Pametna kuća temeljena na Arduino kontrolerima: dizajn i organizacija kontroliranog prostora

Razvoj alata za automatizaciju doveo je do stvaranja složenih sustava koji poboljšavaju kvalitetu ljudskog života.Mnogi poznati proizvođači elektronike i programskih okruženja nude već gotova standardna rješenja za različite objekte.

Čak i neiskusan korisnik može razviti neovisne projekte i sastaviti "pametnu kuću" koristeći Arduino prema svojim potrebama. Glavna stvar je razumjeti osnove i ne bojati se eksperimentirati.

U ovom ćemo članku pogledati princip stvaranja i glavne funkcije automatizirane kuće temeljene na Arduino uređajima. Također ćemo razmotriti vrste korištenih ploča i glavne module sustava.

Izrada sustava na Arduino platformi

Arduino je platforma za razvoj elektroničkih uređaja s automatskim, poluautomatskim ili ručnim upravljanjem. Izrađen je po principu dizajnera s jasno definiranim pravilima interakcije među elementima. Sustav je otvoren, što omogućuje sudjelovanje trećih proizvođača u njegovom razvoju.

klasično «pametna kuća» sastoji se od automatiziranih blokova koji obavljaju sljedeće funkcije:

• prikupiti potrebne informacije putem senzora;
• analizirati podatke i donositi odluke pomoću programabilnog mikroprocesora;
• implementirati donesene odluke izdavanjem naredbi raznim uređajima.

Arduino platforma je dobra upravo zato što nije zatvorena u određenog proizvođača, već omogućuje potrošaču da odabere komponente koje mu odgovaraju. Njihov izbor je ogroman, tako da možete realizirati gotovo svaku ideju.

Preporučujemo da pogledate najbolje pametni uređaji za dom.

Da biste naučili kako raditi s Arduinom, možete kupiti početni komplet na web stranici proizvođača. Potrebno je poznavanje tehničkog engleskog jezika jer dokumentacija nije rusificirana

Osim raznolikosti povezanih uređaja, programsko okruženje implementirano u C++ dodaje raznolikost. Korisnik ne samo da može koristiti stvorene biblioteke, već i programirati reakciju komponenti sustava na nove događaje.

Elementi glavne ploče

Glavni element "pametne kuće" je jedna ili više središnjih (matičnih) ploča. Oni su odgovorni za interakciju svih elemenata. Tek nakon identificiranja zadataka koje je potrebno riješiti, možete početi odabrati glavni čvor sustava.

Matična ploča kombinira sljedeće elemente:

• Mikrokontroler (procesor). Njegova glavna svrha je izlaz i mjerenje napona u priključcima u rasponu od 0-5 ili 0-3,3 V, pohranjivanje podataka i izvođenje izračuna.
• Programator (nemaju ga sve ploče). Pomoću ovog uređaja u memoriju mikrokontrolera upisuje se program prema kojem će "pametna kuća" raditi. Povezuje se s računalom, tabletom, pametnim telefonom ili drugim uređajem putem USB sučelja.
• Regulator napona. Za napajanje cijelog sustava potreban je uređaj od 5 volti.

Pod markom Arduino proizvodi se nekoliko modela ploča.Međusobno se razlikuju po obliku (veličini), broju priključaka i kapacitetu memorije. Na temelju ovih pokazatelja morate odabrati odgovarajući uređaj.

Bolje je kupiti Arduino ploče i štitove za njih od proizvođača, jer su bolje kvalitete od kompatibilnih uređaja proizvedenih u Kini

Postoje dvije vrste priključaka:

• digitalni, koji su na ploči označeni slovima "d";
• analog, koji su označeni slovom "a".

Zahvaljujući njima, mikrokontroler komunicira s povezanim uređajima. Svaki port može raditi i za primanje signala i za njegovo slanje. Digitalni priključci s oznakom "pwm" dizajnirani su za ulaz i izlaz PWM (pulsno širina modulacije) signala.

Stoga je prije kupnje ploče potrebno barem približno procijeniti razinu njenog opterećenja na različitim uređajima. To će vam omogućiti da odredite potreban broj priključaka svih vrsta.

Treba imati na umu da sustav pametne kuće ne mora nužno biti povezan s upravljačkom jedinicom koja se temelji na jednoj matičnoj ploči. Funkcije kao što je, na primjer, uključivanje umjetne rasvjete u lokalnom prostoru ovisno o dobu dana i održavanje rezerve vode u spremniku su neovisne jedna o drugoj.

Sa stajališta osiguranja pouzdanosti elektroničkog sustava, bolje je odvojiti nepovezane zadatke u različite blokove, što Arduino koncept olakšava implementaciju. Ako kombinirate mnogo uređaja na jednom mjestu, tada može doći do pregrijavanja mikroprocesora, sukoba softverskih biblioteka i poteškoća u pronalaženju i uklanjanju softverskih i hardverskih grešaka.

Spajanje više različitih vrsta uređaja na jednu ploču obično se koristi u robotici, gdje je kompaktnost važna. Za "pametnu kuću" bolje je koristiti vlastitu bazu za svaki zadatak

Svaki mikroprocesor opremljen je s tri vrste memorije:

• Brza memorija. Glavna memorija u kojoj je pohranjen programski kod za upravljanje sustavom. Mali dio (3-12%) zauzima ugrađeni program za podizanje sustava.
• SRAM. RAM, gdje se pohranjuju privremeni podaci potrebni za rad programa. Odlikuje se velikom brzinom rada.
• EEPROM Sporija memorija u koju se također mogu pohraniti podaci.

Glavna razlika između tipova memorije za pohranu podataka je u tome što kada se isključi napajanje, podaci koji su snimljeni u SRAM se gube, ali ostaju u EEPROM-u. Ali trajni tip ima i nedostatak - ograničeni broj ciklusa pisanja. To je nešto što morate imati na umu kada kreirate vlastite aplikacije.

Za razliku od korištenja Arduina u robotici, većina zadataka pametne kuće ne zahtijeva puno memorije ni za programe ni za pohranu informacija.

Vrste ploča za sastavljanje pametne kuće

Pogledajmo glavne vrste ploča koje se najčešće koriste pri sastavljanju sustava pametne kuće.

Pogled #1 - Arduino Uno i njegovi derivati

Najčešće korištene ploče u sustavima pametne kuće su Arduino Uno i Arduino Nano. Imaju dovoljno funkcionalnosti za rješavanje tipičnih problema.

Imati ploče pune duljine s napajanjem od 7-12 volti pruža mnoge prednosti. Prije svega, to je mogućnost dugotrajnog autonomnog rada iz standardnih baterija ili punjivih baterija

Glavni parametri Arduino Uno Rev3:

• procesor: ATMega328P (8 bit, 16 MHz);
• broj digitalnih priključaka: 14;
• od toga s PWM funkcijom: 6;
• broj analognih priključaka: 6;
• flash memorija: 32 KB;
• SRAM: 2 KB;
• EEPROM: 1 KB.

Nedavno je objavljena modifikacija - Uno Wi-Fi, koja sadrži integrirani ESP8266 modul koji vam omogućuje razmjenu informacija s drugim uređajima koristeći 802.11 b/g/n standard.

Razlika između Arduino Nano i njegovog većeg pandana je u tome što nema vlastitu utičnicu od 12 V. To je učinjeno kako bi se postigla manja veličina uređaja, što omogućuje njegovo jednostavno skrivanje u malom prostoru. Također za ove svrhe, standardna USB veza zamijenjena je čipom s mini-USB kabelom. Arduino Nano ima 2 više analognih portova u odnosu na Uno.

Postoji još jedna modifikacija Uno ploče - Arduino Mini. Čak je i manji od Nanoa, a s njim je puno teže raditi. Prvo, nedostatak USB priključka stvara problem s firmwareom, budući da ćete za to morati koristiti USB-Serial Converter. Drugo, ova ploča je izbirljivija kada je u pitanju napajanje - potrebno je osigurati raspon ulaznog napona od 7-9 V.

Iz gore opisanih razloga, Arduino Mini ploča se rijetko koristi za rad pametne kuće. Obično se koristi ili u robotici ili u provedbi gotovih projekata.

Pogled #2 - Arduino Leonardo i Micro

Arduino Leonardo ploča slična je Unu, ali je malo snažnija. Još jedna zanimljiva značajka ovog modela je da se identificira kao tipkovnica, miš ili joystick kada se poveže s računalom. Stoga se često koristi za stvaranje originalnih uređaja za igranje i simulatora.

Tablica veličina i dimenzija Uno, Leonardo i njihovih minijaturnih analoga. Programeri nisu slijedili logiku u imenima - "nano" bi trebao biti najmanji

Glavni parametri Arduino Leonardo su sljedeći:

• procesor: ATMega32u4 (8 bit, 16 MHz);
• broj digitalnih priključaka: 20;
• od toga s PWM funkcijom: 7;
• broj analognih priključaka: 12;
• flash memorija: 32 KB;
• SRAM: 2,5 KB;
• EEPROM: 1 KB.

Kao što je vidljivo iz popisa parametara, Leonardo ima više portova, što omogućuje da se ovaj model optereti većim brojem senzora.

Također za Leonardo postoji minijaturni analog s apsolutno identičnim karakteristikama pod nazivom Micro. Nema napajanje od 12V i umjesto punog USB ulaza ima čip za mini-USB kabel.

Modifikacija Leonardo nazvana Esplora je čisto gaming model i nije prikladan za potrebe "pametne kuće".

Pregled #3 - Arduino 101, Arduino Zero i Arduino MKR1000

Ponekad rad pametnih kućnih sustava implementiranih na temelju Arduina zahtijeva veliku računalnu snagu koju 8-bitni mikrokontroleri ne mogu pružiti. Zadaci kao što je prepoznavanje glasa ili slike zahtijevaju brz procesor i značajnu količinu RAM-a za takve uređaje.

Za rješavanje takvih specifičnih problema koriste se moćne ploče koje rade prema Arduino konceptu. Broj priključaka koje imaju približno je isti kao kod Uno ili Leonardo ploča.

Arduino 101 ima iste dimenzije kao Uno ili Leonardo, ali teži gotovo dvostruko više. Razlog za to je prisutnost dva USB ulaza i dodatnih čipova

Jedna od najlakših za korištenje, ali moćnih ploča, Arduino 101 ima sljedeće karakteristike:

• procesor: Intel Curie (32 bit, 32 MHz);
• flash memorija: 196 KB;
• SRAM: 24 KB;
• EEPROM: br.

Dodatno, ploča je opremljena BLE funkcionalnošću (Bluetooth Low Energy) s mogućnošću jednostavnog povezivanja gotovih rješenja, poput senzora otkucaja srca, primanja informacija o vremenu izvan prozora, slanja tekstualnih poruka itd. U uređaj su također integrirani žiroskop i akcelerometar, no oni se koriste uglavnom u robotici.

Druga slična ploča, Arduino Zero, ima sljedeće pokazatelje:

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

Posebnost ovog modela je prisutnost ugrađenog programa za ispravljanje pogrešaka (EDBG). Uz njegovu pomoć puno je lakše pronaći pogreške prilikom programiranja ploče.

Prilikom pisanja voluminoznog koda, čak i visokokvalificirani programer doživljava pogreške. Da biste ih pronašli, upotrijebite program za ispravljanje pogrešaka

Arduino MKR1000 još je jedan model prikladan za računalstvo velike snage. Ima mikroprocesor i memoriju sličnu Zero-u. Njegova glavna razlika je prisutnost integriranog Wi-Fi čipa s 802.11 b/g/n protokolom i kripto čipa s podrškom za algoritam SHA-256 za zaštitu prenesenih podataka.

Pregled #4 - Mega obiteljski modeli

Ponekad je potrebno koristiti veliki broj senzora i kontrolirati značajan broj uređaja. Na primjer, to je potrebno za automatski rad distribuiranih klimatizacijskih sustava, koji održavaju određenu temperaturu za pojedine zone.

Za svako lokalno područje potrebno je pratiti očitanja dva temperaturna senzora (drugi se koristi kao kontrolni) i, u skladu s algoritmom, prilagoditi položaj prigušnice, koja određuje količinu toplog zraka koji ulazi.

Ako u kućici postoji više od 10 takvih zona, potrebno je više od 30 priključaka za kontrolu cijelog sustava. Naravno, možete koristiti nekoliko ploča tipa Uno pod zajedničkom kontrolom jedne od njih, ali to stvara dodatne poteškoće pri prebacivanju. U ovom slučaju, preporučljivo je koristiti modele obitelji Mega.

Veličina ploča obitelji Mega (101,5 x 53,4 cm) veća je od one kod prethodno pregledanih modela. Ovo je tehnička potreba - inače se toliki broj priključaka ne može postaviti

Arduino Mega ploča temelji se na prilično jednostavnom 8-bitnom 16 MHz mikroprocesoru aTMega1280.

Ima veliku količinu memorije:

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

Ali njegova glavna prednost je prisutnost mnogih luka:

• broj digitalnih priključaka: 54;
• od toga s PWM funkcijom: 15;
• broj analognih priključaka: 16.

Ova ploča ima dvije moderne varijante:

• Mega 2560 temelji se na mikroprocesoru aTMega2560, karakteriziran velikom količinom flash memorije - 256 KB;
• Mega ADK je uz mikroprocesor aTMega2560 opremljen USB sučeljem s mogućnošću povezivanja s uređajima baziranim na Android operativnom sustavu.

Arduino Mega ADK model ima jednu značajku. Prilikom spajanja telefona na USB ulaz moguća je sljedeća situacija: ako telefon treba punjenje, on će ga početi "izvlačiti" iz ploče. Stoga postoji dodatni zahtjev za izvor električne energije - mora osigurati struju od 1,5 ampera. Pri napajanju preko baterija potrebno je voditi računa o ovom uvjetu.

Možete napraviti autonomno napajanje za Arduino pomoću povezanih baterija ili akumulatora.Kombinacijom serijskog i paralelnog spajanja možete postići željeni napon i dugo vrijeme rada

Due je još jedan model iz Arduina koji kombinira snagu mikroprocesora s velikim brojem portova.

Njegove karakteristike su sljedeće:

• procesor: Atmel SAM3X8E (32 bit, 84 MHz);
• broj digitalnih priključaka: 54;
• od toga s PWM funkcijom: 12;
• broj analognih priključaka: 14;
• flash memorija: 512 KB;
• SRAM: 96 KB;
• EEPROM: br.

Analogni kontakti ove ploče mogu raditi iu uobičajenoj 10-bitnoj razlučivosti za Arduino, koja je napravljena za kompatibilnost s prethodnim modelima, iu 12-bitnoj, što vam omogućuje primanje preciznijeg signala.

Značajke interakcije modula preko portova

Svi moduli koji će biti spojeni na ploču imaju najmanje tri izlaza. Dvije od njih su žice za napajanje, tj. “masa”, kao i napon od 5 ili 3,3 V. Treća žica je logična. Prenosi podatke u port. Za spajanje modula koriste se posebne žice grupirane u skupine od po 3, koje se ponekad nazivaju premosnici.

Budući da Arduino modeli obično imaju samo 1 naponski priključak i 1-2 priključka za uzemljenje, da biste spojili nekoliko uređaja morat ćete ili lemiti žice ili koristiti matične ploče.

Na matičnu ploču možete spojiti ne samo napajanje i priključke Arduino ploče, već i druge elemente, poput otpora, registara itd.

Lemljenje je pouzdanije i koristi se u uređajima koji su izloženi fizičkom udaru, kao što su upravljačke ploče za robote i kvadrokoptere. Za pametnu kuću bolje je koristiti razvojne ploče, jer je lakše i pri ugradnji i pri uklanjanju modula.

Neki modeli (na primjer, Arduino Zero i MKR1000) imaju radni napon od 3,3 V, pa ako se na portove primijeni veća vrijednost, ploča se može oštetiti. Sve informacije o napajanju dostupne su u tehničkoj dokumentaciji uređaja.

Dodatne ploče (štitovi)

Za povećanje mogućnosti matičnih ploča koriste se Shields - dodatni uređaji koji proširuju funkcionalnost. Proizvedeni su za određeni oblik, što ih razlikuje od modula koji se spajaju na portove. Štitovi su skuplji od modula, ali rad s njima je lakši. Opremljeni su i gotovim bibliotekama s kodom, što ubrzava razvoj vlastitih upravljačkih programa za pametnu kuću.

Proto i senzorski štitovi

Ova dva standardna štita ne dodaju nikakvu posebnu funkcionalnost. Koriste se za kompaktnije i praktičnije povezivanje velikog broja modula.

Proto Shield je po portovima gotovo potpuna kopija originala, a razvojnu pločicu možete zalijepiti u sredinu modula. To olakšava sastavljanje strukture. Takvi dodaci postoje za sve Arduino ploče pune duljine.

Proto Shield se nalazi na vrhu matične ploče. To malo povećava visinu strukture, ali štedi puno prostora u ravnini

Ali ako postoji mnogo uređaja (više od 10), onda je bolje koristiti skuplje preklopne ploče Sensor Shield.

Nemaju matičnu ploču, ali svi priključni pinovi imaju zasebno napajanje i uzemljenje. To vam omogućuje da izbjegnete zapetljavanje u žice i skakače.

Površina matične ploče i senzorskih ploča je ista, ali na štitu nema čipova, kondenzatora i drugih elemenata. Ovo oslobađa puno prostora za pune veze.

Ova ploča također ima konektore za jednostavno povezivanje nekoliko modula: Bluetoots, SD kartice, RS232 (COM-port), radio i ultrazvuk.

Povezivanje pomoćne funkcije

Štitovi s integriranom funkcionalnošću dizajnirani su za rješavanje složenih, ali tipičnih problema. Ako trebate implementirati originalne ideje, bolje je odabrati odgovarajući modul.

Motorni štit. Dizajniran je za kontrolu brzine i vrtnje motora male snage. Originalni model opremljen je jednim L298 čipom i može pokretati dva DC motora ili jedan servo u isto vrijeme. Tu je i kompatibilni dio treće strane koji ima dva L293D čipa s mogućnošću kontrole dvostruko više pogona.

Relejni štit. Često korišteni modul u sustavima pametne kuće. Ploča s četiri elektromehanička releja, od kojih svaki omogućuje prolaz struje snage do 5A. To je dovoljno za automatsko uključivanje i isključivanje kilovatnih uređaja ili rasvjetnih vodova dizajniranih za 220 V izmjenične struje.

LCD štit. Omogućuje prikaz informacija na ugrađenom zaslonu, koji se može nadograditi na TFT uređaj. Ovo proširenje se često koristi za izradu meteoroloških stanica s očitanjima temperature u raznim stambenim prostorima, gospodarskim zgradama, garažama, kao i temperaturom, vlagom i brzinom vjetra izvana.

LCD Shield ima ugrađene gumbe koji vam omogućuju programiranje pomicanja informacija i odabir radnji za slanje naredbi mikroprocesoru

Štit za bilježenje podataka. Glavna zadaća modula je snimanje podataka sa senzora na SD karticu punog formata do 32 Gb s podrškom za FAT32 datotečni sustav. Za snimanje na mikro SD karticu morate kupiti adapter.Ovaj se štit može koristiti kao pohrana informacija, na primjer, prilikom snimanja podataka s DVR-a. Proizvedeno od strane američke tvrtke Adafruit Industries.

Štit za SD karticu. Jednostavnija i jeftinija verzija prethodnog modula. Mnogi proizvođači proizvode takve ekstenzije.

Ethernet štit. Službeni modul za povezivanje Arduina s internetom bez računala. Postoji utor za mikro SD karticu, koji vam omogućuje snimanje i slanje podataka putem World Wide Weba.

Wi-Fi štit. Omogućuje bežičnu razmjenu informacija uz podršku za način šifriranja. Služi za spajanje na internet i uređaje koji se mogu kontrolirati putem Wi-Fi-ja.

GPRS štit. Ovaj modul se obično koristi za komunikaciju između pametne kuće i njenog vlasnika putem mobilnog telefona putem SMS poruka.

Moduli pametne kuće

Povezivanje modula trećih proizvođača i mogućnost rada s njima pomoću ugrađenog programskog jezika glavna je prednost otvorenog Arduino sustava u usporedbi s "brendiranim" rješenjima pametne kuće. Glavna stvar je da moduli imaju opis primljenih ili odaslanih signala.

Načini dobivanja informacija

Unos informacija može se izvršiti putem digitalnih ili analognih priključaka. Ovisi o tipu tipke ili senzora koji prima informaciju i prenosi je na ploču.

Za računalni program digitalni signal odgovara točkama s “0” i “1”, a analogni signal određuje raspon vrijednosti u skladu sa svojom dimenzijom

Signal mikroprocesoru može poslati osoba koja za to koristi dvije metode:

• Pritiskom na gumb (tipku). Logička žica u ovom slučaju ide do digitalnog priključka, koji prima vrijednost "0" ako se gumb otpusti i "1" ako se pritisne.
• Okretanje poklopca rotacijskog potenciometra (otpornika). ili pomicanjem ručice motora. U ovom slučaju, logička žica ide na analogni priključak. Napon prolazi kroz analogno-digitalni pretvarač, nakon čega podaci idu u mikroprocesor.

Gumbi se koriste za pokretanje događaja, na primjer, uključivanje i isključivanje svjetla, grijanja ili ventilacije. Rotirajući gumbi služe za promjenu intenziteta - povećavaju ili smanjuju svjetlinu, glasnoću zvuka ili brzinu vrtnje lopatica ventilatora.

Potenciometar je jednostavan uređaj, pa je vrlo jeftin. Njegove glavne karakteristike su električni otpor i kut rotacije

Senzori se koriste za automatsko određivanje parametara okoliša ili podrijetla događaja.

Za rad pametne kuće najviše se traže sljedeće vrste:

• Senzor zvuka. Digitalne verzije ovog uređaja koriste se za aktiviranje događaja pljeskom ili glasom. Analogni modeli omogućuju prepoznavanje i obradu zvuka.
• Svijetli senzor. Ovi uređaji mogu raditi u vidljivom i infracrvenom području. Potonji se može koristiti kao sustav za upozoravanje na požar.
• Senzor temperature. Za unutarnje i vanjske prostore koriste se različiti modeli, budući da su vanjski bolje zaštićeni od vlage. Na žici postoje i daljinski uređaji.
• Senzor vlažnosti zraka. Model DHT11 prikladan je za unutarnje prostore, a skuplji DHT22 za vanjske prostore. Oba uređaja također mogu dati očitanja temperature. Spojite se na digitalni priključak.
• Senzor tlaka zraka. Analogni barometri iz Bosha dokazali su da dobro rade s Arduino pločama: bmp180, bmp280. Mjere i temperaturu.Model bme280 možemo nazvati meteorološkom stanicom, jer također pruža dodatnu vrijednost vlažnosti.
• Senzori pokreta i prisutnosti. Koriste se u sigurnosne svrhe ili za automatsko paljenje svjetla.
• Senzor za kišu. Reagira na vodu koja ulazi na njegovu površinu. Također se može koristiti za aktiviranje alarma za curenje u vodovodu ili krugu grijanja.
• Trenutni senzor. Koriste se za otkrivanje neispravnih električnih uređaja (pregorjele lampe) ili za analizu napona radi sprječavanja preopterećenja.
• Senzor curenja plina. Koristi se za otkrivanje i reagiranje na povećane koncentracije propana.
• Senzor ugljičnog dioksida. Koristi se za određivanje koncentracije ugljičnog dioksida u dnevnim sobama i posebnim prostorijama, kao što su vinski podrumi, gdje dolazi do fermentacije.

Postoji mnogo više različitih senzora za specifične zadatke, na primjer, za mjerenje težine, brzine protoka vode, udaljenosti, vlažnosti tla itd.

Neki senzori, poput anemometra, koji mjeri brzinu i smjer vjetra, složeni su elektromehanički instrumenti

Mnogi senzori i senzori mogu se izraditi neovisno pomoću jednostavnijih komponenti. Manje će koštati. Ali, za razliku od korištenja serijskih uređaja, morat ćete potrošiti vrijeme na kalibraciju.

Upravljanje uređajima i sustavima

Osim prikupljanja i analize informacija, “pametna kuća” mora reagirati na novonastale događaje. Prisutnost napredne elektronike na modernim kućanskim aparatima omogućuje vam izravan pristup putem Wi-Fi-ja, GPRS-a ili EtherNeta. Tipično, Arduino sustavi provode prebacivanje između mikroprocesora i visokotehnoloških uređaja putem Wi-Fi-ja.

Kako biste pomoću Arduina uključili klimu kada je temperatura u kući visoka, blokirali TV i internet noću u dječjoj sobi ili pokrenuli kotao za grijanje kada dođu vlasnici, morate napraviti tri koraka:

1. Instalirajte Wi-Fi modul na matičnu ploču.
2. Pronađite slobodne frekvencijske kanale kako biste izbjegli sukob sustava.
3. Razumjeti naredbe uređaja i radnje programa (ili koristiti gotove biblioteke).

Osim "komunikacije" s računalnim uređajima, često se pojavljuju zadaci koji uključuju izvođenje nekih mehaničkih radnji. Na primjer, na ploču možete spojiti servo pogon ili mali mjenjač koji će se napajati iz njega.

Servo pogon se sastoji od motora i nekoliko mjenjača. Stoga, unatoč niskoj struji (5 V), može razviti pristojnu snagu, što je dovoljno, na primjer, za otvaranje prozora

Ako je potrebno spojiti snažne uređaje koji rade iz vanjskog izvora napajanja, koriste se dvije mogućnosti:

1. Uključivanje u krug releja.
2. Spajanje prekidača za napajanje i triaka.

Uključeno u električni krug elektromagnetski ili poluprovodnički relej zatvara i otvara jednu od žica prema naredbi koja dolazi iz mikroprocesora. Njihova glavna karakteristika je najveća dopuštena struja (na primjer, 40 A) koja može proći kroz ovaj uređaj.

Što se tiče spajanja prekidača napajanja (mosfet) za istosmjernu struju i triaka za izmjeničnu struju, oni imaju nižu dopuštenu struju (5-15 A), ali mogu glatko povećati opterećenje. U tu svrhu na pločama su predviđeni PWM priključci. Ovo se svojstvo koristi pri reguliranju svjetline osvjetljenja, brzine ventilatora itd.

Pomoću releja i prekidača za napajanje možete u potpunosti automatizirati sve električne krugove kod kuće i pokrenuti generator bez struje. Stoga je na temelju Arduina moguće implementirati autonomno opskrbu stana ili zgrade, uključujući sve posebno važne funkcije - grijanje, vodoopskrba, odvodnja, ventilacija i sigurnosni sustav.

Želite da vaš dom postane pametniji, ali uz programiranje za “vas”? U ovom slučaju preporučujemo da pogledate gotova rješenja Xiaomi-a i Apple-a, koja se lako instaliraju i konfiguriraju čak i za početnike. A možete postaviti naredbe i kontrolirati njihovu provedbu čak i sa svog pametnog telefona.

Pročitajte više o pametnoj kući Xiaomi i Apple u sljedećim člancima:

• Xiaomi pametna kuća: značajke dizajna, pregled glavnih komponenti i radnih elemenata
• Apple pametna kuća: suptilnosti organiziranja sustava kućne kontrole tvrtke Apple

Zaključci i koristan video na tu temu

Primjer samostalno sastavljenog osnovnog obratka za "pametnu kuću":

Otvorenost Arduino platforme omogućuje korištenje komponenti raznih proizvođača. To olakšava projektiranje "pametne kuće" koja će odgovarati potrebama korisnika. Stoga, ako imate barem manja znanja iz područja programiranja i povezivanja elektroničkih uređaja, ovaj sustav vrijedi obratiti pozornost.

Jeste li upoznati s Arduino platformom u praksi i želite podijeliti svoje iskustvo s početnicima u ovoj stvari? Možda biste željeli nadopuniti gornji materijal korisnim preporukama ili komentarima? Napišite svoje komentare ispod ove publikacije.

Ako imate bilo kakvih pitanja o projektiranju automatiziranog kućnog sustava temeljenog na Arduinu, postavite ih našim stručnjacima i drugim posjetiteljima stranice u bloku ispod.