Разработка комплекса умный дом на arduino

0
1567
умный дом на ардуино

Использование домашней сети, объединяющей различные электрические приборы, выступает доступным решением, воспользоваться которым может каждый. Такой комплекс разрабатывается с использованием современных материалов и технологических решений, что позволяет облегчить быт человека. Умный дом базируется на аппаратно-программных устройствах, выпускаемых различными разработчиками. Лидером в сегменте выступает компания Arduino, решения которой остаются наиболее актуальными.

Как работают датчики и контроллеры?

Работу датчиков можно рассмотреть на примере многоквартирного дома, где открытие дверей приводит к автоматическому включению освещения. Контроллеры также встречаются в комплексах охранно-пожарной сигнализации. Когда температурный режим превышен, датчики срабатывают и отправляют сигнал на контроллер, что приводит к срабатыванию сигнализации.

Первый этап создания умного дома на базе аппаратно-программных решений от ардуино, заключается в подготовке проектной документации. Схема указывает, где оптимально расположить датчики в пределах помещения. Комплекс должен разрабатываться опытными специалистами, располагающими опытом и оборудованием для выполнения работ.

Без познаний в области программирования и электротехники будет сложно найти платформу для конкретного случая. Для упрощения стоит использовать решения, адаптированные для новичков. Именно такой продукт предлагает клиентам компания Ардуино. Создать умный дом благодаря платформе итальянских разработчиков своими руками сможет каждый. Комплексы от производителя отличаются легкостью в установке и настройке.

Преимущество устройств Ардуино

Продукция компании имеет высокий спрос среди покупателей, не знакомых с программированием. Система привлекает понятным интерфейсом, оставаясь простой в управлении. Среди преимуществ устройств Arduino для умного дома стоит выделить:

  • Создание собственных программ посредством открытого кода;
  • Простота языка для программирования устройства;
  • Внесение ПО с помощью usb-устройств.

Покупка одной программы с установленным набором возможностей, позволяет пользователю настроить комплекс умный дом под собственные потребности.

Знакомство с Arduino

Создание практичную систему умного дома не является сложной задачей. Если использовать для этого  аппаратно-программные решения на базе arduino 2018 года, то задача будет упрощена. Выпуском ПО и платформ под данным брендом занимается итальянская компания-разработчик, решения которой подходят для неспециалистов. Arduino отдает предпочтение открытым системам, что позволяет другим компаниям заниматься улучшением существующих продуктов, а также выпускать собственный софт.

Читайте также:  Умная кухня, её функции и элементы

Набор для «умного дома»

Популярным набором остается Arduino Uno, который содержит все компоненты для реализации комплекса умный дом. Такое отношение к работе позволило компании заручиться поддержкой покупателей. Но покупателю нужно быть внимательным, отдавая предпочтение продукции итальянского производителя и не используя устройства сомнительного происхождения.

Программное обеспечение, которое отвечает за работу умного дома, получило удобную оболочку, приспособленную для написания и компиляции программ. Arduino предлагает бесплатную модель распространения ПО. Для написания программ используется упрощенная версия языка программирования C++.

Какие решения предлагает Arduino

Кроме платы, для создания комплекса умный дом также потребуется использовать датчики:

  • Движения;
  • Открывания дверей;
  • Температуры;
  • Освещения.

Включение приборов потребует установки реле. Датчиком фиксации может выступить геркон. Множество датчиков и контроллеров для создания комплекса требуют использования плат расширения. Доступность элементов, создающих комплекс умный дом на базе Ардуино, делает процесс монтажа и подключения своими руками простым и понятным.

Прошивка платы выполняется с помощью программ, которые запускаются любыми ОС. Для начала работы потребуется USB- кабель. Использовать программаторы нет потребности, что отличает комплекс на Ардуино от аналога на микроконтроллерах. Памяти, которая предоставляется платой, достаточно для создания самых сложных программ управления.

Составление проекта Arduino

Сделать дом комфортным для его жителей может каждый, кто решит использовать Ардуино для этой цели. Разработка проекта для умного дома требует внимания к каждому помещению:

На крыльце следует установить активацию освещения при приближении человека после наступления сумерек. Другим решением является установка датчика для включения при открывании двери из дома.

В прихожей освещение должно активироваться по заданному графику, а также при обнаружении движения в помещении. С наступлением ночи должна включаться экономная лампа, чтобы резкое освещение не мешало жильцам отдыхать.

Процесс нагрева воды в ванной комнате активируется автоматически и зависит от присутствия владельца. Для этого бойлер должен иметь выключатель питания, отключающий устройство при достижении заданной температуры. Автоматическая активация света и вытяжки при входе в санузел обязательна.

Читайте также:  Белорусский умный дом от Белтелеком – разбираемся в нюансах

Освещение на кухне работает в ручном режиме. Но должна быть реализована опция, позволяющая отключить его при отсутствии движения на протяжении нескольких минут. Активация плиты должна приводить в рабочее состояние вытяжку.

Необходимые материалы

Чтобы создать производительный комплекс умного дома, потребуется воспользоваться:

  • Датчиком Arduino Uno;
  • Ethernet-модулем ENC28J60;
  • Датчиками и контроллерами;
  • Кабелем витая пара;
  • Переключателями;
  • Реле;
  • Резисторами.

Без подручных инструментов вроде отвертки и паяльника также не обойтись. Приобретать набор лучше в сертифицированных магазинах. Применение низкопробных элементов чревато негативными последствиями. Программы для системы можно найти в сети.

Разнообразие Ардуино плат

Платформа Arduino UNO входит в число самых распространенных. Для ее работы используется микрочип Atmel ATmega328. Периферия позволяет подключить 14 устройств по соответствующим цифровым каналам ввода, а также 6 по аналоговым каналам. Плата обладает достаточными возможностями для того, чтобы обеспечить выполнение большинства задач, интересующих пользователей. Этот девайс имеет невысокую стоимость, что влияет на его популярность. Специалисты, занимающиеся разработкой комплексов умный дом, советуют новичкам использовать Arduino UNO.

Arduino Leonardo

Леонардо имеет несколько отличий в сравнении с предшественником. Для работы платформы используется ATmega32u4 с микроконтроллером, обладающим расширенными возможностями. Поэтому связь по USB больше не требует использования дополнительного чипа, как в случае с Уно. Благодаря такому решению удается снизить стоимость готовой платы, основная цена которой приходится именно на микросхему. Леонардо позволяет сделать комплекс более гибким, а также облегчить коммуникации с устройствами. Плата работает с эмуляторами клавиатуры и мыши с помощью USB HID.

Arduino Ethernet

В основе этой платы лежит применение ATmega328, который использовался в Uno. Устройство позволяет получить доступ к Ethernet. Такая функциональность приветствуется в любом проекте. Количество цифровых выходов равно 14, но на деле можно использовать только 10, а остальные задействует сама система.

Сборка «умного дома»: пошаговая инструкция

Последовательность работ выглядит следующим образом:

  • Подключить сенсорные и исполнительные модули;
  • Подключить остальные компоненты согласно схеме.

Справиться с этой задачей не сложно, поэтому останавливать внимание на ней нет смысла. Более сложным обычно является программный код, который нуждается в детальном рассмотрении.

Читайте также:  Выбираем контроллер для солнечной батареи правильно

Разработка программного кода

Пользователю следует подготовить программу с использование Arduino IDE. Для этого оболочка предоставляет текстовый редактор и компилятор, что обеспечивает внедрение программного кода в микропроцессор устройства. Программы Arduino называют набросками, а оболочка обеспечивает их сохранение при расширении «.ino».

Смарт технологии использовать не сложно, если уделить внимание основным моментам. Функцию main IDE создает самостоятельно, внося в нее целый набор стандартных действий. Пользователю остается прописать setup() для одноразового исполнения, а также loop(), если выполнять цикл нужно бесконечно. Эти функции обязательны при работе с Arduino. Заголовочные файлы создаются оболочкой автоматически, что облегчает работу с ней. Пользовательские библиотеки должны вноситься самостоятельно. Оболочка предлагает минимальное количество настроек, а изменять компилятор вовсе невозможно. Такое решение позволяет снизить риск ошибок в работе.

Создать комплекс умный дом на базе платы arduino можно и вовсе без написания программ. В интернете есть множество готовых библиотек и программ, которые остается только скачать и установить. Тексты набросков имеют дополнительные комментарии, чтобы пользователь понял принцип их действия.

Установка клиентского приложения на смартфон

Чтобы получать информацию от умного дома, достаточно воспользоваться готовым приложением. Для его использования потребуется:

  • Загрузить SmartHome.apk;
  • Установить его на устройство с помощью менеджера файлов;
  • Разрешить установку приложений не из сервиса PlayMarket (в разделе меню «Безопасность»);
  • Выполнить необходимые настройки после установки.

Приложение позволяет использовать данные, поступающие от комплекса, но и управлять его действиями. Смартфон выступает в качестве пульта управления, обеспечивая включение или отключение сигнализации, к примеру. Информация от датчиков движения отправляется на устройство каждую минуту.

Настройка браузера на работу с «умным домом»

Для начала работы потребуется ввести XXX.XXX.XXX.XXX/all в строку поиска браузера, где XXX — IP-адрес пользователя. Действие открывает доступ к данным системы и право управляют ею. С помощью браузера можно активировать освещение и другие возможности, прописанные в программном коде ранее.

На маршрутизаторе потребуется открыть порт:

  • Переходим к настройкам маршрутизатора;
  • указываем адрес Arduino IP;
  • открываем порт 80.

Остается указать переход на микропроцессор Arduino по порту 80.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here