בית חכם המבוסס על בקרי ארדואינו: עיצוב וארגון חלל מבוקר

בניית פרויקט על ארדואינו

נציג את תהליך היצירה וההגדרה של "בית חכם" של Arduino באמצעות דוגמה של מערכת שתכלול את הפונקציות הבאות:

• ניטור טמפרטורה בחוץ ובפנים;
• מעקב אחר מצב חלון (פתוח/סגור);
• ניטור תנאי מזג האוויר (בהיר/גשום);
• יצירת אות קול כאשר חיישן התנועה מופעל, אם פונקציית האזעקה מופעלת.

אנו נגדיר את המערכת כך שניתן יהיה לצפות בנתונים באמצעות אפליקציה מיוחדת וכן דפדפן אינטרנט, כלומר, המשתמש יכול לעשות זאת מכל מקום בו יש גישה לאינטרנט.

קיצורים בשימוש:

1. "GND" - קרקע.
2. "VCC" - אוכל.
3. "PIR" - חיישן תנועה.

רכיבים נחוצים לייצור מערכת בית חכם

מערכת הבית החכם Arduino תדרוש את הדברים הבאים:

• לוח מיקרו-מעבד Arduino;
• מודול Ethernet ENC28J60;
• שני חיישני טמפרטורה המותג DS18B20;
• מִיקרוֹפוֹן;
• חיישן גשם ושלג;
• חיישן תנועה;
• מתג קנה;
• ממסר;
• נגד עם התנגדות של 4.7 קילו אוהם;
• כבל זוג שזור;
• כבל Ethernet.

כל הרכיבים עולים בערך $90.

כדי לבנות מערכת עם הפונקציות שאנחנו צריכים, אנחנו צריכים סט מכשירים בשווי של כ-90$.

איך עובד בית חכם שכזה?

כדי ליצור בית חכם במו ידיך, תצטרך את מיומנות ה- Brownie Kuzya. באמצעותו, תוכלו לא רק לשלוט בבית חכם, אלא גם לשלב מכשירים וירטואליים ישירות לתוך Yandex.Alisa. זה אומר שאתה לא צריך כל הזמן לפתוח מיומנות רק כדי לכבות נורה. המיומנות תתקשר עם המיקרו-בקר באמצעות ווי אינטרנט.

כנס YaTalks 2020

5 בדצמבר בשעה 09:00, אונליין, חינם

אירועים וקורסים בנושא

עבור webhooks, פלטפורמת Blynk, לוח בקרה של מכשירים עבור Arduino ו-Raspberry Pi, היא נהדרת. שם תוכלו ליצור בקלות ממשק גרפי שדרכו ניתן לשלוט במכשיר באמצעות Wi-Fi (וגם באמצעות Ethernet, USB, GSM ובלוטות').

שלבי יצירה

יש לומר כי השלבים של יצירת מערכת "בית חכם" במעורבות של מומחים או במו ידיהם יהיו זהים. נכון, במקרה האחרון, הגרסה המוגמרת בכללותה תעלה פחות משמעותית מאשר אם תערב מומחים שכבר יש להם מחסור בשוק. מסיבה זו, המשכורות שלהם יהיו הולמת, מה שאומר שאם אתה לא רוצה להוציא כסף נוסף, אז אתה יכול לעשות את זה בעצמך. אז בואו נתחיל עם הרכיבים למערכת זו, אם בכל זאת תחליט ליצור אותה בעצמך.

צִיוּד

אם נדבר על תצורת המערכת, הטכנולוגיה תכלול את קבוצת הרכיבים הבאה:

• חיישן תנועה;
• חיישן טמפרטורה ולחות;
• חיישן אור;
• זוג חיישני טמפרטורה המסומנים DS18B20;
• מותג מודול Ethernet ENC28J60;
• מִיקרוֹפוֹן;
• מתג קנה;
• ממסר;
• כבל זוג שזור;
• כבל קטגוריית Ethernet;
• נגד בעל התנגדות של 4.7 קילו-אוהם;
• לוח מיקרו-מעבד Arduino.

אלגוריתם חיבור

יש לומר כי בית חכם צריך להיות מצויד אך ורק עם נורות LED, שכן אפשרויות קונבנציונליות פשוט לא יכול לעמוד במתח גבוה. כאשר הפרויקט מוכן, וכל חלקי החילוף הדרושים כבר נרכשו, כדאי להתחיל לחבר חיישנים ובקרים. זה חייב להיעשות אך ורק על פי התוכנית שנוצרה קודם לכן. המגעים חייבים להיות מבודדים לחלוטין.

בקיצור, אלגוריתם החיבור שלב אחר שלב ייראה כך:

• התקנת קוד;
• הגדרת אפליקציה למחשב או לנייד;
• העברת נמלים;
• בדיקת תוכנות וחיישנים;
• פתרון בעיות אם נמצאו במהלך הבדיקה.

אז בואו נתחיל בהתקנת הקוד.

ראשית, המשתמש צריך לכתוב את התוכנה ב-Arduino IDE. זה מציג:

• עורך טקסט;
• יוצר הפרויקט;
• תוכנית הידור;
• מעבד קדם;
• כלי להעלאת תוכנה למעבד המיני Arduino.

יש לומר כי ישנן גרסאות תוכנה למערכות ההפעלה הראשיות של המחשב - Windows, Linux, Mac OS X. אם אנחנו מדברים על שפת התכנות שבה משתמשים, אז אנחנו מדברים על C ++ עם מספר הפשטות. תוכניות שנכתבו על ידי משתמשים עבור Arduino מכונות בדרך כלל סקיצות. המערכת יוצרת מספר פונקציות באופן אוטומטי והמשתמש אינו צריך להבין את הכתיבה שלהם, ורושם רשימה של פעולות נפוצות. אין גם צורך לכלול את קבצי סוג הכותרת של ספריות רגילות. אבל אתה צריך להכניס מותאמים אישית.

אתה יכול להוסיף ספריות למנהל הפרויקט של IDE בדרכים שונות. בצורה של קודי מקור שנכתבו ב-C++, הם מתווספים לספרייה נפרדת בספריית העבודה של מעטפת ה-IDE. כעת מופיעים שמות הספריות הנדרשות בתפריט ה-IDE המוגדר. אלה שתסמן ייכללו ברשימת האוסף. יש מעט הגדרות ב-IDE, ואין דרך להגדיר את הדקויות של המהדר בכלל. זה נעשה כדי שאדם בור לא יעשה טעויות.

אם הורדת את הספרייה, עליך לפרק אותה ופשוט להכניס אותה ל-IDE. יש הערות בטקסט התוכנית שמסבירות איך זה עובד. יש לציין שכל אפליקציות Arduino עובדות על אותה טכנולוגיה: המשתמש שולח בקשה למעבד, והוא, בתורו, טוען את הקוד הרצוי על מסך המכשיר. כאשר אדם לוחץ על מקש Refresh, המיקרו-בקר שולח מידע.מכל אחד מהעמודים בעלי ייעוד מסוים מגיע קוד תוכנית שיוצג על המסך.

קבוצת הפעולות הבאה היא התקנת הלקוח על מחשב אישי או סמארטפון. אתה יכול להוריד אותו באינטרנט, ב-Google Play Market או ממקור אחר. על מנת לעשות זאת יש לפתוח את הקובץ בטלפון שהורדתם, לאחר מכן ללחוץ עליו ובחלון שיופיע ללחוץ על כפתור "התקן". במקרה זה, עליך לדעת כי לשם כך יש להפעיל את האפשרות המאפשרת לך להתקין תוכניות שאינן משירות Google Play. כדי להפעיל אפשרות זו, עליך להיכנס לקטע ההגדרות ולבחור את הפריט "אבטחה" שם. זה בדיוק איך אתה צריך להפעיל את האפשרות המתאימה. בסיום ההתקנה, ניתן יהיה להפעיל את האפליקציה ולהגדיר אותה.

איך אתה מתכנן לנהל את הבית החכם שלך

אם עסקתם בשאלה "מה יהיה אוטומטי", הנושא הלא פחות מרגש "איך לנהל את כל האוטומציה" הוא הבא בתור:

• אתה יכול לארגן פאנל מרכזי עם מסך;
• שליטה וניהול מרחוק מסמארטפון;
• שקעים ומתגים חכמים;
• בית אוטומטי לחלוטין;
• מכשירי חשמל ביתיים המסוגלים לפעול במצב אוטומטי ללא גישה לרשת;
• שילובים שונים של שיטות אלו.

כדאי לזכור שהתקציב שלך שולט גם באוטומציה. כמה פתרונות טכניים יכולים להתמודד טוב יותר עם המשימה, אבל הם די יקרים, אבל השוק המודרני מאפשר לך למצוא להם תחליף תמורת כסף מספיק.

מהו "בית חכם"

למונח הזה יש מקביל מובן יותר - "אוטומציה ביתית".המהות של פתרונות כאלה היא להבטיח ביצוע אוטומטי של תהליכים שונים המתרחשים בבית, במשרד או במתקנים מיוחדים. הדוגמה הפשוטה ביותר היא הדלקה אוטומטית של התאורה ברגע שבו אחד הדיירים נכנס לחדר.

מערכת הבית החכם Arduino היא סט ציוד לשליטה בהפעלת מכשירים שונים באמצעות טלפון נייד אנדרואיד.

בכל מערכת "בית חכם", ניתן להבחין בין המרכיבים הבאים:

חלק מגע. מדובר בסט מכשירים, שחלקו העיקרי מיוצג על ידי חיישנים שונים המאפשרים למערכת לרשום אירועים בעלי אופי שונה. דוגמאות כוללות חיישני טמפרטורה ותנועה. מכשירים אחרים של חלק המגע משמשים להעברת פקודות משתמש למערכת. אלו הם כפתורי שלט ושלטים עם מקלטים.

חלק ניהולי. מדובר במכשירים שהמערכת יכולה לשלוט בהם, ובכך להגיב לאירוע מסוים בהתאם לתרחיש המוגדר על ידי המשתמש. קודם כל מדובר בממסרים, שבאמצעותם יכול בקר הבית החכם לספק חשמל לכל מכשיר חשמלי, כלומר להדליק ולכבות אותו. לדוגמה, על ידי מחיאת כפיים בכף היד (המערכת "תשמע" זאת באמצעות מיקרופון), תוכל להגדיר את הדלקת הממסר המספק חשמל למאוורר

שימו לב: בדוגמה זו, המאוורר יכול להיות כל דבר. אבל אתה יכול גם להשתמש במכשיר ששוחרר במיוחד כדי לעבוד כחלק ממערכת מסוימת.

כך למשל, חברת ארדואינו מייצרת מנועים חשמליים למערכות שלה, בעזרתם ניתן למשל לסגור או לפתוח את החלון, ו-Xiaomi (יצרנית סינית של מערכות כאלו) מייצרת מכשירי בקרה לניקוי אוויר. מכשיר כזה נשלט במלואו על ידי המערכת, כלומר, הוא יכול לא רק להפעיל אותו, אלא גם לשנות את ההגדרות.

מעבד. יכול להיקרא גם בקר. זהו ה"מוח" של המערכת, שמתאם ומתאם את עבודת כל מרכיביה.

תוֹכנָה. זוהי ערכת הוראות שהמעבד מונחה לפיהן. במערכות של חלק מהיצרנים, כולל אלו של Arduino, המשתמש יכול לכתוב תוכנית בעצמו, באחרות נעשה שימוש בפתרונות מוכנים שבהם רק תרחישים אופייניים זמינים למשתמש.

מערכות מודרניות "בית חכם" מחולקות למספר סוגים:

1. מצויד בבקר משלו.
2. שימוש בתכונה זו במעבד של מחשב המשתמש (טאבלט, סמארטפון).
3. עיבוד מידע באמצעות שרת מרוחק בבעלות החברה המפתחת (שירות ענן).

המערכת יכולה לא רק להפעיל מכשיר מסוים, אלא גם ליידע את המשתמש על האירוע באמצעות שליחת הודעה לטלפון או בדרך אחרת. לפיכך, ניתן להקצות לו פונקציות אזעקה, לרבות מניעת שריפות.

תרחישים יכולים להיות הרבה יותר מורכבים ממה שתיארנו בדוגמאות. כך למשל, ניתן ללמד את המערכת להדליק את הדוד ולהעביר אליו את אספקת המים החמים כאשר האספקה ​​הריכוזית מנותקת, אם מזוהה נוכחות של אחד הדיירים בבית (כמו כן חיישנים אינפרא אדום, אולטרסאונד). כמו חיישני תנועה עוזרים).

בית חכם שלט רחוק

אוטומציה ביתית Arduino ו-Raspberry Pi

כפי שהוזכר לעיל, בעזרת שרת Node.js תוכלו לחבר דברים אחד לשני. זה תקף גם להדמיה של תהליכי אוטומציה ביתית באינטרנט באמצעות שירותי ענן. זוהי דרך אחת לשלוט בבית שלך דרך האינטרנט. ניתן להדליק את הדוד או תנורי חימום ידנית מראש לפני ההגעה לבית.

דרך נוספת היא קבלת נתונים ושליטה בבית ה"חכם" בפלטפורמת Arduino באמצעות הודעות SMS ו-MMS. אחרי הכל, ייתכן שהאינטרנט לא תמיד בהישג יד. ואם הכללת מכשיר כלשהו עשויה להיות לא קריטית, אז קבלת הודעה על דליפת מים עשויה להיות פשוט הכרחית. והנה, לוח האדיסון של אינטל יכול לבוא להצלה בפיתוח בית "חכם" מתפקד במלואו על פלטפורמת Arduino במו ידיכם.

ומה אנחנו מקבלים?

כפי שאתה יכול לראות, Arduino הוא לא רק לוח לפיתוח כמה התקני אוטומציה פשוטים. בפלטפורמת Arduino, אתה יכול בקלות ליצור אפילו אוטומציה של בית חכם במו ידיך. יחד עם זאת, אין צורך לשלם יותר מדי עבור מכשירים של סימנס, שהם יקרים ועולים פי 5-10 יותר מהארדואינו.

ניתן לחבר את ארדואינו למחשב ולקבל הדמיה של תהליכים על מסך צג או טאבלט. אוטומציה של בית חכם בפלטפורמת Arduino ניתנת לשליטה באמצעות האינטרנט או באמצעות הודעות SMS ו-MMS. ב- Arduino, אתה יכול ליצור מכשירים מורכבים למדי במו ידיך.

הרכבת "בית חכם": הוראות שלב אחר שלב

פיתוח קוד תוכנית

התוכנית נכתבת על ידי המשתמש במעטפת Arduino IDE, אשר שומרת קבצים בסיומת ".ino".בעת תכנות, שפת C++ משמשת בצורה פשוטה - קבצי ספרייה וכותרות רבים נערכים אוטומטית על ידי ה-IDE. על המשתמש לציין את הגדרות ההתקנה () והלולאה () בהתחלה (בביצוע לצמיתות), לציין ספריות משתמש. אפילו מתכנת מתחיל לא יתבלבל בהגדרות IDE פשוטות.

עכשיו יש הרבה תוכנות וסקיצות מוכנות לארדואינו באינטרנט, כך שתוכלו להשתמש בתוכנות מוכנות עם הסברים על עקרון הפעולה. אתה רק צריך להוריד, לפרק את הארכיון ולשלוח אותו לתיקיית IDE.

התקנת אפליקציית הלקוח בסמארטפון (עבור מערכת ההפעלה אנדרואיד)

למעקב ו שליטה בבית חכם מסמארטפון שאתה צריך:

• הורד את קובץ SmartHome.apk;
• לאפשר התקנת תוכנה בטלפון;
• להפעיל ולהגדיר את האפליקציה.

עבודה עם ראוטר

להגדרות הנתב:

• עבור להגדרות המכשיר;
• הזן את כתובת ה-IP של ה-Arduino;
• ציין את המעבר לערכת השבבים Adruino ביציאה 80.

מהו בקר בקרה

לב ליבה של מערכת זו, הבקר לא רק מנהל את כל הצרכנים והמכשירים הכלולים במערכת הבית החכם, אלא גם שולח דיווח לבעלים על מצבו של מכשיר מסוים כרגע. ניתן לתכנת אותו לבצע פעולות שונות במרווח הזמן הרצוי או לפי לוח הזמנים מאושר. כל מערכת הבית החכם יכולה לעבוד במצב לא מקוון, כלומר, ללא התערבות אנושית, התקשורת איתה מתרחשת בכמה דרכים באמצעות:

• רשת מחשבים;
• טלפון נייד;
• באמצעות משדר רדיו.

בחירת הבקר חייבת להיעשות בהתאם לארכיטקטורת מערכת הבקרה. כלומר, כל המתחם יכול להיות:

1. Centralized, אשר נשלט על ידי בקר בודד בעל ביצועים ויכולות גבוהות. מערכת ההפעלה שלה מבוססת על מחשב קטן המותקן במארז פלסטיק קטן. בהתאם לתצורה, ייתכן שיהיה לו מודול GSM מובנה הדרוש לגישה מרחוק, כמו גם מסך מגע עם ממשק לחצן. כדי להתחבר לרשת, ישנם מחברים שונים;
2. מבוזר (אזורי), מורכב ממספר מערכות בקרה, כלומר כולל מספר בקרים פשוטים יותר. כל אחד מהם מבצע פחות פונקציות ואחראי לניהול חדר ספציפי, חדר או קבוצת מכשירים והתקנים למטרה מסוימת. יש לו יחידת לוגיקה אלקטרונית בעלת הספק נמוך ללא מערכת הפעלה. הוא מוגדר למשימות ותרחישים בסיסיים, שיכולים להיות מבוססים על זמן או מצב החיישנים. לדוגמה, חיישן אור המחובר אליו נותן אות בקרה להדליק את התאורה עם רדת החשיכה. תהליך המעבר עצמו, כמובן, מתבצע באמצעות ממסר.

אילו פתרונות מציע ארדואינו?

יצרנים רבים מייצרים חיישנים והתקנים התואמים ל-Arduino, כך שמגוון הרכיבים למערכת Arduino Smart Home מרשים:

• חיישנים לניטור טמפרטורה, תאורה בשעות שונות של היום, לחות, משקעים ולחץ אטמוספרי.
• חיישני תנועה.
• חיישני חירום.
• מכשירים ושלטים אחרים.

ערכת ה-Arduino Start (עבור רוב היצרנים - StarterKit) כוללת כמה מחוונים וחיישנים.

כדי לבצע פקודות שנשלחות על ידי מערכת הבית החכם מבוסס Arduino, אתה צריך:

• ממסרים ומתגים;
• שסתומים;
• מנועים חשמליים;
• שסתומים תלת כיווניים עם כונן סרוו;
• מעמעמים.

אפשרויות תצורה בסיסיות

כל הזמן שואף לשלמות ואוטומציה, אדם ממציא יותר ויותר מנגנונים חדשים לכך. כמו כן, רצון זה מכוון להקטנת גודלם של מכשירים מבלי לאבד את התכונות הפונקציונליות שלהם.

עבור הבקר השולט על המנגנונים ולכל מערכת הבית החכם, קיימות דרישות בסיסיות:

1. אוטומטיזם;
2. שליטה עצמית;
3. שליטה מדויקת, מבלי לעשות טעויות.

אפשרויות התצורה של כל מערכת כזו תלויות בגורמים רבים, שכבר הוזכרו לעיל, להלן האפשרויות למערכות שניתן לחבר לבקר:

1. התאמה ושליטה בתאורה הן בחדר עצמו והן בשטח הסמוך, ובמקומות של מבנים אדריכליים;
2. מתקנים אקלימיים (מיזוג אוויר, אוורור, חימום);
3. סגירה וחסימה של דלתות, שערים וחלונות;
4. מערכות שמע, וטלוויזיה, קולנוע ביתי;
5. ניהול וילונות, תריסים ורולטה הגנה מפני השמש;
6. מערכת אספקת מים;
7. האכלת חיות מחמד ודגי אקווריום.

כלומר, הכל טמון ברצון הלקוח וביכולותיו החומריות.

פרויקטים של ארדואינו למתחילים

אם אתה מסתכל על כל הפרויקטים של Arduino, שמידע עליהם זמין באינטרנט, אתה יכול לחלק אותם למספר קבוצות עיקריות:

פרויקטי למידה ראשוניים שאינם מתיימרים להיות בעלי תועלת מעשית חשובה, אך עוזרים להבין היבטים שונים של הפלטפורמה.
נוריות מהבהבות - משואה, מהבהב, רמזור ועוד.
פרויקטים עם חיישנים: מהאנלוגי הפשוט ביותר ועד הדיגיטלי, תוך שימוש במגוון פרוטוקולים להחלפת נתונים.
מכשירים להקלטה והצגת מידע.
מכונות והתקנים עם כונני סרוו ומנועי צעד.
מכשירים המשתמשים במצבי תקשורת אלחוטיים שונים ו-GPS.

פרויקטים לאוטומציה ביתית - בתים חכמים ב- Arduino, כמו גם בקרות תשתית ביתיות בודדות.
מכוניות אוטונומיות שונות ורובוטים.
פרויקטים לחקר טבע ואוטומציה חקלאית
יוצא דופן ויצירתי - ככלל, פרויקטים בידוריים.

לכל אחת מהקבוצות הללו ניתן למצוא מגוון רחב של חומרים בספרים ובאתרים. במאמר זה נתחיל את ההיכרות עם תיאור הפרויקטים הפשוטים ביותר, שמומלץ להתחיל בהם למתחילים.

כיצד ליצור פרויקט Arduino

פרויקט Arduino הוא תמיד שילוב של מעגל אלקטרוני, כמה חומרה והתקנים מכניים קשורים, מערכת חשמל ותוכנה ששולטת בכל הכאוס הזה. לכן, כאשר מתחילים לעבוד, עליך להבין היטב שיצירת מכשיר לבד, תצטרך להיות מתכנת, מהנדס אלקטרוניקה ומעצב.

אם אנחנו לא מדברים על פרויקט הדרכה, אז אתה בהחלט נתקל בשלבי היישום הבאים עם המשימות הבאות:

• תמציא משהו שיהיה שימושי ו(או) מעניין לאחרים. אפילו לפרויקט הפשוט ביותר יש תועלת מסוימת - לפחות הוא עוזר ללמוד טכנולוגיות חדשות.
• הרכיבו את המעגל, חברו את המודולים זה לזה ולבקר.
• כתבו סקיצה (תוכנית) בסביבה מיוחדת והעלו אותה לבקר.
• בדוק איך הכל עובד ביחד ותקן באגים.
• לאחר הבדיקה, היכונו ליצירת מכשיר מוגמר. זה אומר שאתה צריך להרכיב את המכשיר באיזה מקרה שמיש, לספק מערכת אספקת חשמל, תקשורת עם הסביבה.
• אם אתם מתכוונים להפיץ את המכשירים שיצרתם, תצטרכו להתמודד גם עם העיצוב, מערכת התחבורה, לחשוב על בטיחות השימוש של משתמשים לא מאומנים ולהכשיר את אותם משתמשים.
• אם המכשיר שלך עובד, הוא נבדק ויש לו כמה יתרונות על פני פתרונות אחרים, אז אתה יכול לנסות להפוך את הפרויקט ההנדסי שלך לפרויקט עסקי, לנסות למשוך השקעות.

כל אחד מהשלבים הללו של יצירת פרויקט ראוי למאמר נפרד.

אבל אנחנו נתמקד שלבי הרכבה של מעגלים אלקטרוניים (יסודות האלקטרוניקה) ותכנות בקרים

מעגלים אלקטרונים

מעגלים אלקטרוניים מורכבים בדרך כלל באמצעות לוחות אב-טיפוס המחזיקים את הרכיבים יחד ללא הלחמה או פיתול. אתה יכול לגלות איך המודולים ודיאגרמות החיבור פועלות באתר שלנו. בדרך כלל, תיאור הפרויקט מציין כיצד להרכיב את החלקים. אבל עבור רוב המודולים הפופולריים, יש כבר עשרות תוכניות ודוגמאות מוכנות באינטרנט.

תִכנוּת

סקיצות נוצרות ומהבהבות בתוכנית מיוחדת - סביבת תכנות. הגרסה הפופולרית ביותר של סביבה כזו היא Arduino IDE. באתר שלנו תוכל למצוא מידע כיצד להוריד, להתקין ולהגדיר תוכנית זו.

צוות חשיבה של מערכת "בית חכם".

למעשה, למערכות אלו יש את כל הציוד הדרוש ובעזרת בקרים טכניים מעובד המידע המתקבל מהן ובזכותו ניתן לנהל כל תהליך בנפרד. בשיעורים שלנו, ניקח כבסיס את Arduino, Wemos, Raspberry ומיקרו-בקרים אחרים הזמינים לרכישה במחירים נמוכים.

אלמנטי כוח מיוחדים מאפשרים להשתמש באספקת חשמל רציפה, ובעת שימוש באלמנטים מיוחדים מתבצעת ההפעלה והוויסות של פעולת מכשירי חשמל ביתיים בשליטה של ​​המערכת.

הנוכחות במערכת של ציוד עם שלט רחוק מאפשרת לבצע בקרה כללית על כל המכשירים הנשלטים על ידי המערכת. הם מגיעים בצורה של מודולים נייחים או ניידים. המודול הנייד מעשי יותר, מכיוון שהוא מאפשר שליטה מרחוק באמצעות כל מכשיר אלקטרוני, כגון טלפון או מחשב נייד.

יחד עם זאת, הבעלים יכול לשלוט בכל תהליך המתרחש בחדר, במרחק מהבית בו מותקנת מערכת זו ישירות. הודות לפונקציה זו, הבעלים יכול להגדיר כל תוכנית פעולה לבית החכם לאורך זמן, וכתוצאה מכך קל לשלוט בתהליכים השוטפים. זה עשוי לכלול הן מיזוג אוויר של המקום והן התאורה האוטומטית שלו במרווח זמן מסוים, ופונקציות אוטומטיות דומות אחרות, לרבות מערכת אבטחה.

העברת נתונים מארדואינו

ראשית, נגרום לארדואינו שלנו לשלוח נתונים לאתר נפרד שיציג את הנתונים שהתקבלו מחיישני הארדואינו.בשביל זה, האתר של האינטרנט של הדברים - dweet.io מושלם.

אתר זה יכול להציג גרף של טמפרטורה, אור, לחות, כל דבר שמשתנה עם הזמן.

בואו ננסה להעביר אליו נתונים על שינויים בטמפרטורת החדר שלנו.

אתה יכול לעשות בלי ליצור מפתח משלך, ובקוד (שם צריך להכניס את המפתח), אתה יכול לכתוב כל מה שאתה אוהב והאתר עדיין יציג גרף של שינויים בנתונים שנשלחו לאורך זמן. אבל כדי ליצור רשת של מכשירים מקוונים בעתיד, תצטרך לקחת את האתר הזה ברצינות רבה יותר.

בעמוד הראשי תוכלו לראות את האפשרויות האפשריות לעבודה של אתר זה

צור גם את החשבון ואת רשת המפתח שלך עבור מכשירים שונים כדי שלא תצטרך לדאוג לגבי אבטחת מידע ותוכל לגלות מה קורה בבית שלך מכל מכשיר.

מותגים נפוצים של בקרים

איכות ביצוע הפקודה והפונקציונליות של כל מערכת בית חכם תלויה ישירות בבקר וביצרן שלו.

טלה

בקר בית חכם זה 100 PLC הוא הפתרון הבסיסי. תכונה שלו היא השימוש בפרוטוקול Modbus. הוא זה שמארגן את חילופי המידע בין ערוצי תקשורת. הבקר "טלה" מיועד לשימוש ויצירה של מערכות אוטומטיות לבנייני מגורים וקוטג'ים ללא יותר משתי קומות, תאורת רחוב, חימום רצפתי והתקני אזעקה. הבקר הלוגי מחובר ללוח ההפעלה ולהתקן הקלט/פלט באמצעות ממשק RS-485. התכנות מתבצע על ידי הבעלים עצמו, אלא אם כן, כמובן, יש לו רצון כזה.התפריט מורכב משישה בלוקי בקרה אינפורמטיביים, שכל אחד מהם אחראי על קטע מסוים. ישנה פונקציה של שליחת SMS באמצעות אלמנט של בקר GSM. הודעה מתרחשת במקרה של מצבי חירום עם אספקת חשמל או תקלה במעגלי האספקה ​​של מרכיבי מפתח בודדים של מערכת "הבית החכם".

VeraEdge

הדגם של משפחת Vera בולט בפער גדול של אמון המשתמש, בשל השימוש בציוד שלהם בענף זה במשך שנים רבות. היתרונות העיקריים של דגם זה הם:

• ביצועים גבוהים;
• ארגונומיה;
• צְפִיפוּת;
• מהימנות.

המפתחים השתמשו כאן בפלטפורמה חדשה שנותנת מחווני ביצועים גבוהים הנקראים SoC, התדר שלה הוא 600 מגה-הרץ, ו-RAM מוגדל ל-128 מגה-בייט. החידוש העיקרי מיושם בשבב Z-Wave Plus, שהוא הדור החמישי של המיקרו-מעגלים הללו. המשתמש יכול לשלוט ולנהל בו זמנית את המנגנונים, שמספרם גדל ל-200 מכשירים. בקר VeraEdge מצויד במודול תקשורת Wi-Fi. אחד החסרונות שעדיין קיימים בכל מערכת יכול להיחשב היעדר יחידת אל פסק משולבת, אותה ניתן לרכוש ולהתקין בנוסף.

ארדואינו

בקר הארדואינו מציע פתרון די יוצא דופן, אך הגיוני למדי לשליטה בבית חכם. כמה בעלי מלאכה מתחברים ומתקנים בקלות במו ידיהם, זה אפשרי בגלל קלות העבודה עם זה. לבקר הלוגי יש ממדים קטנים מאוד. וגם בערכה יש חיישנים, חיישנים, כמו גם כל מיני מחוונים. המפתחים כמעט והצליחו להביא את האופטימיזציה של המכשיר לשלמות.לכל החיישנים יש חיבור אלחוטי ומתאפיינים במינימום טעויות בפעולה ולשליטה יש בלוקים בעלי מראה יוצא דופן, עם דף אינטרנט נוח וייחודי. זה זמין גם כאפליקציה לנייד.

סימנס

מערכות אלו באיכות גרמנית משמשות לא רק לאוטומציה של מערכות בחיי היומיום, אלא גם בייצור, בתעשייה. הבקר של חברה זו מתבטא בקו LOGO המעורב ביצירת "בית חכם". זהו הדגם המסורתי הדו-רכיבי. אחת מהן עשויה בצורת מקלדת עם תצוגה והיא מערכת קלט-פלט, והשנייה מאפשרת לבצע מניפולציות ולהתחבר לבקר באמצעות ממשק קווי נוח ואמין. החברה מציעה גם פיתוח עצמאי של מצבי הפעלה מסוימים, עבורם מצורפת תוכנית Soft Comfort מיוחדת. כאשר LOGO משמש כבקר מרכזי, ניתן להשתמש בו ליצירת אלגוריתמים שלמים לתפעול מעגלים. היכרות ושינויים חדשים כל הזמן משפרים את הביצועים של מכשיר זה.

מה תרצה

הרצון הגדול ביותר של כל גנן הוא להשיג את התשואה המקסימלית עם מינימום הוצאה של עבודה. אחד הפתרונות לבעיה זו הוא חממות. אבל גם במקרה זה, אני רוצה שהמיטות יהיו מושקות, מוארות ומחממות בעת הצורך. וכמובן, מערכת אוורור אוטומטית אורגנה כדי למזער את המאמץ לפתוח ולסגור את החלונות.

ניטור וכוונון

כמובן שקודם כל נדרשת מערכת ניהול לכל הכלכלה המאוד אינטליגנטית הזו. בנוסף, רצוי לקבל מידע על המצב הנוכחי ישירות או במחשב ביתי או בסמארטפון.לצורך כך ישמש הבקר לחממה בארדואינו.

לִשְׁלוֹט

בהתאם לרצונות, יש צורך לארגן בקרה אוטומטית של חימום הרצפה (כבסיס לחימום נטיעות), פתיחת פתחי אוורור והרטבת האדמה. מערכת בקרת תאורה שמאירה אותו אם חשוך בחוץ תהיה טובה.

מה זה ארדואינו

Arduino הוא לוח אלקטרוני פתוח וקטן עם מעבד ותוכנה נוחים לשימוש. הפלטפורמה קוראת מידע נכנס, ולאחר מכן, על פי אלגוריתם שהוזן בעבר, מעצבת מחדש פקודות למכשירים שונים המופעלים על ידי חשמל. לשם כך, נעשה שימוש בשפת התכנות Arduino ובתוכנת Arduino (IDE) המבוססת על פרויקט Processing.

קוד המקור הפתוח של הלוח מאפשר שימוש ברכיבים מיצרנים שונים. כדי לעצב מערכת בית חכם ב- Arduino, קל לבחור מכשירים עבור בקשות המשתמש

אנשים עם ידע מינימלי בתכנות ובחשמל צריכים לשים לב למערכת הזו.

עקרון הפעולה

רבים מאיתנו שמעו על מערכות אוטומציה, אך מעטים מבינים נכון את פעולתם של חיישנים ובקרים רבים כל כך. מכשירים כאלה, בתנאי שהם מתוכננים כראוי, יכולים לשלוט על פעולת כל המכשירים בבית, אבטחה, שירותים וכו'. יתרה מכך, בכל מקרה, הפונקציונליות של מערכת תומכת חיים כזו תשתנה באופן משמעותי בהתאם לדרישות הספציפיות של בעל הבית.

אם עד לא מזמן, למערכות כאלה הייתה עלות גבוהה, מה שהוסבר במורכבות הטכנולוגיה ובצורך להשתמש במיקרו-מעבדים מיוחדים ותוכנות בקרה, כיום, בפלטפורמת Arduino, ניתן ליישם בקלות מערכות תומכות חיים פשוטות כאלה בעלי פונקציונליות מתקדמת.

רכיבי פלטפורמה

בית חכם סטנדרטי כולל את הרכיבים הבאים:

1. חלק החיישן, הכולל חיישנים שונים שיכולים להגיב לטמפרטורה, לחות, תנועה או אירועים שונים אחרים.
2. החלק המנהלי, כלומר, מכשירים שהמשתמשים או המערכת עצמה יכולים לשלוט בהם על ידי שליחת פקודות מתאימות כדי להפעיל או לכבות אותם. חלק ניהולי זה כולל ממסרים שונים, מנועים חשמליים, מכשירי בקרת מנקה אוויר וכן הלאה.
3. המיקרו-מעבד הוא ה"מוח", שמתאם ומתאם את העבודה של כל הרכיבים.

התוכנה היא סט של הוראות ויישומים פשוטים שבעזרתם המשתמש יכול להגדיר את התוכנה בעצמו או להוריד קביעות מוכנות וסקריפטים מוכנים.

פרויקט למערכת לאזורים שונים בדירה

לפני שמתחילים להרכיב מערכת אלקטרונית, כדאי לתכנן תוכנית לפרויקט בית חכם ב- Arduino. לדוגמה, בואו ניקח בית קטן וננסה לערוך תוכנית להפעלת "מתחם חכם". אז, אנחנו צריכים להבטיח את התפקוד החכם של מכשירים שונים באזורים שונים.

• יש לספק את הכניסה לשטח הסמוך עם הדלקה אוטומטית של תאורה בחושך, כאשר הבעלים מתקרבים לבית, גם ביציאה מהבית, כאשר הדלת נפתחת.תצטרך: חיישן תנועה וחיישן פתיחת דלת.
• מבואת הדירה - כאשר נעים לאורך העובר האורח, התאורה אמורה להידלק אוטומטית. דרוש: חיישן תנועה.
• חדר רחצה. הפעלה אוטומטית של דוד החשמל כאשר הבעלים מגיעים הביתה. מכסה המנוע והתאורה בחדר האמבטיה נדלקים עם פתיחת הדלת. נדרש: חיישן זז
  ia ופתיחת הדלת.
• מִטְבָּח. התאורה נדלקת עם כניסת הדייר לחדר.
• כאשר אתה מפעיל את הכיריים, המחלץ אמור להתחיל באותו זמן. תצטרך ממסר להתקנה על חיווט החשמל של הכיריים החשמליות וחיישן נוכחות.
• סלונים. הדלקה אוטומטית של אור, בקרת טמפרטורה על ידי קונווקטורים חשמליים בחורף ומזגנים בקיץ. תזדקק לגלאי נוכחות, חיישן טמפרטורה ואור.