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

Pembangunan alat automasi telah membawa kepada penciptaan sistem kompleks yang meningkatkan kualiti kehidupan manusia.Banyak pengeluar elektronik dan persekitaran perisian terkenal menawarkan penyelesaian standard sedia untuk pelbagai objek.

Malah pengguna yang tidak berpengalaman boleh membangunkan projek bebas dan memasang "rumah pintar" menggunakan Arduino untuk memenuhi keperluan mereka. Perkara utama ialah memahami asas-asas dan tidak takut untuk bereksperimen.

Dalam artikel ini kita akan melihat prinsip mencipta dan fungsi utama rumah automatik berdasarkan peranti Arduino. Kami juga akan mempertimbangkan jenis papan yang digunakan dan modul utama sistem.

Mencipta sistem pada platform Arduino

Arduino ialah platform untuk membangunkan peranti elektronik dengan kawalan automatik, separa automatik atau manual. Ia dibuat mengikut prinsip pereka bentuk dengan peraturan interaksi yang jelas antara elemen. Sistem ini terbuka, yang membolehkan pengeluar pihak ketiga mengambil bahagian dalam pembangunannya.

klasik «Rumah pintar» terdiri daripada blok automatik yang melaksanakan fungsi berikut:

• mengumpul maklumat yang diperlukan melalui sensor;
• menganalisis data dan membuat keputusan menggunakan mikropemproses boleh atur cara;
• melaksanakan keputusan yang dibuat dengan mengeluarkan arahan kepada pelbagai peranti.

Platform Arduino adalah baik kerana ia tidak dikunci ke dalam pengeluar tertentu, tetapi membolehkan pengguna memilih komponen yang sesuai dengannya. Pilihan mereka adalah besar, jadi anda boleh menyedari hampir semua idea.

Kami mengesyorkan menyemak yang terbaik peranti pintar untuk rumah.

Untuk mengetahui cara bekerja dengan Arduino, anda boleh membeli Kit Permulaan di tapak web pengilang. Pengetahuan bahasa Inggeris teknikal diperlukan, kerana dokumentasi tidak dirussified

Selain kepelbagaian peranti yang disambungkan, persekitaran pengaturcaraan yang dilaksanakan dalam C++ menambah kepelbagaian. Pengguna bukan sahaja boleh menggunakan perpustakaan yang dicipta, tetapi juga memprogramkan tindak balas komponen sistem kepada peristiwa yang baru muncul.

Elemen papan utama

Elemen utama "rumah pintar" ialah satu atau lebih papan pusat (ibu). Mereka bertanggungjawab untuk interaksi semua elemen. Hanya selepas mengenal pasti tugas yang perlu diselesaikan anda boleh mula memilih nod utama sistem.

Papan induk menggabungkan elemen berikut:

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

Beberapa model papan dihasilkan di bawah jenama Arduino.Mereka berbeza antara satu sama lain dalam faktor bentuk (saiz), bilangan port dan kapasiti memori. Ia berdasarkan penunjuk ini bahawa anda perlu memilih peranti yang sesuai.

Adalah lebih baik untuk membeli papan Arduino dan perisai untuknya daripada pengilang, kerana ia lebih berkualiti daripada peranti serasi yang dihasilkan di China

Terdapat dua jenis port:

• digital, yang ditandakan di papan tulis dengan huruf "d";
• analog, yang ditanda dengan huruf "a".

Terima kasih kepada mereka, mikropengawal berkomunikasi dengan peranti yang disambungkan. Mana-mana port boleh berfungsi untuk menerima isyarat dan menghantarnya keluar. Port digital bertanda "pwm" bertujuan untuk input dan output isyarat PWM (modulasi lebar nadi).

Oleh itu, sebelum membeli papan, adalah perlu untuk sekurang-kurangnya menganggarkan tahap bebannya pada pelbagai peranti. Ini akan membolehkan anda menentukan bilangan port yang diperlukan untuk semua jenis.

Perlu difahami bahawa sistem rumah pintar tidak semestinya perlu disambungkan ke unit kawalan berdasarkan satu papan induk. Fungsi seperti, sebagai contoh, menghidupkan lampu buatan di kawasan tempatan bergantung pada masa hari dan mengekalkan rizab air dalam tangki simpanan adalah bebas antara satu sama lain.

Dari sudut pandangan memastikan kebolehpercayaan sistem elektronik, adalah lebih baik untuk memisahkan tugas yang tidak berkaitan ke dalam blok yang berbeza, yang mana konsep Arduino menjadikannya mudah untuk dilaksanakan. Jika anda menggabungkan banyak peranti di satu tempat, maka mikropemproses mungkin menjadi terlalu panas, konflik perpustakaan perisian dan kesukaran mencari dan menghapuskan kerosakan perisian dan perkakasan.

Menyambungkan pelbagai jenis peranti ke satu papan biasanya digunakan dalam robotik, di mana kekompakan adalah penting. Untuk "rumah pintar" lebih baik menggunakan pangkalannya 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%) diduduki oleh program pemuat but terbina dalam.
• SRAM. RAM, di mana data sementara yang diperlukan untuk menjalankan program disimpan. Ia mempunyai kelajuan operasi yang tinggi.
• EEPROM Memori yang lebih perlahan di mana data juga boleh disimpan.

Perbezaan utama antara jenis memori untuk penyimpanan data ialah apabila kuasa dimatikan, maklumat yang direkodkan dalam SRAM hilang, tetapi kekal dalam EEPROM. Tetapi jenis tidak meruap juga mempunyai kelemahan - bilangan kitaran tulis yang terhad. Ini adalah sesuatu yang perlu diingat semasa membuat aplikasi anda sendiri.

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

Jenis papan untuk memasang rumah pintar

Mari lihat jenis papan utama yang paling kerap digunakan semasa memasang sistem rumah pintar.

Lihat #1 - Arduino Uno dan derivatifnya

Papan yang paling biasa digunakan dalam sistem rumah pintar ialah Arduino Uno dan Arduino Nano. Mereka mempunyai fungsi yang mencukupi untuk menyelesaikan masalah biasa.

Mempunyai papan panjang penuh yang dikuasakan dari 7-12 Volt memberikan banyak kelebihan. Pertama sekali, ini adalah kemungkinan operasi autonomi jangka panjang daripada bateri standard atau bateri boleh dicas semula

Parameter utama Arduino Uno Rev3:

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

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

Perbezaan antara Arduino Nano dan rakan sejawatannya yang lebih besar ialah ia tidak mempunyai soket kuasa 12 V sendiri. Ini dilakukan untuk mencapai saiz peranti yang lebih kecil, yang membolehkan ia mudah disembunyikan dalam ruang kecil. Juga untuk tujuan ini, sambungan USB standard digantikan dengan cip dengan kabel mini-USB. Arduino Nano mempunyai 2 lagi port analog berbanding Uno.

Terdapat satu lagi pengubahsuaian papan Uno - Arduino Mini. Ia lebih kecil daripada Nano, dan lebih sukar untuk digunakan. Pertama, kekurangan port USB menimbulkan masalah dengan perisian tegar, kerana anda perlu menggunakan Penukar Siri USB untuk ini. Kedua, papan ini lebih cerewet apabila ia berkaitan dengan bekalan kuasa - ia perlu menyediakan julat voltan input 7-9 V.

Atas sebab yang diterangkan di atas, papan Arduino Mini jarang digunakan untuk operasi rumah pintar. Ia biasanya digunakan sama ada dalam robotik atau dalam pelaksanaan projek siap sedia.

Pandangan #2 - Arduino Leonardo dan Mikro

Papan Arduino Leonardo adalah serupa dengan Uno, tetapi sedikit lebih berkuasa. Satu lagi ciri menarik model ini ialah ia dikenal pasti sebagai papan kekunci, tetikus atau kayu bedik apabila disambungkan ke komputer. Oleh itu, ia sering digunakan untuk mencipta peranti dan simulator permainan asli.

Jadual saiz dan dimensi Uno, Leonardo dan analog kecil mereka. Pembangun tidak mengikut logik dalam nama - "nano" harus menjadi yang terkecil

Parameter utama Arduino Leonardo adalah seperti berikut:

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

Seperti yang dapat dilihat dari senarai parameter, Leonardo mempunyai lebih banyak port, yang membolehkan model ini dimuatkan dengan bilangan sensor yang lebih besar.

Juga untuk Leonardo terdapat analog kecil dengan ciri-ciri yang sama sekali dipanggil Mikro. Ia tidak mempunyai bekalan kuasa 12V dan bukannya input USB penuh terdapat cip untuk kabel mini-USB.

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

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

Kadangkala pengendalian sistem rumah pintar yang dilaksanakan berdasarkan Arduino memerlukan banyak kuasa pengkomputeran, yang tidak dapat disediakan oleh mikropengawal 8-bit. Tugas seperti pengecaman suara atau imej memerlukan pemproses yang pantas dan sejumlah besar RAM untuk peranti sedemikian.

Untuk menyelesaikan masalah khusus tersebut, papan berkuasa yang beroperasi mengikut konsep Arduino digunakan. Bilangan port yang mereka miliki adalah lebih kurang sama dengan papan Uno atau Leonardo.

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

Salah satu papan yang paling mudah digunakan lagi berkuasa, 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 itu dilengkapi dengan fungsi BLE (Tenaga Rendah Bluetooth) dengan keupayaan untuk menyambungkan penyelesaian siap pakai dengan mudah, seperti penderia denyutan jantung, menerima maklumat tentang cuaca di luar tingkap, menghantar mesej teks, dsb. Giroskop dan pecutan juga disepadukan ke dalam peranti, tetapi ia digunakan terutamanya dalam robotik.

Papan lain yang serupa, Arduino Zero, mempunyai penunjuk berikut:

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

Ciri tersendiri model ini ialah kehadiran penyahpepijat terbina dalam (EDBG). Dengan bantuannya, lebih mudah untuk mencari ralat semasa memprogramkan papan.

Semasa menulis kod besar, pengaturcara yang berkelayakan tinggi pun mengalami ralat. Untuk mencarinya, gunakan penyahpepijat

Arduino MKR1000 adalah model lain yang sesuai untuk pengkomputeran kuasa tinggi. Ia mempunyai mikropemproses dan memori yang serupa dengan Zero. Perbezaan utamanya ialah kehadiran 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

Kadangkala perlu menggunakan sejumlah besar penderia dan mengawal sejumlah besar peranti. Sebagai contoh, ini diperlukan untuk operasi automatik sistem penghawa dingin teragih, yang mengekalkan suhu tertentu untuk zon individu.

Bagi setiap kawasan tempatan, adalah perlu untuk memantau bacaan dua sensor suhu (yang kedua digunakan sebagai kawalan) dan, mengikut algoritma, laraskan kedudukan peredam, yang menentukan jumlah udara panas yang masuk.

Sekiranya terdapat lebih daripada 10 zon sedemikian di sebuah pondok, maka lebih daripada 30 port diperlukan untuk mengawal keseluruhan sistem. Sudah tentu, anda boleh menggunakan beberapa papan jenis Uno di bawah kawalan biasa salah satu daripadanya, tetapi ini menimbulkan kesukaran penukaran tambahan. Dalam kes ini, adalah dinasihatkan untuk menggunakan model keluarga Mega.

Saiz papan keluarga Mega (101.5 x 53.4 cm) lebih besar daripada model yang disemak sebelum ini. Ini adalah keperluan teknikal - jika tidak, bilangan port sedemikian tidak boleh diletakkan

Papan Arduino Mega adalah berdasarkan mikropemproses 8-bit 16 MHz aTMega1280 yang agak mudah.

Ia mempunyai jumlah memori yang besar:

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

Tetapi kelebihan utamanya ialah kehadiran banyak pelabuhan:

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

Papan ini mempunyai dua jenis moden:

• Mega 2560 adalah berdasarkan mikropemproses aTMega2560, dicirikan oleh sejumlah besar memori kilat - 256 KB;
• Mega ADK, sebagai tambahan kepada mikropemproses aTMega2560, dilengkapi dengan antara muka USB dengan keupayaan untuk menyambung ke peranti berdasarkan sistem pengendalian Android.

Model Arduino Mega ADK mempunyai satu ciri. Apabila menyambungkan telefon ke input USB, situasi berikut mungkin berlaku: jika telefon memerlukan pengecasan, ia akan mula "menarik" dari papan. Oleh itu, terdapat keperluan tambahan untuk sumber elektrik - ia mesti menyediakan arus sebanyak 1.5 ampere. Apabila menghidupkan kuasa melalui bateri, keadaan ini mesti diambil kira.

Anda boleh membuat bekalan kuasa autonomi untuk Arduino menggunakan bateri atau penumpuk yang disambungkan.Dengan menggabungkan sambungan bersiri dan selari, anda boleh mencapai voltan yang dikehendaki dan masa operasi yang panjang

Due ialah model lain daripada Arduino yang menggabungkan kuasa mikropemproses dengan sejumlah besar port.

Ciri-cirinya adalah seperti berikut:

• pemproses: Atmel SAM3X8E (32 bit, 84 MHz);
• bilangan port digital: 54;
• daripadanya 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 dibuat untuk keserasian dengan model sebelumnya, dan dalam 12-bit, yang membolehkan anda menerima isyarat yang lebih tepat.

Ciri-ciri interaksi modul melalui port

Semua modul yang akan disambungkan ke papan mempunyai sekurang-kurangnya tiga output. Dua daripadanya ialah wayar kuasa, i.e. "tanah", serta voltan 5 atau 3.3 V. Wayar ketiga adalah logik. Ia menghantar data ke pelabuhan. Untuk menyambungkan modul, wayar khas yang dikumpulkan dalam kumpulan 3 digunakan, yang kadang-kadang dipanggil pelompat.

Memandangkan model Arduino biasanya hanya mempunyai 1 port voltan dan 1-2 port tanah, untuk menyambung beberapa peranti anda perlu sama ada memateri wayar atau menggunakan papan roti.

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

Pematerian lebih dipercayai dan digunakan dalam peranti yang tertakluk kepada kesan fizikal, seperti papan kawalan untuk robot dan quadcopter. Untuk rumah pintar, lebih baik menggunakan papan pembangunan, kerana ia lebih mudah semasa memasang dan semasa mengeluarkan modul.

Sesetengah model (contohnya, Arduino Zero dan MKR1000) mempunyai voltan operasi 3.3 V, jadi jika nilai yang lebih tinggi digunakan pada port, papan mungkin rosak. Semua maklumat mengenai bekalan kuasa tersedia dalam dokumentasi teknikal untuk peranti.

Papan tambahan (perisai)

Untuk meningkatkan keupayaan papan induk, Shields digunakan - peranti tambahan yang mengembangkan fungsi. Ia dihasilkan untuk faktor bentuk tertentu, yang membezakannya daripada modul yang disambungkan ke port. Perisai lebih mahal daripada modul, tetapi bekerja dengannya lebih mudah. Mereka juga dilengkapi dengan perpustakaan siap pakai dengan kod, yang mempercepatkan pembangunan program kawalan anda sendiri untuk rumah pintar.

Perisai Proto dan Sensor

Kedua-dua perisai standard ini tidak menambah sebarang fungsi khas. Ia digunakan untuk sambungan yang lebih padat dan mudah bagi sejumlah besar modul.

Proto Shield ialah salinan asal yang hampir lengkap dari segi port, dan anda boleh melekatkan papan pembangunan di tengah modul. Ini menjadikannya lebih mudah untuk memasang struktur. Alat tambah sedemikian wujud untuk semua papan Arduino penuh.

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

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

Mereka tidak mempunyai bradboard, tetapi semua pin port dibekalkan secara individu dengan kuasa dan tanah. Ini membolehkan anda mengelak daripada terjerat dalam wayar dan pelompat.

Luas permukaan papan induk dan papan sensor adalah sama, tetapi tiada cip, kapasitor dan elemen lain pada perisai. Ini membebaskan banyak ruang untuk sambungan penuh.

Papan ini juga mempunyai penyambung untuk menyambung beberapa modul dengan mudah: Bluetoots, kad SD, RS232 (COM-port), radio dan ultrasound.

Menyambung fungsi tambahan

Perisai dengan fungsi yang disepadukan ke dalamnya direka untuk menyelesaikan masalah yang kompleks tetapi biasa. Jika anda perlu melaksanakan idea asal, lebih baik memilih modul yang sesuai.

Perisai Motor. Ia direka untuk mengawal kelajuan dan putaran motor berkuasa rendah. Model asal dilengkapi dengan satu cip L298 dan boleh memacu dua motor DC atau satu servo pada masa yang sama. Terdapat juga bahagian pihak ketiga yang serasi yang mempunyai dua cip L293D dengan keupayaan untuk mengawal dua kali lebih banyak pemacu.

Perisai Berganti-ganti. Modul yang kerap digunakan dalam sistem rumah pintar. Papan dengan empat geganti elektromekanikal, setiap satunya membenarkan laluan arus dengan daya sehingga 5A. Ini sudah cukup untuk menghidupkan dan mematikan peranti kilowatt atau talian lampu secara automatik yang direka untuk arus ulang-alik 220 V.

Perisai LCD. Membolehkan anda memaparkan maklumat pada skrin terbina dalam, yang boleh dinaik taraf kepada peranti TFT. Sambungan ini sering digunakan untuk mencipta stesen cuaca dengan bacaan suhu di pelbagai ruang kediaman, bangunan luar, garaj, serta suhu, kelembapan dan kelajuan angin di luar.

Perisai LCD mempunyai butang terbina dalam yang membolehkan anda memprogramkan menatal maklumat dan memilih tindakan untuk menghantar arahan kepada mikropemproses

Perisai Pengelogan Data. Tugas utama modul adalah untuk merakam data daripada penderia ke kad SD format penuh sehingga 32 Gb dengan sokongan untuk sistem fail FAT32. Untuk merakam ke kad SD mikro anda perlu membeli penyesuai.Perisai ini boleh digunakan sebagai storan maklumat, contohnya, semasa merakam data daripada DVR. Dikilangkan oleh syarikat Amerika Adafruit Industries.

Perisai Kad SD. Versi modul sebelumnya yang lebih ringkas dan lebih murah. Banyak pengeluar menghasilkan sambungan sedemikian.

Perisai Ethernet. Modul rasmi untuk menyambungkan Arduino ke Internet tanpa komputer. Terdapat slot untuk kad SD mikro, yang membolehkan anda merakam dan menghantar data melalui World Wide Web.

Perisai Wi-Fi. Membenarkan pertukaran maklumat tanpa wayar dengan sokongan untuk mod penyulitan. Berfungsi untuk menyambung ke Internet dan peranti yang boleh dikawal melalui Wi-Fi.

Perisai GPRS. Modul ini biasanya digunakan untuk berkomunikasi antara rumah pintar dan pemiliknya melalui telefon bimbit melalui mesej SMS.

Modul rumah pintar

Menyambung modul daripada pengeluar pihak ketiga dan keupayaan untuk bekerja dengannya menggunakan bahasa pengaturcaraan terbina dalam adalah kelebihan utama sistem Arduino terbuka berbanding dengan penyelesaian rumah pintar "berjenama". Perkara utama ialah modul mempunyai penerangan tentang isyarat yang diterima atau dihantar.

Cara-cara mendapatkan maklumat

Input maklumat boleh dilakukan melalui port digital atau analog. Ia bergantung pada jenis butang atau sensor yang menerima maklumat dan menghantarnya ke papan.

Untuk program komputer, isyarat digital sepadan dengan noktah dengan "0" dan "1", dan isyarat analog menentukan julat nilai mengikut dimensinya

Isyarat kepada mikropemproses boleh dihantar oleh seseorang yang menggunakan dua kaedah untuk ini:

• Menekan butang (kunci). Wayar logik dalam kes ini pergi ke port digital, yang menerima nilai "0" jika butang dilepaskan dan "1" jika ia ditekan.
• Memutar penutup potensiometer berputar (perintang). atau mengalihkan tuil enjin. Dalam kes ini, wayar logik pergi ke port analog. Voltan melalui penukar analog-ke-digital, selepas itu data pergi ke mikropemproses.

Butang digunakan untuk memulakan acara, contohnya, menghidupkan dan mematikan lampu, pemanasan atau pengudaraan. Tombol berputar digunakan untuk menukar keamatan - menambah atau mengurangkan kecerahan cahaya, kelantangan bunyi atau kelajuan putaran bilah kipas.

Potentiometer ialah peranti mudah, jadi ia sangat murah. Ciri-ciri utamanya ialah rintangan elektrik dan sudut putaran

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

Jenis berikut paling banyak diminati untuk operasi rumah pintar:

• Penderia bunyi. Versi digital peranti ini digunakan untuk mengaktifkan acara menggunakan tepukan atau suara. Model analog membolehkan anda mengecam dan memproses bunyi.
• Sensor cahaya. Peranti ini boleh beroperasi dalam julat yang boleh dilihat dan inframerah. Yang terakhir boleh digunakan sebagai sistem amaran kebakaran.
• Pengesan suhu. Model yang berbeza digunakan untuk dalaman dan luaran, kerana model luaran lebih terlindung daripada kelembapan. Terdapat juga peranti jauh pada wayar.
• Sensor kelembapan udara. Model DHT11 sesuai untuk di dalam rumah, dan DHT22 yang lebih mahal untuk di luar rumah. Kedua-dua peranti juga boleh menyediakan bacaan suhu. Sambung ke port digital.
• Sensor tekanan udara. Barometer analog dari Bosh telah membuktikan diri mereka berfungsi dengan baik dengan papan Arduino: bmp180, bmp280. Mereka juga mengukur suhu.Model bme280 boleh dipanggil stesen cuaca, kerana ia juga memberikan nilai kelembapan tambahan.
• Penderia gerakan dan kehadiran. Ia digunakan untuk tujuan keselamatan atau untuk menghidupkan lampu secara automatik.
• Sensor hujan. Bertindak balas terhadap air yang memasuki permukaannya. Ia juga boleh digunakan untuk mencetuskan penggera untuk kebocoran dalam paip atau litar pemanasan.
• Sensor semasa. Ia digunakan untuk mengesan peralatan elektrik yang tidak berfungsi (lampu terbakar) atau untuk menganalisis voltan untuk mengelakkan beban berlebihan.
• Sensor kebocoran gas. 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 bawah tanah wain, di mana penapaian berlaku.

Terdapat banyak lagi penderia yang berbeza untuk tugas tertentu, contohnya, untuk mengukur berat, kelajuan aliran air, jarak, kelembapan tanah, dsb.

Sesetengah penderia, seperti anemometer, yang mengukur kelajuan dan arah angin, adalah instrumen elektromekanikal yang kompleks

Banyak penderia dan penderia boleh dibuat secara bebas menggunakan komponen yang lebih mudah. Ia akan lebih murah. Tetapi, tidak seperti penggunaan peranti bersiri, anda perlu meluangkan masa untuk penentukuran.

Kawalan peranti dan sistem

Di samping mengumpul dan menganalisis maklumat, "rumah pintar" mesti bertindak balas terhadap peristiwa baru muncul. Kehadiran elektronik canggih pada perkakas rumah moden membolehkan anda mengaksesnya terus menggunakan Wi-Fi, GPRS atau EtherNet. Biasanya, sistem Arduino melaksanakan penukaran antara mikropemproses dan peranti berteknologi tinggi melalui Wi-Fi.

Untuk menggunakan Arduino untuk menghidupkan penghawa dingin apabila suhu di dalam rumah tinggi, menyekat TV dan Internet pada waktu malam di dalam bilik kanak-kanak, atau memulakan dandang pemanasan apabila pemilik tiba, anda perlu melakukan tiga langkah:

1. Pasang modul Wi-Fi pada papan induk.
2. Cari saluran frekuensi kosong untuk mengelakkan konflik sistem.
3. Fahami arahan peranti dan tindakan atur cara (atau gunakan perpustakaan siap sedia).

Selain "berkomunikasi" dengan peranti berkomputer, tugas sering timbul yang melibatkan melakukan beberapa tindakan mekanikal. Sebagai contoh, anda boleh menyambungkan pemacu servo atau kotak gear kecil ke papan, yang akan dikuasakan daripadanya.

Pemacu servo terdiri daripada motor dan beberapa kotak gear. Oleh itu, walaupun arus rendah (5 V), ia boleh menghasilkan kuasa yang baik, yang cukup, sebagai contoh, untuk membuka tingkap

Jika perlu untuk menyambungkan peranti berkuasa yang beroperasi daripada sumber kuasa luaran, dua pilihan digunakan:

1. Kemasukan dalam litar geganti.
2. Menyambung suis kuasa dan triac.

Termasuk dalam litar elektrik elektromagnet atau geganti keadaan pepejal menutup dan membuka salah satu wayar mengikut arahan yang datang daripada mikropemproses. Ciri utamanya ialah arus maksimum yang dibenarkan (contohnya, 40 A) yang boleh melalui peranti ini.

Bagi menyambung suis kuasa (mosfet) untuk arus terus dan triac untuk arus ulang alik, mereka mempunyai arus yang dibenarkan yang lebih rendah (5-15 A), tetapi boleh meningkatkan beban dengan lancar. Untuk tujuan ini port PWM disediakan pada papan. Sifat ini digunakan apabila mengawal kecerahan pencahayaan, kelajuan kipas, dsb.

Menggunakan relay dan suis kuasa, anda boleh mengautomasikan sepenuhnya semua litar elektrik di rumah dan memulakan penjana tanpa ketiadaan arus. Oleh itu, berdasarkan Arduino, adalah mungkin untuk melaksanakan peruntukan autonomi apartmen atau bangunan, 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 melihat penyelesaian siap sedia daripada Xiaomi dan Apple, yang mudah dipasang dan dikonfigurasikan walaupun untuk pemula. Dan anda boleh menetapkan arahan dan mengawal pelaksanaannya walaupun dari telefon pintar anda.

Baca lebih lanjut mengenai rumah pintar daripada Xiaomi dan Apple dalam artikel berikut:

• Rumah pintar Xiaomi: ciri reka bentuk, gambaran keseluruhan komponen utama dan elemen kerja
• Rumah pintar Apple: kehalusan mengatur sistem kawalan rumah daripada syarikat Apple

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik ini

Contoh bahan kerja peringkat permulaan yang dipasang sendiri untuk "rumah pintar":

Keterbukaan platform Arduino membolehkan penggunaan komponen daripada pelbagai pengeluar. Ini memudahkan untuk mereka bentuk "rumah pintar" untuk memenuhi keperluan pengguna. Oleh itu, jika anda mempunyai sekurang-kurangnya pengetahuan kecil dalam bidang pengaturcaraan dan penyambungan peranti elektronik, sistem ini patut diberi perhatian.

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

Jika anda mempunyai sebarang soalan tentang mereka bentuk sistem rumah automatik berdasarkan Arduino, tanyakan kepada pakar kami dan pelawat tapak lain di blok di bawah.