Arduino-ohjaimiin perustuva älykäs koti: ohjatun tilan suunnittelu ja organisointi

Projektin rakentaminen Arduinolle

Näytämme Arduino "älykkään kodin" luomis- ja konfigurointiprosessin käyttämällä esimerkkiä järjestelmästä, joka sisältää seuraavat toiminnot:

• lämpötilan valvonta ulkona ja sisällä;
• ikkunan tilan seuranta (avoin/kiinni);
• sääolosuhteiden seuranta (selkeä/sade);
• äänimerkin generointi, kun liiketunnistin laukeaa, jos hälytystoiminto on aktivoitu.

Määritämme järjestelmän siten, että tiedot voidaan tarkastella erityisen sovelluksen sekä verkkoselaimen kautta, eli käyttäjä voi tehdä tämän mistä tahansa, missä on Internet-yhteys.

Käytetyt lyhenteet:

1. "GND" - maa.
2. "VCC" - ruoka.
3. "PIR" - liiketunnistin.

Älykodin järjestelmän valmistukseen tarvittavat komponentit

Arduino-älykotijärjestelmä vaatii seuraavat:

• Arduino mikroprosessori aluksella;
• Ethernet-moduuli ENC28J60;
• kaksi lämpötila-anturia merkki DS18B20;
• mikrofoni;
• sateen ja lumi anturi;
• Liiketunnistin;
• ruoko kytkin;
• rele;
• vastus, jonka resistanssi on 4,7 kOhm;
• kierretty parikaapeli;
• Ethernet kaapeli.

Kaikki komponentit maksavat noin 90 dollaria.

Tarvitsemme noin 90 dollarin arvoisen laitteiston rakentaaksemme järjestelmän, jossa on tarvitsemamme toiminnot.

Miten niin älykäs koti toimii?

Luodaksesi älykkään kodin omin käsin, tarvitset Brownie Kuzya -taidon. Sen avulla et voi vain ohjata älykästä kotia, vaan myös integroida virtuaalisia laitteita suoraan Yandex.Alisaan. Tämä tarkoittaa, että sinun ei tarvitse jatkuvasti avata taitoa vain sammuttaaksesi hehkulampun. Taito kommunikoi mikro-ohjaimen kanssa verkkokoukkujen kautta.

YaTalks 2020 -konferenssi

5. joulukuuta klo 09:00, Online, Ilmainen

Tapahtumat ja kurssit käynnissä

Webhookeille Blynk-alusta, Arduino- ja Raspberry Pi -laitteen ohjauspaneeli, on loistava. Siellä voit helposti luoda graafisen käyttöliittymän, jonka kautta voit ohjata laitetta Wi-Fin kautta (ja myös Ethernetin, USB:n, GSM:n ja Bluetoothin kautta).

Luomisen vaiheet

On sanottava, että "älykkään kodin" järjestelmän luomisen vaiheet asiantuntijoiden kanssa tai omin käsin ovat samat. Totta, jälkimmäisessä tapauksessa valmis versio kokonaisuudessaan maksaa huomattavasti vähemmän kuin jos otat mukaan asiantuntijoita, joista on jo pulaa markkinoilla. Tästä syystä heidän palkansa ovat sopivat, mikä tarkoittaa, että jos et halua käyttää ylimääräistä rahaa, voit tehdä sen itse. Joten aloitetaan tämän järjestelmän komponenteista, jos päätät silti luoda sen itse.

Laitteet

Jos puhumme järjestelmän kokoonpanosta, tekniikka sisältää seuraavat komponentit:

• Liiketunnistin;
• lämpötila- ja kosteusanturi;
• valon anturi;
• pari lämpötila-anturia, jotka on merkitty DS18B20;
• Ethernet-moduuli merkki ENC28J60;
• mikrofoni;
• ruoko kytkin;
• rele;
• kierretty parikaapeli;
• Ethernet-luokan kaapeli;
• vastus, jonka resistanssi on 4,7 kiloohmia;
• Arduino mikroprosessorilevy.

Yhteysalgoritmi

On sanottava, että älykoti tulisi varustaa yksinomaan LED-polttimoilla, koska perinteiset vaihtoehdot eivät yksinkertaisesti kestä korkeaa jännitettä. Kun projekti on valmis ja kaikki tarvittavat varaosat on jo ostettu, kannattaa aloittaa antureiden ja ohjaimien liittäminen. Tämä on tehtävä yksinomaan aiemmin luodun järjestelmän mukaisesti. Koskettimien tulee olla täysin eristettyjä.

Lyhyesti sanottuna vaiheittainen yhteysalgoritmi näyttää tältä:

• koodin asennus;
• sovelluksen määrittäminen tietokoneelle tai matkapuhelimelle;
• portin uudelleenohjaus;
• testausohjelmistot ja anturit;
• Vianetsintä, jos se havaitaan testin aikana.

Joten aloitetaan asentamalla koodi.

Ensin käyttäjän tulee kirjoittaa ohjelmisto Arduino IDE:hen. Se esittelee:

• tekstieditori;
• projektin luoja;
• kokoamisohjelma;
• esiprosessori;
• Työkalu ohjelmiston lataamiseen Arduino-miniprosessoriin.

On sanottava, että tietokoneiden tärkeimmille käyttöjärjestelmille on olemassa ohjelmistoversioita - Windows, Linux, Mac OS X. Jos puhumme käytetystä ohjelmointikielestä, puhumme C ++:sta useilla yksinkertaistuksilla. Käyttäjien Arduinoon kirjoittamia ohjelmia kutsutaan yleisesti luonnoksiksi. Järjestelmä luo joukon toimintoja automaattisesti, eikä käyttäjän tarvitse ymmärtää niiden kirjoitusta, vaan hän laatii luettelon yleisistä toiminnoista. Myöskään tavallisten kirjastojen otsikkotyyppisiä tiedostoja ei tarvitse sisällyttää. Mutta sinun on lisättävä mukautettuja.

Voit lisätä kirjastoja IDE-projektipäällikköön monin eri tavoin. C ++ -kielellä kirjoitettujen lähdekoodien muodossa ne lisätään erilliseen hakemistoon IDE-kuoren työhakemistossa. Nyt vaadittujen kirjastojen nimet näkyvät määritetyssä IDE-valikossa. Ne, jotka merkitset, sisällytetään kokoelmaluetteloon. IDE:ssä on vähän asetuksia, eikä kääntäjän hienouksia voi asettaa ollenkaan. Tämä tehdään, jotta tietämätön henkilö ei tee virheitä.

Jos latasit kirjaston, sinun on purettava se ja asetettava se IDE:hen. Ohjelman tekstissä on kommentteja, jotka selittävät sen toimivuuden. On huomattava, että kaikki Arduino-sovellukset toimivat samalla tekniikalla: käyttäjä lähettää pyynnön prosessorille, ja hän puolestaan ​​lataa halutun koodin laitteen näytölle. Kun henkilö painaa Refresh-näppäintä, mikro-ohjain lähettää tietoja.Jokaiselta sivulta, jolla on tietty nimitys, tulee ohjelmakoodi, joka näytetään näytöllä.

Seuraava toimenpidesarja on asiakkaan asentaminen henkilökohtaiseen tietokoneeseen tai älypuhelimeen. Voit ladata sen Internetistä, Google Play Marketista tai muusta lähteestä. Voit tehdä tämän avaamalla tiedoston lataamassasi puhelimessa, napsauttamalla sitä ja painamalla näkyviin tulevassa ikkunassa "Asenna" -painiketta. Tässä tapauksessa sinun tulee olla tietoinen siitä, että tätä varten on aktivoitava vaihtoehto, jonka avulla voit asentaa ohjelmia muualta kuin Google Play -palvelusta. Voit ottaa tämän vaihtoehdon käyttöön siirtymällä asetusosaan ja valitsemalla sieltä "Turvallisuus". Juuri näin sinun on aktivoitava vastaava vaihtoehto. Kun asennus on valmis, on mahdollista aktivoida sovellus ja määrittää se.

Miten aiot hallita älykotiasi

Jos keksit kysymyksen "mitä automatisoidaan", seuraava jännittävä aihe on "miten hallita kaikkea automaatiota":

• Voit järjestää keskuspaneelin näytöllä;
• Kaukosäädin ja hallinta älypuhelimesta;
• Älykkäät pistorasiat ja kytkimet;
• Täysin automaattinen talo;
• Kodinkoneet, jotka voivat toimia automaattisessa tilassa ilman verkkoon pääsyä;
• näiden menetelmien erilaisia ​​yhdistelmiä.

On syytä muistaa, että budjettisi ohjaa myös automaatiota. Jotkut tekniset ratkaisut selviävät tehtävästä paremmin, mutta ne ovat melko kalliita, mutta nykyaikaiset markkinat antavat sinun löytää korvaavan niille melko riittävällä rahalla.

Mikä on "älykäs koti"

Tällä termillä on ymmärrettävämpi vastine - "kotiautomaatio".Tällaisten ratkaisujen ydin on varmistaa kotona, toimistossa tai erikoistiloissa tapahtuvien erilaisten prosessien automaattinen suorittaminen. Yksinkertaisin esimerkki on valaistuksen automaattinen syttyminen sillä hetkellä, kun yksi vuokralaisista tulee huoneeseen.

Arduino älykäs kotijärjestelmä on sarja laitteita, joilla ohjataan eri laitteiden toimintaa Android-matkapuhelimella.

Missä tahansa "älykodin" järjestelmässä voidaan erottaa seuraavat komponentit:

kosketusosa. Tämä on joukko laitteita, joiden pääosaa edustavat erilaiset anturit, joiden avulla järjestelmä voi rekisteröidä erilaisia ​​​​tapahtumia. Esimerkkejä ovat lämpötila- ja liikeanturit. Muita kosketusosan laitteita käytetään käyttäjän komentojen välittämiseen järjestelmään. Nämä ovat kaukosäätimen painikkeita ja kaukosäätimiä vastaanottimilla.

Toimeenpaneva osa. Nämä ovat laitteita, joita järjestelmä voi ohjata ja reagoida tiettyyn tapahtumaan käyttäjän määrittelemän skenaarion mukaisesti. Ensinnäkin nämä ovat releitä, joiden kautta älykkään kodin ohjain voi syöttää virtaa mihin tahansa sähkölaitteeseen, eli kytkeä sen päälle ja pois. Esimerkiksi taputtamalla kämmenelle (järjestelmä "kuulee" sen mikrofonilla) voit määrittää tuulettimelle virtaa syöttävän releen kytkeytymisen päälle.

Huomaa: tässä esimerkissä tuuletin voi olla mikä tahansa. Mutta voit myös käyttää laitetta, joka on erityisesti julkaistu toimimaan osana tiettyä järjestelmää.

Esimerkiksi Arduino-yhtiö valmistaa järjestelmiinsä sähkömoottoreita, joiden avulla voit esimerkiksi sulkea tai avata ikkunan, ja Xiaomi (kiinalainen tällaisten järjestelmien valmistaja) valmistaa ilmanpuhdistimen ohjauslaitteita. Tällaista laitetta ohjaa täysin järjestelmä, eli se ei voi vain kytkeä sitä päälle, vaan myös muuttaa asetuksia.

PROSESSORI. Voidaan kutsua myös ohjaimeksi. Nämä ovat järjestelmän "aivot", jotka koordinoivat ja koordinoivat kaikkien sen komponenttien työtä.

Ohjelmisto. Tämä on joukko ohjeita, joita prosessori ohjaa. Joidenkin valmistajien, mukaan lukien Arduinon, järjestelmissä käyttäjä voi kirjoittaa ohjelman itse, toisissa käytetään valmiita ratkaisuja, joissa vain tyypilliset skenaariot ovat käyttäjän käytettävissä.

Nykyaikaiset järjestelmät "älykäs koti" on jaettu useisiin lajikkeisiin:

1. Varustettu omalla ohjaimella.
2. Käyttää tässä ominaisuudessa käyttäjän tietokoneen prosessoria (tabletti, älypuhelin).
3. Tietojen käsittely kehittäjäyrityksen omistaman etäpalvelimen avulla (pilvipalvelu).

Järjestelmä ei voi vain aktivoida tiettyä laitetta, vaan myös ilmoittaa käyttäjälle tapahtumasta lähettämällä viestin puhelimeen tai jollain muulla tavalla. Siten sille voidaan määrittää hälytystoimintoja, mukaan lukien palontorjunta.

Skenaariot voivat olla paljon monimutkaisempia kuin esimerkeissä on kuvattu. Voit esimerkiksi opettaa järjestelmän käynnistämään kattilan ja siirtämään kuuman veden syöttöä siihen, kun keskitetty syöttö katkaistaan, jos talossa havaitaan jonkun asukkaan läsnäolo (infrapuna-, ultraäänianturit myös koska liiketunnistimet auttavat).

Kaukosäädin älykäs koti

Kotiautomaatio Arduino ja Raspberry Pi

Kuten edellä mainittiin, Node.js-palvelimen avulla voit yhdistää asioita toisiinsa. Tämä koskee myös kotiautomaatioprosessien visualisointia Internetissä pilvipalvelujen kautta. Tämä on yksi tapa hallita kotiasi Internetin kautta. Voit kytkeä kattilan tai lämmittimet päälle manuaalisesti etukäteen ennen taloon saapumista.

Toinen tapa on vastaanottaa tietoja ja ohjata "älykästä" kotia Arduino-alustalla SMS- ja MMS-viesteillä. Loppujen lopuksi Internet ei välttämättä ole aina käsillä. Ja jos jonkin laitteen sisällyttäminen ei ehkä ole kriittinen, vesivuodosta kertovan viestin vastaanottaminen voi olla yksinkertaisesti välttämätöntä. Ja tässä Intelin Edison-levy voi tulla apuun täysin toimivan "älykkään" kodin kehittämisessä Arduino-alustalle omin käsin.

Ja mitä saamme?

Kuten näette, Arduino ei ole vain levy joidenkin yksinkertaisten automaatiolaitteiden kehittämiseen. Arduino-alustalla voit helposti luoda jopa älykkään kodin automaation omin käsin. Samaan aikaan ei tarvitse maksaa liikaa Siemensin laitteista, jotka ovat kalliita ja maksavat 5-10 kertaa kalliimpia kuin Arduino.

Arduino voidaan yhdistää tietokoneeseen ja saada visualisointi prosesseista näytön tai tabletin näytölle. Älykodin automaatiota Arduino-alustalla voidaan ohjata Internetin kautta tai SMS- ja MMS-viesteillä. Arduinossa voit luoda melko monimutkaisia ​​laitteita omin käsin.

"Älykkään kodin" kokoaminen: vaiheittaiset ohjeet

Ohjelmakoodin kehittäminen

Käyttäjä on kirjoittanut ohjelman Arduino IDE -kuoreen, joka tallentaa tiedostot ".ino"-laajennuksella.Ohjelmoinnissa käytetään C ++ -kieltä yksinkertaistetussa muodossa - IDE kääntää automaattisesti monet kirjastotiedostot ja otsikot. On pakollista, että käyttäjä rekisteröi setup () ja loop () asetukset alussa (pysyvästi suoritettu), määritä käyttäjäkirjastot. Jopa aloitteleva ohjelmoija ei hämmentyi yksinkertaisissa IDE-asetuksissa.

Nyt Internetissä on paljon valmiita ohjelmia ja luonnoksia Arduinolle, joten voit käyttää valmiita ohjelmistoja, joissa on selityksiä toimintaperiaatteesta. Sinun tarvitsee vain ladata, purkaa arkisto ja lähettää se IDE-kansioon.

Asiakassovelluksen asentaminen älypuhelimeen (Android OS)

Seuraamiseen ja älykäs kodin ohjaus älypuhelimesta, jota tarvitset:

• lataa SmartHome.apk-tiedosto;
• sallia ohjelmistojen asennuksen puhelimeen;
• aktivoi ja määritä sovellus.

Työskentely reitittimen kanssa

Reitittimen asetukset:

• siirry laitteen asetuksiin;
• kirjoita Arduinon IP-osoite;
• osoittavat siirtymisen Adruino-piirisarjaan portissa 80.

Mikä on ohjausohjain

Tämän järjestelmän sydän, ohjain ei ainoastaan ​​hallitse kaikkia älykotijärjestelmään kuuluvia kuluttajia ja laitteita, vaan myös lähettää omistajalle raportin tietyn laitteen tilasta tällä hetkellä. Se voidaan ohjelmoida suorittamaan erilaisia ​​toimintoja halutulla aikavälillä tai hyväksytyn käynnistysaikataulun mukaisesti. Koko älykkään kodin järjestelmä voi toimia offline-tilassa, eli ilman ihmisen väliintuloa kommunikointi sen kanssa tapahtuu useilla tavoilla:

• Tietokoneverkko;
• Kännykkä;
• Radiolähettimellä.

Ohjaimen valinta on tehtävä ohjausjärjestelmän arkkitehtuurin mukaan. Eli koko kompleksi voi olla:

1. Keskitetty, jota ohjaa yksi ohjain, jolla on korkea suorituskyky ja ominaisuudet. Sillä on oma käyttöjärjestelmänsä, joka perustuu pieneen muovikoteloon asennettuun pieneen tietokoneeseen. Konfiguraatiosta riippuen siinä voi olla sisäänrakennettu GSM-moduuli, jota tarvitaan etäkäyttöön, sekä kosketusnäyttö, jossa on painikeliitäntä. Verkkoon yhdistämiseksi on olemassa kaikenlaisia ​​liittimiä;
2. Hajautettu (alueellinen), koostuu useista ohjausjärjestelmistä, eli se sisältää useita yksinkertaisempia ohjaimia. Jokainen niistä suorittaa vähemmän toimintoja ja vastaa tietyn huoneen, huoneen tai instrumenttien ja laitteiden ryhmän hallinnasta tiettyyn tarkoitukseen. Siinä on pienitehoinen elektroninen logiikkayksikkö ilman käyttöjärjestelmää. Se on konfiguroitu perustehtäviin ja skenaarioihin, jotka voivat perustua aikaan tai anturien tilaan. Esimerkiksi siihen liitetty valoanturi antaa ohjaussignaalin valaistuksen sytyttämiseksi pimeän tullessa. Itse kytkentäprosessi tapahtuu tietysti releen kautta.

Mitä ratkaisuja Arduino tarjoaa?

Monet valmistajat valmistavat Arduinon kanssa yhteensopivia antureita ja laitteita, joten Arduino Smart Home -järjestelmän komponenttivalikoima on vaikuttava:

• Anturit lämpötilan, valaistuksen eri vuorokauden aikoina, kosteuden, sateen ja ilmanpaineen seurantaan.
• Liiketunnistimet.
• hätäanturit.
• Muut laitteet ja kaukosäätimet.

Arduino Start -sarja (useimmille valmistajille - StarterKit) sisältää joitain indikaattoreita ja antureita.

Arduino-pohjaisen Smart Home -järjestelmän lähettämien komentojen suorittamiseksi tarvitset:

• Releet ja kytkimet;
• venttiilit;
• sähkömoottorit;
• 3-tieventtiilit servokäytöllä;
• himmentimet.

Peruskonfigurointivaihtoehdot

Jatkuvasti täydellisyyteen ja automaatioon pyrkivä ihminen keksii tähän yhä uusia mekanismeja. Tällä halulla pyritään myös pienentämään laitteiden kokoa menettämättä niiden toiminnallisia ominaisuuksia.

Mekanismeja ohjaavalle ohjaimelle ja koko älykkään kodin järjestelmälle on perusvaatimukset:

1. automatismi;
2. Itse hillintä;
3. tarkka ohjaus ilman virheitä.

Minkä tahansa tällaisen järjestelmän konfigurointivaihtoehdot riippuvat monista tekijöistä, jotka on jo mainittu edellä. Tässä ovat vaihtoehdot järjestelmille, jotka voidaan liittää ohjaimeen:

1. Valaistuksen säätö ja ohjaus sekä itse huoneessa että viereisellä alueella sekä arkkitehtonisten rakenteiden paikoissa;
2. Ilmastointilaitteistot (ilmastointi, ilmanvaihto, lämmitys);
3. Ovien, porttien ja ikkunoiden sulkeminen ja tukkiminen;
4. Äänijärjestelmät ja televisio, kotiteatteri;
5. Verhojen, kaihtimien ja aurinkosuojarullien hallinta;
6. Vesihuoltojärjestelmä;
7. Lemmikkieläinten ja akvaariokalojen ruokinta.

Eli kaikki on asiakkaan toiveissa ja hänen aineellisissa kyvyissään.

Arduino-projektit aloittelijoille

Jos tarkastelet kaikkia Arduino-projekteja, joista on saatavilla tietoa Internetistä, voit jakaa ne useisiin pääryhmiin:

Alkuoppimisprojektit, jotka eivät väitä olevansa tärkeitä käytännön hyötyä, mutta auttavat ymmärtämään alustan eri puolia.
Vilkkuvat LEDit - majakka, vilkku, liikennevalo ja muut.
Projektit antureilla: yksinkertaisimmasta analogisesta digitaaliseen, käyttämällä erilaisia ​​tiedonvaihtoprotokollia.
Laitteet tietojen tallentamiseen ja näyttämiseen.
Servokäytöllä ja askelmoottoreilla varustetut koneet ja laitteet.
Laitteet, jotka käyttävät erilaisia ​​​​langattomia viestintätapoja ja GPS: tä.

Kotiautomaatioprojektit - älykodit Arduinossa sekä yksittäiset kodin infrastruktuurin ohjaimet.
Erilaisia ​​autonomisia autoja ja robotteja.
Luonnontutkimuksen ja maatalouden automaation hankkeet
Epätavalliset ja luovat - yleensä viihdeprojektit.

Jokaiselle näistä ryhmistä löytyy monenlaista materiaalia kirjoista ja verkkosivustoilta. Tässä artikkelissa aloitamme tutustumisen kuvauksella yksinkertaisimmista projekteista, joista aloittelijoille suositellaan aloittamista.

Kuinka luoda Arduino-projekti

Arduino-projekti on aina yhdistelmä elektronista piiriä, joitain siihen liittyviä laitteistoja ja mekaanisia laitteita, virtajärjestelmää ja ohjelmistoa, joka hallitsee kaikkea tätä kaaosta. Siksi, kun aloitat työn, sinun on ymmärrettävä tiukasti, että luomalla laitteen yksin sinun on tultava ohjelmoijaksi, elektroniikkainsinööriksi ja suunnittelijaksi.

Jos emme puhu koulutusprojektista, kohtaat varmasti seuraavat toteutusvaiheet seuraavilla tehtävillä:

• Keksi jotain, joka on hyödyllistä ja (tai) kiinnostavaa muille. Yksinkertaisimmastakin projektista on jotain hyötyä - ainakin se auttaa oppimaan uusia teknologioita.
• Kokoa piiri, yhdistä moduulit toisiinsa ja säätimeen.
• Kirjoita luonnos (ohjelma) erityiseen ympäristöön ja lataa se ohjaimeen.
• Tarkista, miten kaikki toimii yhdessä, ja korjaa mahdolliset virheet.
• Valmistaudu testaamisen jälkeen luomaan valmis laite. Tämä tarkoittaa, että sinun on koottava laite jonkinlaiseen käyttökelpoiseen koteloon, huolehdittava virtalähteestä, kommunikaatiosta ympäristön kanssa.
• Jos aiot levittää luomiasi laitteita, sinun on myös huolehdittava suunnittelusta, kuljetusjärjestelmästä, pohdittava kouluttamattomien käyttäjien käytön turvallisuutta ja koulutettava näitä samoja käyttäjiä.
• Jos laitteesi toimii, se on testattu ja sillä on joitain etuja muihin ratkaisuihin verrattuna, niin voit yrittää muuttaa suunnitteluprojektisi yritysprojektiksi, yrittää houkutella investointeja.

Jokainen näistä projektin luomisen vaiheista on erillisen artikkelin arvoinen.

Mutta keskitymme elektronisten piirien kokoonpanovaiheet (elektroniikan perusteet) ja ohjainohjelmointi

Elektroniset piirit

Elektroniset piirit kootaan yleensä prototyyppilevyillä, jotka pitävät komponentit yhdessä ilman juottamista tai vääntämistä. Voit tutustua moduulien ja kytkentäkaavioiden toimintaan verkkosivuillamme. Tyypillisesti projektin kuvauksessa määritellään kuinka osat asennetaan. Mutta suosituimmille moduuleille Internetissä on jo kymmeniä valmiita järjestelmiä ja esimerkkejä.

Ohjelmointi

Luonnokset luodaan ja välähdetään erityisessä ohjelmassa - ohjelmointiympäristössä. Suosituin versio tällaisesta ympäristöstä on Arduino IDE. Sivustoltamme löydät tietoa tämän ohjelman lataamisesta, asentamisesta ja määrittämisestä.

"Smart Home" -järjestelmän ajatushautomo

Itse asiassa näissä järjestelmissä on kaikki tarvittavat laitteet ja teknisten valvojien avulla niistä saatu tieto käsitellään, minkä ansiosta jokaista prosessia voidaan hallita erikseen.Otamme oppitunneillamme lähtökohtana Arduino-, Wemos-, Raspberry- ja muut edulliseen hintaan ostettavat mikro-ohjaimet.

Erikoistuneet tehoelementit mahdollistavat keskeytymättömän sähkönsyötön käytön, ja erikoiselementtejä käytettäessä suoritetaan kodinkoneiden toiminnan ohjaus ja säätö järjestelmän ohjauksessa.

Kauko-ohjattujen laitteiden läsnäolo järjestelmässä mahdollistaa kaikkien järjestelmän ohjaamien laitteiden yleisen ohjauksen. Ne ovat kiinteiden tai kannettavien moduulien muodossa. Kannettava moduuli on käytännöllisempi, koska se mahdollistaa kauko-ohjauksen millä tahansa elektronisella laitteella, kuten puhelimella tai kannettavalla tietokoneella.

Samalla omistaja voi ohjata mitä tahansa huoneessa tapahtuvaa prosessia etäisyyden päässä asunnosta, johon tämä järjestelmä on suoraan asennettu. Tämän toiminnon ansiosta omistaja voi asettaa älykodille minkä tahansa toimintaohjelman pitkäksi aikaa ja sen seurauksena yksinkertaisesti hallita käynnissä olevia prosesseja. Tämä voi sisältää sekä tilan ilmastoinnin että sen automaattisen valaistuksen tietyin aikavälein sekä muita vastaavia automatisoituja toimintoja, mukaan lukien turvajärjestelmä.

Tiedonsiirto Arduinosta

Ensin saamme arduinomme lähettämään tiedot erilliseen sivustoon, joka näyttää arduino-antureilta saadut tiedot. Tätä varten esineiden internet -sivusto - dweet.io on täydellinen.

Tämä sivusto voi näyttää kaavion lämpötilasta, valosta, kosteudesta ja kaikesta, mikä muuttuu ajan myötä.

Yritetään siirtää siihen tietoja huoneemme lämpötilan muutoksista.

Voit tehdä ilman oman avaimen luomista, ja koodiin (johon sinun on lisättävä avain) voit kirjoittaa mitä tahansa, ja sivusto näyttää silti kaavion lähetetyn tiedon muutoksista ajan myötä. Mutta jotta voit luoda verkkolaitteiden verkon tulevaisuudessa, sinun on otettava tämä sivusto vakavammin.

Pääsivulla näet mahdolliset vaihtoehdot tämän sivuston työhön

Luo myös oma tili ja avainverkko eri laitteille, jotta sinun ei tarvitse huolehtia tietoturvasta ja saat selville mitä kotonasi tapahtuu miltä tahansa laitteelta.

Yleisimmät ohjaimien merkit

Komennon suorittamisen laatu ja minkä tahansa älykkään kodin järjestelmän toimivuus riippuu suoraan ohjaimesta ja sen valmistajasta.

Oinas

Tämä 100 PLC-muunnos älykkään kodin ohjain on perusratkaisu. Sen ominaisuus on Modbus-protokollan käyttö. Hän järjestää tiedonvaihdon viestintäkanavien välillä. Ohjain "Oinas" on suunniteltu enintään kaksikerroksisten asuinrakennusten ja mökkien, katuvalaistuksen, lattialämmityksen ja hälytyslaitteiden automaattisten järjestelmien käyttöön ja luomiseen. Logiikkaohjain on kytketty käyttöpaneeliin ja I/O-laitteeseen RS-485-liitännän kautta. Ohjelmoinnin suorittaa omistaja itse, ellei hänellä tietenkään ole sellaista halua. Valikko koostuu kuudesta informatiivisesta ohjauslohkosta, joista jokainen vastaa tietystä segmentistä. Tekstiviestien lähettäminen GSM-ohjaimen elementillä on toiminto.Ilmoitus tapahtuu hätätilanteissa, joissa on virransyöttö tai "älykkään kodin" -järjestelmän yksittäisten avainelementtien syöttöpiirien toimintahäiriö.

VeraEdge

Vera-perheen mallille on ominaista suuri käyttäjäluottamusmarginaali, koska heidän laitteitaan on käytetty tällä alalla useiden vuosien ajan. Tämän mallin tärkeimmät edut ovat:

• Korkea suorituskyky;
• Ergonomia;
• Kompakti;
• Luotettavuus.

Kehittäjät käyttivät tässä uutta alustaa, joka antaa korkeat suorituskykyindikaattorit nimeltä SoC, sen taajuus on 600 MHz ja RAM on kasvanut 128 megatavuun. Pääinnovaatio on toteutettu Z-Wave Plus -sirulla, joka on näiden mikropiirien viides sukupolvi. Käyttäjä voi samanaikaisesti ohjata ja hallita mekanismeja, joiden lukumäärä on nostettu 200 laitteeseen. VeraEdge-ohjain on varustettu Wi-Fi-viestintämoduulilla. Yhtenä kaikissa järjestelmissä edelleen esiintyvistä haitoista voidaan pitää integroidun keskeytymättömän virtalähteen puutetta, joka voidaan ostaa ja asentaa lisäksi.

Arduino

Arduino-ohjain tarjoaa melko epätavallisen, mutta varsin loogisen ratkaisun älykodin ohjaamiseen. Jotkut käsityöläiset yhdistävät ja asentavat helposti omin käsin, tämä on mahdollista sen kanssa työskentelyn helppouden vuoksi. Logiikkaohjaimen mitat ovat hyvin pienet. Ja myös sarjassa on antureita, antureita sekä kaikenlaisia ​​​​ilmaisimia. Kehittäjät melkein onnistuivat saattamaan laitteen optimoinnin täydellisyyteen. Kaikilla antureilla on langaton yhteys ja niille on ominaista vähäiset virheet toiminnassa, ja ohjausta varten on epätavallisen ulkonäön omaavia lohkoja, joissa on kätevä ja ainutlaatuinen verkkosivu. Se on saatavana myös mobiilisovelluksena.

Siemens

Näitä saksalaisia ​​laadukkaita järjestelmiä ei käytetä vain järjestelmien automatisointiin jokapäiväisessä elämässä, vaan myös tuotannossa, teollisuudessa. Tämän yrityksen valvoja ilmaistaan ​​LOGO-linjalla, joka osallistuu "älykkään kodin" luomiseen. Tämä on perinteinen kaksikomponenttinen malli. Yksi niistä on tehty näytöllä varustetun näppäimistön muodossa ja se on tulo-lähtöjärjestelmä, ja toisen avulla voit suorittaa manipulaatioita ja muodostaa yhteyden ohjaimeen kätevän ja luotettavan langallisen käyttöliittymän kautta. Yritys tarjoaa myös tiettyjen toimintatilojen itsenäistä kehittämistä, johon on liitetty erityinen Soft Comfort -ohjelma. Kun LOGO:ta käytetään keskusohjaimena, sen avulla voidaan luoda kokonaisia ​​algoritmeja piirien toimintaa varten. Jatkuvasti uudet esittelyt ja muutokset parantavat tämän laitteen suorituskykyä.

Mitä haluaisit

Jokaisen puutarhurin suurin toive on saada maksimaalinen sato pienimmällä työpanoksella. Yksi ratkaisu tähän ongelmaan on kasvihuoneet. Mutta tässäkin tapauksessa haluan, että sänkyjä kastellaan, valaistaan ​​ja lämmitetään tarvittaessa. Ja tietysti, automaattinen ilmanvaihtojärjestelmä järjestettiin minimoimaan ikkunoiden avaaminen ja sulkeminen.

Valvonta ja viritys

Ensinnäkin kaikkeen tähän erittäin älykkääseen talouteen tarvitaan tietysti hallintajärjestelmä. Lisäksi on toivottavaa saada tietoa nykyisestä tilasta suoraan joko kotitietokoneelle tai älypuhelimelle. Tätä tarkoitusta varten käytetään Arduinon kasvihuoneen ohjainta.

Ohjaus

Toiveiden mukaisesti on tarpeen järjestää lattialämmityksen automaattinen ohjaus (istutuksen lämmityksen perustana), tuuletusaukkojen avaaminen ja maaperän kostutus.Valaistuksen ohjausjärjestelmä, joka sytyttää sen, jos ulkona on pimeää, on hyvä.

Mikä on Arduino

Arduino on avoin, pieni elektroninen levy, jossa on helppokäyttöinen prosessori ja ohjelmisto. Alusta lukee saapuvan tiedon ja muokkaa sitten aiemmin syötetyn algoritmin mukaisesti komennot eri laitteille, jotka toimivat sähköllä. Tätä varten käytetään Arduino-ohjelmointikieltä ja Processing-projektiin perustuvaa Arduino-ohjelmistoa (IDE).

Levyjen avoin lähdekoodi mahdollistaa eri valmistajien komponenttien käytön. Smart Home -järjestelmän suunnittelemiseksi Arduinoon on helppo valita laitteita käyttäjien pyynnöstä

Ihmisten, joilla on vain vähän ohjelmointi- ja sähkötietämystä, tulee kiinnittää huomiota tähän järjestelmään.

Toimintaperiaate

Monet meistä ovat kuulleet automaatiojärjestelmistä, mutta harvalla on oikea käsitys niin lukuisten antureiden ja ohjaimien toiminnasta. Tällaiset laitteet, mikäli ne on suunniteltu oikein, voivat ohjata talon kaikkien laitteiden toimintaa, turvallisuutta, apuohjelmia ja niin edelleen. Lisäksi kussakin tapauksessa tällaisen elämää ylläpitävän järjestelmän toiminnallisuus vaihtelee merkittävästi asunnonomistajan erityisvaatimuksista riippuen.

Jos tällaisten järjestelmien kustannukset olivat viime aikoihin asti korkeat, mikä selittyi tekniikan monimutkaisuudella ja tarpeella käyttää erityisiä mikroprosessoreita ja ohjausohjelmistoja, nykyään Arduino-alustalla voit helposti toteuttaa sellaisia ​​yksinkertaisia ​​elämää ylläpitäviä järjestelmiä, jotka on edistynyt toimivuus.

Alustan komponentit

Standard Smart Home sisältää seuraavat komponentit:

1. Anturiosa, joka sisältää erilaisia ​​antureita, jotka voivat reagoida lämpötilaan, kosteuteen, liikkeisiin tai muihin tapahtumiin.
2. Toimeenpaneva osa eli laitteet, joita käyttäjät tai järjestelmä itse voivat ohjata lähettämällä asianmukaisia ​​komentoja niiden kytkemiseksi päälle tai pois. Tämä toimeenpanoosa sisältää erilaisia ​​releitä, sähkömoottoreita, ilmanpuhdistimen ohjauslaitteita ja niin edelleen.
3. Mikroprosessori on "aivot", jotka koordinoivat ja koordinoivat kaikkien komponenttien työtä.

Ohjelmisto on joukko ohjeita ja yksinkertaisia ​​sovelluksia, joilla käyttäjä voi konfiguroida ohjelman itse tai ladata valmiita esiasetuksia ja komentosarjoja.

Järjestelmäprojekti asunnon eri osiin

Ennen kuin aloitat elektronisen järjestelmän kokoamisen, sinun tulee tehdä suunnitelma älykkään kodin projektille Arduinossa. Otetaan esimerkiksi pieni talo ja yritetään laatia suunnitelma "älykkään kompleksin" toiminnalle. Meidän on siis varmistettava eri laitteiden älykäs toiminta eri vyöhykkeillä.

• Viereisen alueen sisäänkäynti tulee varustaa automaattisella valaistuksen syttymisellä pimeällä, kun omistajat lähestyvät taloa, myös poistuessaan talosta, kun ovi avataan. Tarvitset: liiketunnistimen ja oven auki-anturin.
• Asunnon eteinen - kun liikut ohikulkijaa pitkin, valaistuksen tulisi syttyä automaattisesti. Vaaditaan: liiketunnistin.
• Kylpyhuone. Sähkövedenlämmittimen automaattinen käynnistys, kun omistaja saapuu kotiin. Kylpyhuoneen liesituuletin ja valaistus syttyvät, kun ovi avataan. Pakollinen: anturi liikkuu
  ja avaa oven.
• Keittiö. Valaistus syttyy, kun vuokralainen tulee huoneeseen.
• Kun kytket keittotason päälle, liesituulettimen pitäisi käynnistyä samaan aikaan. Tarvitset releen asennettavaksi sähköliesi tehojohdotukseen ja läsnäolotunnistimen.
• Olohuoneet. Automaattinen valon syttyminen, lämpötilansäätö sähkökonvektoreilla talvella ja ilmastointilaitteet kesällä. Tarvitset läsnäolotunnistimen, lämpötila- ja valoanturin.