Maison intelligente basée sur des contrôleurs Arduino: conception et organisation d'un espace contrôlé

Le développement de l'automatisation a conduit à la création de systèmes intégrés qui améliorent la qualité de vie humaine. De nombreux fabricants renommés d'environnements électroniques et logiciels proposent des solutions standard prêtes à l'emploi pour divers objets.

Même les utilisateurs inexpérimentés pourront développer des projets indépendants et assembler une «maison intelligente» sur Arduino pour répondre à leurs besoins. L'essentiel est de comprendre les bases et de ne pas avoir peur d'expérimenter.

Dans cet article, nous considérerons le principe de création et les fonctions de base d'une maison automatisée basée sur des appareils Arduino. Tenez également compte des types de cartes utilisées et des principaux modules du système.

Création de systèmes sur la plateforme Arduino

Arduino est une plateforme de développement d'appareils électroniques à commande automatique, semi-automatique ou manuelle. Il est réalisé selon le principe d'un concepteur avec des règles clairement définies pour l'interaction entre les éléments. Le système est ouvert, ce qui permet aux fabricants tiers de participer à son développement.

Classique “maison intelligente”Se compose d'unités automatisées qui remplissent les fonctions suivantes:

• recueillir les informations nécessaires grâce à des capteurs;
• analyser les données et prendre des décisions à l'aide d'un microprocesseur programmable;
• mettre en œuvre les décisions prises en émettant des commandes sur divers appareils.

La plateforme Arduino est bonne précisément parce qu'elle ne se rapproche pas d'un fabricant spécifique, mais permet au consommateur de choisir les composants qui lui conviennent. Leur choix est immense, vous pouvez donc mettre en œuvre presque toutes les idées.

Nous vous recommandons de vous familiariser avec les meilleurs appareils intelligents pour la maison.

Pour apprendre à travailler avec Arduino, vous pouvez acheter le kit de démarrage sur le site Web du fabricant. La connaissance de l'anglais technique est requise, car la documentation n'est pas russifiée

En plus de la variété des appareils connectés, l'environnement de programmation implémenté en C ++ ajoute de la variabilité.L'utilisateur peut non seulement profiter des bibliothèques créées, mais également programmer la réponse des composants du système aux événements émergents.

Éléments de la carte principale

L'élément principal d'une maison intelligente est une ou plusieurs cartes centrales (carte mère). Ils sont responsables de l'interaction de tous les éléments. Après avoir déterminé les tâches qui devront être résolues, nous pouvons procéder à la sélection du nœud système principal.

La carte mère combine les éléments suivants:

• Microcontrôleur (processeur). Son objectif principal est d'émettre et de mesurer la tension dans les ports dans la plage de 0-5 ou 0-3,3 V, de stocker des données et d'effectuer des calculs.
• Programmeur (pas tous les conseils l'ont). À l'aide de cet appareil, un programme est écrit dans la mémoire du microcontrôleur, selon lequel la «maison intelligente» fonctionnera. Il est connecté à un ordinateur, une tablette, un smartphone ou un autre appareil à l'aide d'une interface USB.
• Stabilisateur de tension. Un appareil de 5 volts est nécessaire, nécessaire pour alimenter l'ensemble du système.

Sous la marque Arduino, plusieurs modèles de cartes mères sont disponibles. Ils diffèrent les uns des autres par le facteur de forme (taille), le nombre de ports et la taille de la mémoire. C'est pour ces indicateurs que vous devez choisir le bon appareil.

Les cartes Arduino et leurs blindages sont mieux achetés auprès du fabricant, car ils sont meilleurs que les appareils compatibles commercialisés en Chine.

Il existe deux types de ports:

• numériquequi sont marqués au tableau avec des lettres "D";
• analogiquemarqué d'une lettre "A".

Grâce à eux, le microcontrôleur communique avec les appareils connectés. Tout port peut fonctionner à la fois sur la réception d'un signal et sur sa sortie. Les ports numériques marqués «pwm» sont destinés à l'entrée et à la sortie d'un signal de type PWM (modulation de largeur d'impulsion).

Par conséquent, avant d'acheter une carte, vous devez au moins évaluer approximativement le niveau de sa charge sur différents appareils. Cela déterminera le nombre souhaité de ports de tous types.

Il faut comprendre que le système «maison intelligente» ne doit pas être lié à une unité de contrôle basée sur une seule carte mère. Des fonctions telles que, par exemple, allumer l'éclairage artificiel de la zone locale en fonction de l'heure de la journée et maintenir la réserve d'eau dans le réservoir de stockage sont indépendantes les unes des autres.

Du point de vue de la fiabilité du système électronique, il est préférable de séparer les tâches non liées en différents blocs, ce que le concept Arduino facilite la mise en œuvre. Si vous combinez plusieurs périphériques en un seul endroit, il est possible que le microprocesseur surchauffe, que les bibliothèques de logiciels soient en conflit et qu'il soit difficile de trouver et de réparer les dysfonctionnements logiciels et matériels.

La connexion de nombreux types d'appareils à une seule carte est généralement utilisée en robotique, où la compacité est importante. Pour une «maison intelligente», il vaut mieux utiliser sa propre fondation pour chaque tâche

Chaque microprocesseur est équipé de trois types de mémoire:

• Mémoire flash La mémoire principale où le code du programme de gestion du système est stocké. Une petite partie (3-12%) est occupée par le chargeur de démarrage filaire.
• SRAM RAM, qui stocke les données temporaires nécessaires au programme. Diffère à grande vitesse de travail.
• EEPROM. Mémoire plus lente, où les données peuvent également être stockées.

La principale différence entre les types de mémoire pour stocker des données est que lorsque l'alimentation est coupée, les informations enregistrées dans SRAM sont perdues, mais restent dans l'EEPROM. Mais le type non volatile présente également un inconvénient - un nombre limité de cycles d'écriture. Il faut en tenir compte lors de la création de vos propres applications.

Contrairement à l'utilisation d'Arduino en robotique, pour la plupart des tâches de la «maison intelligente», vous n'avez pas besoin de beaucoup de mémoire, ni pour les programmes, ni pour stocker des informations.

Types de planches pour construire une maison intelligente

Considérez les principaux types de cartes qui sont le plus souvent utilisées lors de l'assemblage d'un système de maison intelligente.

Vue # 1 - Arduino Uno et ses dérivés

Les systèmes de maison intelligente les plus courants utilisent les cartes Arduino Uno et Arduino Nano. Ils ont des fonctionnalités suffisantes pour résoudre des problèmes typiques.

La disponibilité de l'alimentation pour les cartes plein format à partir d'une tension de 7 à 12 volts offre de nombreux avantages. Tout d'abord, c'est la possibilité d'un fonctionnement autonome à long terme à partir de piles ou d'accumulateurs standard

Paramètres principaux de l'Arduino Uno Rev3:

• processeur: ATMega328P (8 bits, 16 MHz);
• nombre de ports numériques: 14;
• dont avec fonction PWM: 6;
• nombre de ports analogiques: 6;
• mémoire flash: 32 Ko;
• SRAM: 2 Ko;
• EEPROM: 1 Ko.

Il n'y a pas si longtemps, une modification est apparue - Uno Wi-Fi, qui contient un module intégré ESP8266, qui vous permet d'échanger des informations avec d'autres appareils selon la norme 802.11 b / g / n.

La différence entre l'Arduino Nano et son plus grand analogue est le manque de sa propre prise d'alimentation à partir de 12 V. Ceci est fait pour obtenir un appareil plus petit, ce qui le rend facile à cacher dans un petit espace. Toujours à ces fins, la connexion USB standard est remplacée par une puce avec un câble mini-USB. Arduino Nano a 2 ports analogiques de plus par rapport à Uno.

Il y a une autre modification de la carte Uno - Arduino Mini. Il est encore plus petit que Nano et il est beaucoup plus difficile de travailler avec lui. Tout d'abord, l'absence de port USB crée un problème avec le firmware, car pour cela, vous devrez utiliser USB-Serial Converter. Deuxièmement, cette carte est plus pointilleuse en termes de puissance - il est nécessaire de fournir une plage de tension d'entrée de 7 à 9 V.

Pour les raisons décrites ci-dessus, la carte Arduino Mini est rarement utilisée pour faire fonctionner une «maison intelligente». Habituellement, il est utilisé soit en robotique, soit dans la mise en œuvre de projets prêts à l'emploi.

Vue # 2 - Arduino Leonardo et Micro

La carte Arduino Leonardo est similaire à Uno, mais un peu plus puissante. Une autre caractéristique intéressante de ce modèle est sa définition lorsqu'il est connecté à un ordinateur comme un clavier, une souris ou un joystick. Par conséquent, il est souvent utilisé pour créer des simulations et des appareils de jeu originaux.

Un tableau des tailles et dimensions des modèles Uno, Leonardo et leurs analogues miniatures. Les développeurs n'ont pas suivi la logique des noms - "nano" devrait être le plus petit

Les principaux paramètres de l'Arduino Leonardo sont les suivants:

• processeur: ATMega32u4 (8 bits, 16 MHz);
• nombre de ports numériques: 20;
• dont avec fonction PWM: 7;
• nombre de ports analogiques: 12;
• mémoire flash: 32 Ko;
• SRAM: 2,5 Ko;
• EEPROM: 1 Ko.

Comme vous pouvez le voir dans la liste des paramètres, Leonardo a plus de ports, ce qui permet de charger ce modèle avec un grand nombre de capteurs.

Il y a aussi pour Leonardo un analogue miniature complètement identique, appelé Micro. Il n'a pas d'alimentation à partir de 12 V et au lieu d'une entrée USB à part entière, il y a une puce pour un câble mini-USB.

La modification de Leonardo appelée Esplora est un modèle purement ludique et ne correspond pas aux besoins d'une «maison intelligente».

Vue # 3 - Arduino 101, Arduino Zero et Arduino MKR1000

Parfois, pour le fonctionnement de systèmes de «maison intelligente» mis en œuvre sur la base d'Arduino, une grande puissance de calcul est requise, ce que les microcontrôleurs 8 bits ne sont pas en mesure de fournir. Des tâches telles que la reconnaissance vocale ou d'image nécessitent un processeur rapide et une quantité importante de RAM pour ces appareils.

Pour résoudre ces problèmes spécifiques, des cartes puissantes sont utilisées qui fonctionnent selon le concept Arduino. Le nombre de ports dont ils disposent est à peu près le même que celui des cartes Uno ou Leonardo.

L'Arduino 101 a les mêmes dimensions que Uno ou Leonardo, mais pèse presque deux fois plus. La raison en est la présence de deux entrées USB et de puces supplémentaires.

L'une des cartes les plus faciles à utiliser mais les plus puissantes - Arduino 101 a les caractéristiques suivantes:

• processeur: Intel Curie (32 bits, 32 MHz);
• mémoire flash: 196 Ko;
• SRAM: 24 Ko;
• EEPROM: non.

De plus, la carte est équipée de la fonctionnalité BLE (Bluetooth Low Energy) avec la possibilité de connecter facilement des solutions prêtes à l'emploi, telles qu'un capteur de rythme cardiaque, la réception d'informations météorologiques à l'extérieur de la fenêtre, l'envoi de messages texte, etc. Un gyroscope et un accéléromètre sont également intégrés dans l'appareil, mais ils sont principalement utilisés en robotique.

Une autre carte similaire - Arduino Zero a les indicateurs suivants:

• processeur: SAM-D21 (32 bits, 48 ​​MHz);
• mémoire flash: 256 Ko;
• SRAM: 32 Ko;
• EEPROM: non.

Une caractéristique distinctive de ce modèle est la présence d'un débogueur intégré (EDBG). Son utilisation est beaucoup plus facile à rechercher des erreurs lors de la programmation de la carte.

Lors de l'écriture de code volumineux, même les programmeurs hautement qualifiés ont des erreurs. Pour les trouver, utilisez un débogueur (débogueur)

L'Arduino MKR1000 est un autre modèle adapté à l'informatique puissante.Il a un microprocesseur et une mémoire similaire à Zero. Sa principale différence est la présence d'une puce Wi-Fi intégrée avec protocole 802.11 b / g / n et d'une puce cryptographique prenant en charge l'algorithme SHA-256 pour protéger les données transmises.

Vue # 4 - Modèles Mega Family

Parfois, il est nécessaire d'utiliser un grand nombre de capteurs et de contrôler un nombre important d'appareils. Par exemple, cela est nécessaire pour le fonctionnement automatique des systèmes de climatisation distribués qui maintiennent une certaine température pour les zones individuelles.

Pour chaque zone locale, il est nécessaire de suivre les lectures de deux capteurs de température (le second est utilisé comme contrôle) et, conformément à l'algorithme, d'ajuster la position de l'amortisseur, qui détermine la quantité d'air chaud.

S'il y a plus de 10 zones de ce type dans le chalet, alors plus de 30 ports sont nécessaires pour contrôler l'ensemble du système. Bien sûr, vous pouvez utiliser plusieurs cartes Uno sous le contrôle général de l'une d'entre elles, mais cela crée des difficultés de commutation supplémentaires. Dans ce cas, il est conseillé d'utiliser des modèles de la famille Mega.

La taille des planches de la famille Mega (101,5 x 53,4 cm) est plus grande que celle des modèles examinés précédemment. C'est une nécessité technique - sinon vous ne pouvez pas placer autant de ports

L'Arduino Mega est basé sur un microprocesseur 8 bits 16 MHz aTMega1280 assez simple.

Il a une grande quantité de mémoire:

• mémoire flash: 128 Ko;
• SRAM: 8 Ko;
• EEPROM: 4 Ko.

Mais son principal avantage est la présence de nombreux ports:

• nombre de ports numériques: 54;
• dont avec fonction PWM: 15;
• nombre de ports analogiques: 16.

Cette planche a deux variétés modernes:

• Mega 2560 est basé sur le microprocesseur aTMega2560, doté d'une grande mémoire flash - 256 Ko;
• En plus du microprocesseur aTMega2560, le Mega ADK est équipé d'une interface USB avec la possibilité de se connecter à des appareils basés sur le système d'exploitation Android.

Le modèle Arduino Mega ADK a une caractéristique. Lors de la connexion du téléphone à l'entrée USB, la situation suivante est possible: si le téléphone doit être rechargé, il commencera à le «retirer» de la carte. Par conséquent, il existe une exigence supplémentaire pour une source d'électricité - elle doit fournir une intensité de courant de 1,5 ampère. Lors de la fourniture de batteries, cette condition doit être prise en compte.

Vous pouvez créer une alimentation autonome pour Arduino à l'aide de batteries ou de batteries connectées. En combinant une connexion série et parallèle, vous pouvez obtenir la tension souhaitée et un long temps de fonctionnement

Due est un autre modèle Arduino qui combine la puissance d'un microprocesseur et un grand nombre de ports.

Ses caractéristiques sont les suivantes:

• processeur: Atmel SAM3X8E (32 bits, 84 MHz);
• nombre de ports numériques: 54;
• dont avec fonction PWM: 12;
• nombre de ports analogiques: 14;
• mémoire flash: 512 Ko;
• SRAM: 96 Ko;
• EEPROM: non.

Les contacts analogiques de cette carte peuvent fonctionner à la fois dans la résolution habituelle de 10 bits pour Arduino, ce qui est fait pour la compatibilité avec les modèles précédents, et en résolution de 12 bits, ce qui vous permet d'obtenir un signal plus précis.

Caractéristiques de l'interaction des modules via les ports

Tous les modules qui seront connectés à la carte ont au moins trois sorties. Deux d'entre eux sont des fils d'alimentation, c'est-à-dire «Terre», ainsi qu'une tension de 5 ou 3,3 V. Le troisième fil est logique. Il transmet des données au port. Pour connecter les modules, utilisez des fils spéciaux groupés en 3 pièces, parfois appelés cavaliers.

Étant donné que les modèles Arduino n'ont généralement qu'un seul port avec tension et 1-2 ports avec terre, afin de connecter plusieurs appareils, vous devrez soit souder les fils, soit utiliser des cartes de test.

Vous pouvez connecter non seulement l'alimentation et les ports de la carte Arduino à la carte d'expérimentation, mais également d'autres éléments, tels que, par exemple, la résistance, les registres, etc.

La soudure est plus fiable et est utilisée dans les appareils soumis à des chocs physiques, par exemple les cartes de commande pour robots et quadrocoptères. Pour une maison intelligente, il est préférable d'utiliser des planches à pain, car c'est plus facile à la fois lors de l'installation et lors du retrait d'un module.

Pour certains modèles (par exemple, Arduino Zero et MKR1000), la tension de fonctionnement est de 3,3 V, donc si une valeur plus élevée est appliquée aux ports, la carte peut être endommagée. Toutes les informations sur l'alimentation sont disponibles dans la documentation technique de l'appareil.

Cartes d'addition (boucliers)

Pour augmenter les capacités des cartes mères, utilisez des boucliers (Shields) - étendant les fonctionnalités de périphériques supplémentaires. Ils sont conçus pour un facteur de forme spécifique, ce qui les distingue des modules qui se connectent aux ports. Les boucliers sont plus chers que les modules, mais travailler avec eux est plus facile. Ils sont également équipés de bibliothèques prêtes à l'emploi avec du code, ce qui accélère le développement de leurs propres programmes de contrôle pour la «maison intelligente».

Protège le Proto et le Capteur

Ces deux boucliers standard n'apportent aucune particularité. Ils sont utilisés pour une connexion plus compacte et pratique d'un grand nombre de modules.

Proto Shield est une copie presque complète de l'original en termes de ports, et au milieu du module, vous pouvez coller une planche à pain. Cela facilite l'assemblage. Ces modules complémentaires existent pour toutes les cartes Arduino pleine longueur.

Proto Shield est placé sur le dessus de la carte mère. Cela augmente légèrement la hauteur de la structure, mais économise beaucoup d'espace dans l'avion

Mais s'il y a beaucoup d'appareils (plus de 10), il est préférable d'utiliser des cartes de brassage Sensor Shield plus chères.

Ils n'ont pas de bradboard, cependant, toutes les conclusions des ports sont individuellement alimentées en courant et en masse. Cela vous permet de ne pas vous perdre dans les fils et les cavaliers.

La surface de la carte mère et des cartes capteurs est la même, mais la puce n'a pas de puces, de condensateurs ou d'autres éléments. Par conséquent, beaucoup d'espace est libéré pour des connexions complètes

Sur cette carte, il y a également des pads pour une connexion facile de plusieurs modules: Bluetoots, cartes SD, RS232 (port COM), radio et ultrasons.

Connexion de fonctionnalités auxiliaires

Boucliers avec des fonctionnalités intégrées conçues pour résoudre des tâches complexes mais typiques. Si vous avez besoin de mettre en œuvre des idées originales, il est préférable de choisir le bon module.

Blindage du moteur. Il est conçu pour contrôler la vitesse et la rotation des moteurs à faible puissance. Le modèle d'origine est équipé d'une puce L298 et peut fonctionner simultanément avec deux moteurs DC ou avec un servo variateur. Il existe une pièce compatible d'un fabricant tiers, qui possède deux puces L293D avec la possibilité de contrôler deux fois plus de disques.

Bouclier de relais. Un module fréquemment utilisé avec des systèmes de maison intelligente. Carte avec quatre relais électromécaniques, dont chacun permet le passage du courant avec une force allant jusqu'à 5A. Cela suffit pour allumer et éteindre automatiquement les appareils kilowatts ou les lignes d'éclairage, conçus pour le courant alternatif 220 V.

Écran LCD. Vous permet d'afficher des informations sur l'écran intégré, qui peuvent être mises à niveau vers un appareil TFT. Cette extension est souvent utilisée pour créer des stations météorologiques avec des relevés de température dans divers locaux résidentiels, dépendances, un garage, ainsi que la température, l'humidité et la vitesse du vent dans la rue.

Des boutons sont intégrés dans l'écran LCD qui vous permettent de programmer la pagination des informations et le choix des actions pour l'émission de commandes vers le microprocesseur

Bouclier d'enregistrement des données. La tâche principale du module est d'enregistrer les données des capteurs sur une carte SD plein format jusqu'à 32 Go avec prise en charge du système de fichiers FAT32. Pour enregistrer sur une carte micro SD, vous devez acheter un adaptateur. Ce bouclier peut être utilisé comme référentiel d'informations, par exemple, lors de l'enregistrement de données à partir d'un DVR. Production de la société américaine Adafruit Industries.

Bouclier de carte SD. Une version plus simple et moins chère du module précédent. Ces extensions sont publiées par de nombreux fabricants.

Bouclier EtherNet. Le module officiel pour connecter Arduino à Internet sans ordinateur. Il y a un emplacement pour carte micro SD, qui vous permet d'enregistrer et d'envoyer des données via un réseau mondial.

Bouclier Wi-Fi. Vous permet d'échanger des informations sans fil avec la prise en charge du cryptage. Sert à se connecter à Internet et aux appareils contrôlables via Wi-Fi.

Bouclier GPRS. Ce module est, en règle générale, utilisé pour communiquer une «maison intelligente» avec le propriétaire par téléphone mobile via des SMS.

Modules Smart Home

La connexion de modules de fabricants tiers et la possibilité de travailler avec eux à l'aide du langage de programmation intégré est le principal avantage du système Arduino ouvert par rapport aux solutions «propriétaires» pour la «maison intelligente». L'essentiel est que les modules aient une description des signaux reçus ou transmis.

Façons d'obtenir des informations

Les informations peuvent être saisies via des ports numériques ou analogiques. Cela dépend du type de bouton ou de capteur qui reçoit les informations et les transmet à la carte.

Pour un programme informatique, un signal numérique correspond à des périodes de "0" et "1", tandis que le signal analogique détermine la plage de valeurs en fonction de sa dimension

Le signal au microprocesseur peut être envoyé par une personne qui utilise deux méthodes pour cela:

• Appuyer sur un bouton (touches). Dans ce cas, le fil logique va au port numérique, qui reçoit la valeur "0" dans le cas du bouton relâché et "1" dans le cas où vous appuyez dessus.
• Rotation du capuchon du potentiomètre rotatif (résistance) ou le curseur du levier de vitesses. Dans ce cas, le fil logique va au port analogique. La tension passe par un convertisseur analogique-numérique, après quoi les données vont au microprocesseur.

Les boutons sont utilisés pour démarrer un événement, par exemple pour allumer et éteindre les lumières, le chauffage ou la ventilation. Les boutons rotatifs sont utilisés pour changer l'intensité - augmenter ou diminuer la luminosité de la lumière, le volume sonore ou la vitesse de rotation des pales du ventilateur.

Le potentiomètre est l'appareil le plus simple, il est donc très bon marché. Ses principales caractéristiques sont la résistance électrique et l'angle de rotation

Les capteurs sont utilisés pour déterminer automatiquement les paramètres de l'environnement ou l'origine d'un événement.

Les variétés suivantes sont les plus demandées pour l'exploitation d'une «maison intelligente»:

• Capteur sonore. Les versions numériques de cet appareil sont utilisées pour déclencher un événement à l'aide d'une pop ou d'une voix. Les modèles analogiques vous permettent de reconnaître et de traiter le son.
• Capteur de lumière. Ces appareils peuvent fonctionner à la fois dans le visible et dans l'infrarouge. Ce dernier peut être utilisé comme système d'alerte incendie.
• Capteur de température. Pour la maison et la rue, ils utilisent différents modèles, car les extérieurs sont mieux protégés de l'humidité. Il y a aussi des appareils distants sur le fil.
• Capteur d'humidité. Le modèle DHT11 convient à une utilisation en intérieur et le DHT22, plus cher, à une utilisation en extérieur. Les deux appareils peuvent également donner une lecture de température. Connectez-vous à un port numérique.
• Capteur de pression d'air. Pour fonctionner avec les cartes Arduino, les baromètres analogiques Bosh ont fait leurs preuves: bmp180, bmp280. Ils mesurent également la température. Le modèle bme280 peut être appelé une station météo, car il donne également une valeur d'humidité.
• Capteurs de mouvement et de présence. Ils sont utilisés à des fins de sécurité ou pour allumer automatiquement la lumière.
• Capteur de pluie. Réagit à l'eau pénétrant à sa surface. Il peut également être utilisé pour déclencher une alarme sur les fuites dans le circuit d'eau ou de chauffage.
• Capteur de courant. Ils sont utilisés pour détecter les appareils électriques cassés (lampes grillées) ou pour analyser la tension pour éviter les surcharges.
• Capteur de fuite de gaz. Il est utilisé pour détecter et répondre à des concentrations accrues de propane.
• Capteur de dioxyde de carbone. Il est utilisé pour déterminer la concentration de dioxyde de carbone dans les salons et dans les pièces spéciales telles que les caves à vin où la fermentation a lieu.

Il existe de nombreux capteurs différents pour des tâches spécifiques, par exemple pour mesurer le poids, le débit d'eau, la distance, l'humidité du sol, etc.

Certains capteurs, comme un anémomètre conçu pour mesurer la vitesse et la direction du vent, sont des instruments électromécaniques complexes

De nombreux capteurs et capteurs peuvent être fabriqués indépendamment à l'aide de composants plus simples. Cela coûtera moins cher.Mais, contrairement à l'utilisation de périphériques série, vous devrez consacrer du temps à l'étalonnage.

Gestion des instruments et des systèmes

En plus de collecter et d'analyser des informations, une «maison intelligente» doit répondre aux événements émergents. La présence d'une électronique de pointe sur les appareils électroménagers modernes vous permet d'y accéder directement via Wi-Fi, GPRS ou EtherNet. Habituellement, pour les systèmes Arduino, ils implémentent la commutation d'un microprocesseur et d'appareils de haute technologie via Wi-Fi.

Afin d'utiliser l'Arduino pour allumer le climatiseur à une température élevée dans la maison, bloquer la télévision et Internet la nuit dans la chambre des enfants ou démarrer la chaudière de chauffage à l'arrivée des propriétaires, trois étapes doivent être effectuées:

1. Installez le module Wi-Fi sur la carte mère.
2. Trouvez les canaux de fréquence inoccupés pour éviter les conflits de systèmes.
3. Comprendre les commandes de l'instrument et les actions du programme (ou utiliser des bibliothèques prêtes à l'emploi).

En plus de la «communication» avec les appareils informatisés, des tâches se posent souvent liées à l'exécution de toute action mécanique. Par exemple, vous pouvez connecter un servo variateur ou une petite boîte de vitesses à la carte, qui sera alimentée à partir de celle-ci.

L'entraînement servo se compose d'un moteur et de plusieurs boîtes de vitesses. Par conséquent, malgré le faible courant (5 V), il peut développer une puissance décente, ce qui suffit, par exemple, pour ouvrir la fenêtre

S'il est nécessaire de connecter des appareils puissants fonctionnant à partir d'une source d'alimentation externe, utilisez deux options:

1. Inclusion dans un circuit relais.
2. Connexion de la clé d'alimentation et du triac.

Circuit électrique électromagnétique ou relais à semi-conducteurs ferme et ouvre l'un des fils sur commande du microprocesseur. Leur caractéristique principale est le courant maximal admissible (par exemple, 40 A), qui peut traverser cet appareil.

Quant à la connexion de l'interrupteur d'alimentation (mosfet) pour le courant continu et du triac pour le courant alternatif, ils ont une valeur inférieure de courant admissible (5-15 A), mais peuvent augmenter en douceur la charge. C'est pour cette raison que les ports PWM sont fournis sur les cartes. Cette propriété est utilisée pour contrôler la luminosité de l'éclairage, la vitesse du ventilateur, etc.

En utilisant des relais et des interrupteurs d'alimentation, vous pouvez automatiser entièrement tous les circuits électriques de la maison et démarrer le générateur en l'absence de courant. Par conséquent, sur la base d'Arduino, il est réaliste possible de fournir indépendamment un appartement ou un immeuble, y compris toutes les fonctions particulièrement importantes - chauffage, alimentation en eau, drainage, ventilation et système de sécurité.

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Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Un exemple de blanc d'entrée de gamme auto-assemblé pour une «maison intelligente»:

L'ouverture de la plate-forme Arduino permet l'utilisation de composants de différents fabricants. Cela facilite la conception d'une «maison intelligente» pour les demandes des utilisateurs. Par conséquent, s'il existe au moins des connaissances insignifiantes dans le domaine de la programmation et de la connexion d'appareils électroniques, il convient de prêter attention à ce système.

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