezet változékonyságot is felvesz.A felhasználó nemcsak kihasználhatja a létrehozott könyvtárakat, hanem programozhatja a rendszer összetevőinek a felmerülő eseményekre adott válaszát is.

Főlap elemek

Az intelligens otthon fő eleme egy vagy több központi (alaplap) tábla. Ők felelősek az összes elem kölcsönhatásáért. Csak miután meghatároztuk a megoldandó feladatokat, folytathatjuk a fő rendszercsomópont kiválasztását.

Az alaplap a következő elemeket egyesíti:

• Mikrokontroller (processzor). Fő célja a 0-5 vagy 0-3,3 V közötti portok feszültségének kibocsátása és mérése, adatok tárolása és számítások elvégzése.
• Programozó (nem minden táblán van). Ezzel az eszközzel egy programot írunk a mikrovezérlő memóriájába, amely szerint az „intelligens otthon” működni fog. Csatlakoztatva van egy számítógéphez, táblagéphez, okostelefonhoz vagy más eszközhöz USB interfész segítségével.
• Feszültségstabilizátor. 5 voltos eszközre van szükség, amely a teljes rendszer táplálásához szükséges.

Az Arduino márkanév alatt számos alaplap modell kapható. Ezek különböznek egymástól forma tényezőtől (méret), a portok számától és a memória méretétől. Éppen ezekre a mutatókra van szükség a megfelelő eszköz kiválasztásához.

Az Arduino táblákat és pajzsokat legjobban a gyártótól lehet megvásárolni, mivel ezek jobbak, mint a Kínában kiadott kompatibilis eszközök

Kétféle port van:

• digitálisamelyeket a táblán betűkkel jelölnek "D";
• analógbetűvel megjelölve "A".

Nekik köszönhetően a mikrovezérlő kommunikál a csatlakoztatott eszközökkel. Bármelyik port képes mind a jel vételére, mind a kimenetre. A „pwm” jelöléssel ellátott digitális portok PWM típusú jel bemenetére és kimenetére szolgálnak (impulzusszélesség-moduláció).

Ezért, mielőtt vásárolna egy táblát, legalább körülbelül fel kell mérnie a különböző eszközök terhelésének szintjét. Ez meghatározza az összes típusú portok kívánt számát.

Meg kell érteni, hogy az „intelligens otthon” rendszert nem kell egy alaplapon alapuló vezérlőegységbe kötni. Azok a funkciók, mint például a helyi térség mesterséges világításának bekapcsolása a napi időtől függően és a víztartalék fenntartása a tárolótartályban, függetlenek egymástól.

Az elektronikus rendszer megbízhatóságának biztosítása szempontjából jobb, ha a független feladatokat különféle blokkokra osztjuk, amelyeket az Arduino koncepció megkönnyít. Ha sok eszközt egyesít egy helyen, akkor előfordulhat, hogy a mikroprocesszor túlmelegszik, a szoftver könyvtárak ütköznek, és nehézségekbe ütköznek a szoftver- és hardverhibák megtalálása és kijavítása során.

A robotikában általában sokféle típusú eszköznek egy táblára történő csatlakoztatását használják, ahol a tömörség fontos. Az „intelligens otthonhoz” jobb, ha minden feladathoz saját alapot használ

Minden mikroprocesszor háromféle memóriával van felszerelve:

• Flash memória A fő memória, ahova a rendszerkezelő program kódját tárolja. Ennek egy kis részét (3-12%) a vezetékes rendszerbetöltő foglalja el.
• SRAM. RAM, amely a programhoz szükséges ideiglenes adatokat tárolja. Különbözik a nagy sebességű munkától.
• EEPROM. Lassabb memória, ahol az adatok is tárolhatók.

Az adatok tárolására szolgáló memória típusok közötti fő különbség az, hogy amikor a tápellátást kikapcsolják, az SRAM-ban rögzített információk elvesznek, de az EEPROM-ban maradnak. De a nem illékony típusnak is van hátránya - korlátozott számú írási ciklus. Ezt figyelembe kell venni a saját alkalmazások létrehozásakor.

Az Arduino robotikában való használatával ellentétben az „intelligens otthon” legtöbb feladatához nincs szüksége sok memóriára sem a programokhoz, sem az információk tárolásához.

Táblázat típusok intelligens ház építéséhez

Vegye figyelembe azokat a főbb típusú táblákat, amelyeket leggyakrabban használnak egy intelligens otthoni rendszer összeszerelésekor.

1. nézet - Arduino Uno és származékai

A leggyakoribb intelligens otthoni rendszerek az Arduino Uno és Arduino Nano táblákat használják. Elegendő funkcionalitással rendelkeznek a tipikus problémák megoldásához.

A 7-12 V feszültségű teljes formátumú táblák számára rendelkezésre álló energia sok előnnyel jár. Mindenekelőtt a hosszú távú, önálló működés lehetősége a szokásos elemekből vagy akkumulátorokból

Az Arduino Uno Rev3 fő paraméterei:

• processzor: ATMega328P (8 bit, 16 MHz);
• digitális portok száma: 14;
• ebből PWM funkcióval: 6;
• analóg portok száma: 6;
• flash memória: 32 KB;
• SRAM: 2 KB;
• EEPROM: 1 KB.

Nem olyan régen, egy módosítás jelent meg - Uno Wi-Fi, amely tartalmaz egy integrált ESP8266 modult, amely lehetővé teszi az információk cseréjét más eszközökkel a 802.11 b / g / n szabvány szerint.

Az Arduino Nano és a nagyobb analóg közötti különbség az, hogy nincs saját 12 V-os tápcsatlakozója. Ez egy kisebb eszköz elérése érdekében történik, amely megkönnyíti egy kis hely elrejtését. Ezekre a célokra a szokásos USB csatlakozást egy mini-USB kábellel ellátott chip helyettesíti. Az Arduino Nano-nak még 2 analóg portja van az Uno-hoz képest.

Van egy másik változat az Uno tábláról - az Arduino Mini. Még kisebb, mint a Nano, és sokkal nehezebb vele dolgozni. Először, az USB-port hiánya problémát okoz a firmware-vel, mivel ehhez USB-Serial Converter-et kell használnia. Másodszor, ez a kártya energiahatékonyság szempontjából válogathatóbb - biztosítani kell a 7-9 V bemeneti feszültségtartományt.

A fent leírt okok miatt az Arduino Mini táblát ritkán használják „intelligens otthon” működtetésére. Általában robotikában vagy kész projektek megvalósításában használják.

2. nézet - Arduino Leonardo és Micro

Az Arduino Leonardo tábla hasonló az Uno-hoz, de egy kicsit erősebb. Ennek a modellnek egy másik érdekes tulajdonsága annak meghatározása, amikor a számítógéphez billentyűzetként, egérként vagy joystickként csatlakoztatják. Ezért gyakran használják eredeti játékeszközök és szimulációk készítésére.

Az Uno, Leonardo modellek és miniatűr analógjaik méretek és méretek táblázata. A fejlesztők nem követik a logikát a nevekben - a „nano” -nak a legkisebbnek kell lennie

Az Arduino Leonardo fő paraméterei a következők:

• processzor: ATMega32u4 (8 bit, 16 MHz);
• digitális portok száma: 20;
• ebből PWM funkcióval: 7;
• analóg portok száma: 12;
• flash memória: 32 KB;
• SRAM: 2,5 KB;
• EEPROM: 1 KB.

Amint a paraméterlistából látható, a Leonardo több porttal rendelkezik, ami lehetővé teszi, hogy ezt a modellt nagyszámú érzékelővel töltsük be.

A Leonardo számára is létezik egy teljesen azonos miniatűr analóg, Micro néven. 12 V-os tápellátása nincs, és teljes értékű USB-bemenet helyett egy chip van egy mini-USB-kábelhez.

Az Esplora elnevezésű Leonardo módosítása tisztán játékmodell, és nem felel meg az „intelligens ház” igényeinek.

3. nézet - Arduino 101, Arduino Zero és Arduino MKR1000

Időnként az Arduino alapján megvalósított „intelligens otthoni” rendszerek működtetéséhez nagy számítási teljesítményre van szükség, amelyet a 8 bites mikrovezérlők nem képesek biztosítani. A hang- vagy képfelismeréshez hasonló feladatokhoz gyors processzorra és jelentős mennyiségű RAM-ra van szükség az ilyen eszközökhöz.

Ezen speciális problémák megoldására erős táblákat használnak, amelyek az Arduino koncepció szerint működnek. A portok száma nagyjából megegyezik az Uno vagy a Leonardo táblák számával.

Az Arduino 101 méretei megegyeznek az Uno vagy a Leonardo méretével, de csaknem kétszer akkora. Ennek oka két USB-bemenet és további chipek jelenléte.

Az egyik legegyszerűbben használható, de nagy teljesítményű tábla - az Arduino 101 a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

• processzor: Intel Curie (32 bit, 32 MHz);
• flash memória: 196 KB;
• SRAM: 24 KB;
• EEPROM: nem.

Ezenkívül a tábla BLE funkcióval (Bluetooth Low Energy) van felszerelve, amely lehetővé teszi a kész megoldások, például egy pulzusmérő érzékelő egyszerű csatlakoztatását, az időjárási információk fogadását az ablakon kívül, szöveges üzenetek küldését stb. A giroszkópot és a gyorsulásmérőt szintén beépítették a készülékbe, de elsősorban a robotikában használják.

Egy másik hasonló tábla - Arduino Zero a következő mutatókkal rendelkezik:

• processzor: SAM-D21 (32 bit, 48 MHz);
• flash memória: 256 KB;
• SRAM: 32 KB;
• EEPROM: nem.

Ennek a modellnek a megkülönböztető jellemzője az integrált hibakereső (EDBG) jelenléte. Használata sokkal könnyebb hibákat keresni a tábla programozásakor.

Nagy mennyiségű kód írásakor a magasan képzett programozóknak is vannak hibái. Találd őket egy hibakeresővel (hibakeresővel)

Az Arduino MKR1000 egy másik modell, amely alkalmas nagy teljesítményű számítástechnikára.Mikroprocesszorral és memóriával rendelkezik, mint a Zero. Fő különbsége egy integrált Wi-Fi chip jelenléte 802.11 b / g / n protokollal és egy rejtjeles chip, amely támogatja az SHA-256 algoritmust az átvitt adatok védelme érdekében.

4. nézet - Mega családi modellek

Időnként nagyszámú érzékelőt kell használni, és jelentős számú eszközt kell vezérelni. Például ez szükséges az elosztott légkondicionáló rendszerek automatikus működéséhez, amelyek az egyes zónák számára bizonyos hőmérsékletet fenntartanak.

Az egyes helyi területeken nyomon kell követni két hőmérséklet-érzékelő leolvasását (a másodikot vezérlésként használják), és az algoritmusnak megfelelően módosítani kell a csillapító helyzetét, amely meghatározza a meleg levegő mennyiségét.

Ha több mint 10 ilyen zóna található a házban, akkor több mint 30 portra van szükség a teljes rendszer vezérléséhez. Természetesen több Uno táblát is használhat az egyik általános ellenőrzése alatt, de ez további váltási nehézségeket okoz. Ebben az esetben tanácsos a Mega család modelljeit használni.

A Mega családi táblák mérete (101,5 x 53,4 cm) nagyobb, mint az előzőekben felülvizsgált modellek. Ez technikai szükséglet - különben nem helyezhet el annyi portot

Az Arduino Mega meglehetősen egyszerű 8 bites 16 MHz-es aTMega1280 mikroprocesszoron alapszik.

Nagyon sok memóriája van:

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

Fő előnye azonban sok kikötő jelenléte:

• digitális portok száma: 54;
• ebből PWM funkcióval: 15;
• analóg portok száma: 16.

Ennek a táblának két modern változata van:

• A Mega 2560 az aTMega2560 mikroprocesszoron alapszik, nagy flash memóriával - 256 KB;
• Az aTMega2560 mikroprocesszor mellett a Mega ADK egy USB interfésszel van felszerelve, amely képes csatlakozni az Android operációs rendszeren alapuló eszközökhöz.

Az Arduino Mega ADK modellnek van egy tulajdonsága. Amikor a telefont csatlakoztatja az USB-bemenethez, a következő helyzet lehetséges: ha a telefonnak töltésre van szüksége, elkezdi „kihúzni” a kártyáról. Ezért van egy további követelmény a villamosenergia-forrásra vonatkozóan - annak 1,5 amper áramerősségűnek kell lennie. Az elemek szállításakor ezt a körülményt figyelembe kell venni.

Csatlakoztatott elemek vagy elemek segítségével önálló energiát tud készíteni Arduino-ra. A soros és a párhuzamos csatlakozás kombinálásával elérheti a kívánt feszültséget és hosszú működési időt

A Due egy másik Arduino modell, amely egyesíti a mikroprocesszor teljesítményét és a sok portot.

Jellemzői a következők:

• processzor: Atmel SAM3X8E (32 bit, 84 MHz);
• digitális portok száma: 54;
• ebből PWM funkcióval: 12;
• analóg portok száma: 14;
• flash memória: 512 KB;
• SRAM: 96 KB;
• EEPROM: nem.

A tábla analóg érintkezői egyaránt működhetnek az Arduino szokásos 10 bites felbontásában, amelyet a korábbi modellekkel való kompatibilitásra végeznek, és a 12 bites felbontásban, amely lehetővé teszi a pontosabb jelzést.

A modulok portokon keresztüli interakciójának jellemzői

Az összes modulhoz, amely csatlakoztatva van a táblához, legalább három kimenete van. Ezek közül kettő tápvezeték, azaz „Föld”, valamint 5 vagy 3,3 V feszültség. A harmadik vezeték logikus. Az adatátvitel a portba történik. A modulok csatlakoztatásához használjon 3 darabba csoportosított speciális vezetékeket, amelyeket néha jumpernek hívnak.

Mivel az Arduino modelleknek általában csak 1 feszültségű portja van és 1-2 porttal kell földelniük, több eszköz csatlakoztatásához vagy a huzalokat meg kell forrasztani, vagy kenyérlapokat kell használni.

Nemcsak az Arduino tábla áramellátását és portjait csatlakoztathatja a kenyérpulthoz, hanem más elemeket is, például ellenállást, regisztereket stb.

A forrasztás megbízhatóbb, és olyan eszközökben használják, amelyek fizikai behatásoknak vannak kitéve, például a robotok és a quadrocopterek kezelőpanelein. Az intelligens otthonhoz jobb kenyértartók használata, mivel ez könnyebb a telepítés és a modul eltávolításakor is.

Néhány modellnél (például Arduino Zero és MKR1000) az üzemi feszültség 3,3 V, tehát ha a portokra magasabb értéket alkalmaznak, akkor a kártya megsérülhet. Az áramellátással kapcsolatos információk az eszköz műszaki dokumentációjában találhatók.

Kiegészítő kártyák (pajzsok)

Az alaplapok képességeinek növelése érdekében használjon pajzsokat (pajzsok) - a kiegészítő eszközök funkcionalitásának kibővítéséhez. Ezeket egy speciális alakfaktorra állítják elő, amely megkülönbözteti őket a portokhoz csatlakozó moduloktól. Az pajzsok drágábbak, mint a modulok, de könnyebb velük dolgozni. Fel vannak szerelve kész könyvtárakkal, kóddal, ami felgyorsítja saját „intelligens otthon” vezérlőprogramjainak kidolgozását.

Pajzsok Proto és érzékelő

Ez a két szabványos pajzs nem hoz különlegességet. Nagyszámú modul kompaktabb és kényelmesebb csatlakoztatására szolgálnak.

A Proto Shield az eredeti szinte teljes példánya a portok szempontjából, és a modul közepén kenyérdeszkát ragaszthat. Ez megkönnyíti az összeszerelést. Ilyen kiegészítők léteznek minden teljes hosszúságú Arduino táblához.

A Proto Shield az alaplap tetejére kerül. Ez kissé növeli a szerkezet magasságát, de sok helyet takarít meg a síkban

De ha nagyon sok eszköz van (több mint 10), akkor jobb, ha drágább Sensor Shield javítótáblákat használ.

Nincs bradboard, azonban a portok összes következtetését külön-külön látják el árammal és földdel. Ez lehetővé teszi, hogy ne zavarja meg a vezetékeket és a jumpereket.

Az alaplap és az érzékelő táblák felülete megegyezik, de a chipnek nincs chipek, kondenzátorok és egyéb elemek. Ezért sok hely szabadul fel a teljes összeköttetéshez

Ezen a táblán vannak párnák, amelyek lehetővé teszik több modul egyszerű csatlakoztatását: Bluetoots, SD kártyák, RS232 (COM-port), rádió és ultrahang.

Kiegészítő funkciók csatlakoztatása

Integrált funkcionalitású pajzsok, amelyeket összetett, de tipikus feladatok megoldására terveztek. Ha eredeti ötleteket kell megvalósítania, akkor jobb, ha a megfelelő modult választja.

Motor pajzs. Úgy tervezték, hogy ellenőrizzék az alacsony teljesítményű motorok sebességét és forgását. Az eredeti modell egy L298 lapkával van felszerelve, és egyidejűleg két egyenáramú motorral vagy egy szervohajtóművel működhet. Van egy kompatibilis alkatrész egy harmadik gyártótól, amelynek két L293D chipe van, kétszer annyi meghajtó vezérlésére képes.

Relé pajzs. Gyakran használt modul intelligens otthoni rendszerekkel. Lemez négy elektromechanikus relével, amelyek mindegyike lehetővé teszi az áram átadását 5A-ig terjedő erővel. Ez elegendő a 220 V váltakozó áramra tervezett kilowattos készülékek vagy világítóvezetékek automatikus be- és kikapcsolásához.

LCD pajzs. Lehetővé teszi az információk megjelenítését a beépített képernyőn, amely frissíthető TFT-eszközre. Ezt a kiterjesztést gyakran használják meteorológiai állomások létrehozására, amelyek hőmérsékleti leolvasást mutatnak különféle lakóépületekben, melléképületekben, garázsban, valamint hőmérsékletet, páratartalmat és szélsebességet az utcán.

Az LCD pajzsba beépített gombok lehetővé teszik az információk lapozásának programozását és a mikroprocesszor számára parancsok kiadására szolgáló műveletek megválasztását.

Adatnaplózási pajzs. A modul fő feladata az érzékelők adatainak rögzítése egy teljes formátumú SD-kártyán 32 Gb-ig, a FAT32 fájlrendszer támogatásával. A micro SD-kártyára történő felvételhez meg kell vásárolnia egy adaptert. Ez a pajzs felhasználható információ tárolóként, például adatok tárolására a DVR-ből. Az Adafruit Industries amerikai vállalat gyártása.

SD-kártya pajzs. Az előző modul egyszerűbb és olcsóbb változata. Az ilyen kiterjesztéseket sok gyártó kiadta.

EtherNet pajzs. Az Arduino számítógép nélküli számítógéphez való csatlakoztatásának hivatalos modulja. Van egy micro SD kártyahely, amely lehetővé teszi az adatok rögzítését és küldését egy világméretű hálózaton keresztül.

Wi-Fi pajzs. Lehetővé teszi vezeték nélküli információcserét a titkosítás támogatásával. Az Internethez és a Wi-Fi-vel vezérelhető eszközökhöz való csatlakozásra szolgál.

GPRS pajzs. Ez a modul általában az „intelligens otthon” kommunikációjára szolgál a tulajdonosnal mobiltelefonon SMS-ben.

Intelligens otthoni modulok

Harmadik féltől származó modulok összekapcsolása és a velük való beépített programozási nyelv használatának lehetősége az Arduino nyílt rendszer fő előnye az „intelligens otthon” „védett” megoldásaihoz képest. A lényeg az, hogy a modulok leírják a vett vagy továbbított jeleket.

Információszerzési módok

Az információ digitális vagy analóg portokon keresztül vehető be. Attól függ, hogy milyen típusú gomb vagy érzékelő fogadja az információkat, és továbbítja azokat a táblára.

Számítógépes program esetén a digitális jel a „0” és az „1” közötti időtartamoknak felel meg, míg az analóg jel az értéktartományt a méretének megfelelően határozza meg.

A jelet a mikroprocesszorhoz egy személy küldheti, aki ehhez két módszert használ:

• Gomb megnyomása (gombok). A logikai vezeték ebben az esetben a digitális porthoz vezet, amely a kiadott gomb esetében a „0” értéket, és a megnyomásakor az „1” értéket kapja.
• A forgó potenciométer kupakjának forgatása (ellenállás) vagy váltókar csúszka. Ebben az esetben a logikai vezeték az analóg portra megy. A feszültség áthalad egy analóg-digitális átalakítón, majd az adatok a mikroprocesszorba kerülnek.

A gombokat esemény indítására használják, például a lámpák be- és kikapcsolására, fűtésre vagy szellőztetésre. A forgatógombokkal változtathatjuk az intenzitást - növelhetjük vagy csökkenthetjük a fényerőt, a hangerőt vagy a ventilátorlapátok forgási sebességét.

A potenciométer a legegyszerűbb eszköz, tehát nagyon olcsó. Fő jellemzői az elektromos ellenállás és a forgásszög

Az érzékelők automatikusan meghatározzák a környezet paramétereit vagy az esemény eredetét.

Az „intelligens otthon” működéséhez a következő fajták keresik a leginkább:

• Hangérzékelő. Ennek az eszköznek a digitális verziói az esemény kiváltására szolgálnak felbukkanó hang vagy hang segítségével. Az analóg modellek lehetővé teszik a hang felismerését és feldolgozását.
• Fényérzékelő. Ezek az eszközök működhetnek mind a látható, mind az infravörös tartományban. Ez utóbbi tűzjelző rendszerként használható.
• Hőmérséklet-érzékelő. A házhoz és az utcához különféle modelleket használnak, mivel a kültéri modellek jobban védettek a nedvességtől. Vannak távoli eszközök is a vezetéken.
• Páratartalom-érzékelő. A DHT11 modell beltéri használatra, a drágább DHT22 pedig kültéri használatra alkalmas. Mindkét eszköz hőmérsékleti leolvasást is nyújthat. Csatlakozás digitális porthoz.
• Légnyomás-érzékelő. Az Arduino táblákkal való együttműködéshez a Bosh analóg barométerek bizonyították magukat: bmp180, bmp280. Mérik a hőmérsékletet. A bme280 modell meteorológiai állomásnak nevezhető, mivel ezenkívül páratartalmat is ad.
• Mozgás- és jelenlét-érzékelők. Biztonsági célokra vagy a fény automatikus bekapcsolására használják.
• Esőérzékelő. Reagál a felületére belépő vízre. Használható riasztás kiváltására a víz vagy a fűtőkör szivárgása miatt is.
• Áramérzékelő. Ezeket a meghibásodott elektromos készülékek (leégett lámpák) észlelésére vagy a túlterhelés elkerülése érdekében a feszültség elemzésére használják.
• Gázszivárgás-érzékelő. A propán megnövekedett koncentrációinak detektálására és az ezekre adott válaszra szolgál.
• Szén-dioxid-érzékelő. A szén-dioxid koncentrációjának meghatározására szolgál a nappali és a speciális helyiségekben, például borospincékben, ahol erjedés zajlik.

Számos különféle érzékelő létezik bizonyos feladatokhoz, például a súly, a víz áramlási sebessége, a távolság, a talaj nedvességtartalma stb. Mérésére.

Néhány érzékelő, például a szélsebesség és az irány mérésére szolgáló anemométer, összetett elektromechanikus műszer

Számos érzékelő és érzékelő függetlenül elkészíthető egyszerűbb alkatrészek felhasználásával. Ez olcsóbb lesz.A soros eszközök használatával ellentétben azonban időt kell költenie a kalibrálásra.

Eszköz és rendszer menedzsment

Az információk gyűjtése és elemzése mellett az „intelligens otthon” -nak reagálnia kell a felmerülő eseményekre is. A fejlett elektronika jelenléte a modern háztartási készülékeken lehetővé teszi számukra a Wi-Fi, GPRS vagy EtherNet közvetlen elérését. Általában az Arduino rendszereknél mikroprocesszor és csúcstechnikai eszköz váltását valósítják meg Wi-Fi-n keresztül.

Annak érdekében, hogy az Arduino segítségével a házban magas hőmérsékleten bekapcsolja a légkondicionálót, éjszakánként blokkolja a TV-t és az internetet a gyerekszobában, vagy a tulajdonosok megérkezésekor elindítsa a fűtőkazánt, három lépést kell végrehajtani:

1. Telepítse a Wi-Fi modult az alaplapra.
2. Keressen ki nem foglalt frekvenciacsatornákat a rendszerek konfliktusának elkerülése érdekében.
3. Ismerje meg az eszközparancsokat és a programműveleteket (vagy használjon kész könyvtárakat).

A számítógépes eszközökkel történő „kommunikáció” mellett gyakran felmerülnek bármilyen mechanikai művelettel kapcsolatos feladatok is. Például csatlakoztathat szervómeghajtót vagy egy kis sebességváltót a táblához, amely tápellátást kap.

A szervohajtás motorból és több sebességváltóból áll. Ezért az alacsony áramerősség (5 V) ellenére tisztességes energiát tud kifejleszteni, amely elegendő például az ablak kinyitásához

Ha külső erőforrásról működő erőteljes eszközöket kell csatlakoztatni, akkor használja két lehetőséget:

1. Beépítés a relé áramkörbe.
2. A bekapcsológomb és a triac csatlakoztatása.

Elektromos áramkör elektromágneses vagy szilárdtest relé bezárja és megnyitja a mikroprocesszorból származó parancs egyik vezetékét. Fő jellemzőik a megengedett legnagyobb áram (például 40 A), amely áthaladhat ezen az eszközön.

Ami az egyenáramú tápkapcsoló (mosfet) és a váltakozó áramú triac csatlakoztatását illeti, alacsonyabb megengedett áramerősség-értékük (5-15 A), ám ezek simán növelik a terhelést. Ez az oka annak, hogy a PWM portok vannak a táblákon. Ez a tulajdonság a világítás fényerejének, a ventilátor sebességének stb. Szabályozására szolgál.

Relék és hálózati kapcsolók segítségével teljesen automatizálhatja a ház összes elektromos áramkörét, és áram hiányában elindíthatja a generátort. Ezért Arduino alapján reálisan lehetőség van apartman vagy épület független biztosítására, beleértve az összes különösen fontos funkciót - fűtés, vízellátás, csatornázás, szellőzés és biztonsági rendszer.

Azt akarja, hogy otthona okosabb legyen, de a „te” programozással rendelkezik? Ebben az esetben azt javasoljuk, hogy vizsgálja meg a Xiaomi és az Apple kész megoldásait, amelyeket könnyű telepíteni és konfigurálni még kezdőknek is. És akár okostelefonról is parancsokat adhat ki, és ellenőrizheti azok végrehajtását.

A Xiaomi és az Apple intelligens otthonáról a következő cikkekben olvashat bővebben:

• Xiaomi intelligens otthon: tervezési szolgáltatások, a fő elemek és a munkaelemek áttekintése
• Apple intelligens otthon: az otthoni ellenőrző rendszerek szervezésének bonyolultsága az Apple társaság részéről

Következtetések és hasznos videó a témáról

Példa egy önállóan összeállított belépő szintű nyomtatványra egy „intelligens otthon” számára:

Az Arduino platform nyitottsága lehetővé teszi a különféle gyártók alkatrészeinek használatát. Ez megkönnyíti az „intelligens otthon” megtervezését a felhasználói igényekhez. Ezért, ha legalább jelentéktelen ismeretek vannak az elektronikus eszközök programozása és csatlakoztatása terén, érdemes figyelni erre a rendszerre.

Ismeri az Arduino platformot a gyakorlatban, és szeretné megosztani tapasztalatait a vállalkozás újoncaival? Talán szeretné kiegészíteni a fenti anyagot hasznos ajánlásokkal vagy megjegyzésekkel? Írja meg észrevételeit a bejegyzés alatt.

Ha bármilyen kérdése van egy Arduino-alapú automata házrendszer megtervezésével kapcsolatban, kérdezze meg szakértőinket és a webhely többi látogatóját az alábbi blokkban.