Автоматика на ардуино: преимущества и примеры проектов

Ардуино для проекта “Умный дом”. Работа и особенности установки

Если коротко описать принцип действия Ардуино, то все очень просто. Например, при реализации проекта «Умный дом», это устройство работает следующим образом. По всему дому в определенных местах расставлены датчики, которые реагируют на внешнюю обстановку, и передают информацию на микропроцессор, который принимает решение.

Микропроцессор может быть соединен с компьютером, планшетом, ноутбуком, или смартфоном. Программы для ардуино можно легко скачать в интернете. Все комплектующие, разъемы производители выполняют стандартными, для любых подключений. Рассмотрим подробнее, как можно реализовать «Умный дом».

Проектирование «Умного дома»

Техника с каждым годом все глубже проникает в нашу жизнь. Без электроники уже невозможно представить повседневную жизнь, так как техника делает ее намного интереснее и проще.

Любой человек, который имеет хотя бы основные знания электротехники, может самостоятельно изготовить какое-либо полезное для дома устройство. Если в вашей квартире или доме установлены специальные считывающие информацию датчики, которые еще и выполняют различные функции, то это и есть «умный дом».

На практике не все так красиво и волшебно, как в фантастических фильмах, где роботы готовят утренние завтраки, стирают белье и делают в доме уборку. Реальные компьютеры еще далеки от подобного уровня развития.

Датчики «умного дома» всего лишь могут выполнять следующие функции:

Автоматическое управление бытовыми устройствами. Система сама подключает и отключает чайник, телевизор, микроволновку и другие устройства.
Обеспечивать пожарную безопасность. Система подает сигнал хозяину о возникновении возгорания, наличия дыма в помещении. В более сложных системах включается не только сигнализация, но и автоматически вызывается пожарная охрана и другие необходимые службы.
Контроль погоды. Система контролирует и подает сигнал об изменениях погодных условий на улице. Это помогает человеку правильно планировать свой день.
Контроль климатических условий в помещении. Устройство работает совместно с приборами отопления, вентиляции и другими климатическими устройствами. Ее принцип действия заключается в автоматическом увеличении или уменьшении температуры, влажности и т.д., в зависимости от настройки программы.
Контроль проникновения на территорию жилого помещения. Система взаимосвязана с датчиками движения, и способна автоматически запирать дверные замки, определять точное число людей, находящихся в помещении.
Контроль потребления электрической энергии путем автоматического подключения и отключения приборов освещения. В более сложных вариантах систем, осуществляется отключение освещения как с пульта управления, так и автоматическое полное отключение света, при отсутствии хозяина дома.

Квалифицированных специалистов, занимающихся обустройством таких умных домов, не так уж и много. Их услуги стоят немалых денег. Однако эту работу вполне можно выполнить самостоятельно.

Вся система состоит из датчиков и контроллеров. Например, для контроля температуры в комнате, установлен датчик, который реагирует на понижение температуры ниже запрограммированного уровня. В этом случае микропроцессор автоматически включает нагревательные устройства. Аналогичные датчики располагают по всему дому, которые выполняют различные функции.

Система контроля достаточно надежна, и редко выходит из строя. В нее заложен открытый программный код, имеется возможность соединения с компьютером. В заводских настройках в микропроцессор заложено несколько стандартных программ. Однако, код этих программ можно легко изменять, и даже заменять на свои собственные проекты.

Работа системы ардуино

Датчики передают информацию на компьютер по беспроводной связи. Эти данные обрабатываются с помощью специальной программы. Далее, подается команда на исполнение определенных действий. Центральную плату можно приобрести или собрать самостоятельно. Все разъемы на плате являются стандартизованными, что облегчает сборку системы.

Необходимые комплектующие

Для самостоятельной сборки потребуются следующие инструменты и комплектующие:

Наборы для аналогичных систем лучше покупать в сертифицированных магазинах, так как использование поддельных элементов очень опасно. Необходимые программы для настройки системы без труда можно найти в интернете.

Датчики необходимо приобрести такие, которые будут соответствовать контролируемым ими параметрам.

Особенности установки ардуино

В системе умного дома целесообразно использовать только энергосберегающие лампы, лучше всего светодиодные. Применение обычных ламп не допускается, так как устройство не рассчитано на такую нагрузку.

После подготовки проекта и приобретения всех комплектующих, можно начинать подключение всех элементов в систему. Все подключения выполняются строго по схеме. Все контакты и соединения необходимо изолировать.

Инсталляция кода программы.
Настройка программы для применяемого планшета или компьютера.
Настройка портов на модуле связи.
Проверка работоспособности.
Корректировка кода программы (при необходимости).

Для используемого вами гаджета в интернете скачивают специальную программу, которую затем устанавливают. Скачивать рекомендуется из официальных источников, во избежание сбоев в работе программы. После установки программы компьютер или планшет перезагружают.

Программа должна показывать информацию с датчиков, расположенных в разных помещениях. При необходимости настройки программы можно изменять.

Настройка роутера

На модуле связи (роутере) необходимо открыть порт. Это делается следующим образом:

Открыть свойства роутера.
Указать IP-адрес устройства.
Открыть 80 порт.
На новый адрес присвоить доменное имя.
Произвести тестирование работы всей системы.

Для подобных проектов нецелесообразно применять открытый тип IP-адреса, так как такую систему могут взломать хакеры через интернет, и нарушить функционирование системы.

Такие системы «умных домов» способны значительно экономить электрическую энергию. Основным этапом является правильный выбор сертифицированных комплектующих, в противном случае нет гарантии качественной работы системы. Для ардуино существует большое множество готовых программных кодов. Это позволяет легко самостоятельно собрать такую систему.

Что такое «умный дом» на базе Arduino?

В последнее время все чаще инновационные технологии проникают в различные сферы нашей жизни. Их использование позволяет существенно повысить комфорт и экономит время человека на выполнении различных задач. Сегодня мы коснемся темы так называемых «умных домов» и расскажем об их особенностях, преимуществах, минусах и технологии создания.

Если разбираться в термине «умный дом», то наиболее близким аналогом, который будет понятен большинству людей, является фраза «домашняя автоматизация».

Смысл таких вещей состоит в обеспечении автоматического осуществления разных процессов, которые происходят в помещении.

Использовать такой механизм можно не только в жилых домах, но и в офисах, а также на различных объектах специализированного назначения.

Первой особенностью, о которой следует сказать, будет возможность сбора системы наподобие конструктора.

Она представляет собой наличие центрального элемента на платформе Arduino, представленного центральным контроллером, куда стекается вся информация от различных систем, установленных в доме.

И по мере возможности допустимо добавлять новые компоненты в систему – управлять светом в различных комнатах, оповещать владельца о возникновении различных непредвиденных ситуаций, контролировать климатические условия, следить за инженерными механизмами.

Но следует понимать, что четких представлений, какие компоненты и механизмы должны быть в подобной системе – нет. То есть, это концепция, а не определенный продукт. При необходимости можно поставить какую-то одну систему, а остальные нет.

То есть начинаем с чего-то малого и по мере необходимости наращиваем функционал дома, получая новые возможности в сфере управления жилищем. Одной из самых значимых особенностей является возможность интеллектуального управления освещением.

Применение подобной системы в быту позволяет серьезно сэкономить ресурсы, ведь освещение включается исключительно тогда, когда человек находится в каком-то помещении.

Следующая особенность – контроль микроклимата в помещении. Описываемый механизм имеет не меньшую важность.

Например, автоматизация отопления будет крайне важной не только для экономии в холодное время года, но и чтобы включить отопление в нужный момент, ведь не всегда есть возможность сделать его активным при резком понижении температурного режима.

Если у вас имеется автономное отопление на основе котла, то при наличии термодатчиков и механизма контроля газоутечек в случае внештатной ситуации владелец будет оповещен и сможет оперативно отреагировать на нее в режиме реального времени.

Еще одно преимущество – техническая оснащенность различных систем.

С установкой автоматики владелец дома получает возможность выполнять различные действия: опускать жалюзи, включать экран телевизора или медиапроигрывателя.

Подключив эти и другие системы к общему механизму, можно реально создать условия для активации того или иного устройства при помощи нажатия всего одной клавиши.

Следующая особенность – система безопасности. Механизм «умного дома» поднимает на новый уровень защиту от проникновения в дом непрошенных гостей в отсутствие хозяев. Дом просто трансформируется практически в неприступный объект.

Более того, система может имитировать эффект присутствия в доме путем включения и выключения света, а камеры наблюдения передают хозяину актуальную информацию об активности в доме или прилегающей территории, что позволяет сэкономить на охране.

Система имеет еще целый ряд средств, которые позволят обезвредить нарушителя, если в этом есть необходимость.

И последняя особенность, о которой хочется сказать – простое и доступное управление. Несмотря на свой огромный функционал, описываемой системой может управлять даже ребенок.

Обычно для этого используется небольшой пульт дистанционного управления с традиционными переключателями и специальными панелями. Кроме того, управлять механизмами можно с ПК или мобильного устройства. А в последние годы внедряются и так решения, как управление голосом.

Как можно убедиться, у такой системы есть масса особенностей, которые делают ее отличным комплексным решением для дома или любого другого объекта.

Сегодня появилось большое количество модификаций и комплектаций на базе Arduino, где рассматриваемая система может быть реализована. Большое количество компаний, производящих такие механизмы, делают контроллеры уже со встроенными системами Wi-Fi и Bluetooth, что позволяет управлять системой в пределах помещения через мобильный.

Существуют и решения, где управление осуществляется по интерфейсу типа Ethernet, речь идет о проводном способе при помощи оптоволоконных кабелей через домашнюю сеть локального типа.

В подобные решения обычно добавляются коммутаторы, а также роутеры типа Wi-Fi, что позволяет осуществлять беспроводное подключение, если иное не предусмотрено самим контроллером.

Подключение обычных ручных выключателей можно осуществляться на центральный контроллер двумя методами:

при помощи электрической проводки;
по беспроводной технологии.

Как можно убедиться, существует большое количество составных частей «умного дома».

Обычно система состоит из следующих узлов, которые могут быть представлены разного рода устройствами:

центральный системный контроллер, обычно представленный главным узлом, а также дискретными выводо-вводными модуляторами;
устройства расширения и связи, куда входят роутеры, различные коммутаторы, а также модули GPS и GPRS;
приборы, отвечающие за коммутацию электроцепи – реле, диммеры и блоки питания;
приборы исполнения – различного рода клапаны (воды, газа);
части системного управления – сенсорные панели, планшеты, карманные персональные компьютеры, а также пульты;
различные измерительные части – приборы, датчики и сенсоры (речь идет о датчиках света, температуры и движения).

Подбирая оборудование для механизма на базе Arduino, необходимо брать в расчет, какой метод передачи информации будет использовать конкретная система. В качестве примера можно привести довольно распространенный стандарт EIBKNX.

Здесь обычно применяются электросети силового типа, компьютерные сети, а также радиоканалы. В то же время существует стандарт Х10, где для передачи информации используется обычная бытовая сеть переменного тока с напряжением 230 вольт.

Говоря о достоинствах «умного дома» на базе Arduino, следует отметить следующие моменты.

Большие возможности в плане настройки работы всего механизма. То есть пользовать может самостоятельно написать программу, что может выполнить алгоритмы различного уровня сложности.
При желании система может работать автономно по причине наличия собственного контроллера.
Загрузить программу не составляет труда из-за того, что программатор для этого не нужен, а все осуществляется при помощи USB-интерфейса, так как в микроконтроллере просто осуществляется прошивка бутлоадера.
Довольно невысокая цена составных частей системы. Это является следствием того, что у различных производителей нет монопольных прав. По этой причине архитектура Arduino относится к разряду открытых.

Наличие открытого исходного кода, что дает возможность пользователю напрямую управлять механизмом умного дома.
Доступность в том, что пользователь сам выбирает, какие датчики и механизмы ему необходимы.
Универсальность и возможность реализации самых интересных идей. Инструкции или стандарта, каким должен быть «умный дом» на базе Arduino, не существует. Это значит, что пользователь может сделать систему такой, какой он хочет, так как владелец не ограничен ничем в плане монтажа датчиков в спальне или кухне.
Возможность самостоятельной прошивки загрузчика.
Наличие штыревого разъема у процессорных плат Arduino, что позволяет делать программирование уже внутри системы.

Как и любого механизма, у данной системы имеются и кое-какие недостатки.

Несмотря на открытость системы, для того, чтобы ее освоить и успешно ею пользоваться, понадобятся знания из целого ряда специфических сфер, включая такие, как программирование, ремонт и электроника.
Необходимость потратить немалое количество времени для реализации и настройки собственного проекта, так как каждый проект по своей сути является уникальным и может мало в чем повторять другие.
Трудности в непосредственной настройке Arduino по причине того, что этот механизм работает лишь с небольшим количеством операционных систем.
Существование вероятности наличия сбоев в программном обеспечении, что может привести к проблемам или неработоспособности той или иной команды. По этой причине следует время от времени делать диагностику исправности оборудования.

Излучения различных типов, которые неизбежны при таком алгоритме управления.
Необходимость отведения места под специальный шкаф, где будет расположено дополнительное оборудование и провода.
Если управление осуществляется при помощи сети интернет, то данные, что передаются между компонентами механизма могут быть перехвачены злоумышленниками. Частичным решением проблемы станет исключительно защищенное соединение. Но для его обеспечения потребуется вложить немало средств в модернизацию оборудования.

Создание любой системы умного дома на базе Arduino стартует с создания проекта. При его разработке следует понимать, какие именно функции и задачи должна выполнять система.

Обычно проект на базе решения Arduino Uno предполагает решение следующих задач.

Отслеживание погодных условий за окном и температуры в помещении и, как следствие, адекватная реакция на их изменение. Устройство обычно становится элементом единой системы вместе с отопительными, вентиляционными приборами и иными устройствами.
Мониторинг состояния окон и дверей – закрыты они или открыты.
Генерирование звукового сигнала при активизации датчика движения, если активна функция сигнализации.
Автоматическое управление бытовой техникой.
Контроль потребления электроэнергии, благодаря автоподключению и выключению осветительной техники.
Обеспечение пожарной безопасности. Механизм подает владельцу сигнал о наличии возгорания или дыма в помещении. Если разработана сложная система, то она может даже вызвать на место пожарных.

Прихожая. Здесь необходимо автовключение света, когда становится темно на улице, а также создание механизма обнаружения движения. В ночное время обычно активируется лампочка средней мощности, что не должно стать причиной дискомфорта для членов семьи.
Кухня. Активация и деактивация освещения на кухне осуществляется обычно вручную. Отключение может быть автоматическим, если никто длительное время не ходит по помещению. Если система обнаруживает, что человек начинает приготовление пищи, то автоматически включается вытяжка.
Крыльцо. Активация осветительных приборов может осуществляться либо при открытии дверей, когда человек выходит из здания, либо же когда хозяин приближается к дому, если на улице уже темно.
Комната. Включение световых приборов осуществляется вручную, хотя при надобности и наличии датчика движения активация может производиться и в авторежиме.

Санузел. Говоря об этой комнате, скажем, что здесь обычно все сводится к управлению бойлером. В нем самом есть выключатель питания, когда при достижении определенной температуры воды устройство выключается. Управление водонагревателем будет осуществляться в зависимости от автоматики, которая есть в наличии. Также при входе в санузел можно включать свет и активировать работу вытяжки.

После того как все описанные выше моменты стали максимально ясны, осуществляется подготовка технического задания, куда заказчик вносит любые правки. Когда будет составлен финальный вариант, это станет основой для формирования сметной документации на проведение работ проектного типа.

Обычно проект состоит из следующих компонентов:

пояснительный документ, где приводится описание различных подсистем;
схема расположения устройств управления;
схематический план трасс для кабелей;
проект размещения устройств в шкафчиках автоматики;
принципиальные варианты подключения техники в таких шкафах;
планы подключения техники;
журнал кабельного типа;
различные спецификации.

Кроме того, на этапе формирования проекта осуществляется расчет цены «умного дома».

Зависеть цена будет от таких факторов:

количество устройств;
выбранное оборудование и подсистемы.

Следует сказать, что этапы создания системы «умного дома» с привлечением специалистов или же своими руками будут одинаковыми.

Правда, в последнем случае готовый вариант в целом обойдется существенно дешевле, чем если привлекать специалистов, которых на рынке и так не хватает.

По этой причине зарплаты у них будут соответствующими, а значит, если вы не хотите тратить лишние средства, то можно обойтись собственными силами. Итак, начнем с комплектующих для этой системы, если вы решили все-таки создавать ее самостоятельно.

Если говорить о комплектации системы, то технология будет включать в себя следующий набор компонентов:

датчик движения;
датчик температуры и влажности;
датчик освещенности;
пара температурных датчиков с маркировкой DS18B20;
Ethernet-модуль марки ENC28J60;
микрофон;
переключатель язычкового типа;
реле;
кабель типа «витая пара»;
кабель категории Ethernet;
резистор, имеющий сопротивление 4,7 килоома;
микропроцессорная плата Arduino.

Следует сказать, что умный дом должен быть оснащен исключительно светодиодными лампочками, так как обычные варианты просто могут не выдержать большого напряжения. Когда проект будет готов, а все нужные запчасти уже приобретены, следует начать подключение датчиков и контроллеров. Делать это необходимо исключительно по схеме, созданной ранее. Контакты необходимо полностью заизолировать.

Если говорить кратко, то поэтапно алгоритм подключения будет выглядеть таким образом:

установка кода;
настройка приложения для ПК или мобильного;
портовая переадресация;
осуществление тестирования ПО и датчиков;
устранение неисправностей, если они были выявлены при тестировании.

Итак, начнем с установки кода.

Сначала пользователю следует написать ПО в Arduino IDE. В нем представлены:

текстовый редактор;
создатель проектов;
программа для компиляции;
препроцессор;
инструмент для загрузки ПО в мини-процессор Arduino.

Следует сказать, что существуют версии ПО для основных компьютерных ОС – Windows, Linux, Mac OS X. Если говорить об используемом языке программирования, то речь идет о C++ с рядом упрощений.

Программы, написанные пользователями для Arduino, обычно называют скетчами. Ряд функций система создает автоматически и пользователю не нужно разбираться в их написании, прописывая список обычных действий.

Также нет необходимости вносить файлы заголовочного типа обычных библиотек. Но пользовательские вставлять необходимо.

Добавлять библиотеки в проектный IDE-менеджер можно различными методами. В виде исходников, прописанных на С++, идет добавление в отдельную директорию на рабочей директории IDE-оболочки.

Теперь имена необходимых библиотек появляются в определенном IDE-меню. Те, что вы отметите, войдут в компиляционный список. В IDE существует малое количество настроек, а задавать тонкости компилятора вообще нет возможности.

Это сделано для того, чтобы несведущий человек не натворил каких-либо ошибок.

Если вы скачали библиотеку, то ее необходимо распаковать и просто вставить в IDE. В программном тексте есть комментарии, которые поясняют принцип ее работы.

Следует отметить, что все приложения на Arduino работают по одной технологии: пользователь шлет запрос на процессор, а он, в свою очередь, осуществляет загрузку нужного кода на экран устройства.

Когда человек нажимает клавишу Refresh, то микроконтроллер отсылает информацию. С каждой из страниц с определенным обозначением идет программный код, что будет отображаться на экране.

Следующий комплекс действий заключается в установке клиента на персональный компьютер или смартфон.

Источник: http://www.stroy-podskazka.ru/umnyj-dom/na-baze-arduino/

Система умный дом на arduino. Преимущества и возможности

Умный дом – автоматизированная система управления некоторым функциями, призванными облегчить и сделать комфортным быт владельца квартиры.

При использовании этих технологий, в том числе, созданных на базе Аrduino, свет включается в заданное время, например, в момент утреннего пробуждения, музыкальный центр играет любимые мелодии при входе в квартиру, кондиционер поддерживает необходимый режим.

Умный дом, созданный по технологиям Аrduino – это совершенно иное качество жизни, которое сегодня могут позволить себе многие.

Стандартными опциями для Умного дома будут:

управление освещением;
управление отопление, кондиционированием и вентиляцией;
запорная автоматика дверей и ворот дома гаража;
контроль за уровнем энергопотребления;
системы безопасности, включающие и перекрытие газа при его утечке, и перекрытие воды при протечке, и вызов аварийных служб (пожарной, газовой) при диагностике любой опасной ситуации, включая проникновение в дом нежелательных лиц.

Этот перечень опций может быть расширен при разработке конкретного проекта. Создать собственную систему управления «Умный домом» на базе Аrduino можно на заказ, в компаниях, занимающихся этим направлением инжиниринга.

Некоторые даже проектируют управление Умным домом самостоятельно, благо технологии Аrduino позволяют, а комплектующие и программное обеспечение Ардуино вполне доступны по цене.

Но прежде всего, следует убедиться в том, что в определенной ситуации будут обеспечены все требования безопасности.

Часто систему Умного дома, созданную с использование программного обеспечения Аrduino, напрямую подключают к автоматическому управлению всем жилым комплексом (это правило касается современных домов), где сети электроснабжения гарантированно выдержат все нагрузки.

Из дополнительных бонусов следует учитывать то, что существующие сегодня технологии Умного дома дают возможность управлять ими дистанционно, с мобильного устройства. Кроме того, панели управления Умным домом Аrduino выглядят достаточно привлекательно и отлично сочетаются с интерьерами в силе хай-тек.

Разработать и внедрить собственный Умный дом поможет Аrduino.

Что такое Ардуино?

Тем, кто разбирается в программировании, это название не является незнакомым. Ардуино – это семейство микроконтроллеров, имеющих открытую архитектуру и программный код. За счет простоты и удобства программирования Аrduino широко используется во всем мире, причем во многих технических университетах именно на базе семейства Аrduino ведется обучение основам программирования.

Собрать собственную систему автоматики, используя Аrduino, несложно. Можно и заказать ее разработку у специалистов, но для тех, кто знаком с языками программирования, сложностей выполнение всего комплекса задач не составит.

Для программирования используется очень простой язык, который так и называется – Arduino.

Он основан на C/C++, и сейчас Аrduino считается чуть ли не самым простым языком программирования, доступным даже новичкам, желающим создать свой Умный дом.

Фактически, Arduino – это способ при помощи программного обеспечения и периферии ля простого домашнего компьютера управлять реальным миром, находясь в виртуальном.

Разработка Умного дома на модулях Аrduino

Понятно, что программированием на Аrduino задача создания умного дома не ограничивается. Необходимо и материальное обеспечение, которое даст возможность компьютеру получать информацию из внешнего мира и передавать команды на устройства автоматического регулирования света, тепла и остальных параметров Умного дома. Первой покупкой станет сама платформа Ардуино. В ее задачи входит:

обработка сигнала с радио пультов;
обработка сигналов датчиков;
передача команд в компьютер.

После того, как пользователь разберется в том, что ему необходимо из опций Умного дома и как реализовать технически, используя программные возможности Аrduino, те или иные задумки, ему придется приобретать:

Датчики давления (для водопроводных труб), радиации, температуры, газа;
Часы, позволяющие устанавливать время включения и выключения (минуты, дни, годы)
Всевозможные реле;
JPS;
Сенсорные экраны;
Устройство радиоуправления, работающие на 15 и 433 Мгц.;
Провода.

Информация от компьютера может передаваться как по радиоканалу, в случае с отдаленными периферийными объектами (при открывании ворот), так и по обычным проводам.

Для тех, кому нужно, чтобы Умный дом при помощи Аrduino контролировал и проникновение на территорию приусадебного участка или лестничной клетки, к периферии Аrduino потребуются дополнительно и камеры слежения.

Ардуино удивительно многофункционален, это оценят владельцы коттеджей, создающие свой Умный дом на территории и дома, и участка.

С его помощью можно реализовать не только стандартные функции, но и необычные, например, запрограммировать начало автоматического полива в теплицах при заданном снижении влажности, или автоматическое открывание калитки, если член семьи подходит к ней ближе, чем на метр. Фактически, контроллеры Ардуино представляют из себя электронное LEGO с неограниченным набором возможностей для программиста, желающего создать свой Умный дом.

Установка самой простой системы Умного дома на базе Аrduino с минимальным набором функций при помощи инжиниринговой компании обойдется в сумму, начинающуюся от 30 тысяч рублей, состоятельно запрограммировать и создать ее на Аrduino будет намного дешевле.

Обычный китайский датчик движения стоит в пределах 300 рублей, вся периферия для сложной системы обойдется не более, чем в 10 000 тысяч.

В Интернете можно найти массу рекомендаций тех, кто уже проходил этот путь и монтировал свой Умный Дом, используя возможности Аrduino.

Источник: https://sovetporemonty.ru/elektrika/umnyj-dom-na-arduino.html

Проектирование и организация собственного «умного дома” с помощью arduino

Мир не стоит на месте. Техника проникает в жизнь людей. С каждым днём все сложнее представить себе повседневность без электроники. И если раньше все это было доступно только состоятельным людям, то теперь техника находится в каждом доме и делает жизнь проще и интересней.

К слову, сейчас любой человек, обладая базовыми знаниями, может собрать самостоятельно любое приспособление, которое в будущем может стать полезным в повседневной жизни.

Интернет полон тематических сайтов и форумов, фото и видео мастер-классов, советов и инструкций. Вот так и создаются устройства, которые способствуют более лёгкой и приятной жизни.

Если дом или квартира оснащена специальными датчиками, которые считывают ту или иную информацию и выполняют определённые функции, такой дом можно назвать «умным».

«Умный» дом — что это?

Возможно, в фантастических фильмах о будущем, многие уже встречали подобное строение. Красивая просторная квартира, в которой все автоматизировано. Компьютер будит семью по утрам, готовит завтраки, занимается стиркой и глажкой одежды, а также поддерживает чистоту в дому. Проще говоря — исполняет роль горничной-повара и даже больше.

В реальности все, конечно, не так волшебно и красочно. Нынешние машины и компьютеры ещё не достигли такого уровня развития. Поэтому функции современного «умного» дома ограничены. К примеру, датчики могут контролировать:

Включение-выключение света.
Расход энергии.
Температуру.
Влажность в доме.

Профессиональных компаний, которые занимаются строительством и обустройством «умных» домов, очень мало. К тому же их слуги довольно дорогие и по карману только узкому кругу потребителей. Но, это вовсе не повод отказывать себе в обустройстве комфортной жизни в собственном доме. Ведь можно сделать «умный дом» своими руками.

Технология сборки

«Умный дом» — это всего лишь контроллеры с датчиками, основной целью которых является считывание информации и, исходя из этого, выполнение соответствующих команд. К примеру, контроль температуры в помещении.

Если в комнате температура падает ниже ранее установленного уровня, то система автоматически включает обогрев комнаты. Это только один из примеров функций «умного дома».

Подобные контрольные датчики установлены по всему дому и выполняют самые разнообразные функции.

Итак, как сделать свой дом «умным»? Что для этого нужно? Для начала нужно заняться закупкой необходимых контроллеров, которые будет необходимо запрограммировать и наладить.

На первый взгляд все достаточно просто, но на самом деле могут возникнуть проблемы с эксплуатацией самой системы, для сборки и управления которой необходимы определённые знания.

Поэтому компания Arduino постаралась максимально упростить свою систему, с которой может справиться даже ребёнок.

Что такое система Arduino ?

Система компании Arduino – это платформа для разработки собственных программ комфорта. Система легка в управлении и редко даёт сбои или выходит из строя.

Система Arduino имеет открытый исходный код и возможность подключения при помощи USB-кабеля.

Изначально система имеет набор программ, установленных по умолчанию, но благодаря открытому типу исходного кода, можно инсталлировать собственные разработки.

Принцип работы Arduino

Как же работает система Arduino? Очень просто. Установленные по всему дому или квартире датчики считывают информацию об окружающей среде и передают все данные на компьютер, который самостоятельно принимает решения.

Функционировать эта система может на компьютере, ноутбуке, планшете или даже телефоне. Все программы для ардуино можно найти в свободном доступе. Все «железо» производитель делает максимально стандартизированным под системные разъёмы.

Функции системы Arduino

Система ардуино для проекта «умного дома» должна выполнять следующие функции:

Контроль расхода электроэнергии. В упрощённом варианте система самостоятельно включает и выключает освещение. В более продвинутом варианте система не только выключает освещение после сигнала пульта, но и полностью отключает освещение, если хозяин отсутствует в помещении.
Контроль всех входов и выходов помещения. Система ардуино контролирует датчики движения, может автоматически блокировать или закрывать двери, считывает точное количество людей в помещении.
Температурный контроль помещения. Система ардуино тесно взаимосвязана с вентиляцией, отоплением и другими климатическими системами. Принцип работы достаточно простой: система автоматически понижает или повышает температуру и другие показатели, что зависит от предварительно заданных параметров.
Контроль окружающей среды. Система внимательно следит и оповещает о температуре за окном, осадках (дождь, снег, туман). Это необходимо для того, чтобы человек более рационально планировал свой рабочий день, так как в дождевую погоду на работу добираться сложнее.
Пожарная безопасность. В упрощённом варианте система оповещает хозяина о пожаре, наличие дыма в воздухе. В более продвинутом варианте система не только включает оповещение, но и может вызывать соответствующие службы спасения.
Автоматическое управление техникой. «Умная система» самостоятельно включает и выключает музыкальные приборы, телевизор, чайник и другие технические приборы.

Несмотря на набор разнообразных функций, существуют несколько важных причин, отталкиваясь от которых потребители отдают своё предпочтение именно Arduino.

Преимущества

Цена.
Качество.
Удобство.
Простота монтажа и проекта в целом.
Низкая стоимость в случае поломки или выхода из строя отдельных комплектующих.
Доступность программного обеспечения.

Источник: https://elektro.guru/elektrika-v-kvartire/montazh/proekt-umnyy-dom-na-arduino.html

Умная теплица на Arduino- делаем первые шаги

Написано 03.11.2016 в 00:12 , Виктор Петин / Уроки Ардуино / 1 Comment

Теплицы предназначены для обеспечения оптимального микроклимата для роста и развития растений.

Это могут быть и большие промышленные сооружения и небольшое место на подоконнике для выращивания любимого цветка.

Но даже за самой крохотной теплицей на подоконнике нужен уход: осуществление полива, поддержание нужной температуры, уровня освещенности и т.п.

Многие с удовольствием занялись подобным хозяйством, вот только ни сил, ни времени для этого нет. И только мечта подсказывает: вот бы такую конструкцию, которая бы настолько умной, что делала бы все сама.

Такая теплица окажется востребованной теми, кто не хочет тратить много времени на уход за растениями, а также может не иметь для этого возможности в случае длительного отсутствия — командировок, отпуска и т.п.
Мы и приступим к созданию подобной теплицы, назовем ее умной.

А поможет нам создавать умную теплицу контроллер Arduino.

Какие же функции будет выполнять умная теплица?
Во-первых, необходимо оперативно получать всю необходимую информацию об климатических параметрах нашей теплицы: температура и влажность воздуха, температура и увлажненность почвы, освещенность теплицы. Т.е. осуществлять мониторинг климатических параметров теплицы.

Какую проблему клиента решит функция мониторинга? Прежде всего — устранит беспокойство насчет того, все ли в порядке c растениями во время его отсутствия: есть ли вода в системе, не выключалось ли электричество, может ли системе вентиляции обеспечить нужную температуру, если в помещении стало слишком жарко и т.п.

Выводить данные мониторинга можно на дисплей, или с помощью светодиодов оповещать о критических значениях климатических параметров, или получать данные через интернет или на планшет.

Далее, необходимо реализовать возможность управления теплицей – осуществлять полив, обогрев, вентиляцию растений, регулировать освещенность растений.

Управление можно с помощью автоматики, или удаленно (через интернет или через телефон (планшет)).

Следующий этап – функция автономности теплицы. При снижении уровня увлажненности почвы ниже определенного значения, необходимо включить полив, при снижении температуры в теплице необходимо включить обогрев, освещенность теплицы необходимо производить по определенному циклу.

Рисунок 1. Схематическое изображение умной теплицы

В наших уроках мы рассмотрим практическую реализацию проекта умной теплицы. Создадим проект умной теплицы –
«Домашний цветок». И начнем с реализации функции мониторинга параметров теплицы. Для мониторинга нам необходимо получать следующие данные о окружаещей среде нашего цветка:

температура воздуха;
влажность воздуха;
увлажненность почвы;
освещенность цветка.

Для реализации функции мониторинга нам понадобятся следующие детали:

Arduino Uno;
Кабель USB;
Плата прототипирования;
Провода «папа-папа» – 15 шт;
Фоторезистор – 1 шт;
Резистор 10 кОм – 1 шт;
Датчик температуры TMP36 – 1 шт;
Модуль температуры и влажности воздуха DHT11 – 1 шт
Модуль влажности почвы – 1 шт.

Позиции 1-6 имеются в наборах серии «Дерзай» («Базовый», «Изучаем Arduino» и «Умный дом»), датчик температуры TMP36 имеется в наборах «Базовый» и «Изучаем Arduino». Ссылки на позиции 8 и 9 будут даны в конце статьи. Сначала познакомимся с датчиками, которые будем использовать для функции мониторинга параметров нашего проекта.

C помощью фоторезистора (рисунок 2) осуществляют измерение освещенности. Дело в том, что в темноте сопротивление фоторезистора весьма велико, но когда на него попадает свет, это сопротивление падает пропорционально освещенности.

Источник: https://playarduino.ru/uroki-arduino/umnaya-teplitsa-na-arduino-delaem-pervye-shagi/

Домашняя автоматизация с Arduino & Raspberry Pi. Часть 1. Введение

Несколько лет назад, я впервые стал владелец собаки. Я не хотел оставлять Коди в конуре, одну, в течение всего дня. У меня была камера, но я не мог смотреть за ним в течении всего дня. А что делать если он попадет в какую-то беду? Что если какая то неприятность в доме, например пожар?

Я хотел каким-то образом получать уведомления по электронной почте, когда он лает, или когда случается что-то плохое.

Далее чтение различных статей привело к разработке, и это в конечном итоге привело к полномасштабной системы домашней автоматизации на основе аппаратных средств с открытым исходным кодом (Arduino) и программным обеспечение (OpenHAB).

Я знаю что есть еще много проектов домашней автоматизации с Arduino, но я обещаю, я не собираюсь включать свет со смартфона. Я больше сосредоточен на обширных сетевых датчиках, своевременном оповещении и эстетическом представлении событий.

К Arduino очень просто подключить различные датчики. Используя дополнительные модули мы создаем сеть различных датчиков с выходом в интернет.

Они могут слать по электронной почте, о том что: стало очень жарко, слишком холодно, много дыма, слышен газ или слишком яркий свет. Также ваша собака сможет отправить вам email своим лаем.

Вы можете удаленно просмотреть состояние датчиков с помощью смартфона. Все узлы/датчики беспроводные, так что вы не ограничены местом нахождения порта Ethernet.

Вот так это выглядит.

Эта инструкция будет уроком о том, как построить различные беспроводные датчики и как интегрировать эти датчики в сложный открытый код домашней автоматизации. В мобильном приложении кроме просмотра состояния вы также можете получить своевременный email и звуковые уведомления. Это длинная инструкция но вы сможете просмотреть ту часть которая вас интересует.

Это главные элементы конструкции:

Дешевизна. Каждый узел датчика стоит менее 20$, но вы можете увеличить вашу стоимость.
Гибкость. Узлы на основе Arduino позволяют расширять систему к нуждам каждой среды измерения. Вы не привязаны к примерам которые я вам предоставил, хотя я стремился реализовать много образцов.
Хорошая надежность, время работы и дальность беспроводных датчиков.
Я использовал ка питание от батареи так и питание от сети.

Итак, вот список датчиков из этой инструкции. Я хочу обеспечить дом полным набором человеческих чувств. Ваш дом должен быть умным и чувствительным.

Лай собаки (любой громкий звук) Датчик

Получение уведомления по email от громкого шума. Я использую его для получения сообщения когда моя собака лает в конуре, чтобы открыть веб-камеру и посмотреть чего она лает. Существует также счетчик, сколько раз лаял пес.

Стиральная машина с сушкой Датчик

Получение звукового оповещения когда стиральная машинка / сушилка завершает работу, что-то вроде «Washer Complete». Больше не будет забытого белья в стиралке и ожидания завершения стирки. Используйте смартфон приложение, чтобы проверить окончание стирки.

Датчик света

Определение есть ли освещение или нет. Отображение статуса освещения в смартфон приложении.

Мониторинг зоны вторжения

Пассивный инфракрасный датчик следит за комнатой и отправляет звуковые оповещения сигнала тревоги или email, когда срабатывает от движения тела.

Отслеживание собаки

Источник: http://nrf24l01.pp.ua/smart-house/domashnyaya-avtomatizaciya-s-arduino-raspberry-pi-chast-1/

Arduino для автоматизации кофейного автомата

Потенциал для малой автоматизации поистине огромен. В качестве примера можно рассмотреть, автоматизацию старого автомата по продаже кофе. Итак, есть старый кофейный автомат, который готовит растворимые кофейные напитки (разные вариации кофе+сливки+шоколад+сахар) и растворимый чай.

Так как модель старая, то автомат имеет достаточно мало функций для владельца: — брать деньги; — готовить выбранный напиток; — выдавать сдачу; — заботиться о себе (кипятить воду, поддерживать её уровень).

Разумеется, владельцу автомата, хочется больше функций: — удаленное оповещение об остановке автомата; — статистика продаж каждого напитка; — функции бесплатных продаж «для своих»; — функция автоматической промывки; — плюс ещё какие-нибудь фишки.

Все эти возможности легко реализуются при помощи :

Автору проекта () потребовались: * Arduino Nano * MAX232-адаптер * Serial GSM-модем * оптроны * мелочевка

GSM-модемом можно управлять обычными AT-командами через .

На обычной Arduino, в отличие от Arduino MEGA, есть только один COM-порт, который используется для программирования (завязан на USB-адаптер), который лучше не трогать чтобы сохранить возможность простой прошивки через этот порт.

Решение простое — — библиотека, позволяющая эмулировать последовательный порт на любых двух цифровых ногах ардуины (со скоростью работы 4800 или 9600 бод).

Вместе с переходником на микросхеме MAX232, получается полноценный последовательный порт, к которому можно подключать внешние устройства.

Удаленное оповещение об остановке автомата

— реализуется считыванием ардуиной состояния статусных светодиодов автомата и по их значениям отправляется SMS на заданный номер с описанием возникшей проблемы. Так же, можно отправлять SMS о перезагрузке автомата (при пропадании электричества) и других событиях.

Подключение к внешним схемам лучше всего реализовывать через оптрон (нужен для гальванической развязки схемы автомата и контроллера Arduino).

Нужные выходы автомата находятся при помощи обычного мультимера.

Статистика продаж каждого напитка

Реализуется аналогично — в автомате 11 кнопок на каждый отдельный вариант напитка и у каждой кнопки есть светодиодный индикатор. При приготовлении напитка этот индикатор горит в процессе приготовления.

Опять же, на все 11 индикаторов вешаются оптроны и заводятся на входы контроллера Arduino. Как видим, уже требуется довольно много цифровых портов, поэтому использовались в том числе и аналоговые входы. Статистику можно снимать при помощи тех же SMS-сообщений.

Например, можно позвонить на автомат с ранее забитого в прошивку номера. При поступлении звонка, контроллер сбрасывает вызов и в ответ присылает смс-ку с количеством продаж каждой кнопки:1=10,2=3,3=1…

Как видим, полный простор для фантазии!

Если захочется большей автоматизации, то контроллер Arduino можно дополнить каким-нибудь -шилдом или одноплатным компьютером

и тогда возможности автомата можно будет наращивать до бесконечности: * онлайн статистика * мониторинг наличности

Источник: http://robocraft.ru/blog/projects/720.html