Rumah pintar berdasarkan pengawal Arduino: reka bentuk dan organisasi ruang terkawal

Perkembangan automasi menyebabkan terciptanya sistem bersepadu yang meningkatkan kualiti kehidupan manusia. Banyak pengeluar elektronik dan persekitaran perisian yang terkenal menawarkan penyelesaian standard siap pakai untuk pelbagai objek.

Bahkan pengguna yang tidak berpengalaman akan dapat mengembangkan projek bebas dan mengumpulkan "rumah pintar" di Arduino untuk memenuhi keperluannya. Perkara utama adalah memahami asas dan tidak takut untuk bereksperimen.

Dalam artikel ini, kita akan mempertimbangkan prinsip penciptaan dan fungsi asas rumah automatik berdasarkan peranti Arduino. Pertimbangkan juga jenis papan yang digunakan dan modul utama sistem.

Penciptaan sistem di platform Arduino

Arduino adalah platform untuk mengembangkan peranti elektronik dengan kawalan automatik, separa automatik atau manual. Ia dibuat mengikut prinsip konstruktor dengan peraturan yang jelas untuk interaksi antara elemen. Sistem ini terbuka, yang membolehkan pengeluar pihak ketiga mengambil bahagian dalam pengembangannya.

Klasik "rumah pintarTerdiri daripada unit automatik yang melakukan fungsi berikut:

• mengumpulkan maklumat yang diperlukan melalui sensor;
• menganalisis data dan membuat keputusan menggunakan mikropemproses yang dapat diprogramkan;
• melaksanakan keputusan yang dibuat dengan mengeluarkan arahan kepada pelbagai peranti.

Platform Arduino tepat kerana tidak dekat dengan pengeluar tertentu, tetapi membolehkan pengguna memilih komponen yang sesuai dengannya. Pilihan mereka sangat besar, jadi anda boleh melaksanakan hampir semua idea.

Kami mengesyorkan anda untuk berkenalan dengan yang terbaik peranti pintar untuk rumah.

Untuk mengetahui cara bekerja dengan Arduino, anda boleh membeli Starter Kit di laman web pengeluar. Pengetahuan mengenai bahasa Inggeris teknikal diperlukan, kerana dokumentasi tidak disahkan

Sebagai tambahan kepada pelbagai peranti yang disambungkan, persekitaran pengaturcaraan yang dilaksanakan di C ++ menambah kebolehubahan.Pengguna tidak hanya dapat memanfaatkan perpustakaan yang dibuat, tetapi juga memprogram respons komponen sistem terhadap peristiwa yang muncul.

Unsur papan utama

Elemen utama rumah pintar adalah satu atau lebih papan pusat (motherboard). Mereka bertanggungjawab untuk interaksi semua elemen. Hanya setelah menentukan tugas-tugas yang perlu diselesaikan, kita dapat meneruskan pemilihan simpul sistem utama.

Papan induk menggabungkan elemen berikut:

• Pengawal mikro (pemproses). Tujuan utamanya adalah untuk mengeluarkan dan mengukur voltan di port dalam lingkungan 0-5 atau 0-3.3 V, menyimpan data dan melakukan pengiraan.
• Pengaturcara (tidak semua papan memilikinya). Dengan menggunakan peranti ini, program ditulis dalam memori mikrokontroler, yang mana "rumah pintar" akan berfungsi. Ia disambungkan ke komputer, tablet, telefon pintar atau peranti lain menggunakan antara muka USB.
• Penstabil voltan. Peranti 5 volt diperlukan, diperlukan untuk menghidupkan keseluruhan sistem.

Di bawah jenama Arduino, terdapat beberapa model motherboard yang ada. Mereka berbeza antara satu sama lain dalam bentuk faktor (ukuran), jumlah port dan ukuran memori. Untuk petunjuk ini, anda perlu memilih peranti yang betul.

Papan dan perisai Arduino untuknya paling baik dibeli dari pengeluar, kerana lebih baik daripada peranti serasi yang dilancarkan di China

Terdapat dua jenis port:

• digitalyang ditandakan di papan tulis dengan huruf "D";
• analogditandakan dengan huruf "A".

Terima kasih kepada mereka, pengawal mikro berkomunikasi dengan peranti yang disambungkan. Mana-mana port boleh berfungsi untuk menerima isyarat dan juga outputnya. Port digital bertanda "pwm" ditujukan untuk input dan output dari isyarat jenis PWM (modulasi lebar nadi).

Oleh itu, sebelum membeli papan, sekurang-kurangnya anda mesti menilai tahap muatannya pada pelbagai peranti. Ini akan menentukan bilangan port yang dikehendaki dari semua jenis.

Perlu difahami bahawa sistem "rumah pintar" tidak harus diikat ke dalam unit kawalan berdasarkan satu papan induk. Fungsi seperti, misalnya, menyalakan pencahayaan buatan kawasan setempat bergantung pada waktu siang dan menjaga rizab air di dalam tangki simpanan saling bergantung antara satu sama lain.

Dari sudut pandang memastikan kebolehpercayaan sistem elektronik, lebih baik memisahkan tugas yang tidak berkaitan ke dalam blok yang berbeza, yang konsep Arduino memudahkan untuk dilaksanakan. Sekiranya anda menggabungkan banyak peranti di satu tempat, kemungkinan mikropemproses terlalu panas, perpustakaan perpustakaan berkonflik, dan kesukaran untuk mencari dan memperbaiki kerosakan perisian dan perkakasan.

Sambungan pelbagai jenis peranti ke satu papan biasanya digunakan dalam robotik, di mana kekompakan itu penting. Untuk "rumah pintar" lebih baik menggunakan asasnya sendiri untuk setiap tugas

Setiap mikropemproses dilengkapi dengan tiga jenis memori:

• Memori kilat Memori utama tempat kod program pengurusan sistem disimpan. Sebahagian kecil daripadanya (3-12%) ditempati oleh bootloader berwayar.
• SRAM RAM, yang menyimpan data sementara yang diperlukan untuk program ini. Berbeza dengan kelajuan kerja yang tinggi.
• EEPROM. Memori lebih perlahan, di mana data juga dapat disimpan.

Perbezaan utama antara jenis memori untuk menyimpan data adalah apabila daya dimatikan, maklumat yang direkodkan dalam SRAM hilang, tetapi tetap ada di EEPROM. Tetapi jenis yang tidak mudah berubah juga mempunyai kekurangan - sebilangan kitaran penulisan yang terhad. Perkara ini mesti diingat semasa membuat aplikasi anda sendiri.

Tidak seperti penggunaan Arduino dalam robotik, untuk kebanyakan tugas "rumah pintar" anda tidak memerlukan banyak memori sama ada untuk program atau menyimpan maklumat.

Jenis papan untuk membina rumah pintar

Pertimbangkan jenis papan utama yang paling sering digunakan semasa memasang sistem rumah pintar.

Lihat # 1 - Arduino Uno dan turunannya

Sistem rumah pintar yang paling biasa menggunakan papan Arduino Uno dan Arduino Nano. Mereka mempunyai fungsi yang mencukupi untuk menyelesaikan masalah biasa.

Ketersediaan kuasa untuk papan berformat penuh dari voltan 7-12 volt memberikan banyak kelebihan. Pertama sekali, kemungkinan operasi autonomi jangka panjang dari bateri atau akumulator standard

Parameter utama Arduino Uno Rev3:

• pemproses: ATMega328P (8 bit, 16 MHz);
• bilangan port digital: 14;
• yang mana dengan fungsi PWM: 6;
• bilangan port analog: 6;
• memori kilat: 32 KB;
• SRAM: 2 KB;
• EEPROM: 1 KB.

Tidak lama dahulu, pengubahsuaian keluar - Uno Wi-Fi, yang mengandungi modul bersepadu ESP8266, yang membolehkan anda bertukar maklumat dengan peranti lain mengikut standard 802.11 b / g / n.

Perbezaan antara Arduino Nano dan analognya yang lebih besar adalah kekurangan soket kuasa sendiri dari 12 V. Ini dilakukan untuk mencapai peranti yang lebih kecil, yang menjadikannya mudah disembunyikan di ruang kecil. Juga untuk tujuan ini, sambungan USB standard digantikan oleh cip dengan kabel mini-USB. Arduino Nano mempunyai 2 port analog berbanding Uno.

Terdapat satu lagi modifikasi papan Uno - Arduino Mini. Ia lebih kecil daripada Nano, dan jauh lebih sukar untuk menggunakannya. Pertama, kekurangan port USB menimbulkan masalah dengan firmware, kerana untuk ini anda harus menggunakan USB-Serial Converter. Kedua, papan ini lebih pilih-pilih dari segi kuasa - perlu menyediakan julat voltan input 7-9 V.

Atas sebab-sebab yang dijelaskan di atas, papan Arduino Mini jarang digunakan untuk mengoperasikan "rumah pintar". Biasanya ia digunakan sama ada dalam robotik, atau dalam pelaksanaan projek siap pakai.

Paparan # 2 - Arduino Leonardo and Micro

Papan Arduino Leonardo serupa dengan Uno, tetapi sedikit lebih kuat. Satu lagi ciri menarik model ini ialah definisinya ketika disambungkan ke komputer sebagai papan kekunci, tetikus atau kayu bedik. Oleh itu, ia sering digunakan untuk membuat peranti permainan dan simulasi asli.

Jadual ukuran dan dimensi model Uno, Leonardo dan analog miniaturnya. Pembangun tidak mengikut logik pada nama - "nano" harus menjadi yang terkecil

Parameter utama Arduino Leonardo adalah seperti berikut:

• pemproses: ATMega32u4 (8 bit, 16 MHz);
• bilangan port digital: 20;
• yang mana dengan fungsi PWM: 7;
• bilangan port analog: 12;
• memori kilat: 32 KB;
• SRAM: 2.5 KB;
• EEPROM: 1 KB.

Seperti yang anda lihat dari senarai parameter, Leonardo mempunyai lebih banyak port, yang memungkinkan memuatkan model ini dengan sejumlah besar sensor.

Juga untuk Leonardo terdapat analog miniatur yang sama persis, yang disebut Micro. Ia kekurangan kuasa dari 12 V dan bukannya input USB penuh, terdapat cip untuk kabel mini-USB.

Pengubahsuaian Leonardo yang disebut Esplora adalah model permainan semata-mata dan tidak sesuai dengan keperluan "rumah pintar".

Paparan # 3 - Arduino 101, Arduino Zero dan Arduino MKR1000

Kadang-kadang untuk pengoperasian sistem "rumah pintar" yang dilaksanakan berdasarkan Arduino, diperlukan daya pengkomputeran yang besar, yang tidak dapat disediakan oleh mikrokontroler 8-bit. Tugas seperti pengecaman suara atau gambar memerlukan pemproses yang cepat dan sejumlah besar RAM untuk peranti tersebut.

Untuk menyelesaikan masalah khusus ini, papan kuat digunakan yang beroperasi mengikut konsep Arduino. Jumlah port yang mereka miliki hampir sama dengan papan Uno atau Leonardo.

Arduino 101 mempunyai dimensi yang sama dengan Uno atau Leonardo, tetapi beratnya hampir dua kali ganda. Sebabnya ialah terdapat dua input USB dan cip tambahan.

Salah satu papan yang paling mudah digunakan, tetapi kuat - Arduino 101 mempunyai ciri-ciri berikut:

• pemproses: Intel Curie (32 bit, 32 MHz);
• memori kilat: 196 KB;
• SRAM: 24 KB;
• EEPROM: tidak.

Selain itu, papan ini dilengkapi dengan fungsi BLE (Bluetooth Low Energy) dengan kemampuan untuk menghubungkan penyelesaian siap pakai dengan mudah, seperti sensor degupan jantung, menerima maklumat cuaca di luar tingkap, menghantar pesanan teks, dll. Giroskop dan akselerometer juga disatukan ke dalam perangkat, tetapi digunakan terutama dalam robotik.

Papan lain yang serupa - Arduino Zero mempunyai petunjuk berikut:

• pemproses: SAM-D21 (32 bit, 48 MHz);
• memori kilat: 256 KB;
• SRAM: 32 KB;
• EEPROM: tidak.

Ciri khas model ini adalah adanya debugger bersepadu (EDBG). Menggunakannya jauh lebih mudah untuk mencari kesalahan semasa memprogram papan tulis.

Semasa menulis kod yang besar, bahkan pengaturcara yang berkelayakan mempunyai kesilapan. Untuk mencari mereka gunakan debugger (debugger)

Arduino MKR1000 adalah model lain yang sesuai untuk pengkomputeran yang kuat.Ia mempunyai mikropemproses dan memori yang serupa dengan Zero. Perbezaan utamanya adalah adanya cip Wi-Fi bersepadu dengan protokol 802.11 b / g / n dan cip crypto dengan sokongan untuk algoritma SHA-256 untuk melindungi data yang dihantar.

Lihat # 4 - model keluarga Mega

Kadang-kadang perlu menggunakan sebilangan besar sensor dan mengawal sebilangan besar peranti. Sebagai contoh, ini diperlukan untuk fungsi automatik sistem penyaman udara terdistribusi yang mengekalkan suhu tertentu untuk zon individu.

Untuk setiap kawasan setempat, perlu mengesan pembacaan dua sensor suhu (yang kedua digunakan sebagai kawalan) dan, sesuai dengan algoritma, sesuaikan kedudukan peredam yang menentukan jumlah udara hangat.

Sekiranya terdapat lebih daripada 10 zon seperti itu di pondok, maka lebih daripada 30 port diperlukan untuk mengawal keseluruhan sistem. Sudah tentu, anda boleh menggunakan beberapa papan Uno di bawah kawalan umum salah satunya, tetapi ini menimbulkan kesukaran menukar tambahan. Dalam kes ini, disarankan untuk menggunakan model keluarga Mega.

Saiz papan keluarga Mega (101.5 x 53.4 cm) lebih besar daripada model yang telah dikaji sebelumnya. Ini adalah keperluan teknikal - jika tidak, anda tidak boleh meletakkan begitu banyak port

Arduino Mega didasarkan pada mikropemproses 8-bit 16-MHz aTMega1280 yang cukup sederhana.

Ia mempunyai banyak memori:

• memori kilat: 128 KB;
• SRAM: 8 KB;
• EEPROM: 4 KB.

Tetapi kelebihan utamanya ialah kehadiran banyak port:

• bilangan port digital: 54;
• yang mana dengan fungsi PWM: 15;
• bilangan port analog: 16.

Papan ini mempunyai dua jenis moden:

• Mega 2560 didasarkan pada mikropemproses aTMega2560, yang menampilkan memori kilat yang besar - 256 KB;
• Sebagai tambahan kepada mikropemproses aTMega2560, Mega ADK dilengkapi dengan antara muka USB dengan kemampuan untuk menyambung ke peranti berdasarkan sistem operasi Android.

Model Arduino Mega ADK mempunyai satu ciri. Semasa menyambungkan telefon ke input USB, situasi berikut adalah mungkin: jika telefon memerlukan pengisian, ia akan mula "menarik" keluar dari papan. Oleh itu, ada keperluan tambahan untuk sumber elektrik - ia mesti menyediakan arus 1.5 ampere. Semasa membekalkan bateri, keadaan ini mesti dipertimbangkan.

Anda boleh membuat kuasa autonomi untuk Arduino dengan bantuan bateri atau bateri yang disambungkan. Dengan menggabungkan sambungan bersiri dan selari, anda dapat mencapai voltan dan masa operasi yang lama

Due adalah model Arduino lain yang menggabungkan kekuatan mikropemproses dan sebilangan besar port.

Ciri-cirinya adalah seperti berikut:

• pemproses: Atmel SAM3X8E (32 bit, 84 MHz);
• bilangan port digital: 54;
• yang mana dengan fungsi PWM: 12;
• bilangan port analog: 14;
• memori kilat: 512 KB;
• SRAM: 96 KB;
• EEPROM: tidak.

Kenalan analog papan ini boleh berfungsi dalam resolusi 10-bit biasa untuk Arduino, yang dilakukan untuk keserasian dengan model sebelumnya, dan dalam resolusi 12-bit, yang membolehkan anda mendapatkan isyarat yang lebih tepat.

Ciri-ciri interaksi modul melalui port

Semua modul yang akan disambungkan ke papan mempunyai sekurang-kurangnya tiga output. Dua daripadanya adalah wayar kuasa, iaitu "Ground", serta voltan 5 atau 3.3 V. Wayar ketiga adalah yang logik. Ia menghantar data ke port. Untuk menyambungkan modul, gunakan wayar khas yang dikelompokkan dalam 3 bahagian, yang kadang-kadang dipanggil jumper.

Oleh kerana model Arduino biasanya hanya mempunyai 1 port dengan voltan dan 1-2 port dengan tanah, untuk menyambungkan beberapa peranti, anda perlu menyolder wayar atau menggunakan papan papan roti.

Anda boleh menyambungkan bukan sahaja kuasa dan port papan Arduino ke papan roti, tetapi juga elemen lain, seperti, misalnya, rintangan, daftar, dll.

Pematerian lebih dipercayai dan digunakan pada peranti yang mengalami kesan fizikal, misalnya, papan kawalan untuk robot dan quadrocopters. Untuk rumah pintar, lebih baik menggunakan papan roti, kerana lebih mudah semasa pemasangan dan semasa mengeluarkan modul.

Untuk beberapa model (misalnya, Arduino Zero dan MKR1000), voltan operasi adalah 3.3 V, jadi jika nilai yang lebih tinggi diterapkan pada port, maka papannya mungkin akan rosak. Semua maklumat kuasa tersedia dalam dokumentasi teknikal peranti.

Kad Tambahan (Perisai)

Untuk meningkatkan keupayaan motherboard gunakan perisai (Shields) - memperluas fungsi peranti tambahan. Mereka dibuat untuk faktor bentuk tertentu, yang membezakannya dari modul yang menghubungkan ke port. Perisai lebih mahal daripada modul, tetapi bekerja dengannya lebih mudah. Mereka juga dilengkapi dengan perpustakaan siap pakai dengan kod, yang mempercepat pengembangan program kawalan mereka sendiri untuk "rumah pintar".

Perisai Proto dan Sensor

Kedua-dua perisai standard ini tidak membawa ciri khas. Mereka digunakan untuk sambungan yang lebih padat dan mudah dari sebilangan besar modul.

Proto Shield adalah salinan yang hampir lengkap dari segi port, dan di tengah modul anda boleh menempel papan roti. Ini menjadikan pemasangan lebih mudah. Alat tambah seperti itu ada untuk semua papan Arduino panjang penuh.

Proto Shield diletakkan di atas papan induk. Ini sedikit meningkatkan ketinggian struktur, tetapi menjimatkan banyak ruang di dalam pesawat

Tetapi jika terdapat banyak peranti (lebih dari 10), maka lebih baik menggunakan papan tampalan Sensor Shield yang lebih mahal.

Mereka tidak mempunyai papan induk, bagaimanapun, semua kesimpulan pelabuhan dibekalkan dengan kuasa dan tanah secara individu. Ini membolehkan anda tidak keliru dalam wayar dan jumper.

Luas permukaan papan induk dan sensor sama, tetapi cip tidak mempunyai cip, kapasitor, atau elemen lain. Oleh itu, banyak ruang dibebaskan untuk sambungan penuh

Juga di papan ini terdapat pad untuk penyambungan mudah dari beberapa modul: Bluetoots, kad SD, RS232 (COM-port), radio dan ultrasound.

Menyambungkan fungsi bantu

Perisai dengan fungsi bersepadu yang direka untuk menyelesaikan tugas yang rumit tetapi biasa. Sekiranya anda perlu menerapkan idea asli, lebih baik memilih modul yang betul.

Perisai Motor. Ia direka untuk mengawal kelajuan dan putaran enjin berkuasa rendah. Model asalnya dilengkapi dengan satu cip L298 dan boleh berfungsi serentak dengan dua motor DC atau dengan satu pemacu servo. Terdapat bahagian yang serasi dari pengeluar pihak ketiga, yang mempunyai dua cip L293D dengan kemampuan untuk mengawal pemacu dua kali lebih banyak.

Relay Shield. Modul yang sering digunakan dengan sistem rumah pintar. Papan dengan empat geganti elektromekanik, masing-masing membenarkan laluan semasa dengan kekuatan hingga 5A. Ini cukup untuk menghidupkan dan mematikan peranti kilowatt atau garis pencahayaan secara automatik, yang direka untuk arus bolak 220 V.

Perisai LCD. Membolehkan anda memaparkan maklumat pada layar bawaan, yang dapat ditingkatkan ke perangkat TFT. Sambungan ini sering digunakan untuk membuat stesen cuaca dengan bacaan suhu di pelbagai premis kediaman, bangunan luar, garaj, serta suhu, kelembapan dan kelajuan angin di jalan.

Tombol dimasukkan ke dalam Perisai LCD yang membolehkan anda memprogram halaman maklumat dan pilihan tindakan untuk mengeluarkan perintah kepada mikropemproses

Perisai Log Data. Tugas utama modul adalah merekod data dari sensor pada kad SD format penuh hingga 32 Gb dengan sokongan untuk sistem fail FAT32. Untuk merakam pada kad SD mikro, anda perlu membeli penyesuai. Perisai ini dapat digunakan sebagai repositori maklumat, misalnya, ketika merekam data dari DVR. Pengeluaran syarikat Amerika Adafruit Industries.

Perisai kad SD. Versi modul sebelumnya yang lebih mudah dan murah. Sambungan sedemikian dikeluarkan oleh banyak pengeluar.

Perisai EtherNet. Modul rasmi untuk menghubungkan Arduino ke Internet tanpa komputer. Terdapat slot kad SD mikro, yang membolehkan anda merakam dan mengirim data melalui rangkaian di seluruh dunia.

Perisai Wi-Fi. Membolehkan anda menukar maklumat tanpa wayar dengan sokongan untuk penyulitan. Berfungsi untuk menyambung ke Internet dan peranti yang dapat dikawal melalui Wi-Fi.

Perisai GPRS. Modul ini, sebagai peraturan, digunakan untuk berkomunikasi "rumah pintar" dengan pemiliknya melalui telefon bimbit melalui pesan SMS.

Modul Rumah Pintar

Menghubungkan modul dari pengeluar pihak ketiga dan kemampuan untuk bekerjasama dengan mereka menggunakan bahasa pengaturcaraan terbina dalam adalah kelebihan utama sistem Arduino terbuka berbanding dengan penyelesaian "proprietari" untuk "rumah pintar". Perkara utama ialah modul mempunyai keterangan mengenai isyarat yang diterima atau dihantar.

Cara untuk mendapatkan maklumat

Maklumat boleh dimasukkan melalui port digital atau analog. Itu bergantung pada jenis butang atau sensor yang menerima maklumat dan menghantarnya ke papan.

Untuk program komputer, isyarat digital sesuai dengan titik dari "0" dan "1", sementara isyarat analog menentukan julat nilai sesuai dengan dimensinya

Isyarat ke mikropemproses dapat dihantar oleh orang yang menggunakan dua kaedah untuk ini:

• Menekan butang (kekunci). Kawat logik dalam hal ini masuk ke port digital, yang menerima nilai "0" dalam kasus butang yang dilepaskan dan "1" jika menekannya.
• Putaran penutup potensiometer putar (perintang) atau gelangsar tuas shift. Dalam kes ini, wayar logik menuju ke port analog. Voltan melalui penukar analog-ke-digital, selepas itu data menuju ke mikropemproses.

Butang digunakan untuk memulakan acara, misalnya, menyalakan dan mematikan lampu, pemanasan atau pengudaraan. Tombol putar digunakan untuk mengubah intensiti - meningkatkan atau mengurangkan kecerahan cahaya, kelantangan suara atau kelajuan putaran bilah kipas.

Potensiometer adalah peranti termudah, jadi sangat murah. Ciri utamanya ialah rintangan elektrik dan sudut putaran

Sensor digunakan untuk menentukan parameter persekitaran atau asal kejadian secara automatik.

Varieti berikut sangat diminati untuk operasi "rumah pintar":

• Sensor bunyi. Versi digital peranti ini digunakan untuk memicu peristiwa menggunakan pop atau suara. Model analog membolehkan anda mengenali dan memproses bunyi.
• Sensor cahaya. Peranti ini dapat beroperasi baik dalam jarak pandang maupun inframerah. Yang terakhir ini dapat digunakan sebagai sistem peringatan kebakaran.
• Sensor suhu. Untuk rumah dan jalan mereka menggunakan model yang berbeza, kerana luaran lebih baik dilindungi dari kelembapan. Terdapat juga alat jarak jauh pada wayar.
• Sensor kelembapan. Model DHT11 sesuai untuk kegunaan dalaman, dan DHT22 yang lebih mahal untuk kegunaan luaran. Kedua-dua peranti juga dapat memberikan bacaan suhu. Sambungkan ke port digital.
• Sensor tekanan udara. Untuk bekerja dengan papan Arduino, barometer analog Bosh telah membuktikan diri mereka: bmp180, bmp280. Mereka juga mengukur suhu. Model bme280 dapat disebut stesen cuaca, kerana ia juga memberikan nilai kelembapan.
• Sensor pergerakan dan kehadiran. Mereka digunakan untuk tujuan keselamatan atau untuk menyalakan lampu secara automatik.
• Sensor hujan. Tindak balas terhadap air yang memasuki permukaannya. Ia juga dapat digunakan untuk memicu penggera mengenai kebocoran air atau litar pemanasan.
• Sensor semasa. Mereka digunakan untuk mengesan peralatan elektrik yang pecah (lampu yang terbakar) atau untuk menganalisis voltan untuk mengelakkan beban berlebihan.
• Sensor kebocoran gas. Ia digunakan untuk mengesan dan bertindak balas terhadap peningkatan kepekatan propana.
• Sensor karbon dioksida. Ia digunakan untuk menentukan kepekatan karbon dioksida di ruang tamu dan di bilik khas seperti bilik arak di mana penapaian berlaku.

Terdapat banyak sensor yang berbeza untuk tugas-tugas tertentu, misalnya, untuk mengukur berat badan, kadar aliran air, jarak, kelembapan tanah, dll.

Beberapa sensor, seperti anemometer yang dirancang untuk mengukur kelajuan dan arah angin, adalah instrumen elektromekanik yang kompleks

Banyak sensor dan sensor boleh dibuat secara bebas menggunakan komponen yang lebih sederhana. Kosnya lebih murah.Tetapi, tidak seperti penggunaan peranti bersiri, anda harus menghabiskan masa untuk menentukur.

Pengurusan instrumen dan sistem

Selain mengumpulkan dan menganalisis maklumat, "rumah pintar" harus bertindak balas terhadap kejadian yang muncul. Kehadiran elektronik canggih pada peralatan rumah tangga moden membolehkan anda mengaksesnya secara langsung menggunakan Wi-Fi, GPRS atau EtherNet. Biasanya, untuk sistem Arduino mereka melaksanakan pertukaran mikropemproses dan peranti berteknologi tinggi melalui Wi-Fi.

Untuk menggunakan Arduino untuk menghidupkan penghawa dingin pada suhu tinggi di rumah, untuk menyekat TV dan Internet pada waktu malam di bilik kanak-kanak atau memulakan dandang pemanasan semasa ketibaan pemilik, tiga langkah mesti dilakukan:

1. Pasang modul Wi-Fi pada papan induk.
2. Cari saluran frekuensi yang tidak dihuni untuk mengelakkan konflik sistem.
3. Fahami arahan instrumen dan tindakan program (atau gunakan perpustakaan siap pakai).

Sebagai tambahan kepada "komunikasi" dengan peranti berkomputer, tugas sering timbul terkait dengan tindakan tindakan mekanik. Sebagai contoh, anda boleh menyambungkan pemacu servo atau kotak gear kecil ke papan, yang akan dihidupkan daripadanya.

Pemacu servo terdiri daripada motor dan beberapa kotak gear. Oleh itu, walaupun arus rendah (5 V), ia dapat mengembangkan daya yang layak, yang cukup, misalnya, untuk membuka tingkap

Sekiranya perlu untuk menyambungkan peranti berkuasa yang beroperasi dari sumber kuasa luaran, gunakan dua pilihan:

1. Kemasukan dalam litar geganti.
2. Menyambungkan kekunci kuasa dan triac.

Litar elektrik elektromagnetik atau geganti keadaan pepejal menutup dan membuka salah satu wayar atas arahan dari mikropemproses. Ciri utama mereka adalah arus maksimum yang dibenarkan (misalnya, 40 A), yang dapat melewati peranti ini.

Bagi menghubungkan suis kuasa (mosfet) untuk arus terus dan triac untuk arus bolak-balik, mereka mempunyai nilai kekuatan arus yang dibenarkan yang lebih rendah (5-15 A), tetapi dapat meningkatkan beban dengan lancar. Atas sebab inilah port PWM disediakan di papan. Properti ini digunakan untuk mengawal kecerahan pencahayaan, kelajuan kipas, dll.

Dengan menggunakan relay dan suis kuasa, anda dapat mengautomasikan sepenuhnya semua litar elektrik rumah dan menghidupkan penjana sekiranya tiada arus. Oleh itu, berdasarkan Arduino, secara realistik adalah mungkin untuk menyediakan apartmen atau bangunan secara bebas, termasuk semua fungsi yang sangat penting - pemanasan, bekalan air, saliran, pengudaraan dan sistem keselamatan.

Adakah anda mahu rumah anda menjadi lebih pintar, tetapi dengan pengaturcaraan untuk "anda"? Dalam kes ini, kami mengesyorkan agar anda melihat penyelesaian siap pakai dari Xiaomi dan Apple, yang mudah dipasang dan dikonfigurasi walaupun untuk pemula. Anda juga boleh mengeluarkan arahan dan mengawal pelaksanaannya walaupun dari telefon pintar anda.

Lebih banyak mengenai rumah pintar dari Xiaomi dan Apple dalam artikel berikut:

• Rumah pintar Xiaomi: ciri reka bentuk, gambaran keseluruhan komponen utama dan elemen kerja
• Rumah pintar Apple: selok-belok mengatur sistem kawalan rumah dari syarikat epal

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik tersebut

Contoh kosong tahap kemasukan yang dipasang sendiri untuk "rumah pintar":

Keterbukaan platform Arduino membolehkan penggunaan komponen dari pelbagai pengeluar. Ini memudahkan untuk merancang "rumah pintar" untuk permintaan pengguna. Oleh itu, jika sekurang-kurangnya ada pengetahuan yang tidak signifikan dalam bidang pengaturcaraan dan penyambungan alat elektronik, perlu diperhatikan sistem ini.

Adakah anda biasa dengan platform Arduino dalam praktiknya dan ingin berkongsi pengalaman anda dengan pendatang baru dalam perniagaan ini? Mungkin anda ingin menambah bahan di atas dengan cadangan atau komen yang berguna? Tulis komen anda di bawah catatan ini.

Sekiranya anda mempunyai pertanyaan mengenai merancang sistem rumah automatik berdasarkan Arduino, tanyakan kepada pakar kami dan pelawat lain ke laman web di blok di bawah ini.