Smart hjem basert på Arduino-kontrollere: design og organisering av kontrollert plass

Utviklingen av automatiseringsverktøy har ført til etableringen av komplekse systemer som forbedrer menneskets livskvalitet.Mange kjente produsenter av elektronikk og programvaremiljøer tilbyr ferdige standardløsninger for ulike objekter.

Selv en uerfaren bruker kan utvikle uavhengige prosjekter og sette sammen et "smarthjem" ved hjelp av Arduino for å passe deres behov. Det viktigste er å forstå det grunnleggende og ikke være redd for å eksperimentere.

I denne artikkelen vil vi se på prinsippet om å lage og hovedfunksjonene til et automatisert hjem basert på Arduino-enheter. Vi vil også vurdere hvilke typer brett som brukes og hovedmodulene i systemet.

Opprette systemer på Arduino-plattformen

Arduino er en plattform for utvikling av elektroniske enheter med automatisk, halvautomatisk eller manuell kontroll. Den er laget i henhold til prinsippet om en designer med klart definerte regler for samhandling mellom elementer. Systemet er åpent, noe som lar tredjepartsprodusenter delta i utviklingen.

Klassisk «smart hus» består av automatiserte blokker som utfører følgende funksjoner:

• samle inn nødvendig informasjon gjennom sensorer;
• analysere data og ta avgjørelser ved hjelp av en programmerbar mikroprosessor;
• implementere beslutningene som er tatt ved å gi kommandoer til ulike enheter.

Arduino-plattformen er bra nettopp fordi den ikke er låst til en bestemt produsent, men lar forbrukeren velge de komponentene som passer ham. Utvalget deres er enormt, så du kan realisere nesten hvilken som helst idé.

Vi anbefaler å sjekke ut de beste smarte enheter for hjemmet.

For å lære hvordan du jobber med Arduino, kan du kjøpe et startsett på produsentens nettsted. Kunnskaper i teknisk engelsk er nødvendig, siden dokumentasjonen ikke er russifisert

I tillegg til mangfoldet av tilkoblede enheter, gir programmeringsmiljøet implementert i C++ variasjon. Brukeren kan ikke bare bruke de opprettede bibliotekene, men også programmere reaksjonen til systemkomponenter på nye hendelser.

Hovedtavleelementer

Hovedelementet i et "smarthjem" er ett eller flere sentrale (mor)tavler. De er ansvarlige for samspillet mellom alle elementer. Først etter å ha identifisert oppgavene som må løses, kan du begynne å velge hovednoden til systemet.

Hovedkortet kombinerer følgende elementer:

• Mikrokontroller (prosessor). Hovedformålet er å gi ut og måle spenning i portene i området 0-5 eller 0-3,3 V, lagre data og utføre beregninger.
• Programmerer (ikke alle brett har det). Ved å bruke denne enheten skrives et program inn i mikrokontrollerens minne som "smarthjemmet" vil fungere. Den kobles til en datamaskin, nettbrett, smarttelefon eller annen enhet ved hjelp av et USB-grensesnitt.
• Spenningsregulator. En 5 volt enhet er nødvendig for å drive hele systemet.

Flere brettmodeller produseres under Arduino-merket.De skiller seg fra hverandre i formfaktor (størrelse), antall porter og minnekapasitet. Det er basert på disse indikatorene at du må velge en passende enhet.

Det er bedre å kjøpe Arduino-brett og skjold for dem fra produsenten, siden de er av bedre kvalitet enn kompatible enheter produsert i Kina

Det finnes to typer porter:

• digital, som er merket på tavlen med bokstaver "d";
• analog, som er merket med bokstaven "en".

Takket være dem kommuniserer mikrokontrolleren med tilkoblede enheter. Enhver port kan fungere både for å motta et signal og å sende det ut. Digitale porter merket "pwm" er designet for å legge inn og sende ut et PWM-signal (pulsbreddemodulasjon).

Derfor, før du kjøper et brett, er det nødvendig å minst omtrentlig anslå nivået på belastningen på forskjellige enheter. Dette lar deg bestemme det nødvendige antallet porter av alle typer.

Det skal forstås at smarthussystemet ikke nødvendigvis må kobles til en kontrollenhet basert på et enkelt hovedkort. Funksjoner som for eksempel å slå på kunstig belysning i nærområdet avhengig av tid på døgnet og opprettholde en vannreserve i lagertanken er uavhengige av hverandre.

Fra synspunktet om å sikre påliteligheten til det elektroniske systemet, er det bedre å skille urelaterte oppgaver i forskjellige blokker, noe Arduino-konseptet gjør det enkelt å implementere. Hvis du kombinerer mange enheter på ett sted, kan mikroprosessoren bli overopphetet, konflikt mellom programvarebiblioteker og problemer med å finne og eliminere programvare- og maskinvarefeil.

Å koble mange forskjellige typer enheter til ett kort brukes vanligvis i robotikk, hvor kompakthet er viktig. For et "smart hjem" er det bedre å bruke sin egen base for hver oppgave

Hver mikroprosessor er utstyrt med tre typer minne:

• Flashminne. Hovedminne der systemstyringsprogramkoden er lagret. En liten del av den (3-12%) er okkupert av et innebygd bootloader-program.
• SRAM. RAM, hvor midlertidige data som er nødvendige for å kjøre programmet lagres. Den har høy driftshastighet.
• EEPROM Tregere minne hvor data også kan lagres.

Hovedforskjellen mellom typer minne for datalagring er at når strømmen slås av, går informasjonen som er registrert i SRAM tapt, men forblir i EEPROM. Men den ikke-flyktige typen har også en ulempe - et begrenset antall skrivesykluser. Dette er noe du bør huske på når du lager dine egne applikasjoner.

I motsetning til bruken av Arduino i robotikk, krever de fleste smarthusoppgaver ikke mye minne verken for programmer eller for lagring av informasjon.

Typer brett for montering av et smarthus

La oss se på hovedtypene brett som oftest brukes ved montering av smarthussystemer.

Vis #1 - Arduino Uno og dens derivater

De mest brukte brettene i smarthussystemer er Arduino Uno og Arduino Nano. De har tilstrekkelig funksjonalitet til å løse typiske problemer.

Å ha brett i full lengde som drives fra 7-12 volt gir mange fordeler. Først av alt er dette muligheten for langsiktig autonom drift fra standardbatterier eller oppladbare batterier

Hovedparametre for Arduino Uno Rev3:

• prosessor: ATMega328P (8 bit, 16 MHz);
• antall digitale porter: 14;
• hvorav med PWM-funksjon: 6;
• antall analoge porter: 6;
• flashminne: 32 KB;
• SRAM: 2 KB;
• EEPROM: 1 KB.

For ikke lenge siden ble det utgitt en modifikasjon - Uno Wi-Fi, som inneholder en integrert ESP8266-modul som lar deg utveksle informasjon med andre enheter som bruker 802.11 b/g/n-standarden.

Forskjellen mellom Arduino Nano og dens større motpart er at den ikke har en egen 12 V strømuttak Dette gjøres for å oppnå en mindre enhetsstørrelse, som gjør at den enkelt kan skjules på en liten plass. Også for disse formålene erstattes standard USB-tilkoblingen med en brikke med en mini-USB-kabel. Arduino Nano har 2 flere analoge porter sammenlignet med Uno.

Det er en annen modifikasjon av Uno-brettet - Arduino Mini. Den er enda mindre enn Nano, og mye vanskeligere å jobbe med. For det første skaper mangelen på en USB-port et problem med fastvaren, siden du må bruke en USB-Serial Converter for dette. For det andre er dette brettet mer kresen når det gjelder strømforsyning - det er nødvendig å gi et inngangsspenningsområde på 7-9 V.

Av grunnene som er beskrevet ovenfor, brukes Arduino Mini-kortet sjelden til smarthusdrift. Det brukes vanligvis enten i robotikk eller i gjennomføringen av ferdige prosjekter.

Vis #2 - Arduino Leonardo og Micro

Arduino Leonardo-brettet ligner på Uno, men litt kraftigere. En annen interessant funksjon ved denne modellen er at den identifiseres som et tastatur, mus eller joystick når den er koblet til en datamaskin. Derfor brukes det ofte til å lage originale spillenheter og simulatorer.

Tabell over størrelser og dimensjoner til Uno, Leonardo og deres miniatyranaloger. Utviklerne fulgte ikke logikken i navnene - "nano" burde være den minste

Hovedparametrene til Arduino Leonardo er som følger:

• prosessor: ATMega32u4 (8 bit, 16 MHz);
• antall digitale porter: 20;
• hvorav med PWM-funksjon: 7;
• antall analoge porter: 12;
• flashminne: 32 KB;
• SRAM: 2,5 KB;
• EEPROM: 1 KB.

Som det fremgår av listen over parametere, har Leonardo flere porter, noe som gjør at denne modellen kan lastes med et større antall sensorer.

Også for Leonardo er det en miniatyranalog med helt identiske egenskaper kalt Micro. Den har ikke 12V strømforsyning og i stedet for full USB-inngang er det en brikke for en mini-USB-kabel.

Leonardo-modifikasjonen kalt Esplora er en ren spillmodell og er ikke egnet for behovene til et "smart hjem".

Vis #3 - Arduino 101, Arduino Zero og Arduino MKR1000

Noen ganger krever driften av smarthussystemer implementert på grunnlag av Arduino mye datakraft, noe 8-bits mikrokontrollere ikke er i stand til å gi. Oppgaver som stemme- eller bildegjenkjenning krever en rask prosessor og en betydelig mengde RAM for slike enheter.

For å løse slike spesifikke problemer brukes kraftige brett som opererer etter Arduino-konseptet. Antall porter de har er omtrent det samme som Uno- eller Leonardo-brettene.

Arduino 101 har samme dimensjoner som Uno eller Leonardo, men veier nesten dobbelt så mye. Årsaken til dette er tilstedeværelsen av to USB-innganger og ekstra brikker

Arduino 101 er et av de enkleste å bruke, men kraftige brettene, og har følgende egenskaper:

• prosessor: Intel Curie (32 bit, 32 MHz);
• flashminne: 196 KB;
• SRAM: 24 KB;
• EEPROM: nei.

I tillegg er brettet utstyrt med BLE-funksjonalitet (Bluetooth Low Energy) med mulighet for enkelt å koble til ferdige løsninger, som pulsmåler, motta informasjon om været utenfor vinduet, sende tekstmeldinger m.m. Et gyroskop og et akselerometer er også integrert i enheten, men de brukes hovedsakelig innen robotikk.

Et annet lignende brett, Arduino Zero, har følgende indikatorer:

• prosessor: SAM-D21 (32 bit, 48 MHz);
• flashminne: 256 KB;
• SRAM: 32 KB;
• EEPROM: nei.

Et særtrekk ved denne modellen er tilstedeværelsen av en innebygd debugger (EDBG). Med dens hjelp er det mye lettere å finne feil når du programmerer brettet.

Når du skriver voluminøs kode, opplever selv en høyt kvalifisert programmerer feil. For å finne dem, bruk en debugger

Arduino MKR1000 er en annen modell som er egnet for databehandling med høy effekt. Den har en mikroprosessor og minne som ligner på Zero. Hovedforskjellen er tilstedeværelsen av en integrert Wi-Fi-brikke med 802.11 b/g/n-protokollen og en kryptobrikke med støtte for SHA-256-algoritmen for å beskytte overførte data.

Vis #4 - Mega familiemodeller

Noen ganger er det nødvendig å bruke et stort antall sensorer og kontrollere et betydelig antall enheter. For eksempel er dette nødvendig for automatisk drift av distribuerte klimaanlegg, som opprettholder en viss temperatur for individuelle soner.

For hvert lokalområde er det nødvendig å overvåke avlesningene til to temperatursensorer (den andre brukes som en kontroll) og, i samsvar med algoritmen, justere posisjonen til spjeldet, som bestemmer volumet av varm luft som kommer inn.

Hvis det er mer enn 10 slike soner i en hytte, trengs det mer enn 30 porter for å kontrollere hele systemet. Selvfølgelig kan du bruke flere Uno-type-kort under felles kontroll av ett av dem, men dette skaper ytterligere byttevansker. I dette tilfellet er det tilrådelig å bruke modeller av Mega-familien.

Størrelsen på Mega-familiebrettene (101,5 x 53,4 cm) er større enn de tidligere anmeldte modellene. Dette er en teknisk nødvendighet - ellers kan et slikt antall porter ikke plasseres

Arduino Mega-kortet er basert på en ganske enkel 8-bit 16 MHz mikroprosessor atTMega1280.

Den har en stor mengde minne:

• flashminne: 128 KB;
• SRAM: 8 KB;
• EEPROM: 4 KB.

Men dens største fordel er tilstedeværelsen av mange porter:

• antall digitale porter: 54;
• hvorav med PWM-funksjon: 15;
• antall analoge porter: 16.

Dette brettet har to moderne varianter:

• Mega 2560 er basert på mikroprosessoren atTMega2560, preget av en stor mengde flashminne - 256 KB;
• Mega ADK, i tillegg til atTMega2560-mikroprosessoren, er utstyrt med et USB-grensesnitt med mulighet for tilkobling til enheter basert på Android-operativsystemet.

Arduino Mega ADK-modellen har én funksjon. Når du kobler en telefon til en USB-inngang, er følgende situasjon mulig: Hvis telefonen må lades, begynner den å "trekke" den fra brettet. Derfor er det et tilleggskrav til strømkilden - den skal gi en strøm på 1,5 ampere. Ved strømforsyning via batterier må denne tilstanden tas i betraktning.

Du kan lage autonom strømforsyning for Arduino ved å bruke tilkoblede batterier eller akkumulatorer.Ved å kombinere serie- og parallellkoblinger kan du oppnå ønsket spenning og lang driftstid

Due er en annen modell fra Arduino som kombinerer kraften til en mikroprosessor med et stort antall porter.

Dens egenskaper er som følger:

• prosessor: Atmel SAM3X8E (32 bit, 84 MHz);
• antall digitale porter: 54;
• hvorav med PWM-funksjon: 12;
• antall analoge porter: 14;
• flashminne: 512 KB;
• SRAM: 96 KB;
• EEPROM: nei.

De analoge kontaktene til dette brettet kan fungere både i den vanlige 10-bits oppløsningen for Arduino, som er laget for kompatibilitet med tidligere modeller, og i 12-bit, som lar deg motta et mer nøyaktig signal.

Funksjoner for modulinteraksjon via porter

Alle moduler som skal kobles til kortet har minst tre utganger. To av dem er strømledninger, dvs. "jord", samt en spenning på 5 eller 3,3 V. Den tredje ledningen er logisk. Den overfører data til porten. For å koble til modulene brukes spesielle ledninger gruppert i grupper på 3, som noen ganger kalles jumpere.

Siden Arduino-modeller vanligvis bare har 1 spenningsport og 1-2 jordporter, må du enten lodde ledninger eller bruke breadboards for å koble til flere enheter.

Du kan koble ikke bare strømmen og portene til Arduino-kortet til breadboardet, men også andre elementer, som motstand, registre, etc.

Lodding er mer pålitelig og brukes i enheter som er utsatt for fysisk påvirkning, for eksempel kontrolltavler for roboter og quadcoptre. For et smart hjem er det bedre å bruke utviklingstavler, da det er enklere både ved installasjon og ved fjerning av modulen.

Noen modeller (for eksempel Arduino Zero og MKR1000) har en driftsspenning på 3,3 V, så hvis en høyere verdi brukes på portene, kan brettet bli skadet. All informasjon om strømforsyning er tilgjengelig i den tekniske dokumentasjonen for enheten.

Tilleggstavler (skjold)

For å øke egenskapene til hovedkort, brukes Shields - tilleggsenheter som utvider funksjonaliteten. De er produsert for en bestemt formfaktor, som skiller dem fra moduler som er koblet til porter. Skjold er dyrere enn moduler, men det er enklere å jobbe med dem. De er også utstyrt med ferdige biblioteker med kode, som setter fart på utviklingen av egne kontrollprogrammer for et smarthus.

Proto- og sensorskjermer

Disse to standard skjoldene legger ikke til noen spesiell funksjonalitet. De brukes for mer kompakt og praktisk tilkobling av et stort antall moduler.

Proto Shield er en nesten komplett kopi av originalen når det gjelder porter, og du kan lime et utviklingskort midt i modulen. Dette gjør det lettere å montere strukturen. Slike tillegg finnes for alle Arduino-brett i full lengde.

Proto Shield er plassert på toppen av hovedkortet. Dette øker høyden på strukturen litt, men sparer mye plass i flyet

Men hvis det er mange enheter (mer enn 10), er det bedre å bruke dyrere Sensor Shield-bryterbrett.

De har ikke bradboard, men alle portstifter leveres individuelt med strøm og jord. Dette gjør at du unngår å bli viklet inn i ledninger og jumpere.

Overflatearealet til hovedkortet og sensorkortene er det samme, men det er ingen brikker, kondensatorer og andre elementer på skjoldet. Dette frigjør mye plass for fulle tilkoblinger.

Dette kortet har også kontakter for enkelt å koble til flere moduler: Bluetoots, SD-kort, RS232 (COM-port), radio og ultralyd.

Tilkobling av tilleggsfunksjonalitet

Skjold med funksjonalitet integrert i dem er designet for å løse komplekse, men typiske problemer. Hvis du trenger å implementere originale ideer, er det bedre å velge en passende modul.

Motorskjold. Den er designet for å kontrollere hastigheten og rotasjonen til motorer med lav effekt. Den originale modellen er utstyrt med én L298-brikke og kan drive to likestrømsmotorer eller én servo samtidig. Det er også en kompatibel tredjepartsdel som har to L293D-brikker med mulighet til å kontrollere dobbelt så mange stasjoner.

Reléskjold. En ofte brukt modul i smarthussystemer. Et kort med fire elektromekaniske releer, som hver tillater passering av strøm med en kraft på opptil 5A. Dette er nok til å automatisk slå på og av kilowattenheter eller lyslinjer designet for 220 V vekselstrøm.

LCD-skjold. Lar deg vise informasjon på en innebygd skjerm, som kan oppgraderes til en TFT-enhet. Denne utvidelsen brukes ofte til å lage værstasjoner med temperaturavlesninger i ulike oppholdsrom, uthus, garasjer, samt temperatur, luftfuktighet og vindhastighet ute.

LCD-skjermen har innebygde knapper som lar deg programmere informasjonsrulling og velge handlinger for å sende kommandoer til mikroprosessoren

Dataloggingsskjold. Hovedoppgaven til modulen er å registrere data fra sensorer på et fullformat SD-kort på opptil 32 Gb med støtte for FAT32-filsystemet. For å ta opp til et micro SD-kort må du kjøpe en adapter.Dette skjoldet kan brukes som informasjonslagring, for eksempel når du tar opp data fra en DVR. Produsert av det amerikanske selskapet Adafruit Industries.

SD-kortskjold. En enklere og billigere versjon av forrige modul. Mange produsenter produserer slike utvidelser.

Ethernet Shield. Offisiell modul for å koble Arduino til Internett uten datamaskin. Det er et spor for et micro SD-kort, som lar deg ta opp og sende data via World Wide Web.

Wi-Fi-skjold. Tillater trådløs utveksling av informasjon med støtte for krypteringsmodus. Tjener til å koble til Internett og enheter som kan kontrolleres via Wi-Fi.

GPRS-skjold. Denne modulen brukes vanligvis til å kommunisere mellom et smarthus og dets eier via mobiltelefon via SMS-meldinger.

Smarthusmoduler

Å koble til moduler fra tredjepartsprodusenter og muligheten til å jobbe med dem ved hjelp av det innebygde programmeringsspråket er hovedfordelen med det åpne Arduino-systemet sammenlignet med "merkede" smarthusløsninger. Hovedsaken er at modulene har en beskrivelse av de mottatte eller overførte signalene.

Måter å få informasjon på

Informasjonsinntasting kan gjøres gjennom digitale eller analoge porter. Det avhenger av typen knapp eller sensor som mottar informasjonen og overfører den til tavlen.

For et dataprogram tilsvarer et digitalt signal perioder med "0" og "1", og et analogt signal bestemmer verdiområdet i samsvar med dets dimensjon

Et signal til mikroprosessoren kan sendes av en person som bruker to metoder for dette:

• Trykke på en knapp (tast). Den logiske ledningen går i dette tilfellet til den digitale porten, som mottar verdien "0" hvis knappen slippes og "1" hvis den trykkes.
• Rotering av hetten på roterende potensiometer (motstand). eller skifte av motorspaken. I dette tilfellet går den logiske ledningen til den analoge porten. Spenningen går gjennom en analog-til-digital-omformer, hvoretter dataene går til mikroprosessoren.

Knapper brukes til å starte en hendelse, for eksempel slå lys, varme eller ventilasjon av og på. Roterende knotter brukes til å endre intensiteten - øke eller redusere lysstyrken på lyset, volumet på lyden eller rotasjonshastigheten til viftebladene.

Et potensiometer er en enkel enhet, så det er veldig billig. Hovedkarakteristikkene er elektrisk motstand og rotasjonsvinkel

Sensorer brukes til automatisk å bestemme miljøparametere eller opprinnelsen til en hendelse.

Følgende typer er mest etterspurt for smarthusdrift:

• Lydsensor. Digitale versjoner av denne enheten brukes til å aktivere en hendelse ved hjelp av klapp eller stemme. Analoge modeller lar deg gjenkjenne og behandle lyd.
• Lyssensor. Disse enhetene kan fungere i både synlige og infrarøde områder. Sistnevnte kan brukes som brannvarslingssystem.
• Temperatur sensor. Ulike modeller brukes til innendørs og utendørs, siden de utvendige er bedre beskyttet mot fuktighet. Det er også eksterne enheter på ledningen.
• Luftfuktighetssensor. Modellen DHT11 er egnet for innendørs, og den dyrere DHT22 for utendørs. Begge enhetene kan også gi temperaturavlesninger. Koble til en digital port.
• Lufttrykksensor. Analoge barometre fra Bosh har vist seg å fungere godt med Arduino-kort: bmp180, bmp280. De måler også temperatur.Modellen bme280 kan kalles en værstasjon, siden den også gir en ekstra fuktighetsverdi.
• Bevegelses- og nærværssensorer. De brukes til sikkerhetsformål eller for å automatisk slå på lys.
• Regnsensor. Reagerer på vann som kommer inn i overflaten. Den kan også brukes til å utløse en alarm for lekkasjer i rør- eller varmekretsen.
• Strømsensor. De brukes til å oppdage ikke-fungerende elektriske apparater (utbrente lamper) eller til å analysere spenning for å forhindre overbelastning.
• Gasslekkasjesensor. Brukes til å oppdage og reagere på økte konsentrasjoner av propan.
• Karbondioksid sensor. Den brukes til å bestemme konsentrasjonen av karbondioksid i stuer og i spesielle rom, for eksempel vinkjellere, hvor gjæring skjer.

Det finnes mange flere forskjellige sensorer for spesifikke oppgaver, for eksempel for måling av vekt, vannstrømningshastighet, avstand, jordfuktighet osv.

Noen sensorer, som vindmåleren, som måler vindhastighet og retning, er komplekse elektromekaniske instrumenter

Mange sensorer og sensorer kan lages uavhengig ved hjelp av enklere komponenter. Det vil koste mindre. Men i motsetning til bruk av serielle enheter, må du bruke tid på kalibrering.

Kontroll av enheter og systemer

I tillegg til å samle inn og analysere informasjon, må et "smarthjem" reagere på nye hendelser. Tilstedeværelsen av avansert elektronikk på moderne husholdningsapparater lar deg få tilgang til dem direkte ved hjelp av Wi-Fi, GPRS eller EtherNet. Vanligvis implementerer Arduino-systemer veksling mellom en mikroprosessor og høyteknologiske enheter via Wi-Fi.

For å bruke Arduino til å slå på klimaanlegget når temperaturen i huset er høy, blokkere TV og Internett om natten på barnerommet, eller starte oppvarmingskjelen når eierne kommer, må du utføre tre trinn:

1. Installer Wi-Fi-modulen på hovedkortet.
2. Finn ledige frekvenskanaler for å unngå systemkonflikt.
3. Forstå enhetskommandoer og programhandlinger (eller bruk ferdige biblioteker).

I tillegg til å «kommunisere» med datastyrte enheter, oppstår det ofte oppgaver som innebærer å utføre noen mekaniske handlinger. For eksempel kan du koble til en servodrift eller en liten girkasse til brettet, som får strøm fra det.

Servodrevet består av en motor og flere girkasser. Derfor, til tross for lav strøm (5 V), kan den utvikle anstendig kraft, noe som for eksempel er nok til å åpne et vindu

Hvis det er nødvendig å koble til kraftige enheter som opererer fra en ekstern strømkilde, brukes to alternativer:

1. Inkludering i relékretsen.
2. Koble til en strømbryter og triac.

Inkludert i en elektrisk krets elektromagnetisk eller solid state relé lukker og åpner en av ledningene i henhold til en kommando som kommer fra mikroprosessoren. Hovedkarakteristikken deres er den maksimalt tillatte strømmen (for eksempel 40 A) som kan passere gjennom denne enheten.

Når det gjelder tilkobling av en strømbryter (mosfet) for likestrøm og en triac for vekselstrøm, har de en lavere tillatt strøm (5-15 A), men kan jevnt øke belastningen. Det er for dette formålet PWM-porter er gitt på brettene. Denne egenskapen brukes ved regulering av lysstyrke, viftehastighet osv.

Ved hjelp av releer og strømbrytere kan du fullautomatisere alle elektriske kretser hjemme og starte generatoren i fravær av strøm. Derfor, på grunnlag av Arduino, er det mulig å implementere autonom levering av en leilighet eller bygning, inkludert alle spesielt viktige funksjoner - oppvarming, vannforsyning, avløp, ventilasjon og sikkerhetssystem.

Vil du at hjemmet ditt skal bli smartere, men med programmering for "deg"? I dette tilfellet anbefaler vi å se på ferdige løsninger fra Xiaomi og Apple, som er enkle å installere og konfigurere selv for en nybegynner. Og du kan angi kommandoer og kontrollere implementeringen av dem selv fra smarttelefonen din.

Les mer om smarthus fra Xiaomi og Apple i følgende artikler:

• Xiaomi smarthus: designfunksjoner, oversikt over hovedkomponenter og arbeidselementer
• Apple smarthus: finesser i organisering av hjemmekontrollsystemer fra Apple-selskapet

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Et eksempel på et selvmontert arbeidsstykke for et "smarthjem":

Åpenheten til Arduino-plattformen tillater bruk av komponenter fra ulike produsenter. Dette gjør det enkelt å designe et "smart hjem" for å passe brukerens behov. Derfor, hvis du har minst mindre kunnskap innen programmering og tilkobling av elektroniske enheter, er dette systemet verdt å ta hensyn til.

Er du kjent med Arduino-plattformen i praksis og ønsker å dele din erfaring med nykommere i denne saken? Kanskje du vil supplere materialet ovenfor med nyttige anbefalinger eller kommentarer? Skriv dine kommentarer under denne publikasjonen.

Hvis du har spørsmål om å designe et automatisert hjemmesystem basert på Arduino, spør dem til våre eksperter og andre besøkende i blokken nedenfor.