Casa intelligente Arduino mega 2560. Casa intelligente fai da te con Arduino

Il mondo non si ferma. La tecnologia sta penetrando nella vita delle persone. Ogni giorno diventa sempre più difficile immaginare la vita quotidiana senza l'elettronica. E se prima tutto questo era disponibile solo per le persone benestanti, ora la tecnologia è in ogni casa e rende la vita più facile e interessante.

A proposito, ora chiunque, avendo una conoscenza di base, può assemblare autonomamente qualsiasi dispositivo che in futuro possa rivelarsi utile nella vita di tutti i giorni. Internet è pieno di siti e forum tematici, foto e video di master class, suggerimenti e istruzioni. Nascono così dispositivi che rendono la vita più semplice e piacevole. Se una casa o un appartamento è dotato di sensori speciali che leggono questa o quell'informazione ed eseguono determinate funzioni, tale casa può essere definita “intelligente”.

Forse nei film di fantascienza sul futuro molti hanno già riscontrato una struttura simile. Un bellissimo appartamento spazioso in cui tutto è automatizzato. Il computer sveglia la famiglia la mattina, prepara la colazione, fa il bucato e stira, e inoltre tiene pulita la casa. In poche parole, interpreta il ruolo di una cameriera e anche di più.

In realtà, ovviamente, non è tutto così magico e colorato. Le macchine e i computer attuali non hanno ancora raggiunto questo livello di sviluppo. Pertanto, le funzioni di una moderna casa “intelligente” sono limitate. Per esempio, i sensori possono monitorare:

  • Accensione e spegnimento della luce.
  • Consumo energetico.
  • Temperatura.
  • Umidità in casa.

Sono pochissime le aziende professionali coinvolte nella costruzione e nell’arredamento di case intelligenti. Inoltre, i loro servi sono piuttosto costosi e accessibili solo a una ristretta cerchia di consumatori. Ma questo non è un motivo per negarti l'opportunità di creare una vita confortevole a casa tua. Dopotutto, puoi creare una "casa intelligente" con le tue mani.

Tecnologia di assemblaggio

« Casa intelligente" - è semplicemente controllori con sensori, il cui scopo principale è leggere le informazioni e, sulla base di queste, eseguire i comandi appropriati. Ad esempio, il controllo della temperatura interna. Se la temperatura ambiente scende al di sotto del livello precedentemente impostato, il sistema accende automaticamente il riscaldamento ambiente. Questo è solo un esempio delle funzioni " casa intelligente" Sensori di controllo simili sono installati in tutta la casa e svolgono un'ampia varietà di funzioni.

Allora, come rendere la propria casa “smart”? Cosa è necessario per questo? Per prima cosa devi fare acquistare i controller necessari, che dovrà essere programmato e regolato. A prima vista, tutto è abbastanza semplice, ma in realtà possono sorgere problemi con il funzionamento del sistema stesso, il cui assemblaggio e gestione richiede una certa conoscenza. Pertanto, l'azienda Arduino ha cercato di semplificare il più possibile il proprio sistema, che anche un bambino può gestire.

Cos'è un sistema Arduino?

Il sistema Arduino è una piattaforma per sviluppare i propri programmi di comfort. Il sistema è facile da usare e raramente funziona male o si rompe. Il sistema Arduino ha un open codice sorgente e la possibilità di connettersi tramite un cavo USB. Inizialmente, il sistema ha una serie di programmi installati per impostazione predefinita, ma grazie al codice open source puoi installare i tuoi sviluppi.

Principio di funzionamento Arduino

Come funziona il sistema Arduino? Molto semplice. I sensori installati in tutta la casa o nell'appartamento leggono informazioni su ambiente E trasferire tutti i dati sul computer chi prende le proprie decisioni. Questo sistema può funzionare su un computer, laptop, tablet o persino telefono. Tutti i programmi per Arduino sono di pubblico dominio. Il produttore rende tutto l'hardware il più standardizzato possibile per i connettori di sistema.

Funzioni del sistema Arduino

Sistema Arduino per un progetto di casa intelligente deve svolgere le seguenti funzioni:

Nonostante la gamma di diverse funzioni, ci sono diversi motivi importanti, in base al quale i consumatori danno la loro preferenza ad Arduino.

Vantaggi

  • Prezzo.
  • Qualità.
  • Convenienza.
  • Facilità di installazione e del progetto nel suo insieme.
  • Basso costo in caso di guasto o guasto dei singoli componenti.
  • Disponibilità del software.

Ciao di nuovo, Habrozhiteliki! Leggendo Habr ogni giorno, mi sono imbattuto più volte in articoli su Arduino e progetti fai-da-te basati su di esso. Vale la pena notare che non avevo nulla a che fare con l'elettronica e la mia intera esperienza consisteva nel visitare un circolo radiofonico basato sul club per adolescenti Ogonyok (Petrozavodsk). Un giorno mi sono riunito e ho deciso di realizzare un braccialetto con sensori (temperatura, pressione, pulsazioni) per uno smartphone (comunicazione BT) utilizzando Arduino Ma avendo commesso un errore al momento dell'ordine, ho ricevuto solo l'Arduino stesso e un sensore di pressione. Per testare la scheda, sono andato al negozio di ricambi radio più vicino per acquistare dei LED e lì ho attirato la mia attenzione un sensore magnetico di chiusura della porta. Mi ha dato l'idea che vivere in una stanza (da non confondere con un appartamento) potrebbe essere un po' migliorato. Senza perdere tempo, ho effettuato un ordine su Ali con un sacco di sensori e Arduino Mega.

Dopo aver ordinato un set di sensori da gentiluomo (temperatura, umidità, relè, StarterKit, BT, orologio, misuratore di portata, sensore IR), ho deciso di cercare come gli altri immaginano una casa intelligente. La maggior parte si limitava a: controllare lampadari e pavimenti caldi, anche se c'erano alcuni articoli davvero interessanti. Alcune delle funzioni comuni agli appartamenti erano semplicemente superflue nella stanza: ad esempio un sensore di gas o di perdite. Ho deciso di creare io stesso le funzionalità necessarie in una stanza intelligente:

  • Controllo della luce
  • Controllo della temperatura
  • Gestisci in molti modi
  • Controllo della porta
  • Monitoraggio della temperatura
  • Monitoraggio meteorologico

Si è scoperto che tutti i sensori necessari erano già stati ordinati e non restava altro che aspettare. E ora sono arrivati ​​tutti i sensori!

Primo passo

Quando hai già acceso i LED e hai deciso di assemblare una casa intelligente, il passo logico sarebbe quello di accendere le luci nella stanza, ma il caldo precoce ti ha costretto a iniziare a controllare la temperatura. Per cominciare, ho appena provato a connettere dht11 da StarterKita. Cosa potrebbe esserci di più semplice se Internet fosse pieno di istruzioni? Come si è scoperto, ci sono molte librerie per la connessione di dht11 e non tutte sono compatibili ultime versioni IDE, ma dopo un paio d'ore ho ammirato la temperatura visualizzata nella console, e dopo un paio di minuti il ​​LED lampeggiava a seconda di essa. (Scollegare il sensore, metterlo in frigorifero, toglierlo dal frigorifero, collegarlo...)

Il primo problema è stata la scarsa precisione del dht11 selezionato: era inclinato di 2-3 gradi in entrambe le direzioni - ho dovuto sostituirlo (dopodiché provo a ordinare i sensori in diverse versioni).

Poi sono andato da LeroyMerlin e lì ho comprato un ventilatore molto semplice. Dopo aver armeggiato per alcuni minuti con i cavi e la spina, la ventola è stata assemblata. Insieme ad un vicino, abbiamo rimosso la finestra e l'abbiamo installata (il ventilatore, non il vicino) nello spazio vuoto. Abbiamo inserito la spina nella presa e... La ventola ha cominciato a girare. Lentamente. Molto lento.
Inutile dire che abbiamo installato la spina in modo errato e la ventola girava a causa del vento?


Naturalmente è disponibile l'arresto manuale della corrente. Ma qual è il modo migliore per controllare un ventilatore tramite un relè? Collegare direttamente al ventilatore? Ho deciso di collegare la ventola al relè tramite una presa: questo dà flessibilità al sistema (è possibile sostituire la ventola con qualcos'altro).

Test di ventilazione

E ora il codice è stato riscritto dal LED al relè. Il firmware è caricato, controllo la temperatura in attesa di quella richiesta per l'avvio - e ora è quel momento! Il relè scatta e la porta COM scompare. Apparentemente, al momento del passaggio, il carico sull'USB aumenta e si verificano interferenze nei dati. All'inizio pensavo che ciò fosse dovuto all'interferenza dei cavi da 220 V, ma si trovano a una distanza sufficiente dalla scheda. Successivamente, questo mi ha causato molti problemi: quando provo a caricare un nuovo sketch, Arduino si riavvia, commuta il relè e quindi rimuove la porta COM e, quindi, il processo di aggiornamento. Non sono mai riuscito a superare questo problema.

Telecomando

Naturalmente, il funzionamento costante del ventilatore è diventato presto noioso e spegnerlo tramite l'interruttore non è stato bello! Quindi ho tirato fuori da lì lo Starter Kit e il telecomando. In realtà da quel momento iniziarono i problemi: non avevo idea di come fosse il ricevitore. Ma qualche minuto di ricerca su Google mi ha aiutato a trovarlo e dopo un'altra ora stavo controllando allegramente la ventola con il telecomando.

All'inizio si trattava di un algoritmo complesso con diversi flag, ma alla fine ne ho ideato uno piccolo

algoritmo con timer

Se (segnale arrivato)
tempo_controllo_manuale = 1800;
modalità_fan =! modalità_ventola;
}
Se (manual_control_time!= 0)(
manual_control_time--;
)Altrimenti(
Se(temperatura< 26){
modalità_fan = falso;
)Altrimenti(
modalità_fan = vero;
}
}


Ma anche qui ci sono stati dei problemi: durante l'aggiornamento dei cavi ho applicato 5V a DATA e ho perso molto rapidamente il ricevitore. Questo mi ha spinto al passo successivo...

Controllo tramite modulo BT

Presto ho collegato il modulo HC-06 BT, ho reindirizzato lì l'uscita e ho aggiunto la lettura dei comandi. Pensavo che sarebbe stato molto più difficile, ma grazie all'articolo di Robocraft.

Ha funzionato



Vicino e tifoso

Pensavo che insegnando al mio vicino a controllare l'impianto da uno smartphone, avrei risolto il problema “Ehi, ho freddo”, ma... potevo tollerare di togliere corrente al ventilatore tramite l'interruttore, ma di chiudere il la finestra mi ha fatto impazzire. Perché? Il ventilatore soffiava nel vetro a una distanza di diversi centimetri e ronzava terribilmente. Fortunatamente, avevo dei sensori magnetici in giro, che mi hanno spinto a creare il sistema. Un sensore in corto segnala ad Arduino che la ventola non deve essere accesa. Purtroppo a volte si sono verificate interferenze, quindi ho dovuto fare un semplice controllo: se il segnale di chiusura arriva più volte di seguito, la finestra è veramente chiusa.


Controllo della luce

Ora potremmo dedicarci al controllo della luce. Dopo la ventola non c'è niente di complicato: una scatola, un paio di morsettiere - e la luce è già controllata tramite Arduino (ovviamente, con la possibilità di spegnerla tramite il vecchio interruttore). La mia unica preoccupazione è che i relè non siano il modo migliore per controllare le lampadine.

Problemi sonori

Ebbene, che tipo di controllo della luce esiste senza battere le mani? Ho ordinato un microfono. Questo è quello che pensavo... Ricordi l'inesperienza? In realtà ho ordinato un rilevatore di suoni con un'impostazione manuale della soglia. Sembra adatto al mio scopo? Ma c’erano un paio di “ma”:
  • Raggio d'azione ridotto: gli applausi vengono elaborati a partire da soli dieci centimetri
  • Breve durata del segnale: con un lungo tempo di esecuzione del codice, il segnale del sensore semplicemente non ha avuto il tempo di essere rilevato da Arduino

Restituzione del telecomando

Una piccola ricerca su Google, un giro al negozio e invece del VS1838B bruciato ho acquistato un TSOP1836 più affidabile. Questa volta l'installazione è andata a buon fine e tutto ha funzionato subito.


Uscire

Ho capito fuori dalla finestra, ma cosa c'è dietro? Armato di saldatore, ho saldato un sensore pioggia e un altro dht11 ad un cavo VGA di cinque metri. Alcuni elementi di fissaggio a forma di U, nastro isolante nero, muschio e il sistema è pronto per il combattimento.


Ho anche imparato che puoi visualizzare il testo russo.

È diventato



Un po' di comodità

Sembra che lo smartphone sia sempre a portata di mano, ma finché non lo trovi, finché non lo colleghi... A volte è più veloce spegnere la luce o il ventilatore tramite l'interruttore, ma questo rende impossibile il controllo tramite Arduino (i relè ad impulsi sono troppo costoso), quindi ho aggiunto due pulsanti normali.

Un po' di sicurezza

Dove sarebbe senza allarme antincendio nel dormitorio dei tecnici? Per inesperienza ho acquistato un sensore antincendio e non un sensore di fumo. Rilevare un fiammifero acceso a una distanza massima di 30 cm è, ovviamente, interessante, ma non sufficiente. Quindi per ora ne ho fatto a meno.

A proposito di allarmi antincendio nel dormitorio...


  • Un altoparlante che a volte emette una sirena o il respiro sibilante di un morto
  • Rilevatore di fumo locale
  • Rilevatore di fumo di rete (collegato alla console di sicurezza)

Vista generale







Posizionarlo sul case del computer presenta un enorme svantaggio: la possibilità di chiamare cortocircuito. Pertanto, presto la scheda si sposterà su uno scaffale personale e al posto del cartone ci sarà una custodia fatta in casa da una custodia per HDD.

Codice schizzo

Stato attuale

#includere
#includere
#includere
#includere
#define DHT_PIN 2 //pin del termometro...
#define DHT2_PIN 52 //pin del termometro esterno...
#define RAIN_PIN 53 //pin del sensore pioggia
#define RECV_PIN 3 //pin per collegare il ricevitore IR
#define FAN_PIN 4 //pin di connessione relè
#define LAMP_PIN 5 //pin di connessione relè
#define SOUND_PIN A0 //pin di connessione del microfono
#define WINDOW_PIN A1 //pin della finestra

#define LAMP_BUT_PIN 50 //pin di connessione del microfono
#define FAN_BUT_PIN 51 //pin della finestra

#definire DHTTYPE DHT11

#definisce TIMER_FAN 0
#define TIMER_WINDOW 1

IRrecv irrecv(RECV_PIN);
risultati decode_results;
timer interi;
bool FAN_FLAG = falso;
bool LAMP_FLAG = vero;
int FINESTRA_VAL = 0;

Bool WINDOW_OPEN = falso;
bool WINDOW_FLAG = falso;
bool RAIN_FLAG = falso;

CharByte in entrata;

DHT dht(DHT_PIN, DHTTYPE);
DHT dht2(DHT2_PIN, DHTTYPE);

DS1302 rtc(49, 46, 48);
configurazione nulla() (
Serial1.begin(9600);

Rtc.halt(falso);
rtc.writeProtect(falso);
//rtc.setDOW(DOMENICA); // Imposta il giorno della settimana su VENERDI
//rtc.setTime(0, 37, 40); // Imposta l'ora su 0:37:00 (formato 24 ore)
//rtc.setData(25, 5, 2014); // Imposta la data al 25 maggio

Temporizzatori = 0;
timer = 0;

Modalità Pin(RAIN_PIN, INPUT);
modalità pin(LAMP_BUT_PIN, INPUT);
modalità pin(FAN_BUT_PIN, INPUT);

Modalità Pin(FAN_PIN,OUTPUT);
modalità pin(PIN_LAMPADA,USCITA);

DigitalWrite(FAN_PIN,BASSO);
irrecv.enableIRIn(); // Accendi il ricevitore

Dht.begin();
dht2.begin();
}
volume intero;
ciclo vuoto() (
WINDOW_VAL = analogRead(WINDOW_PIN); //sensore magnetico
if(WINDOW_VAL > 950)(
se(WINDOW_FLAG)(
timer++;
if(timer>10)(
FINESTRA_APERTA = falso;
}
)altro(
WINDOW_FLAG=vero;
}
)altro(
FINESTRA_APERTA = vero;
WINDOW_FLAG = falso;
timer=0;
}

Se(digitalRead(RAIN_PIN)==ALTA)(
PIOGGIA_FLAG=vero;
)altro(
PIOGGIA_FLAG=falso;
}

Volume = analogRead(SOUND_PIN);
se(volume<40){
LAMPADA_FLAG = !LAMPADA_FLAG;
}

Se(digitalRead(LAMP_BUT_PIN)==ALTA)(
segnale_input(1);
}
if(digitalRead(FAN_BUT_PIN)==ALTA)(
segnale_input(0);
}

Se (irrecv.decode(&risultati))
{
if (results.value == 16750695) //Codice del pulsante
{
segnale_input(0);
}
if (results.value == 16756815) //Codice del pulsante
{
segnale_input(1);
}
irrecv.resume(); // Ottieni il valore successivo
}
//Serial.println(rtc.getTime().hour);
//Serial.println(rtc.getTime().min);
Serial1.print(rtc.getDOWStr());
Serial1.print(" ");
Serial1.print(rtc.getDateStr());
Serial1.print(" - ");
Serial1.println(rtc.getTimeStr());

Se (Seriale1.disponibile() > 0) (
byte in arrivo = Serial1.read();
if(Byte in arrivo == "0") (
Serial1.println("Modalità manuale disattivata");
segnale_input(0);
)else if(incomingByte == "1") (
Serial1.println("Modalità manuale attivata");
segnale_input(0);
)else if(incomingByte == "2") (
segnale_input(1);
}
}

Float h = dht.readHumidity();
float t = dht.readTemperature();

Se (isnan(t) || isnan(h)) (
Serial1.println("Errore lettura da termometro interno");
) altro (
se(timer<=0){
se (t<26){
FAN_FLAG = falso;
)altrimenti se (t>26)(
FAN_FLAG = vero;
}
)altro(
timer--;
}
Serial1.print(h);
Serial1.println(“ %\t”);
Serial1.print(t);
Serial1.println(“ *C”);
}

Se(timer>0)(
Serial1.print(“La modalità manuale continua a funzionare: „);
Serial1.print(timer);
Serial1.println(“sec.”);
)altro(
Serial1.println("Modalità manuale disabilitata");
}
se (FAN_FLAG && WINDOW_OPEN)(
digitalWrite(FAN_PIN,ALTA);
Serial1.println("Ventola accesa");
)altro(
digitalWrite(FAN_PIN,BASSO);
Serial1.println("Ventola spenta");
}

Se(WINDOW_OPEN)(
Serial1.println("La finestra è aperta");
)altro(
Serial1.println("La finestra è chiusa");
}

Se(LAMP_FLAG)(
digitalWrite(LAMP_PIN,ALTA);
)altro(
digitalWrite(LAMP_PIN,LOW);
}

H = dht2.readUmidità();
t = dht2.readTemperatura();
Serial1.println("Fuori dalla finestra:");
if (isnan(t) || isnan(h)) (
Serial1.println("Errore lettura termometro esterno");
) altro (
Serial1.print("Umidità: „);
Serial1.print(h);
Serial1.println(“ %\t”);
Serial1.print("Temperatura: „);
Serial1.print(t);
Serial1.println(“ *C”);
}
se (RAIN_FLAG) (
Serial1.println("Non piove");
)altro(
Serial1.println("Pioggia");
}

Serial1.println("*****");
ritardo(100);
}

Void input_signal(int segnale)(
interruttore(segnale)(
caso 0:
if(rtc.getTime().hour> 1 && rtc.getTime().hour< 8){
timer = 1800;
)altro(
timer = 18000;
}
VENTOLA_FLAG = !VENTOLA_FLAG;

Serial1.println("Ventola commutata");
rottura;
caso 1:
LAMPADA_FLAG = !LAMPADA_FLAG;
Serial1.println("Luce accesa");
rottura;
}
}

Cosa succede se c'è un problema tecnico nel codice?

Sto usando un relè normalmente chiuso. Cioè di default è tutto acceso: puoi disconnettere Arduino dalla rete e utilizzare semplici interruttori.

Piani di sviluppo

Ciò che ho elencato è solo la base per una stanza davvero smart. Dopotutto, tutta la sua intelligenza artificiale accende e spegne la ventola, a seconda della temperatura. Sto progettando quanto segue per rendere la stanza più confortevole e "autonoma".
Allarme
Dopo aver aggiunto un orologio al sistema, la sveglia successiva sarà quella successiva. Come segnale, presumo: un segnale acustico piezoelettrico, una luce lampeggiante e l'accensione della ventola. E, naturalmente, svegliarsi presto se fuori piove (-10 alla velocità di movimento).

Aggiungi un sistema per salvare gli allarmi su una scheda SD utilizzando tale modulo (in caso di interruzioni di corrente).

Applicazione per computer e smartphone + widget
Cos'è una casa intelligente senza il controllo da uno smartphone o da un computer?

Immagino qualcosa del genere:


Perché non il Wi-Fi? Troppo costoso.

Uscita dell'alimentatore di Arduino
Penso che i commenti non siano necessari: c'è il pericolo di bruciare l'USB e interferenze costanti per altri dispositivi. Inoltre, voglio trasferire l'alimentazione dalla scheda a un adattatore speciale.
Controllo del router tramite una presa
Il buon vecchio Asus RT56U ama stare al caldo, soprattutto in estate. Quindi voglio che si spenga automaticamente per un paio d'ore di notte per lasciarlo raffreddare.
Aggiungi il monitoraggio della presenza
Adesso ne ho dei buoni, vecchi piroelettrici sensori a infrarossi e una coppia di sensori di distanza ad ultrasuoni. Questo potrebbe essere sufficiente per un semplice controllo della presenza.

Nella stanza vivono due persone. Ciascuno ha quattro stati:

  • Al computer
  • Costi
  • Sdraiato sul letto
  • Assente

I sensori a infrarossi rilevano la presenza nella stanza, mentre i sensori a ultrasuoni rilevano la presenza nelle zone (letto/tavolo) e monitorano il numero di persone che entrano/escono.

Ciò ti consentirà di implementare gli scenari più semplici:

  • Sono venuto la sera e il mio vicino non dorme: accendi la luce
  • Tutti se ne sono andati: spegni le luci
  • Tutti si sdraiano e non si muovono: spegni le luci
Aggiungi un resistore fotosensibile
Un classico del genere: accensione automatica della luce se c'è qualcuno nella stanza nella zona “Al Computer” e la stanza è buia.
Aggiungere serratura elettromeccanica e più vicino
Non so voi, ma io sono troppo pigro per cercare sempre le chiavi, quindi vorrei davvero installare una serratura elettromeccanica abbinata a un lettore di carte di prossimità o un sensore di impronte digitali. L'ingresso all'ostello avviene tramite pass elettronici: conosco la frequenza e posso facilmente ordinare un lettore per Arduino, ma le carte sono molto facili da clonare (io stesso ho un dispositivo per questo), quindi quando arriva il momento, lo faccio molto probabilmente si depositeranno sulle impronte digitali delle dita.

Il vicino spesso entra in cucina/WC/bagno e non chiude la porta. Sono seduto di fronte all'ingresso e non mi piace che tutti quelli che passano vedano le mie mutandine e contemplino la disposizione della stanza. Un chiudiporta controllato sarebbe un'ottima soluzione per tali situazioni.

Aggiorna la finestra
Come ho già scritto, se la temperatura è superiore a un certo limite, la ventola si accende. Ma cosa succede se non c'è nessuno nella stanza e la temperatura è già sotto i 20? Vorrei aggiungere l'apertura/chiusura della finestra al sistema. Forse saranno semplici motori + lenza.

È noto che se si raffredda una lampadina e la si accende, c'è un'alta probabilità che esploda. In questo modo risparmierai anche i nervi e le lampadine.

una lampadina che non è arrivata al sistema di controllo della temperatura


Sostituisci DHT11
Come ho già scritto, non capisco i sensori, ecc. Così ho acquistato i primi sensori di temperatura che ho trovato: dht11. Ora voglio sostituirli con dht22 per la stanza e dht21 per la strada. dht22 ha un errore più piccolo e dht21 supporta temperature negative e un alloggiamento protetto, che è importante per la strada. Street dht11 a volte ha già iniziato a perdersi.
studenti Aggiungi tag

Nel nostro tempo di sviluppo attivo della scienza e della tecnologia, i dispositivi elettronici stanno penetrando sempre più nella vita delle persone. A poco a poco, tutte le funzioni che le persone svolgevano con le proprie mani ricadono sulle spalle di ferro delle macchine, che spesso fanno le cose meglio, più velocemente e con migliore qualità. Le macchine intelligenti stanno diventando sempre più accessibili e arriverà il momento in cui entreranno in ogni casa.

Al giorno d'oggi, quasi ogni persona, se possiede determinate conoscenze di base, ha l'opportunità di assemblare con le proprie mani una sorta di dispositivo elettronico utile nella vita di tutti i giorni. Internet ha un numero enorme di forum tematici, siti con raccomandazioni dettagliate, piani già pronti, codici di programma condivisi da progettisti esperti. Fondamentalmente, questi sviluppi fatti in casa sono creati per rendere più semplice la tua vita, la tua casa. Pertanto, diventano vari controller: dispositivi in ​​grado di leggere qualsiasi informazione specifica e, sulla base di essa, eseguire determinate funzioni. Se una casa (appartamento, stanza) è dotata di sensori simili che consentono di controllare un'ampia gamma di aspetti della vita quotidiana, allora tale casa si chiama "intelligente".

I progetti di casa intelligente sono attualmente oggetto di discussione attiva e vengono implementati in tutto il mondo. Di norma, si tratta di case che hanno una maggiore efficienza delle risorse e la massima automazione di tutti i processi che si verificano nella vita di tutti i giorni. Qualsiasi progetto di questo tipo ha i propri costi e le proprie condizioni di applicazione. Per capire quanto puoi rendere intelligente la tua casa, proviamo a capire più nel dettaglio cosa le conferisce “intelligenza”.


Cos’è una casa “intelligente”?

Nella sua forma più estrema, una casa “intelligente” è una struttura in cui tutte le aree della vita quotidiana di una persona sono controllate da macchine. I film di fantascienza mostrano spesso esempi di case del genere, dove un computer sveglia una persona, la prepara per il lavoro, gli prepara la colazione, gli parla, ecc. Sfortunatamente, i progetti moderni e ambiziosi non sono stati ancora implementati, poiché le macchine non hanno ancora raggiunto il giusto livello di sviluppo. Pertanto, le loro funzioni si limitano al controllo della luce, dell'energia, dell'umidità, della temperatura della casa, ecc. Di norma, tali progetti di aziende professionali coinvolte nella casa intelligente costano parecchio denaro e non sono disponibili per un'ampia gamma di consumatori. Ma, come sempre, c'è un altro modo: assemblare da soli la tua casa "intelligente".


Come farlo?

Dovrebbe essere chiaro che una casa “intelligente” è semplicemente un insieme di controller con sensori collegati che leggono le informazioni ed eseguono comandi specifici basati su di esse. Ad esempio, un regolatore di riscaldamento. Quando il sensore rileva un calo di temperatura al di sotto di un certo livello, attiverà la fornitura di calore alla stanza. I condizionatori automatici funzionano secondo questo principio. E in una casa "intelligente", tali controller con sensori si trovano ovunque, il che consente di coprire il numero massimo di attività con il controllo. Naturalmente, per realizzare la tua casa “intelligente”, svilupperai prima un piccolo progetto nella tua testa, tenendo conto esattamente di quali aree della tua vita vorresti migliorare e di cosa hai bisogno per questo.

Quindi, per rendere la tua casa più autosufficiente, avrai bisogno di controller di cui potresti sfruttare. Il fatto è che non basta acquistarli: è necessario anche programmarli, collegare fonti di informazione esterne e configurarli per il lavoro giusto. Qui sorge il problema della mancanza di conoscenza in un settore specifico, perché molti di questi dispositivi sono piuttosto complessi da utilizzare e non così tante persone possono lavorare con loro. Ma quando sorge la domanda (chi non vorrebbe assemblare con le proprie mani un dispositivo elettronico funzionante?), appare un’offerta corrispondente. Un'azienda è attualmente praticamente il fornitore più popolare di prodotti facili da usare e da capire dispositivi elettronici. Questa è l'azienda Arduino.

Prima di iniziare a considerare questo sistema, è necessario tenere presente che non esiste un design universale per una casa intelligente per questo sistema. Ogni utente realizza il proprio progetto speciale, che implementa a modo suo, utilizzando la sua unicità soluzioni tecniche. Questo è uno dei vantaggi del sistema, che considereremo di seguito.

Cosa sono i sistemi Arduino?

Arduino è ora un comodo progettista elettronico, un ambiente di programmazione comprensibile e, in generale, un comodo strumento per creare i propri progetti sia per principianti che per professionisti. Ciò che rende popolare la piattaforma Arduino è che è programmata in un linguaggio semplice e comprensibile, i programmi vengono trasferiti tramite USB (non è necessario alcun programmatore, in altre parole, un trasmettitore di programmi per dispositivo richiesto), anche codice open source (la base su cui viene creata la piattaforma, il suo core software, con l'aiuto del quale tutto programmi necessari). L'open source è utile per gli utenti in quanto possono creare i propri programmi "homebrew" basati su di esso, anziché utilizzare solo quelli forniti da Arduino stesso.


Qual è l'essenza della tecnologia Arduino? Permette a un normale computer di “entrare” nello spazio reale e iniziare a “sentire”. Ciò si ottiene attraverso sensori che, utilizzando un percorso (il più delle volte wireless), gli trasmettono informazioni sull'ambiente e sulla base delle quali può prendere decisioni indipendenti sul controllo di alcuni dispositivi di controllo. Pertanto, questa tecnologia può essere configurata per quasi tutto. Allo stesso tempo, i prodotti Arduino sono universali e possono interagire un gran numero sistemi, sia su personal computer che su dispositivi mobili. Un utente specifico può acquistare l'imbottitura stessa da una piccola scheda e integrazioni in una versione prefabbricata, oppure assemblarla indipendentemente dai componenti di cui ha bisogno. Tutti i connettori sulle schede Arduino sono il più standardizzati possibile, il che rende più semplice per i produttori di terze parti produrre parti compatibili. Tutto software disponibile per il download gratuito, il che aumenta notevolmente la popolarità di Arduino su Internet.

"La versatilità di Arduino ti aiuterà a risparmiare denaro, tempo e nervi: tre in uno", affermano esperti ingegneri domestici in vari forum e comunità. In effetti, il progetto della tua casa “intelligente” sarà davvero molto più semplice, perché non dovrai acquistare componenti costosi e rari quando avrai a disposizione un’ampia selezione di parti più semplici ed economiche che non hanno funzionalità inferiori. Inoltre, anche la popolarità del sistema gioca a tuo favore: oggi c'è uno sviluppo attivo di codici, piani e progetti già pronti, che vengono realizzati sia da professionisti che da dilettanti. Tutto questo è combinato in enormi librerie dove puoi trovare funzionalità per tutti i gusti.


Cosa dovrebbe essere in grado di fare una casa “intelligente”?

Quando si tratta di creare la propria casa “intelligente”, Arduino è diventato da tempo quasi un nome familiare, così popolare è l’uso di questa tecnologia per l’automazione e telecomando propria vita. Già ora c'è stato un numero enorme di sviluppi da parte degli utenti "domestici" basati su questa tecnologia e il loro scopo varia dal semplice accendere e spegnere la luce e simili sistemi complessi come guidare i computer.


Innanzitutto bisogna stabilire quali qualità dovrebbe e può avere una casa “intelligente”, mettendo da parte la fantascienza? Dopotutto, nella progettazione della vostra casa potete prevedere cose difficilmente realizzabili nella realtà. È improbabile che tu riesca a trovare un sistema che scelga automaticamente i vestiti da indossare al lavoro. Dopo alcune ricerche su forum e siti web, puoi arrivare alla conclusione che una casa del genere dovrebbe essere in grado di:

  1. Dovrebbe controllare l'accensione e lo spegnimento della luce. Con il vettore di sviluppo più progressista, non è facile spegnere le lampadine in base ad un segnale del telecomando o ad un segnale sonoro (battito di mani), ma, ad esempio, spegnere automaticamente le luci quando non c'è nessuno casa o quando tutti in casa dormono.
  2. Controlla la temperatura all'interno della casa. Questa è l'interazione di un computer automatizzato con sistemi di ventilazione, riscaldamento e simili. Il principio di funzionamento qui è abbastanza semplice: quando cambia la temperatura, registrata dal sensore, il sistema accende o spegne automaticamente qualsiasi dispositivi necessari. Ci sono anche qui le possibilità, ad esempio, di creare una serie di comandi in modo che dopo essere andati a letto la temperatura scenda lentamente (è più comodo dormire nella fase profonda in una stanza fresca), e dopo il risveglio (la suona l'allarme), anzi aumenta (è più piacevole svegliarsi in una stanza più calda).
  3. Monitoraggio ambiente esterno. Dietro questi termini scientifici si nasconde la definizione di temperatura esterna, l'indicazione di pioggia, neve e simili. Di norma, tutte le informazioni meteorologiche dovrebbero essere presentate su qualche schermo o potrebbero anche essere accompagnate segnali sonori. Uno dei designer ha proposto l'idea di svegliarsi prima in caso di pioggia, poiché sotto la pioggia una persona si prepara più lentamente e impiega più tempo per andare al lavoro/scuola.
  4. Controllo porte e ingressi/uscite. Questa categoria include una gamma abbastanza ampia di dispositivi diversi, come ad esempio sistema di sicurezza(spesso si tratta di un insieme di sensori a ultrasuoni e infrarossi che rilevano la presenza di persone nei locali in un momento in cui non dovrebbero essere presenti), serrature per auto, serrature elettroniche di varie modifiche (ad esempio, basate sulla lettura delle impronte digitali) e abbastanza dispositivi semplici come chiudere automaticamente la porta quando ci sono persone che vivono con te che dimenticano di chiuderla dietro di loro.
  5. Un sistema di allarme per varie perdite e perdite, include anche la funzione di rilevamento di fumo e fuoco aperto nella stanza. Un sistema del genere può essere modificato fino al punto in cui inizia a chiamare i vigili del fuoco.
  6. Altri sistemi, di cui può esserci un'enorme varietà. Quelli comunemente usati includono il controllo delle apparecchiature (ad esempio l'accensione automatica di strumenti musicali, TV), vari sistemi di raccolta dati (ad esempio, un dispositivo visualizza ogni pochi minuti informazioni sulla temperatura dell'acqua in un acquario).


Tutti questi sistemi, che a prima vista sembrano complessi e piuttosto fantastici, vengono già implementati dagli utenti nelle proprie case utilizzando Sistemi Arduino. Nell'era attuale degli smartphone, l'idea di controllare la propria casa attraverso telefoni cellulari e molto spesso tali sistemi vengono creati in base al sistema operativo sistema mobile Android, come il più aperto e conveniente per gli sviluppatori. Così, una persona può, ad esempio, dare da mangiare agli animali utilizzando Twitter o accendere il riscaldamento della stanza prima del suo arrivo, semplicemente effettuando una chiamata.

Pertanto, possiamo dire che Arduino ti consente di realizzare un progetto per quasi ogni miglioramento nella tua vita. Le ampie capacità e, soprattutto, la flessibilità del sistema, che può interagire con un'ampia varietà di prodotti software, rappresentano uno strumento eccellente per realizzare i tuoi piani.

"Arduino, infatti, è lo strumento ideale per dare vita ai vostri progetti e sogni", affermano sui forum designer esperti, che presentano a loro volta progetti urbani e case di campagna, che hanno sviluppato e implementato essi stessi.


PerchèArduino?

Sorge una domanda logica: è possibile acquistare tutti questi sistemi e ordinarne l'installazione da parte di professionisti che, oltre all'installazione, saranno in grado di progettare magnificamente tali sistemi (ad esempio, nascondere gli stessi cavi). Perché realizzarli da soli? utilizzandoArduino? La risposta è semplice: è una questione di prezzo e convenienza. Di norma, le aziende che installano professionalmente tali sistemi applicano ricarichi molto, molto significativi sia sul prezzo dei componenti e dei dispositivi simili stessi, sia sul costo della loro installazione.

Naturalmente faranno tutto per te e sarà abbastanza veloce, ma in primo luogo perderai l'opportunità di cambiare qualcosa secondo i tuoi gusti e allo stesso tempo riparare qualcosa in caso di guasto (come queste aziende utilizzare altri sistemi che non sono altrettanto ben e opportunamente standardizzati e unificati e non altrettanto facili da usare). La scheda Arduino e i suoi componenti, nonché le parti aggiuntive necessarie, ti costeranno molto meno, e dato che dovrai solo capire come funziona, se necessario, potrai riparare il guasto e sostituire la parte necessaria e adatta il sistema alle tue esigenze.


Allo stesso tempo, la piattaforma Arduino, a causa della sua giustificata popolarità, ha un numero enorme di librerie diverse, nelle quali gli utenti esperti hanno già aggiunto i codici di programma necessari e ben modificati che faciliteranno senza dubbio la soluzione di tutti i tipi di problemi e problemi che sorgono nel processo di inserimento di questi sistemi nel tuo progetto di Case “intelligenti”.

Ciao a tutti. Non scrivo nulla da molto tempo. Oggi parleremo di database. Sì, esattamente su di loro. Perché questo argomento è diventato rilevante? Nel processo di implementazione di un sistema di casa intelligente, ho riscontrato un grosso problema: aggiungere nuovi sensori al mio sistema. Ciò a sua volta porta all'aggiunta di nuovi parametri e dati che devono essere trasferiti da...

Buon anno nuovo a tutti! Alla vigilia delle vacanze parleremo della ghirlanda di Capodanno, controllata da tablet o smartphone tramite Bluetooth. Elenco dei componenti del progetto: LED RGB nastro (ghirlanda) con chip di controllo Arduino professionista mini Modulo Bluetooth Tablet basato su Android (smartphone) Ce ne sono molti diversi in vendita Strisce RGB, su chip diversi. Di seguito è riportato un elenco di microcircuiti con cui possiamo...

Sensore di umidità DHT Nell'ultimo articolo abbiamo esaminato il controllo di un ventilatore da bagno utilizzando una fotoresistenza convenzionale. È giunto il momento di integrare il nostro programma di casa intelligente nuovo tipo sensore Sensore di umidità e temperatura - DHT (pin 9,10). Una descrizione ed un esempio di funzionamento con il sensore possono essere trovati nell'articolo Utilizzando il sensore DHT misureremo l'umidità nel bagno...

Realizzeremo l'illuminazione notturna automatica nel bagno utilizzando un sensore di movimento e un sensore di luce (fotoresistenza). Come elemento luminoso utilizzeremo una striscia LED 12v Profile con Striscia LED Sensore di movimento nella scatola Fotoresistore (installazione temporanea) L'algoritmo di controllo è abbastanza semplice. Se è buio e il sensore di movimento viene attivato, attiva la retroilluminazione per un po'. È necessario provvedere alla custodia anche quando si esce...

Dopo aver scritto l'ultimo articolo, si è verificato un problema con il surriscaldamento di uno dei sensori DS18B20. Dopo vari momenti dall'accensione ho iniziato a notare che i dati dai sensori DS non arrivavano. Dopo aver riavviato l'intero sistema, uno dei sensori ha mostrato 35-40 gradi e nel giro di 15 minuti la temperatura è scesa a quella reale. Ho provato a sostituire il sensore con uno nuovo, niente ha aiutato. Come allora...

Il prossimo passo nella progettazione della nostra casa intelligente sarà la progettazione dei controlli di ventilazione. Disponiamo di 3 ventilatori alimentati da una rete 220 con un carico di 180 W - Un ventilatore in bagno combinato con una toilette - Un ventilatore in cucina per la ventilazione a soffitto - Un ventilatore per l'unità di controllo della casa intelligente e desktop (PC, area di saldatura ) Il ventilatore è controllato tramite un relè, che...

In questo progetto ti mostrerò come costruire una casa intelligente. Può monitorare la temperatura all'esterno e all'interno della stanza, rilevare se una finestra è aperta o chiusa, mostrare se sta piovendo e anche emettere un allarme quando viene attivato il sensore di movimento PIR. Ho creato un'applicazione su sistema operativo Android per visualizzare tutti i dati (i dati possono essere visualizzati anche tramite il browser). Potrai vedere la temperatura della tua casa e altre informazioni da qualsiasi parte del mondo! L'applicazione è stata tradotta in inglese e polacco. Ho creato questo dispositivo, perché volevo avere la mia casa intelligente da poter controllare. Puoi anche costruire una casa intelligente utilizzando i componenti consigliati di seguito. Allora cominciamo.

Abbreviazioni spiegate per i principianti:

GND – terra
VCC - potenza
PIR – sensore di movimento

Passaggio 1: componenti

Il costo di tutti i componenti non supera i 90 dollari

  • Sensore di temperatura DS18B20 x 2 pezzi
  • Interruttore a lamella
  • Resistenza 4,7 kOhm
  • Cavo, coppia intrecciata
  • cavo ethernet
  • strumenti (saldatore, cacciavite)

Passaggio 2: connessioni


Lo schema di collegamento è mostrato sopra.

Passaggio 3: codice

Per prima cosa devi scaricare, decomprimere e importare questa libreria nel tuo ambiente di sviluppo IDE di Arduino. Successivamente dovrai scaricare questo programma nell'Arduino. I commenti spiegano il codice del programma.

Passaggio 4: come funziona


Se fai clic sul pulsante di aggiornamento nella tua applicazione o browser, Arduino invierà i dati allo smartphone/browser. L'applicazione riceve il codice del programma da ogni pagina (/tempin, /tempout, /rain, /window, /alarm) e lo visualizza sul tuo smartphone.

Passaggio 5: applicazioni Android.

Per installare l'applicazione sul tuo smartphone con sistema operativo Android, devi procedere come segue (come puoi vedere nelle immagini sopra):

1. Per prima cosa scarica il file smartHome.apk
2. Invia il file apk al tuo telefono
3. Apri il file manager e posiziona il file smarthHome.apk
4. Fare clic su di esso e fare clic su Installa (è necessario selezionare la casella che consente di installare applicazioni al di fuori del mercato di Google Play)
5. Dopo l'installazione è necessario attivare l'applicazione

Passaggio 6: configurazione dell'applicazione

Spiegherò brevemente come funziona l'applicazione. Visualizza tutti i dati di casa tua. Puoi fare clic sull'icona delle impostazioni per modificare il tuo indirizzo IP e attivare e disattivare l'allarme. Quando si attiva l'allarme, l'applicazione riceve i dati dal sensore di movimento PIR attivo. Se il sensore rileva movimenti esterni in casa, invia un avviso. L'applicazione riceve i dati dal sensore ogni minuto. Nel campo IP, inserisci il tuo indirizzo IP.

Passaggio 7: browser



Inserisci il tuo indirizzo IP/tutto nella barra degli indirizzi del tuo browser. Allo stesso tempo vedrai tutti i dati e potrai accendere e spegnere la luce.

Puoi anche utilizzare l'app Android per queste funzionalità.

Passaggio 8: inoltro alla porta

È necessario aprire una porta sul router. Entra nella configurazione del router, imposta l'indirizzo ip di arduino e apri la porta 80. La procedura è mostrata nella figura sopra.

Passaggio 9: Assegnazione di un nome di dominio NO IP (facoltativo)

Puoi personalizzare account a nessun ip, ma questo non è necessario. L'immagine sopra mostra il processo di configurazione.

Passaggio 10: test

Se desideri vedere i dati sul tuo computer, inserisci il tuo indirizzo IP / all (ad esempio, 12.345.678.901/all) nella barra degli indirizzi del browser o utilizza l'applicazione Android.

Passaggio 11: modifica: programma sorgente dell'app Android

Di seguito è riportato il codice sorgente per Android.

L'applicazione è stata tradotta in inglese e polacco. Puoi accendere e spegnere le luci tramite il browser, ma non tramite l'app perché la funzionalità non è stata ancora implementata.



Consigliamo la lettura