Сложно представить себе современную жизнь без использования технологий: интернета, смартфона, кухонной техники и системы «Умный дом».
Что такое «Умный дом»
Приобрести подобный проект не по карману большинству людей. Но, мы, усвоив принцип работы «Умного дома», разработали такой проект самостоятельно и установили его через специальное приложение своими руками.
Понятие Smart Homes или «Умный дом» можно охарактеризовать, как простой набор контроллеров и датчиков. Эти приспособления могут срабатывать как на тепловую энергию, так и на движения. Как правило, такие наборы контролируют работу техники внутри дома, коммуникации, системы безопасности.
Рисунок 1.1 - «Умный дом»
Умный дом на базе Arduino
Arduino — это платформа для добавления и программирования электронных устройств, с типами управления: ручной, полуавтоматический и автоматический. Платформа представляет собой некий конструктор, с прописанными правилами взаимодействия элементов между собой. Система открытая, поэтому каждый заинтересованный производитель вносит лепту в развитие Arduino.
Функции управления «Умным домом»
- сбор информации с помощью датчиков;
- анализ данных и принятие решения, посредством программируемого микроконтроллера;
- реализация принятых решений с помощью подаваемых команд, на различные подключенные в систему устройства.
Преимущество программирования на микроконтроллере Arduino
Конструктор Arduino позволяет комбинировать элементы умного дома, от различных производителей. Что позволяет реализовать собственные идеи, не ограничиваясь только одной системой, а подобрать элементы электроники для собственных нужд.
Среда управления
Кроме огромного списка подключаемых в систему устройств, гибкости ей придает среда программирования C++. Пользователь может самостоятельно запрограммировать реакцию компонентов системы на возникающие события или воспользоваться уже созданной библиотекой.
Программирование осуществляется на микроконтроллере Arduino UNO – средних размеров плата с собственным процессором и памятью(рис1.2). Основа — микроконтроллер ATmega328. В наличии 14 цифровых входов/выходов (6 из них можно использовать как ШИМ выводы), 6 аналоговых входов, кварцевый резонатор 16 МГц, USB-порт (на некоторых платах USB-B), разъем для внутрисхемного программирования, кнопка RESET. Флэш-память – 32 Кб, оперативная память (SRAM) – 2 Кб, энергонезависимая память (EEPROM) – 1 Кб.
Рисунок 1.2 – Принципиальная схема системы «Умный дом» под управлением микроконтроллера Arduino.
Реализованные функции
Датчик такое оборудование, которое считывает информацию, обрабатывает ее при помощи специальной программы и передает команду. Датчики могут реагировать на движение, резкий звук или температуру.
Самый простой и всем известный пример - системы движения. Мы реализовали данную систему, которая включает светодиодный светильник если в зону видимости попадает объект. Данный датчик запрограммирован на выключения света с течением времени, если недостаточная освещенность в помещении, то включается освещение. Выключить его можно так же со смартфона.
Также мы реализовали дистанционное управление посредством промежуточных реле освещением и силовой нагрузкой (розеточной частью).
Рисунок 4.2 – Щит управления умным домом.
Комплектация: Автоматические выключатели, блок питания системы управления, микроконтроллер, Bluetooth модуль, промежуточные реле.