Chytrá domácnost založená na ovladačích Arduino: návrh a organizace řízeného prostoru

Tvorba projektu na Arduinu

Proces vytváření a konfigurace chytrého domu Arduino bude ukázán na příkladu systému s následujícími funkcemi.

• sledování venkovní a vnitřní teploty;
• sledování stavu okna (otevřené/zavřené);
• sledování povětrnostních podmínek (jasno/dešť);
• generování zvukového alarmu při aktivaci snímače pohybu, pokud je aktivována funkce alarmu.

Systém bude nastaven tak, aby bylo možné údaje prohlížet prostřednictvím speciální aplikace i webového prohlížeče, což znamená, že uživatel může prohlížet údaje odkudkoli, kde má přístup k internetu.

Použité zkratky:

1. "GND" - zem.
2. "VCC" - napájení.
3. "PIR" - snímač pohybu.

Komponenty potřebné k vytvoření systému inteligentní domácnosti

Systém chytré domácnosti Arduino bude vyžadovat následující:

• Deska mikroprocesoru Arduino;
• Ethernetový modul ENC28J60;
• Dva teplotní senzory DS18B20;
• mikrofon;
• dešťový a sněhový senzor;
• snímač pohybu;
• jazýčkový spínač;
• štafetu;
• Rezistor 4,7 kΩ;
• kroucená dvojlinka;
• Ethernetový kabel.

Všechny komponenty stojí přibližně 90 dolarů.

Abychom mohli vytvořit systém s potřebnými funkcemi, budeme potřebovat sadu zařízení za přibližně 90 dolarů.

Jak taková chytrá domácnost funguje?

K vytvoření chytré domácnosti vlastníma rukama budete potřebovat dovednost House Keeper Kuzya. Můžete ji používat nejen k ovládání chytré domácnosti, ale můžete také integrovat virtuální zařízení přímo do aplikace Yandex.Alice. To znamená, že nebudete muset neustále otevírat dovednost jen proto, abyste vypnuli žárovku. Dovednost bude komunikovat s mikrokontrolérem prostřednictvím webových háčků.

Konference YaTalks 2020

5. prosince v 09:00, Online, Zdarma

Akce a kurzy v.

Pro webhooky je skvělá platforma Blynk, ovládací panel pro zařízení Arduino a Raspberry Pi. V něm si můžete snadno vytvořit grafické rozhraní, pomocí kterého můžete zařízení ovládat přes Wi-Fi (a také přes Ethernet, USB, GSM a Bluetooth).

Fáze tvorby

Je třeba říci, že fáze vytváření systému inteligentní domácnosti, ať už využíváte odborníka nebo vlastní ruce, jsou stejné. Je pravda, že v druhém případě bude hotová verze zpravidla stát podstatně méně, než kdybyste si najali odborníky, kterých je na trhu již nedostatek. Z tohoto důvodu budou jejich platy přiměřené, což znamená, že pokud nechcete utrácet další peníze, můžete to udělat sami. Začněme tedy příslušenstvím pro tento systém, pokud jste se rozhodli postavit si jej sami.

Kompletní sada

Pokud hovoříme o vybavení systému, technologie bude zahrnovat následující soubor komponent:

• snímač pohybu;
• čidlo teploty a vlhkosti;
• světelný senzor;
• Dvojice teplotních čidel označených DS18B20;
• Ethernetový modul s označením ENC28J60;
• mikrofon;
• jazýčkový spínač;
• štafetu;
• Kroucená dvojlinka;
• Ethernetový kabel;
• Rezistor s odporem 4,7 kilohmů;
• Mikroprocesorová deska Arduino.

Algoritmus připojení

Je třeba říci, že chytrý dům by měl být vybaven pouze světly LED, protože běžné možnosti prostě nemohou odolat vysokému napětí. Až bude projekt hotový a budou zakoupeny všechny potřebné díly, měli byste začít připojovat snímače a řídicí jednotky. To by se mělo provádět pouze podle dříve vytvořeného schématu. Kontakty musí být plně izolované.

Stručně řečeno, algoritmus postupného připojování vypadá následovně:

• instalace kódu;
• Konfigurace PC nebo mobilní aplikace;
• přesměrování portů;
• testování softwaru a senzorů;
• Odstraňování problémů, pokud byly zjištěny během testování.

Začněme tedy instalací kódu.

Nejprve by měl uživatel napsat software v prostředí Arduino IDE. Obsahuje:

• textový editor;
• tvůrce projektu;
• kompilační program;
• preprocesor;
• Nástroj pro nahrávání softwaru do miniprocesoru Arduino.

Je třeba říci, že existují verze softwaru pro hlavní počítačové operační systémy - Windows, Linux, Mac OS X. Co se týče použitého programovacího jazyka, je to C++ s řadou zjednodušení. Programy napsané uživateli pro Arduino se obvykle nazývají náčrty. Řada funkcí je vytvořena automaticky systémem a uživatel nemusí rozumět tomu, jak je zapsat předepsaným seznamem běžných akcí. Není také nutné vkládat soubory hlavičkového typu běžných knihoven. Je však třeba vložit vlastní knihovny.

Knihovny lze do správce IDE projektu přidávat různými způsoby. Ve formě zdrojových souborů C++ je lze přidat do samostatného adresáře v pracovním adresáři prostředí IDE. Nyní se názvy požadovaných knihoven zobrazují ve specifickém menu IDE. Ty, které zaškrtnete, budou zařazeny do seznamu pro sestavení. V IDE je jen málo nastavení a není možné vůbec nastavit jemnosti překladače. To má zabránit tomu, aby se nezasvěcení lidé dopustili chyb.

Pokud jste knihovnu stáhli, rozbalte ji a jednoduše ji vložte do IDE. V textu programu jsou komentáře, které vysvětlují, jak to funguje. Je třeba poznamenat, že všechny aplikace Arduino fungují na stejné technologii: uživatel odešle požadavek procesoru a ten následně načte požadovaný kód na obrazovku zařízení. Když osoba stiskne klávesu Refresh, mikrokontrolér odešle zpět informace. Z každé ze stránek se specifickým označením vychází programovací kód, který se zobrazí na obrazovce.

Dalším krokem je instalace klienta do počítače nebo chytrého telefonu. Lze ji stáhnout online, z Google Play Market nebo z jiného zdroje. Chcete-li to provést, otevřete stažený soubor v telefonu, klikněte na něj a v zobrazeném okně klikněte na možnost "Instalovat". Měli byste si však uvědomit, že aby tato možnost fungovala, musí být aktivována možnost umožňující instalaci aplikací, které nepocházejí ze služby Google Play. Chcete-li tuto možnost povolit, musíte vstoupit do sekce nastavení a vybrat položku "Zabezpečení". Takto je třeba aktivovat příslušnou možnost. Po dokončení instalace můžete aplikaci aktivovat a nakonfigurovat.

Jak plánujete spravovat svou chytrou domácnost

Jakmile vyřešíte otázku "co bude automatizováno", přichází na řadu neméně vzrušující téma "jak celou automatizaci řídit":

• Centrální panel můžete uspořádat pomocí obrazovky;
• Vzdálené sledování a ovládání pomocí chytrého telefonu;
• Chytré zásuvky a vypínače;
• Plně automatická domácnost;
• Domácí spotřebiče schopné pracovat v automatickém režimu bez přístupu k elektrické síti;
• Různé kombinace těchto metod.

Je třeba mít na paměti, že automatizace se řídí také vaším rozpočtem. Některá technická řešení mohou odvést lepší práci, ale jsou poměrně drahá, ale moderní trh umožňuje jejich náhradu za poměrně adekvátní peníze.

Co je to "chytrý dům"

Tento termín má srozumitelnější obdobu - "domácí automatizace". Podstata těchto řešení spočívá v automatickém provádění různých procesů probíhajících v domácnosti, kanceláři nebo na specializovaných objektech. Nejjednodušším příkladem je automatické rozsvícení světel při vstupu obyvatele do místnosti.

Systém Arduino pro chytrou domácnost je sada zařízení pro ovládání provozu různých zařízení pomocí mobilního telefonu se systémem Android.

V každém systému "chytrého domu" je možné přidělit následující komponenty:

Senzorová část. Jedná se o soubor zařízení, jehož základní část představují nejrůznější senzory umožňující systému registrovat události různého charakteru. Příkladem jsou snímače teploty a pohybu. Další senzory slouží k odesílání příkazů do systému uživateli. Jedná se o tlačítka a panely dálkového ovládání s přijímači.

Výkonná část. Jsou to zařízení, která mohou být řízena systémem, a reagují tak na určitou událost podle scénáře definovaného uživatelem. Především se jedná o relé, pomocí kterých může řídicí jednotka inteligentní domácnosti napájet jakékoli elektrické zařízení, tj. zapínat a vypínat je. Například tlesknutí ruky (které systém "uslyší" prostřednictvím mikrofonu) může být použito k zapnutí relé, které napájí ventilátor.

Poznámka: v tomto příkladu může být ventilátor libovolný. Můžete také použít zařízení vyrobené speciálně pro práci s určitým systémem.

Například společnost Arduino vyrábí pro své systémy elektromotory, které lze použít například k zavření nebo otevření okenního křídla, a Xiaomi (čínský výrobce takových systémů) vyrábí zařízení pro ovládání čističky vzduchu. Takové zařízení je plně ovládáno systémem, tj. může jej nejen zapnout, ale také měnit nastavení.

Procesor. Může se také nazývat kontrolér. Je to "mozek" systému, který koordinuje a harmonizuje činnost všech jeho složek.

Software. Jedná se o sadu instrukcí, kterými se procesor řídí. Systémy některých výrobců, včetně Arduina, umožňují uživateli napsat si vlastní software, zatímco jiní používají hotová řešení, v nichž má uživatel k dispozici pouze typické scénáře.

Moderní systémy chytré domácnosti se dělí na několik druhů:

1. Ti, kteří jsou vybaveni vlastním ovladačem.
2. Použití procesoru uživatelského počítače (tabletu, chytrého telefonu).
3. Zpracovávají informace pomocí vzdáleného serveru patřícího společnosti, která je vyvinula (cloudová služba).

Systém může nejen aktivovat zařízení, ale také informovat uživatele o události zasláním zprávy na telefon nebo jiným způsobem. Takto jej lze použít jako poplašný systém, včetně požárních hlásičů.

Scénáře mohou být mnohem složitější než ty, které jsou popsány v příkladech. Systém můžete například naučit, aby při odpojení centrálního přívodu zapnul kotel a převedl do něj přívod teplé vody, pokud zjistí přítomnost osoby v domě (pomáhají infračervené a ultrazvukové senzory a detektory pohybu).

Dálkové ovládání chytré domácnosti

Domácí automatizace Arduino a Raspberry Pi

Jak bylo uvedeno výše, pomocí serveru Node.js můžete věci propojit. To platí i pro vizualizaci procesů domácí automatizace online prostřednictvím cloudových služeb. Jedná se o jeden ze způsobů ovládání domácnosti přes internet. Před příjezdem do domu můžete kotel nebo topné jednotky zapnout ručně.

Dalším způsobem je přijímání dat a ovládání chytré domácnosti na platformě Arduino prostřednictvím zpráv SMS a MMS. Koneckonců nemusí být vždy možné mít internet po ruce. Zatímco zapnutí spotřebiče nemusí být rozhodující, získání zprávy o úniku vody může být zásadní. A zde vám deska Edison od společnosti Intel pomůže navrhnout plně funkční inteligentní domácnost na bázi Arduina vlastníma rukama.

A co dostaneme?

Jak vidíte, Arduino není jen deska pro vývoj jednoduchých automatizačních zařízení. Pomocí platformy Arduino si můžete snadno vytvořit vlastní systém domácí automatizace. Není třeba platit příliš mnoho peněz za zařízení Simens, které je 5-10krát dražší než Arduino.

Arduino lze připojit k počítači a vizualizovat procesy na obrazovce monitoru nebo tabletu. Inteligentní domácí automatizaci založenou na Arduinu lze ovládat přes internet nebo prostřednictvím zpráv SMS a MMS. Arduino lze použít k sestavení poměrně složitých zařízení vlastníma rukama.

Sestavení chytré domácnosti: návod krok za krokem

Vývoj programového kódu

Program píše uživatel v prostředí Arduino IDE, které ukládá soubory s příponou ".ino". Použitým programovacím jazykem je C++ ve zjednodušené podobě - mnoho knihovních souborů a hlaviček je vytvořeno automaticky prostředím IDE. Uživatel musí předepsat nastavení setup() a loop() při spuštění (provádí se průběžně) a zadat uživatelské knihovny. Jednoduché nastavení IDE nezmate ani začínajícího programátora.

Na internetu je nyní k dispozici mnoho hotových programů a náčrtů pro Arduino, takže je možné použít hotový software s vysvětlením principu práce. Stačí stáhnout, rozbalit archiv a odeslat jej do složky IDE.

Instalace klientské aplikace do smartphonu (pro Android)

Sledovat a Chytrá domácnost ze smartphonu, který potřebujete

• stáhnout soubor SmartHome.apk;
• Povolte instalaci softwaru do telefonu;
• Aktivace a konfigurace aplikace.

Práce se směrovačem

Nastavení směrovače

• přejděte do nastavení zařízení;
• zadejte IP adresu Arduina;
• Zadejte přepínač na čipovou sadu Arduino na portu 80.

Jaký je ovladač pro řízení

Srdcem tohoto systému je řídicí jednotka, která nejen ovládá všechny spotřebiče a zařízení v inteligentní domácnosti, ale také odesílá hostiteli zprávy o aktuálním stavu spotřebiče. Lze jej naprogramovat tak, aby prováděl různé činnosti v požadovaném časovém intervalu nebo podle schváleného plánu zapnutí. Celý systém inteligentního domu může pracovat v nezávislém režimu, tedy bez účasti člověka, komunikace s ním probíhá několika způsoby prostřednictvím:

• Počítačová síť;
• Mobilní telefon;
• Rádiovým vysílačem.

Volbu regulátoru je třeba provést v závislosti na architektuře řídicího systému. To znamená, že celý systém může být:

1. Centralizovaný, který je řízen jedinou řídicí jednotkou s vysokým výkonem a schopnostmi. Má vlastní operační systém založený na malém počítači umístěném v malém plastovém krytu. V závislosti na konfiguraci může obsahovat modul GSM pro vzdálený přístup a dotykový displej s tlačítkovým rozhraním. Pro připojení k síti jsou k dispozici všechny druhy konektorů;
2. Decentralizovaný (regionální), který se skládá z několika řídicích systémů, tj. několika jednodušších regulátorů. Každý z nich má méně funkcí a je zodpovědný za ovládání určité místnosti, pokoje nebo skupiny zařízení určitého účelu. Je vybaven elektronickou logickou jednotkou s nízkým výkonem a bez operačního systému. Je nakonfigurován pro základní úlohy a scénáře, které mohou být založeny na čase nebo stavu senzoru. Například světelný senzor, který je k němu připojen, dává řídicí signál k zapnutí světel, když se setmí. Samotný proces zapnutí se samozřejmě provádí pomocí relé.

Jaká řešení nabízí Arduino

Senzory a zařízení kompatibilní s Arduinem pochází od mnoha výrobců, takže zde najdete širokou škálu příslušenství pro chytrý dům Arduino:

• Senzory pro sledování teploty, světla v různých denních dobách, vlhkosti, srážek a atmosférického tlaku.
• Senzory reagující na pohyb.
• Nouzové senzory.
• Ostatní zařízení a konzole.

Startovací sada Arduino (StarterKit od většiny výrobců) obsahuje některé indikátory a senzory.

K provádění příkazů odesílaných systémem Smart Home založeným na Arduinu potřebujete:

• relé a spínače;
• ventily;
• elektromotory;
• Třícestné ventily se servopohonem;
• stmívače.

Základní možnosti konfigurace

V neustálé snaze o dokonalost a automatizaci lidé neustále vymýšlejí nové mechanismy, jak toho dosáhnout. Jejím cílem je také zmenšit velikost zařízení, aniž by došlo ke ztrátě jejich funkčnosti.

Na řídicí mechanismy a celý systém inteligentního domu jsou kladeny hlavní požadavky:

1. automatismus;
2. sebeovládání;
3. ovládání bez chyb.

Varianty konfigurace každého takového systému závisí na mnoha faktorech, které již byly zmíněny výše, zde jsou uvedeny varianty systémů, které mohou být připojeny k regulátoru:

1. Regulace a řízení osvětlení v interiéru i exteriéru a v architektonických stavbách;
2. Klimatická zařízení (klimatizace, větrání, vytápění);
3. Zavírání a zamykání dveří, vrat a oken;
4. Audio systémy a TV, domácí kino;
5. Ovládání závěsů, žaluzií a rolet;
6. Systém zásobování vodou;
7. Krmení domácích zvířat a akvarijních ryb.

Jinými slovy, vše záleží na přání zákazníka a jeho finančních možnostech.

Projekty Arduino pro začátečníky

Pokud se podíváme na všechny projekty Arduino dostupné na internetu, můžeme je rozdělit do několika hlavních skupin:

Výukové projekty pro začátečníky, které nejsou určeny pro větší praktické využití, ale pomáhají pochopit různé aspekty platformy.
Blikající LED diody - maják, blinkr, semafor a další.
Projekty se senzory: od nejjednodušších analogových až po digitální s využitím různých protokolů pro výměnu dat.
Zařízení pro záznam a zobrazení dat.
Stroje a zařízení se servomotory a krokovými motory.
Zařízení využívající různé typy bezdrátové komunikace a GPS.

Projekty pro domácí automatizaci - chytré domy na Arduinu i individuální ovládání domácí infrastruktury.
Různé autonomní stroje a roboti.
Projekty pro průzkum přírody a automatizaci zemědělství
Neobvyklé a kreativní - obvykle zábavné projekty.

Pro každou z těchto skupin najdete v knihách a na internetových stránkách širokou škálu materiálů. V tomto článku začneme popisem nejjednodušších projektů, které se doporučují začátečníkům.

Jak vytvořit projekt Arduino

Projekt Arduino je vždy kombinací elektronického obvodu, některých propojených hardwarových a mechanických zařízení, napájecího systému a softwaru, který celý tento chaos řídí. Když začínáte, měli byste si pevně uvědomit, že při samotné konstrukci zařízení se budete muset stát programátorem, elektronikem i konstruktérem.

Pokud se nejedná o výukový projekt, určitě se setkáte s dalšími fázemi implementace s úkoly, jako jsou tyto:

• Vymyslete něco, co bude užitečné a/nebo zajímavé pro ostatní. I ten nejjednodušší projekt je nějakým způsobem užitečný - přinejmenším vám pomůže naučit se nové technologie.
• Sestavte obvod, připojte moduly k sobě navzájem a k řídicí jednotce.
• Napište skicu (program) ve speciálním prostředí a nahrajte ji do řídicí jednotky.
• Zkontrolujte, jak vše funguje dohromady, a opravte chyby.
• Po testování se připravte na sestavení hotového zařízení. To znamená, že je třeba sestavit zařízení do nějakého použitelného pouzdra, zajistit systém napájení a komunikaci s okolím.
• Pokud se chystáte distribuovat zařízení, která jste vytvořili, budete se muset zabývat také designem, systémem přepravy, bezpečností používání neškolenými uživateli a školením těchto uživatelů.
• Pokud vaše zařízení funguje, bylo otestováno a má určité výhody oproti jiným řešením, můžete se pokusit z vašeho inženýrského projektu udělat podnikatelský projekt a pokusit se získat investice.

Každá z těchto fází tvorby projektu si zaslouží samostatný článek.

Zaměříme se však na fáze sestavování elektronických obvodů (základy elektroniky) a programování řídicích jednotek

Elektronické obvody

Elektronické obvody se obvykle sestavují pomocí desek, které spojují prvky dohromady bez nutnosti pájení nebo spojování. Jak moduly a schémata zapojení fungují, najdete na našich webových stránkách. V popisu projektu je obvykle uvedeno, jak mají být díly sestaveny. Pro většinu populárních modulů však již existují desítky hotových schémat a příkladů na internetu.

Programování

Vytváření a flashování skic se provádí pomocí speciálního programu - programovacího prostředí. Nejoblíbenější verzí tohoto prostředí je Arduino IDE. Na našich webových stránkách najdete informace o tom, jak tento software stáhnout, nainstalovat a nakonfigurovat.

Mozkové centrum systému inteligentní domácnosti

Ve skutečnosti jsou tyto systémy vybaveny veškerým potřebným zařízením a technické řídicí jednotky slouží ke zpracování informací, které z nich přicházejí, aby bylo možné řídit každý proces zvlášť. V našich lekcích budeme používat Arduino, Wemos, Raspberry a další mikrokontroléry, které jsou k dispozici za nízkou cenu.

Specializované napájecí prvky umožňují využívat nepřetržitou dodávku elektrické energie, zatímco použití speciálních prvků umožňuje řídit a regulovat provoz domácích spotřebičů pod kontrolou systému.

Přítomnost dálkově ovládaných zařízení v systému umožňuje převzít celkovou kontrolu nad všemi spotřebiči, které jsou systémem ovládány. Jsou k dispozici jako pevné nebo přenosné jednotky. Přenosný modul je praktičtější, protože umožňuje dálkové ovládání pomocí jakéhokoli elektronického zařízení, například telefonu nebo notebooku.

Zároveň může majitel ovládat jakýkoli proces, který probíhá v místnosti, a to i ve vzdálenosti od obydlí, kde je systém nainstalován. Díky této funkci může majitel nastavit chytré domácnosti libovolný program činností na dlouhou dobu a následně jednoduše kontrolovat prováděné procesy. Může se jednat o klimatizaci místnosti, automatické osvětlení v určitém intervalu a další podobné automatické funkce, včetně bezpečnostního systému.

Přenos dat z Arduina

Nejprve zajistíme, aby naše arduino přenášelo data na samostatnou stránku, která bude zobrazovat data přijatá ze senzorů arduina. Webová stránka pro internet věcí - dweet.io - je pro to ideální.

Na této stránce lze zobrazit graf změn teploty, světla, vlhkosti, zkrátka všeho, co se mění v čase.

Zkusme do něj poslat změnu teploty v naší místnosti.

Můžete se obejít bez vytvoření vlastního klíče a do kódu (kam je třeba klíč vložit) můžete napsat cokoli a stránka vám přesto zobrazí graf změny odeslaných dat v čase. Chcete-li však v budoucnu vytvořit síť online zařízení, budete muset tuto stránku brát vážněji.

Na domovské stránce se můžete podívat, jak stránky fungují.

Vytvořte si také účet a síť klíčů pro různá zařízení, abyste se nemuseli starat o zabezpečení dat a mohli z jakéhokoli zařízení zjistit, co se u vás doma děje.

Běžné značky řídicích jednotek

Kvalita provádění příkazů a funkčnost každého systému inteligentní domácnosti je přímo závislá na řídicí jednotce a jejím výrobci.

Beran

Tento regulátor pro inteligentní dům modifikace PLC 100 je základním rozhodnutím. Jejich zvláštností je použití protokolu Modbus. Provádí organizaci výměny informací mezi komunikačními kanály. Regulátor "Aries" je určen pro použití a vytváření automatických systémů domů a chat s nejvýše dvěma podlažími, pouličního osvětlení, podlahového vytápění a poplašných zařízení. Logická řídicí jednotka je připojena k operátorskému panelu a jednotce I/O prostřednictvím rozhraní RS-485. Programování může provádět majitel, pokud se tak rozhodne. Nabídka se skládá ze šesti informačních ovládacích jednotek, z nichž každá odpovídá za jiný segment. Pomocí řídicího prvku GSM je k dispozici funkce pro odeslání SMS. K oznámení dojde v případě výpadku napájení nebo poruchy v napájecích obvodech jednotlivých klíčových prvků systému inteligentní domácnosti.

VeraEdge

Řada Vera se vyznačuje vysokou úrovní důvěry uživatelů, což je dáno tím, že se její zařízení používají v průmyslu již mnoho let. Hlavní výhody tohoto modelu jsou:

• Vysoký výkon;
• Ergonomie;
• Kompaktnost;
• Spolehlivost.

Vývojáři zde použili novou platformu, která poskytuje vysoké výkonnostní hodnoty s názvem SoC, její frekvence je 600 MHz a paměť RAM je navýšena na 128 MB. Hlavní novinkou je čip Z-Wave Plus, který je pátou generací těchto čipových sad. Uživatel může současně ovládat a spravovat až 200 zařízení. Řídicí jednotka VeraEdge je vybavena komunikačním modulem Wi-Fi. Jednou z nevýhod každého systému je však absence integrovaného zdroje nepřerušovaného napájení, který lze dokoupit a nainstalovat jako volitelné příslušenství.

Arduino

Řídicí jednotka Arduino nabízí poněkud neobvyklé, ale naprosto logické řešení pro ovládání chytré domácnosti. Někteří řemeslníci mohou snadno provést zapojení a instalaci vlastníma rukama, protože se snadno používají. Logický regulátor má velmi malé rozměry. Je také vybaven senzory a nejrůznějšími indikátory. Vývojářům se podařilo zařízení téměř dokonale optimalizovat. Všechny senzory jsou bezdrátové a mají minimální provozní chyby a řídicí jednotky mají neobvyklý vzhled s praktickou a jedinečnou webovou stránkou. Je k dispozici také jako mobilní aplikace.

Siemens

Tyto systémy německé kvality se používají nejen k automatizaci systémů v domácnostech, ale také ve výrobě a průmyslu. Řídicí jednotka této společnosti je vyjádřena řadou LOGO, která se podílí na vytváření inteligentní domácnosti. Jedná se o tradiční dvousložkový model. Jeden z nich je navržen jako klávesnice s displejem a představuje systém I/O, zatímco druhý umožňuje manipulaci a připojení k řídicí jednotce prostřednictvím pohodlného a spolehlivého kabelového rozhraní. Společnost nabízí také vlastní rozvoj některých provozních režimů, pro které je k dispozici speciální program Soft Comfort. Pokud se LOGO používá jako centrální řídicí jednotka, lze z něj vytvářet celé obvodové algoritmy. Neustálý vývoj a úpravy zvyšují výkonnost jednotky.

Co z toho plyne pro vás

Největším přáním každého zahrádkáře je dosáhnout maximálního výnosu s minimálním úsilím. Jedním z řešení tohoto problému jsou skleníky. Ale i v tomto případě chcete, aby byly záhony zalévány, osvětlovány a vyhřívány, když je to potřeba. Samozřejmostí je automatický ventilační systém, který minimalizuje námahu při otevírání a zavírání větracích otvorů.

Monitorování a nastavení

Samozřejmě je v první řadě zapotřebí řídicí systém, který bude celý tento vysoce inteligentní úklid řídit. Kromě toho je žádoucí přijímat informace o aktuálním stavu přímo do domácího počítače nebo chytrého telefonu. K tomuto účelu se použije řídicí jednotka skleníku založená na Arduinu.

Kontrola

Podle potřeby je třeba zajistit automatickou regulaci podlahového vytápění (jako základ pro zahřívání rostlin), otevírání větracích otvorů, zvlhčování půdy. Dobrým nápadem by byl systém pro ovládání osvětlení, který ho zapne, když je venku tma.

Co je Arduino

Arduino je otevřená malá elektronická deska se snadno použitelným procesorem a softwarem. Platforma čte příchozí informace a poté podle předem definovaného algoritmu přeformuluje příkazy pro různá elektricky napájená zařízení. K tomu slouží programovací jazyk Arduino a software Arduino (IDE) založený na projektu Processing.

Otevřený zdrojový kód desky umožňuje použití komponent od různých výrobců. Při návrhu systému Arduino Smart Home je snadné přizpůsobit zařízení potřebám uživatele.

Tento systém mohou zvážit lidé s minimálními znalostmi programování nebo elektrotechniky.

Jak to funguje

Mnozí z nás už o automatizačních systémech slyšeli, ale jen málokdo dobře rozumí tomu, jak tyto senzory a řídicí jednotky fungují. Taková zařízení, pokud jsou správně naplánována, mohou řídit provoz všech spotřebičů v domě, zabezpečení, inženýrské sítě atd. V každém případě se funkčnost takového systému podpory života bude výrazně lišit v závislosti na konkrétních požadavcích majitele domu.

Donedávna byly tyto systémy kvůli složitosti technologie a potřebě speciálních mikroprocesorů a řídicího softwaru velmi nákladné, ale dnes lze na platformě Arduino snadno implementovat nejjednodušší systémy podpory života s pokročilými funkcemi.

Součásti platformy

Standardní inteligentní domácnost zahrnuje následující komponenty:

1. Senzorová část, která obsahuje různé senzory schopné reagovat na teplotu, vlhkost, pohyb nebo různé jiné události.
2. Akční členy, tj. zařízení, která mohou uživatelé nebo samotný systém ovládat tím, že jim vyšlou příslušné příkazy k zapnutí/vypnutí. Mezi tyto akční členy patří různá relé, elektromotory, ovládací prvky čističek vzduchu atd.
3. Mikroprocesor je "mozkem", který koordinuje a řídí činnost všech komponent.

Software je soubor pokynů a jednoduchých aplikací, které umožňují uživateli přizpůsobit si software nebo stáhnout předdefinované předvolby a scénáře.

Projekt pro různé části bytu

Než začnete sestavovat elektronický systém, měli byste si vytvořit plán projektu chytrého domu na Arduinu. Vezměme si jako příklad malý dům a zkusme si vytvořit schéma fungování inteligentního komplexu. Proto je třeba, aby jednotlivé zóny domu fungovaly inteligentně.

• Vchod do dvora by měl být vybaven automatickým spínačem světla, který se rozsvítí po setmění, když majitel domu vstoupí do domu a když majitel domu opustí dům a otevře dveře. Je vyžadován snímač pohybu a otvírač dveří.
• Plochá chodba - světla by se měla automaticky zapínat při pohybu osob na chodbě. Požadováno: Snímač pohybu.
• Koupelna. Automatické zapnutí elektrického ohřívače vody při příchodu majitele domu. Odsávání a osvětlení v sanitárním zařízení, které se zapíná při otevření dveří. Dále je zapotřebí snímač pohybu a otvírač dveří.
  Dále je zapotřebí pohybový senzor a otvírač dveří.
• Kuchyně. Osvětlení se zapne, jakmile uživatel vstoupí do místnosti.
• Když je varná deska zapnutá, musí být současně zapnutý i odsavač par. Je třeba instalovat relé do napájecího vedení varné desky a detektor přítomnosti.
• Obývací pokoje. Automatické zapínání světel, regulace teploty pomocí elektrických konvektorů v zimě a klimatizace v létě. Bude vyžadován detektor přítomnosti, teplotní a světelný senzor.