Как спроектировать недорогую систему «Умный дом» для среднего класса потребителей. Какие компоненты и технологии использовать для создания бюджетного «Умного дома» на базе Arduino. Какие функции реализовать в системе домашней автоматизации.
Ключевые компоненты системы «Умный дом» на базе Arduino
Для создания бюджетной системы домашней автоматизации на основе Arduino потребуются следующие ключевые компоненты:
- Контроллер Arduino (например, Arduino Mega 2560) — центральный элемент системы
- Различные датчики (температуры, влажности, освещенности, движения и т.д.)
- Исполнительные устройства (реле для управления освещением и бытовой техникой)
- Модули беспроводной связи (Wi-Fi, Bluetooth) для удаленного управления
- Блок питания
- Провода и макетные платы для соединения компонентов
Такой набор позволит реализовать базовый функционал «Умного дома» с возможностью дальнейшего расширения системы.
Основные функции «Умного дома» на Arduino
При проектировании бюджетной системы домашней автоматизации на базе Arduino рекомендуется реализовать следующие ключевые функции:
- Управление освещением (включение/выключение, диммирование)
- Контроль микроклимата (температура, влажность)
- Охранная сигнализация (датчики движения, открытия дверей/окон)
- Пожарная сигнализация (датчики дыма, газа)
- Удаленное управление через смартфон
Это базовый набор возможностей, который можно расширять по мере необходимости, добавляя новые датчики и исполнительные устройства.
Проектирование архитектуры системы
При разработке архитектуры «Умного дома» на Arduino следует придерживаться модульного подхода. Это позволит легко масштабировать и модернизировать систему в будущем.
- Центральный контроллер на базе Arduino Mega собирает данные с датчиков и управляет исполнительными устройствами
- Датчики и исполнительные устройства группируются по комнатам/зонам
- Беспроводной модуль обеспечивает связь с мобильным приложением
- Система питания обеспечивает бесперебойную работу всех компонентов
Такая модульная архитектура позволит гибко настраивать систему под конкретные потребности пользователя.
Выбор датчиков для системы «Умный дом»
При проектировании бюджетной системы домашней автоматизации рекомендуется использовать следующие типы недорогих датчиков:
- Датчик температуры и влажности DHT11/DHT22
- Датчик движения HC-SR501
- Датчик освещенности на основе фоторезистора
- Датчик газа MQ-2
- Датчик открытия двери/окна на основе геркона
Эти датчики имеют хорошее соотношение цена/качество и легко интегрируются с Arduino. При необходимости систему можно дополнить другими типами сенсоров.
Разработка программного обеспечения для Arduino
Программное обеспечение для контроллера Arduino в системе «Умный дом» должно решать следующие задачи:
- Сбор и обработка данных с датчиков
- Управление исполнительными устройствами по заданным алгоритмам
- Обмен данными с мобильным приложением
- Реализация сценариев автоматизации
При разработке ПО рекомендуется использовать библиотеки для работы с конкретными датчиками и модулями. Это упростит написание кода и повысит его надежность.
Создание мобильного приложения для управления
Для удобного управления «Умным домом» необходимо разработать мобильное приложение. Оно должно обеспечивать следующий функционал:
- Отображение текущих показаний датчиков
- Управление освещением и бытовыми приборами
- Настройка сценариев автоматизации
- Получение уведомлений о важных событиях
- Просмотр графиков и статистики
Приложение можно разработать с использованием фреймворков React Native или Flutter для кроссплатформенности.
Тестирование и отладка системы
После сборки прототипа «Умного дома» на Arduino необходимо провести его тщательное тестирование:
- Проверить корректность работы всех датчиков
- Протестировать алгоритмы управления устройствами
- Оценить надежность беспроводной связи
- Измерить энергопотребление системы
- Проверить работу всех функций мобильного приложения
По результатам тестирования нужно выполнить отладку выявленных проблем и оптимизацию работы системы.
Оценка стоимости системы
Приблизительная стоимость компонентов для базовой системы «Умный дом» на Arduino составит:
- Arduino Mega 2560 — 1500 руб.
- Набор датчиков — 2000 руб.
- Реле и исполнительные устройства — 1500 руб.
- Модуль Wi-Fi ESP8266 — 300 руб.
- Блок питания — 500 руб.
- Провода и мелкая электроника — 1000 руб.
Итого около 7000 руб. за базовый комплект. Это значительно дешевле готовых коммерческих решений при сопоставимом функционале.
Умный дом на базе Arduino. Большой набор + КНИГА
✔Контроллер
x1 Arduino Uno R3+кабель USB
✔ Элементы коммутации
x1 Плата макетная беспаечная [400 контактов], 8,5х5,5 см
x 10 Провода с разъемами “папа-папа” 10 см
x10 Провода с разъемами “папа-папа” 20 см
x20 Провода с разъемами “папа-мама” 10 см
x40 Провода с разъемами “папа-мама” 20 см
x10 Провода с разъемами “мама-мама”, 20 см
✔Резисторы, потенциометры
x10 Резистор 10 кОм
x10 Резистор 220 Ом
✔ Кнопки
x3 Кнопки тактовые 12х12×5 мм
✔ Светодиоды, дисплей
x8 Светодиоды цветные 5 мм
x1 Светодиод с проводами и держателем 5 мм (красный)
x1 Светодиод с проводами и держателем 5 мм (зеленый)
x1 Светодиод RGB с общим катодом
x1 ЖК -дисплей 1602 с модулем I2C
x1 Светодиодная матрица 8*8
✔Датчики
x1 Модуль датчика света SVG KY-018
x1 Датчик звука KY-038
x1 Датчик движения HC-SR501
x1 Датчик углекислого газа MQ-135 FC-22
x1 Датчик температуры и влажности DHT11
x1 Датчик температуры TMP36 (аналоговый)
x1 УЗ приемопередатчик HC-SR04
x1 Датчик пламени
x1 Датчик влажности почвы
x1 Датчик уровня воды
x1 Фоторезистор
x1 Потенциометр 10 кОм
✔Модули
x1 Модуль реле одноканальный
x1 Модуль Bluetooth HM-10
x1 Модуль RFID RC522
x1 Модуль расширителя PCF8574
x1 Модуль зуммера 5 В
✔Дополнительно
x1 Серводвигатель TowerPro SG90 9G
x1 Вертикальный микронасос 3-6 В
x1 Трубочка диаметром 6 мм, длиной 0,5 м
x1 Динамик 8 Ом 40 мм
✔ Питание
x1 Блок питания 9 В 1 А
x1 Отсек для 4 батареек АА
x4 Батарейки AA 1,5 В
1 Клипса для батарейки 9 В
✔Детали корпуса домика
x5 Стены
x1 Пол
x1 Козырек
x1 Дверь с ручкой и элементы крепления
x1 Механизм открывания двери
✔Крепление
x78 Болты и гайки
x10 Втулки D7 3×3
x30 Хомуты 100 мм
✔ Инструменты
x1 Отвертка
✔Книга, руководство
1x Блум Дж. Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства. – СПб.: БХВ-Петербург – 336 с.
x1 Руководство к набору
Как сделать умный дом на Ардуино своими руками: подключение периферии и программирование
Просмотров: 7 995
Умный дом представляет собой специальную систему, которая автоматизирует многие процессы в доме. Например, можно управлять системами отопления, включения освещения в определенные моменты времени, слежение за обстановкой, выполнять контроль состояния инженерных коммуникаций и прочее.
На потребительском рынке предлагается много систем подобного рода, которые имеют широкий набор функций и поддерживают работу с разными датчиками и исполнительными приспособлениями. Правда, есть еще возможность самостоятельно создать умный дом своими руками на базе Arduino.
Принцип работы умного дома на базе Ардуино
Система на платформе Ардуино работает аналогично обычной заводской. Она должна включать в свой состав контроллер с процессором, который будет обрабатывать входящие сигналы, и формировать импульсы для управления внешними устройствами.
Схема управления светом с помощью «Умного дома»
В качестве устройств, генерирующих входные сигналы, выступают разного рода датчики, которые контролируют те или иные параметры в помещении. После обработки этих сигналов контроллером, по установленному алгоритму, будет сформирован исполнительный сигнал, передаваемый к внешним устройствам, которые управляют включением электричества, работой отопительной системы, системой безопасности и пр.
Созданный на Arduino умный дом, управляется через Web интерфейс, что позволит удаленно контролировать работу системы с любого устройства, подключенного к интернету. Также поддерживает Arduino GSM управление с помощью обычных мобильных телефонов или смартфонов.
Какие датчики и контролеры можно подключать и как они работают
Основу умного дома на базе Ардуино составляет процессорная плата, представляющая микроконтроллер. Она владеет процессором, который с помощью созданного программного обеспечения обрабатывает данные от датчиков и управляет работой исполнительных устройств.
Чтобы к контроллеру можно было подключить разные функциональные датчики, используются шилды – платы расширения, которые подключают к процессорному модулю, а уже к шилдам подсоединяют требуемое число датчиков. Система из контроллера, расширительных плат и датчиков может функционировать как автономно, так и работать в связке с компьютером посредством проводной или беспроводной связи.
Датчики и компоненты «Умного дома» на базе Arduino
Через шилды к контроллеру можно подключить разные по функциональности датчики.
- Сенсоры, которые контролирую параметры и характеристики окружающей среды внутри или вне помещения. Это могут быть датчики температуры, влажности, давления, уровня освещенности наличия осадков.
- Сенсоры, которые контролируют пространственную ориентацию объекта, к которому они прикреплены. К ним относятся гироскопы, компасы, акселерометры.
- Сенсоры, которые регистрируют наличие подвижных объектов. К ним относятся датчики движения, тепловые датчики УЗ-сенсоры.
- Сенсоры контроля аварийных ситуаций. К ним относятся устройства, которые позволяют контролировать целостность инженерных коммуникаций в доме. Датчики выявляют утечку газа, воды, отключения электричества, появления задымленности, открытого огня.
Многие из этих устройств входят в набор Ардуино умный дом, предлагаемый производителями для тех, кто собрался самостоятельно автоматизировать свой дом.
Процесс сборки умного дома
Создание умного дома на базе Arduino чем-то напоминает работу с конструктором Лего. Оно предусматривает подключение нужных датчиков к микропроцессорному контроллеру, программирование созданной системы и подключение ее к средствам управления через глобальную сеть интернет. Рассмотрим более детально каждый из этих процессов.
Подключение всей периферии
Процесс подключения всех модулей и датчиков Arduino очень простой и с ним разберется даже тот человек, который слабо знаком с электроникой. Он представляет собой последовательное подключение к центральному контроллеру датчиков и исполнительных устройств, используя для этого расширительные платы и соединительные проводники.
Прикрепление датчика движения «Умного дома»
Чтобы не запутаться в процессе подключения, нужно предварительно составить детальную схему будущей системы и предусмотреть места, где будет размещен в доме контроллер, функциональные датчики и исполнительные устройства. Наличие такого плана исключит ошибки в подключении и некорректной работы умного дома.
Программирование и отладка
Чтобы умный дом на Ардуино своими руками запрограммировать, нужно знать язык программирования С++ или использовать специальную оболочку Arduino IDE. Первый вариант подходит для продвинутых пользователей, которые знают и могут программировать на этом языке. Второй вариант подойдет для тех, кто только делает первые шаги в программировании алгоритмов для устройств, созданных на платформе Ардуино.
Оболочка Arduino IDE представляет собой упрощенную версию С++. Она имеет встроенный текстовый редактор, менеджер проектов, предпроцессор, компилятор и инструменты, нужные для того, чтобы залить программный код в микропроцессор платы Arduino.
Программная оболочка Arduino IDE
Версии Arduino IDE доступны пользователям для разных операционных систем. Это могут быть Windows, Mac OS X или Linux.
После того, как созданный код залит в микропроцессор можно выполнить отладку системы и проверить насколько эффективно работает взаимодействие между датчиками, контроллером и исполнительными устройствами.
Чтобы система умный дом всегда была под контролем, существуют разные приложения, которые можно установить на свой смартфон. Например, можно закачать и настроить приложение SmartHome.apk. С его помощью можно в любое время получать данные от контроллера умного дома, а также выполнять управление его функциями.
Использование этого приложения позволит контролировать состояние охранной сигнализации, получать от нее уведомления о срабатывании. Настроив частоту опроса датчиков движения, информацию о текущем состоянии помещения можно получать в режиме реального времени.
Сопряжение с интернетом
Умный дом, созданный своими руками на Arduino, может настраиваться и контролироваться через интернет. Для этого сначала следует настроить роутер, который обеспечивает раздачу интернета в доме.
Изначально нужно зайти в раздел настроек роутера и прописать в нем IP-адрес для системы Arduino. Затем выполняется открывание порта 80.
Если есть необходимость в том, чтобы присвоить доменное имя адресу системы умный дом, можно воспользоваться возможностями сервиса https://www.noip.com. После регистрации на этой платформе следует воспользоваться функцией «Add host» и прописать там IP-адрес созданной системы умного дома. После этого доступ можно будет получать, как по IP-адресу, так и по доменному имени.
Схема подключения «Умного дома» на базе Arduino к интернету
Чтобы управлять развернутым на Arduino умным домом можно было с любого места, где есть интернет нужно провести несложную настройку используемого браузера. Для этого в его адресной строке следует набрать следующий код «xxx.xxx.xxx.xxx/all».
Здесь под xxx.xxx.xxx.xxx подразумевают IP-адрес, используемый системой умный дом. После этой процедуры пользователь будет иметь возможность получать информацию от созданной системы автоматизации дома, а также задавать параметры ее работы.
Заключение
На сегодня существует много готовых Ардуино проектов умный дом, которые можно найти в сети интернет. Также можно создать свой собственный проект, который будет максимально подходить под конкретный объект. Системы, построенные на Ардуино, отличаются тем преимуществом, что их всегда можно модернизировать и масштабировать.
Например, можно начать с управления освещением Ардуино, а затем добавлять функциональные датчики, которые будут контролировать движение в помещении, следить за утечкой воды, газа. Чтобы упростить процедуру создания автоматизированной системы в интернет-магазинах можно найти много готовых наборов умный дом Arduino. Они обеспечивают создание базовой конфигурации системы, которую позже можно усовершенствовать под свои требования.
Видео: Умный дом на Arduino
Моделирование устройств «Умного дома» на базе контроллера Ардуино
В настоящее время, широко развивается и повсеместно внедряется STEAM-концепция образования. Благодаря форме обучения, в которой совмещаются на практической и проектной основе различные дисциплины, обучающиеся лучше усваивают новый материал и сохраняют его в активную память, а не оставляют свои знания в конспектах и рабочих тетрадях. Благодаря большому количеству различных наборов, обучение программированию превращается в легкую и увлекательную игру.
Образовательная программа на основе проектирования «Умного дома» открывает педагогу широкий спектр идей для организации учебной деятельности, как в очном, так и в дистанционном формате. Многие конструкторы и платформы обладают отличной совместимостью, что позволяет расширить кругозор обучающихся в сфере создания автономных электронных систем. Кроме того, обучающиеся на протяжении всего курса получат знания по основам электроники, программирования контроллеров, автоматике, робототехнике, улучшают свои навыки командной работы и проектной деятельности. Занятия проходят в игровой форме.
Программа технической направленности «Моделирование устройств «Умного дома» на базе контроллера Ардуино» направлена на развитие навыков работы в виртуальном пространстве, совместимым с физической платой, и самостоятельного моделирования проектных образовательных заданий. Данная программа рассчитана для детей в возрасте 14-16 лет (в том числе для детей с ограниченными возможностями здоровья) и соответствует требованиям и содержанию ФГОС НОО, ФГОС НОО обучающихся с ОВЗ, а также социально адаптирована для детей с нарушением речи.
Педагог, реализующий данную программу, может творчески использовать в работе предлагаемый материал, адаптируя его под потребности, интересы и умения группы детей.
Организация работы по программе «Моделирование устройств «Умного дома» на базе контроллера Ардуино» предполагает проведение занятий и работа с группой до 12-ти человек, в подгруппах численностью до 4-х человек.
Планируемые результаты обучения
знать:
историю развития технологии «Умный дом»; правила безопасной работы с платформой «Tetra»; основы работы с платформой «Tetra» и контроллерами семейства «Arduino»; основы электроники и робототехники; назначение каждого элемента в лабораторном наборе, способы подключения и их совместимость; технологию работы в программе «S4A».
уметь :
моделировать задания на базе цифровой лаборатории школьника «Tetra»; самостоятельно или с использованием пошаговых уроков создавать алгоритмы в среде «Scratch» и объяснять принцип их работы; работать в команде и организовывать свою проектную деятельность.
владеть:
техническими навыками, необходимыми для работы с инструментами и виртуальными приложениями для моделирования компонентов «Умного дома».
Образовательный комплект СМАЙЛ Интернет вещей для умного дома на основе Arduino
«Умный дом», как хороший дворецкий, должен сам контролировать микроклимат в доме с помощью датчиков и отдавать приказания исполнительным механизмам.
С появлением интернета вещей, отношения «умного дома» с владельцем переходят на новый уровень — теперь контроллер, управляющий жилищем, может в любой момент связаться с хозяином и получить от него новое задание.
Электронный конструктор предлагает возможность построить и отладить технические решения системы с одним из двух микроконтроллеров: Arduino MEGA 2560 с подключенным модулем GSM/GPRS или контроллером NodeMCU ESP8266 со встроенным модулем связи Wi-Fi.
В основу этого конструктора положена книга «Создание Умного дома на базе Arduino».
Вариант с Arduino удобно использовать в качестве тревожной сигнализации — при попытке проникновения в дом незнакомого человека «умный дом» отправит заранее подготовленное СМС-сообщение на телефоны ОВД или частной охранной службы.
Одновременно на ваш телефон придёт информация о происшествии.
Нетрудно настроить сигнализацию и на другие события — например, в случае срабатывания датчиков огня и дыма «умный дом» может вызвать пожарную команду.
Связь по Wi-Fi с микроконтроллером NodeMCU ESP8266 удобно использовать для управления разнообразными службами дома – в ответ на информацию о состоянии датчиков в доме вы можете тут же отправить команды включения исполнительных механизмов.
Специальное приложение IoT Manager для Android или iOS позволит вам управлять своим домом с экрана смартфона из соседней комнаты или с другого континента.
Взаимодействовать с техникой будущего и разрабатывать новые способы применения интернета вещей научит вас этот конструктор – в нем есть все, что нужно для творчества.
Вас ждет новый мир – мир разумных устройств и бесконечных возможностей новой глобальной сети!
Комплектация:
№ | Наименование | Колич. |
1 | Книга «Создание Умного Дома на базе Arduinо» | 1 |
2 | Плата контроллера совместимого с Arduino MEGA R3 2560 | 1 |
3 | NodeMCU v3 Lua WI-FI ESP8266 Ch440 | 1 |
4 | Модуль GSM/GPRS SIM800L MicroSIM с антенной | 1 |
5 | ИК-пульт ДУ с ИК-приёмником в комплекте | 1 |
6 | Дисплей NOKIA 5110 | 1 |
7 | Модуль считывателя RFID-меток RC522 (13,56 МГц) | 1 |
8 | Модуль часов реального времени DS3231 | 1 |
9 | Батарея питания CR2032 для модуля RTC (литиевая 3 В) | 1 |
10 | Датчик температуры RI002 в водонепроницаемом корпусе | 1 |
11 | Датчик влажности и температуры DHT22 | 1 |
12 | Модуль датчика влажности почвы | 1 |
13 | Модуль датчика воды и глубины погружения | 1 |
14 | Модуль датчика газа MQ-2 (пропан, метан, бутан, дым, водород) | 1 |
15 | Модуль датчика газа MQ-7 (угарный газ) | 1 |
16 | Модуль датчика огня | 1 |
17 | Модуль датчика присутствия HC-SR501 | 1 |
18 | Модуль реле 4 канала (220 В; 10 А). Управление 5 В | 2 |
19 | Модуль DC-DC преобразователя (LM2596) | 1 |
20 | Сетевой блок питания (12 В; 2 А) | 1 |
21 | Беспаечная макетная плата BB-102 | 3 |
22 | Динамик 8 Ом | 1 |
23 | Кабель Dupont MM (папа-папа). 40 разноцветных жил | 2 |
24 | Кабель Dupont FF (мама-мама). 40 разноцветных жил | 2 |
25 | Кабель Dupont FM (мама-папа). 40 разноцветных жил | 2 |
26 | Кабель USB — USB-B | 1 |
27 | Кабель USB — MicroUSB | 1 |
28 | Микросхема CD4051 (расширитель аналоговых входов — мультиплексор) | 1 |
29 | Микросхема MCP23017 (расширитель портов) | 1 |
30 | Резистор 150 Ом | 10 |
31 | Резистор 220 Ом | 10 |
32 | Резистор 500 Ом | 5 |
33 | Резистор 4,7 кОм | 5 |
34 | Светодиод красный | 10 |
35 | Транзистор BC639 (N-P-N) | 1 |
36 | Мембранный вакуумный насос — помпа (12 В) | 1 |
Набор Arduino Умный дом (на базе UNO R3) + руководство пользователя
Arduino-набор Умный дом познакомит вас с основами разработки полезныз проектов для автоматизации жилища с использованием платы UNO R3. В набор входят датчики температуры и влажности, интенсивности света, газа, огня, движения, уровня воды, вибрации, звука и двухканальный модуль реле.
Благодаря этому набору вы исследуете принципы работы датчиков системы умного дома. В будущем вы сможете разработать комплексную систему умного дома и контролировать ее с помощью смартфона. Как это работает? Всё просто! Сначала смартфон по сети отправляет команды центральному контроллеру (Arduino UNO R3). Затем контроллер передает команды датчикам, которые анализируют информацию об окружающей среде. И на основе анализа вы получаете информацию о том, что происходит в вашем доме в ваше отсутствие!
Arduino Умный дом — это интересный познавательный набор, благодаря которому вы сможете изучить основы использования платы UNO R3 для создания полезных электронных устройств. А поможет вам в этом электронное руководство пользователя на английском языке, объясняющее особенности работы с компонентами набора.
Набор поставляется в пластиковом контейнере.
Комплектация
- Плата UNO R3 + USB-кабель — 1 шт.
- Модуль датчика температуры и влажности DHT11 — 1 шт.
- Резисторы 100, 220, 330, 470, 47К, 1К, 10К, 100К, 1М (10 шт. / каждый) — 90 шт.
- Модуль фоторезистора — 1 шт.
- Модуль пассивного зуммера — 1 шт.
- Модуль датчика атмосферного давления BMP180 — 1 шт.
- Модуль ИК-датчика движения HC-SR501 — 1 шт.
- ЖК-дисплей с синей подсветкой LCD1602 HD44780 — 1 шт.
- Двухканальный модуль реле 5 В — 1 шт.
- Комплект соединительных проводов «мама-мама» — 1 шт.
- Модули датчиков утечки природного и угарного газа MQ-2, MQ-5, MQ-7 — 3 шт.
- Модуль датчика температуры DS18B20 — 1 шт.
- Модуль датчика огня — 1 шт.
- Модуль датчика уровня воды — 1 шт.
- Модуль датчика касания (сенсорая кнопка) TTP223B — 1 шт.
- Модуль датчика вибрации SW-420 — 1 шт.
- Модуль датчика звука — 1 шт.
- Комплект соединительных проводов «папа-папа» — 1 шт.
- Сменный резистор — 1 шт.
- Макетная плата — 1 шт.
- Модуль датчика напряжения (вольтметр) — 1 шт.
Умный дом на базе Arduino
Уже некоторое время я экспериментировал с Arduino и вот решил начать серьезный проект. Цель — создать подобие умного дома, где вся информация отображается на touch-панели.
Т.к. проект масштабный, то он будет разбит на три больших этапа:
- Отладка работы датчиков температуры и влажности. Настройка работы всех модулей по беспроводной технологии. Отображение информации на touch-панели.
- Расширение системы. Возможность расширения системы на управление светом. Тут уже безграничные возможности, буду делать под себя.
- Шлифовка. Создание нормальных корпусов для модулей, оптимизация питания и т.д. Не голым проводам же валяться.
Ок. Начнем. Для начала нам понадобится следующее:TFT LCD дисплей 2,4″ (у меня от mcufriend.com), куча соединительных проводов для макетной платы (папа-папа и мапа-папа), собственно, Arduino Uno или аналог, для каждой комнаты комплект из датчика температуры и влажности DHT-22, платы Arduino Pro Mini и беспроводного модуля NRF24L01+.
Настройка передачи данных. Идея такова — есть база, которая связана с Интернетом и передает всю информацию в облако, а есть модули с датчиками, которые должны передать информацию на базу. Как организовать общение между ними? Либо модули бродкастят данные с датчиков каждую секунду (минуту или даже час), а база принимает эти данные, либо база сама запрашивает данные у каждого модуля. Идея с бродкастом — легка в реализации, но встает вопрос о сбережении энергии. Например, если собирать данные с датчиков нужно раз в пять минут, зачем задействовать модули wi-fi оставшиеся 4 минуты 58 секунд? Остановимся на варианте c опросом.
Библиотека RF24 — https://github.com/TMRh30/RF24
Подготовка AWI IoT. Необходимо создать пользователя в консоли IAM и сгенерировать ключи, которые имеют следующий формат (пример):
- Access key ID: AKIAIOSFODNN7EXAMPLE
- Secret access key: wJalrXUtnFEMI/K7MDENG/bPxRfiCYEXAMPLEKEY
Их нужно скачать и сохранить у себя. В этой же панели необходимо создать группу, добавить туда пользователя и дать необходимые права. Для полного доступа к IoT необходимы права AWSIoTFullAccess. Это необходимо, чтобы был доступ через CLI. А он нужен, т.к. через панель управления не все можно сделать.
Подготовка Raspberry Pi. Ставим на нее Rasbian Jessie. Как поставить описано в документации к Raspberry Pi. Выставляем корректный часовой пояс. Базовые настройки описаны в статье «Как поднять Debian сервер под хостинг 1С-Битрикс» в разделе «Начальная настройка и подготовка сервера» (за исключением добавления новых репозиториев).
Далее необходимо установить AWS CLI:
$ wget https://s3.amazonaws.com/aws-cli/awscli-bundle.zip
$ unzip awscli-bundle.zip
$ sudo ./awscli-bundle/install -i /usr/local/aws -b /usr/local/bin/aws
Проверить установку можно командой:
$ aws help
Первоначальная настройка:
$ aws configure
Вводим полученные ранее ключи и регион (например, у меня Oregon — us-west-2)
Все управление на себя берет node.js, который будет связывать всю нашу внутреннюю инфраструктуру сенсоров с облаком AWS IoT. Ставим node.js:
$ sudo apt-get install nodejs
Общие принципы AWS IoT
В AWS IoT любой элемент именуется словом Thing (для простоты буду называть «Элемент»). Все Элементы хранятся в специальном реестре. У Элемента могут быть до трех атрибутов в виде пары ключ:значение. У меня это Местоположение и Модель.
Собственно, чтобы добавить Элемент через CLI необходимо выполнить следующую команду:
$ aws iot create-thing --thing-name ""
Например,
$ aws iot create-thing --thing-name "Temp01"
Для просмотра всех доступных Элементов, можно воспользоваться следующей командой:
$ aws iot list-things
Все коммуникации между отдельными Элементами и IoT осуществляются по защищенному соединению с помощью сертификата X.509. Сертификат необходимо создать и активировать прежде чем его можно будет использовать:
$ aws iot create-keys-and-certificate --set-as-active
Результатом выполнения команды будет сертификат, открытый и закрытые ключи. Их надо сохранить в отдельные .pem файлы, предварительно удалив все ‘n’. И сохраняем сертификат:
$ aws iot describe-certificate --certificate-id --output text --query certificateDescription.certificatePem > cert.em
Что и Как может делать Элемент с выданным сертификатом определяется политиками IoT. Естественно, данные политики необходимо создавать и привязывать к сертификатам.
Создаем файл policy со следующим содержанием:
{
"Version": "2012-10-17",
"Statement": [{
"Effect": "Allow",
"Action":["iot:*"],
"Resource": ["*"]
}]
}
И создаем политику:
$ aws iot create-policy --policy-name "" --policy-document
Чтобы привязать ее к сертификату, нужно выполнить команду:
$ aws iot attach-principal-policy --principal "" --policy-name ""
certificate-arn можно узнать либо через консоль IoT в свойствах у сертификата, либо выполнив команду
$ aws iot list-certificates
И последнее, что необходимо сделать — это привязать сертификат к Элементу:
$ aws iot attach-thing-principal --thing-name "" --principal ""
Если не хочется во всем разбираться, то все это можно сделать через консоль IoT.
Проектирование информационной системы «Умный дом»
Please use this identifier to cite or link to this item: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/40325
Title: | Проектирование информационной системы «Умный дом» |
Authors: | Цой, Вадим Григорьевич |
metadata.dc.contributor.advisor: | Хабибулина, Надежда Юрьевна |
Keywords: | умный дом; система; автоматизация; контроллер; датчик; arduino; ASP.Net; smart house; controller; sensors |
Issue Date: | 2017 |
Citation: | Цой В. Г. Проектирование информационной системы «Умный дом» : бакалаврская работа / В. Г. Цой ; Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ), Институт кибернетики (ИК), Кафедра программной инженерии (ПИ) ; науч. рук. Н. Ю. Хабибулина. — Томск, 2017. |
Abstract: | Цель работы – проектирование недорогой системы «Умный дом» для среднего класса потребителей для дальнейшей её реализации. В процессе исследования проводилось изучение механизмов работы системы «Умный дом». В результате исследования было разработано веб-приложение для управления системой «Умный дом», позволяющее пользователю взаимодействовать с датчиками, установленными в определенных местах и выполняющими определенные функции.
Степень внедрения: в данный момент разработана база данных и веб-приложение. В дальнейшем планируется реализация системы «Умный дом» на базе контроллера Arduino UNO, а вместе с тем и создание функционального прототипа. The aim of the work is to design a low-cost «Smart House» system for the middle class of consumers for further implementation. In the process of research, the mechanisms of the «Smart House» system operation were studied. As a result of the research, a web application was developed to manage the Smart House system, which allows the user to interact with sensors installed in certain places and performing certain functions. Degree of implementation: the database and the web application are currently developed. In the future we plan to implement the Smart House system based on the Arduino UNO controller, and at the same time create a functional prototype. |
URI: | http://earchive.tpu.ru/handle/11683/40325 |
Appears in Collections: | Выпускные квалификационные работы (ВКР) |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
9 Самодельные проекты автоматизации умного дома с ограниченным бюджетом
Самодельные проекты автоматизации умного дома популярны как никогда. Благодаря Интернету вещей (IoT), объединяющему домашние устройства, от освещения до целых систем безопасности, теперь вы можете управлять многими продуктами для умного дома с помощью чего-то такого простого, как смартфон или Arduino. Эта совместимость открывает широкие возможности для самостоятельной автоматизации.
Тем не менее, некоторые элементы домашней автоматизации стоят недешево.Но с подходом «сделай сам» и некоторыми недорогими компонентами вы можете построить свой собственный умный дом с ограниченным бюджетом. Вот несколько отличных примеров, с которых можно начать.
1. Настройте Blynk для управления устройствами IoT с телефона
Многие устройства для умного дома поставляются с приложением для управления через смартфон или планшет. К сожалению, эти отдельные приложения могут загромождать мобильное устройство, и отследить их часто сложно.
Blynk решает эту проблему, позволяя управлять всеми вашими IoT-устройствами в одном приложении.Сервис позволит пользователям использовать распространенные одноплатные микроконтроллеры DIY, такие как Raspberry Pi или Arduino, для передачи данных IoT в приложение для смартфонов Blynk.
Во введении в службу Blynk мы показываем несколько способов использования Blynk. Его простой в использовании сервис идеально подходит для мониторинга и управления настройками умного дома своими руками. Помимо онлайн-сервиса, также можно установить Blynk на локальный сервер.
Blynk обеспечивает быстрое и простое управление любым микроконтроллером с поддержкой Wi-Fi и является надежным инструментом в арсенале многих любителей домашней автоматизации.
Скачать : Blynk IoT для iOS | Android (бесплатно)
2. Сделайте свой дом умнее с помощью OpenHAB
Несмотря на то, что OpenHAB похож на Blynk, он специально разработан как центр умного дома своими руками. Пользователи могут установить OpenHAB локально или воспользоваться облачным сервисом. OpenHAB также поддерживает более 1000 типов устройств и предлагает интеграцию с Google Assistant, Amazon Alexa, Apple HomeKit и IFTTT.
Хотя OpenHAB бесплатный и с открытым исходным кодом, песочница требует сложного процесса установки. К счастью, у нас есть подробное руководство по настройке OpenHAB, которое проведет вас через все шаги, необходимые для начала работы.
Скачать : OpenHab для iOS | Андроид | Windows (бесплатно)
3. Автоматизируйте вход с помощью дверного замка RFID Arduino
Если вы когда-либо хотели легко управлять своими дверными замками, то почему бы не рассмотреть проект дверного замка RFID на основе Arduino? Мы собрали приведенное выше видео, в котором рассказывается об основах настройки и использования системы входа RFID, а также о настройке соленоида для работы с Arduino.
Возможно, вы видели подобные замки с RFID-управлением на своем рабочем месте, но этот проект Интернета вещей своими руками позволит вам перенести эту технологию домой.
Связанный: Как можно взломать RFID и что вы можете сделать, чтобы оставаться в безопасности
4. Создайте своими руками умную колонку, управляемую Raspberry Pi
Использование Raspberry Pi и Moodeaudio — это недорогой способ создать высококачественную умную колонку с доступом в Интернет для дома.С помощью всего лишь Pi, нескольких общедоступных недорогих аппаратных модулей и нескольких бывших в употреблении динамиков eBay вы можете создать интеллектуальную настройку динамиков, которая будет конкурировать с некоторыми из лучших коммерческих устройств на рынке.
Однако, в отличие от этих устройств, вы можете настроить эту настройку динамиков в соответствии с вашими потребностями. Колонки также поддерживают потоковые сервисы, такие как Spotify, и могут быть интегрированы с Home Assistant для дополнительных функций.
Скачать : Moodeaudio для Raspberry Pi (бесплатно)
5.Установите Google Assistant на Raspberry Pi с помощью Gassist Pi
В приведенном выше видео показаны функции GassistPi. Этот настраиваемый помощник Google Assistant, управляемый Raspberry Pi, является работой пользователя GitHub shivasiddharth. Установка Gassist Pi имеет все те же функции, что и обычный Google Home, а также постоянно растущий набор других интеграций.
Изменив SDK Google Assistant, Шивасиддхарт добавил поддержку Kodi и других потоковых платформ.Кроме того, контакты GPIO теперь можно активировать голосом, а пользователи могут настраивать слова пробуждения. Gassist Pi — самая амбициозная реализация Google Assistant на Raspberry Pi, которую мы когда-либо видели.
6. Воспроизведение собственной музыкальной темы при входе в комнату
В этом проекте MUO используется магнитный датчик, определяющий, когда открывается дверь, и эта информация используется для запуска пользовательской песни. Настройка этой автоматизации позволяет пользователям воспроизводить собственную музыкальную тему при входе в комнату.
Магнитные дверные и оконные датчики достаточно надежны, чтобы их можно было включить в любую домашнюю систему безопасности. Они также достаточно дешевы, так что установка нескольких по всему дому обойдется вам всего в несколько долларов.
Используя этот проект в качестве шаблона, вы можете заставить эти магнитные датчики запускать различные типы событий. Конечно, очевидными приложениями были бы установка будильника или запись в журнале и время выхода для подозрительного поведения. Но чтобы продвинуть эту концепцию еще на один шаг, используйте Blynk или OpenHAB для отслеживания каждого входа и выхода со своего смартфона.
7. Соберите самодельную камеру видеонаблюдения с функцией панорамирования и наклона
Придерживаясь темы безопасности, почему бы не установить самодельную камеру видеонаблюдения у себя дома? Полный проект, показанный в приведенном выше видео, учит вас, как настроить полностью управляемую USB-сервокамеру с Raspberry Pi или Arduino.
Вы можете использовать несколько недорогих USB-камер для этого проекта, и eLinux.org поддерживает удивительный список, если вы не знаете, с чего начать.Настройка камеры в сочетании с облачным сервисом также позволяет вам контролировать свой дом в режиме реального времени из любого места!
Связано: Как оставаться в безопасности и конфиденциальности при использовании умных домашних гаджетов
8. Установите механический интеллектуальный выключатель света
. Изображение предоставлено: Max GlenisterВ то время как многие интеллектуальные выключатели можно приобрести менее чем за 50 долларов, добавление проводного интеллектуального переключателя для управления освещением не всегда возможно.Но если вы все еще хотите автоматизировать свои выключатели света, не копаясь в стенах, есть решение!
Макс Гленистер решает проблему труднодоступного выключателя света в своем блоге Foray Into Home Automation. Используя плату NodeMCU с поддержкой Wi-Fi вместе с серводвигателем, Макс физически перемещает коммутатор через облако. Создавая 3D-печатный корпус для размещения переключателя, оригинальный фитинг остается неизменным.
Связано: Как установить проводной интеллектуальный выключатель света
9.Создайте свой собственный интеллектуальный термостат менее чем за 40 долларов США
Тщательная автоматизация системы отопления вашего дома может сэкономить вам много денег. Хотя многие современные системы отопления предлагают встроенное управление, альтернативы полностью автоматизированному процессу по-прежнему нет.
Проект в видео от Ecobots — прекрасный бюджетный пример контроллера термостата HVAC, сделанного своими руками. В этом случае служба Adafruit IO обеспечивает интеграцию с облаком, хотя Blynk или OpenHAB могут выполнять ту же задачу.
С помощью нескольких дешевых реле и платы NodeMCU вы можете полностью контролировать систему отопления вашего дома.
Создание умного дома своими руками, шаг за шагом
Эти проекты представляют собой лишь небольшую часть того, что возможно для предприимчивых мастеров умного дома. Как только вы начнете, вы обнаружите, что почти нет ограничений на то, что вы можете автоматизировать с помощью базовых компонентов.
Каждый из этих бюджетных проектов автоматизации умного дома своими руками стоит недорого, и каждый из них может дать толчок вашему воображению.Мы рекомендуем вам попробовать один или несколько из них в следующий раз, когда вы почувствуете вдохновение.
Самый энергоэффективный способ настройки термостатаКак настроить термостат, чтобы вам было комфортно и при этом экономить деньги? Вот что вам нужно знать для лета и зимы.
Читать Далее
Об авторе Мэтт Холл (опубликовано 102 статьи)Мэтт Л.Холл покрывает технику для MUO. Родом из Остина, штат Техас, сейчас он проживает в Бостоне со своей женой, двумя собаками и двумя кошками. Мэтт получил степень бакалавра английского языка в Массачусетском университете.
Более От Мэтта ХоллаПодпишитесь на нашу рассылку
Подпишитесь на нашу рассылку технических советов, обзоров, бесплатных электронных книг и эксклюзивных предложений!
Нажмите здесь, чтобы подписаться
Лучшие платы Arduino для домашней автоматизации
ПлатыArduino часто ассоциируются с электронными проектами, а не с IoT и домашней автоматизацией.Вы полностью прощены, если так думаете. В последние годы все изменилось, и эти потрясающие доски могут многое предложить всем, кто интересуется IoT, автоматизацией или даже машинным обучением. Благодаря Arduino я могу рассказать о 3 платах, которые лучше всего подходят для вашего следующего проекта автоматизации.
Почему стоит выбрать Arduino?
Это понятно, если вы ограничены в деньгах и ищете лучшее предложение в Интернете, которое только можете найти. Это достаточно справедливо! Но прежде чем вы нажмете кнопку «купить» на своей следующей плате на основе ESP, позвольте мне рассказать о том, почему выбор Arduino отлично подходит для вашего следующего проекта или вашего следующего опыта обучения и почему он кажется особенным.
Стоимость оборудования — это одна из вещей, за которые вы платите. Поддержка библиотеки, учебники, руководства и идеи проектов, а также отличная поддержка сообщества включены в цену. Черт возьми, вы даже можете получить оборудование бесплатно, если у вас есть хороший шаг для участия в конкурсе! Это то, что объединяет разработчиков, и благодаря большому количеству людей сообщества с открытым исходным кодом процветают.
Это не то, что многие сторонние производители могут сказать об усилиях. Их поддержка часто заканчивается после того, как плата продана и доставлена.Каждый раз, когда вы добавляете плату Arduino в свою корзину, вы получаете красивую маленькую плату для своего следующего проекта и поддерживаете сообщества, которые были созданы вокруг нее.
Не поймите меня неправильно. Это не попытка запугать ваш потребительский выбор, а простое признание того, что такие компании, как Arduino, Raspberry Pi и другие, делают, чтобы привлечь больше людей в пространство для разработчиков и продвигать STEM. Учитывая размер их сообществ, это работает!
Arduino IDE 2.0
На горизонте не новое оборудование.Столь необходимое обновление для чрезвычайно популярной среды разработки Arduino IDE находится в стадии бета-тестирования и доступно для тестирования. Если вы еще не пробовали Arduino IDE 2.0 — попробуйте! Благодаря возможности надлежащей отладки, улучшенному управлению библиотекой и оборудованием, Arduino IDE 2.0 приближает эту среду разработки на шаг к совершенству, не перегружая тех, кто только начинает.
3 лучшие платы Arduino для проектов домашней автоматизации
В то время как мы все были сосредоточены на платах разработки IoT на базе ESP8266 и ESP32, выбор продуктов Arduino процветал.Их магазин был заполнен интересными досками, вспомогательными библиотеками, а их центр проектов был заполнен проектами домашней автоматизации, которые нужно было взять на себя. Поскольку их платы предлагают подключение по WiFi (и другим протоколам), вы можете попробовать сами!
Я хотел бы представить вам 3 лучшие платы Arduino для домашней автоматизации:
ARDUINO НАНО 33 IOT
Как следует из названия, это подключенная версия невероятно популярного Arduino Nano. Я использовал оригинальный Nano в своем проекте Staircase Lights.Теперь я мог легко обновить его до WiFi-совместимой версии платы. Тем более, что обе платы имеют одинаковый форм-фактор и общую разводку GPIO.
Arduino Nano 33 IoT объединяет хорошо известный и знакомый 32-разрядный процессор Arm® Cortex®-M0 на базе SAMD21 и NINA-W10 — маломощный WiFi-модуль 2,4 ГГц. Если Wi-Fi недостаточно, вы также можете использовать Bluetooth и BLE. Объединенная мощность модуля Arduino и WiFi обеспечивает превосходную спецификацию GPIO даже для самых требовательных проектов. Интегрированный IMU (акселерометр) может быть использован в робототехнике и других кинетических проектах.
Оборудование
Микроконтроллер | SAMD21 Cortex®-M0 + 32bit маломощный ARM MCU |
радиомодуля | U-Blox NINA-W102 |
ИДУ | LSM6DS3 |
Тактовая частота | 48MHz |
Флэш-память ЦП | 256 КБ |
Контакты цифрового ввода/вывода | 14 |
Контакты ШИМ | 11 (2, 3, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 16 / A2, 17 / A3, 17) |
Pins аналоговый выход | 1 (DAC 10 бит) |
Аналоговые входные булавки | 8 (ADC 8/10/12 BIT) |
Внешние прерывания | Все цифровые контакты |
Arduino Nano 33 IoT — одна из самых маленьких плат Arduino, используемая во многих электронных проектах в Интернете.От работы с датчиками до отображения данных на экранах — эта плата умеет все. Теперь, благодаря встроенному Wi-Fi, плата может обмениваться этой информацией через Интернет. Это идеальная доска для проектов, где размер имеет значение.
Благодаря существующей интеграции вы можете быстро начать работу с Arduino Cloud, AWS IoT Core, Firebase или Azure. Если размещенное облако вам не по душе, библиотеки с открытым исходным кодом для интеграции MQTT, REST и Home Assistant займут вас на несколько дней вперед.
Прежде чем возиться с этой доской, будьте особенно осторожны.Arduino Nano 33 IoT использует логику 3,3 В на своих контактах GPIO (в отличие от большинства плат Arduino), и подключение входов 5 В может быть смертельным!
Любой, кто захочет попробовать, должен ознакомиться с руководством по началу работы, в котором описаны все шаги, необходимые для того, чтобы сделать первый шаг с земли.
В течение ограниченного времени Arduino Nano 33 IoT продается по цене 12,80 евро.
ARDUINO MKR WIFI 1010
Это, пожалуй, самая универсальная плата Arduino на данный момент. Arduino MKR WiFi 1010 сочетает в себе мощность 32-битного маломощного ARM-микроконтроллера SAMD21 Cortex®-M0+ с WiFi, размещенным на NINA-W102.Благодаря большему форм-фактору, плата заполнена дополнительными модулями, такими как RTC и зарядное устройство LiPo. Помимо WiFi, также поддерживаются Bluetooth 4.2 и BLE.
Оборудование
Микроконтроллер | SAMD21 Cortex®-M0 + 32bit маломощный ARM MCU |
радиомодуля | U-Blox NINA-W102 |
Secure Element | ATECC508 |
Тактовая частота | 32,768 кГц (RTC), 48 МГц |
Флэш-память ЦП | 256 КБ |
Контакты цифрового ввода/вывода | 8 |
Контакты ШИМ | 13 (0 .. 8, 10, 12, 18 / A3, 19 / A4) |
Аналоговые выходные контакты | 1 (ЦАП 10 бит) |
Аналоговые входные контакты | 7 (АЦП 4 4/10/10 бит) |
Внешние прерывания | 10 (0, 1, 4, 5, 6, 7, 8,9, 16 / A1, 17 / A2) |
Вы можете рассматривать Arduino MKR WiFi 1010 как старшего брата Arduino Nano 33 IoT, обеспечивающего аналогичную функциональность, но расширяющего возможности использования благодаря другим форм-факторам и расширенной поддержке экранов.Что бы ни потребовалось вашему следующему проекту, у Arduino MKR WiFi 1010, вероятно, есть очень полезный щит, который поднимет ваш проект с мертвой точки и ускорит разработку.
Благодаря встроенному WiFi вы можете быстро начать работу с Arduino Cloud, AWS IoT Core, Firebase или Azure. Если вам не нравится размещенное облако, библиотеки с открытым исходным кодом для MQTT и REST позволят использовать эту доску для любого подключенного проекта.
Благодаря встроенному коннектору LiPo и встроенному зарядному устройству Arduino MKR WiFi 1010 может стать основой многих портативных и аккумуляторных проектов, избавляя от необходимости думать о требованиях к питанию — важном факторе для многих проектов автоматизации.
Прежде чем возиться с этой доской, будьте особенно осторожны. Arduino MKR WiFi 1010 использует логику 3,3 В на своих контактах GPIO (в отличие от большинства плат Arduino), и подключение входов 5 В может быть смертельным!
В течение ограниченного времени плата Arduino MKR WiFi 1010 продается по цене 20,90 евро.
ARDUINO MKR WAN 1300 (LoRa)
Если стандартного Wi-Fi недостаточно, Arduino также имеет плату с поддержкой LoRa (Long Range). Это точная копия платы Arduino MKR WiFi 1010 с метко названным чипсетом CMWX1ZZABZ, отвечающим за подключение LoRa.Если вы когда-нибудь мечтали об автоматизации ферм или общении с кем-то за много миль (текущий рекорд составляет более 430 миль!!) благодаря специальному оборудованию, эта плата поможет вам.
Лучше всего подходит в качестве конечного устройства, так как на самой плате нет стандартного чипа WiFi. LoRa IC с низким энергопотреблением может использовать батареи AA в качестве источника питания и работать в течение длительного периода времени благодаря политике RTC.
Прежде чем возиться с этой доской, будьте особенно осторожны. Arduino MKR WAN 1300 использует 3.Логика 3 В на их контактах GPIO (в отличие от большинства плат Arduino) и подключение входов 5 В могут быть смертельными!
Оборудование
Микроконтроллер SAMD21 Cortex®-М0 + 32bit низкой мощности ARM MCU | |
радиомодуля | Murata CMWX1ZZABZ частота |
несущей 433/868/915 МГц | |
Часы Скорость | 32,768 кГц (RTC), 48 МГц |
Флэш-память ЦП | 256 КБ |
Контакты цифрового ввода/вывода | 8 |
Контакты ШИМ | 12 (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, A3 – или A4 -18 -, A4 -18 Или 19) |
Аналоговые выпускные булавки | 1 (DAC 10 бит) |
Аналоговые входные булавки | 7 (ADC 8/10/12 BIT) |
Внешние прерывания | 10 (0, 1 , 4, 5, 6, 7, 8, 9, 16/А1, 17/А2) |
LoRa набирает популярность благодаря вдохновляющим видео от таких создателей, как Андреас Списс.Arduino MKR WAN 1300 предлагает LoRa энтузиастам, и они всегда находят следующую самую изобретательную идею о том, как использовать новые технологии самым творческим образом. Даже на моей работе (мы делаем промышленных роботов) LoRa стала частью интересной системы (которая находится под NDA 😢), так как это был лучший протокол для работы.
Если оставить в стороне LoRa, обозначение MKR означает, что, как и в Arduino MKR WiFi 1010, вы можете использовать множество экранов для добавления дополнительных функций без разработки собственной схемы. Благодаря поддержке Arduino все это профессионально задокументировано и поддерживается.
В глубине души это все еще Arduino, который вы любите. Подходит для робототехники, автоматизации и любых сумасшедших проектов, о которых вы только могли подумать. Он лучше всего подходит для воплощения ваших идей на улице или вдали от того места, где вы больше всего живете, и при этом объединяет ваши проекты благодаря мощному или дальнобойному Wi-Fi.
Arduino MKR WAN 1300 доступен по цене 35,00 евро.
Arduino для других корпусов [Летняя распродажа]
Arduinos охлаждает во время летней распродажи! Иди проверь!Это только верхушка айсберга Arduino.В этой статье основное внимание уделяется платам, наиболее подходящим для домашней автоматизации, но магазин Arduino до краев заполнен интересными продуктами. Почетные упоминания:
Arduino Nano RP2040 — Arduino использует микроконтроллер RP2040 производства Raspberry Pi (Raspberry Pi Pico) с доступом в Интернет, предоставляемым модулем Nina W102.
Arduino Portenta H7 — силовая плата профессионального уровня для промышленных приложений — с усиленным 32-разрядным маломощным микроконтроллером Arm® с двойным Cortex®-M7 + M4 и различными экранами, которые распространяются на ИИ, зрение и автоматизацию.
Последние мысли
Я рад видеть большое разнообразие плат, доступных на Arduino.cc. Просмотрите сами, пока идут распродажи, и вы можете найти лучшую плату Arduino для своего следующего проекта. У меня запланировано 2 проекта, в которых можно было бы использовать плату Arduino. У меня есть очень забавный набор инструментов с датчиком отпечатков пальцев, регулятором напряжения и встроенной батареей, и я строил безумные планы для напольного освещения. Да, вы правильно читаете! Любопытный? У тебя есть причина следовать за мной! Есть вопросы или комментарии? Оставьте это в этом посте Reddit.
🆓💰 – Подробности смотрите в примечании к прозрачности.
Три простых и дешевых проекта умного дома своими руками
Этот пост популярен. 2 174 просмотров
Интернет взрывается болтовней об Интернете вещей и о том, как он помогает улучшить наши дома. К настоящему времени ясно, что технология, связанная с Интернетом вещей, является неотъемлемой частью нашего коллективного будущего, но многие из устройств, которые станут стандартными предметами домашнего обихода, только сейчас начинают становиться частью наших домов.Если вы готовы присоединиться к раннему внедрению технологий умного дома, мы выбрали несколько пунктов, которые могут быть достойными проектами выходного дня.
Несмотря на то, что существует несколько отличных платформ для умного дома, как и большинство платформ IoT, многие устройства по-прежнему не впечатляют (или переоценены), когда речь идет о фактической производительности. Все еще возникают серьезные проблемы с конфиденциальностью и значительная неопределенность относительно открытости этих платформ.
Поскольку категория устройств, подключенных к умному дому, в целом только начинает готовиться к массовому потреблению в прайм-тайм, проекты умного дома своими руками — отличный способ опробовать эти устройства с ограниченным бюджетом.Эти самодельные гаджеты, от гостиной до спальни и ванной комнаты, помогут улучшить ваш дом на ваших условиях.
Подсветка Philips Hue своими руками
Philips была одним из первых лидеров в области домашней автоматизации, известной своим ассортиментом лампочек Philips Hue с поддержкой Wi-Fi. Но будьте осторожны, любители спорта, эти умные лампочки уязвимы для взлома!
Вопросы безопасности в этом случае могут быть несколько преувеличены. Хотя внезапная и полная потеря света в доме может быть немного пугающей, наверное, немного наивно подключать все источники света к одной системе IoT .Мы подозреваем, что чаще сталкиваемся с розыгрышами хакеров из конкурирующих спортивных команд, которые хотят залить наши дома своими цветами.
Вопросы безопасности в этом случае могут быть несколько преувеличены. Имейте в виду, что самодельная система должна быть гораздо менее уязвима для атак.
Один из способов обезопасить себя от взломанного IoT — создать собственную систему. Разработчик приложений Бен Рэдлер сделал именно это. Когда его сосед по комнате принес домой «катушку светодиодных ламп», Бен решил найти им хорошее применение и взломать эти лампы с помощью платы Arduino и Node.js-скрипт. Результатом стала завораживающая система потолочного освещения, которая позволяет менять цвета подсветки на вашем телефоне.
Пользовательский интерфейс системы освещения использует палитру цветов Hailpixel. Бен запрограммировал серверную часть с помощью Node.js и Socket.io
, чтобы светодиоды могли менять цвет при прокрутке палитры цветов. Вы можете использовать свой ноутбук, планшет или смартфон, чтобы изменять и настраивать освещение по своему усмотрению. И, как вы можете видеть на видео ниже, это довольно удивительное зрелище.Вы можете найти все подробности в блоге Бена и загрузить код со страницы Бена на Github.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ОСВЕЩЕНИИ СВОИМИ РУКАМИ: В блоге Kytelabs есть отличное руководство по созданию умной лампочки с нуля. Используйте их инструкции по сборке лампочки и объедините ее с программным обеспечением Бена, чтобы создать идеальную альтернативу Philips Hue. Отправьте нам сообщение, если у вас что-то заработает!
Подключаемый термостат своими руками
Google Nest — это дорогое/роскошное устройство, которое многие из нас просто не могут себе позволить.Но это не значит, что мы не имеем права на комфортный климат. Познакомьтесь с Climaduino, самодельным термостатом на базе Arduino, который вы можете собрать почти вдвое дешевле, чем Nest.
Climaduino экономит много энергии (и денег) и не тратит ее впустую
Пользователь Instructables bbustin разработал Climaduino с датчиками температуры и влажности для управления системой кондиционирования воздуха настенного блока. Термостат включает в себя систему контроля влажности, которая активирует кондиционер, когда температура становится слишком высокой, что позволяет Climaduino экономить много энергии (и денег) от потери.
Чтобы сделать термостат Climaduino, вам понадобится Arduino Uno, ЖК-дисплей, датчик температуры и влажности DHT22, а также несколько других деталей. Контроллер Climaduino использует Raspberry Pi Model B с адаптером USB WiFi и блоком питания в качестве источника питания. Вы будете использовать оптимизированный для мобильных устройств веб-интерфейс для управления настройками термостата.
Найдите полный список материалов и инструкций здесь и пришлите нам несколько фотографий своей работы, если вы попробуете.
Интеллектуальный пульт дистанционного управления своими руками
Универсальный пульт необходим в любом доме, где есть несколько развлекательных устройств.Но дни потери с помощью этих гигантских пультов дистанционного управления с огромными кнопками прошли. Сегодня вы можете использовать свой смартфон для управления всеми устройствами в вашей гостиной — этот проект покажет вам, как это сделать.
Этот блестящий проект Тони ДиКолы превращает ваш смартфон в идеальный пульт дистанционного управления для вашего телевизора, проигрывателя Blu-ray, Hi-Fi-системы или вообще всего, что вам нужно.
Вы можете использовать свой смартфон для управления всей системой из любой точки мира.
Все, что вам нужно для этого проекта, это микроконтроллер Arduino Yun, инфракрасный приемник, адаптер питания USB и пара макетных плат. После завершения настройки доступ к элементам управления можно получить через простой веб-интерфейс, к которому можно получить доступ через любой веб-браузер. Пошаговые инструкции доступны здесь.
Лучшее в проекте то, что если вы узнаете, что кто-то возится с вашей развлекательной системой, пока вас нет, вы можете использовать свой смартфон для управления всей системой из любой точки мира, мешая махинациям медиацентра ваших врагов.
Больше замечательных проектов
Вот еще несколько крутых домашних проектов, которые, по нашему мнению, заслуживают упоминания:
ЛАМПЫ НАСТРОЕНИЯ
Если вы ищете способ создать очаровательную лампу для настроения с питанием от Arduino, этот проект MakeUseOf может быть лучшим местом для начала. Руководство объясняется простыми шагами, чтобы его было легко понять даже новичкам.
УВЛАЖНИТЕЛЬ И СОЛНЕЧНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ
Увлажнитель может быть очень полезен, особенно если вы живете в особенно сухом районе. Этот блестящий проект «Сделай сам» покажет вам, как построить простой увлажнитель воздуха, который будет охлаждать вас, когда станет жарко. Вы можете собрать его из пластиковой миски, пары губок и небольшого вентилятора. Кроме того, если вы живете в холодном районе, стоит попробовать этот проект солнечного воздухонагревателя своими руками.
НАГРЕВАТЕЛЬ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ
Водонагреватели не только потребляют много энергии, но и могут быть очень дорогими.Но не нужно тратить, когда можно сделать своими руками. Пользователь Instructables cnathan создал отличный водонагреватель, используя старые детали, которые он нашел дома. Вы также можете следовать его инструкциям, чтобы построить свой собственный самодельный водонагреватель.
СИМУЛЯТОРЫ ВОСХОДА
Если вы не жаворонок, этот проект ночного освещения/сигнализации о восходе солнца с питанием от Arduino идеально вам подойдет. Он медленно будит вас от сияния огней, имитирующих восход солнца, а не от раздражающего звука будильника.Симулятор Sunrise — еще один похожий проект, использующий свет, чтобы разбудить вас по утрам.
Как всегда, если вы попробуете какой-либо из этих крутых проектов, вернитесь и сообщите нам об этом или отправьте несколько фотографий на наши Facebook или Twitter. Удачи и счастливого творчества!
РодственныеТрэвис Симпсон
Трэвис — писатель, продюсер и продюсер из Калифорнии.Как и многие из нас, он проводит большую часть своего времени, погруженный в цифровой мир, поэтому наслаждается каждой возможностью сделать что-нибудь своими руками, в том числе такие вещи, как лайфхаки для домашних мастеров, и такие продукты, как копченая свинина барбекю и домашние колбасные изделия.
Система безопасности умного домас использованием Arduino
Охранные системы широко рекомендуются как для дома, так и для других мест. Все хотят предпринять необходимые шаги для предотвращения проникновения в дом, поэтому такая безопасность необходима.Злоумышленники в настоящее время могут воспользоваться практически любой незаконной деятельностью и нанести ущерб безопасности собственности. Безопасность своего дома – это серьезная проблема, с которой каждый сталкивается в наши дни.
Хотя на рынке есть определенные устройства, которые могут значительно помочь защитить ваш дом, некоторые из них слишком дороги и требуют постоянного обслуживания. На рынке доступно множество устройств, относящихся к системам безопасности умного дома, но они не удобны для пользователя в зависимости от бюджета, разработанное нами устройство предоставляет пользователю лучший интерфейс с помощью ЖК-дисплея.Мы использовали достаточно датчиков, которые обеспечивают протокол безопасности.
Таким образом, мы разработали разумную систему безопасности, которая имеет функции обнаружения газа и пламени с помощью датчика газа MQ-2 и датчика пламени соответственно, а также установили датчик обнаружения движения, известный как датчик PIR, для обнаружения движения нарушителя. Для лучшего пользовательского интерфейса установлены ЖК-дисплей и сигнализация, предупреждающие пользователя. Вся система запрограммирована с помощью Arduino UNO. Схема proteus разработана для этого проекта, как показано ниже:
- Вы можете скачать полный проект i.е. Моделирование Proteus и код Arduino, нажав кнопку ниже:
Загрузите систему безопасности умного дома с использованием Arduino
Необходимые компонентыДля домашней системы безопасности мы использовали 3 датчика, которые кратко поясняются следующим образом:
Датчик пламени- Датчик пламени используется для обнаружения возгорания, он имеет 3 контакта ( Земля, VCC, ВЫХОД) с рабочим напряжением от 3,3 В до 5 В.
- Этот датчик может быть сконструирован с использованием электрической схемы и приемника, подобного тому, который используется для электромагнитного излучения.
- В этом датчике используется технология инфракрасной вспышки пламени, которая позволяет ему работать сквозь слой масла, пыли, водяного пара и т. д.
- Датчики пламени обычно имеют несколько длин волн в диапазоне от 700 до 1100 нм от источника.
- Обычно датчики пламени имеют рабочую температуру в диапазоне от -25 ℃ до 85 ℃ и имеют несколько функций, таких как регулируемая чувствительность, быстрое время отклика и простота использования.
- Proteus не имеет датчика пламени в своей базе данных, поэтому вам необходимо загрузить эту библиотеку датчиков пламени для Proteus.
- ИК-датчик используется для обнаружения движения нарушителя.
- В основном существует два типа инфракрасных датчиков: один активный, а другой пассивный.
- Активный инфракрасный датчик излучает и поглощает инфракрасное излучение, тогда как пассивный инфракрасный датчик просто поглощает, а не излучает.
- Когда объект входит или выходит из зоны действия датчика, для его обнаружения используется пассивный инфракрасный датчик.
- Для регулировки чувствительности и времени задержки поставляются два подстроечных потенциометра. Вы можете изменить их в соответствии с вашими требованиями.
- Датчик выдает ВЫСОКИЙ выходной сигнал, когда обнаруживает движение в своем диапазоне; в противном случае он генерирует НИЗКИЙ выходной сигнал.
- PIR также имеет 3 контакта, как датчик пламени.
- Имеет диапазон рабочих напряжений 5В – 20В с генерацией выходного напряжения 0В-3В при обнаружении объекта в дальности обнаружения 7 метров. В базе данных
- Proteus нет датчика PIR, поэтому вам необходимо загрузить эту библиотеку датчиков PIR для Proteus.
- Датчики газа MQ2 обнаруживают присутствие в воздухе газов, таких как сжиженный нефтяной газ, метан, этанол и окись углерода, с концентрацией до 10000 ppm с использованием электричества.
- Он также известен как химрезистор для датчика газа MQ2.
- Сопротивление чувствительного материала изменяется в зависимости от количества присутствующего газа.
- Когда дело доходит до обнаружения газа, датчики используют различные значения сопротивления, которые генерируют выходное напряжение.
- Когда материал датчика нагревается до высокой температуры на воздухе, кислород адсорбируется на его поверхности.
- Поскольку через датчик может протекать ток, теперь можно считывать его аналоговые значения напряжения.
- Представленные здесь значения напряжения можно использовать для расчета концентрации газа. Когда концентрация газа высока, значения напряжения выше.
- Proteus не имеет датчика газа в своей базе данных, поэтому вам необходимо загрузить эту библиотеку датчиков газа для Proteus.
Arduino UNO
- Atmel ATMega328 используется в Arduino Uno, одноплатном микроконтроллере с открытым исходным кодом.
- Для питания устройства можно использовать либо внешний источник питания, либо USB-соединение 5 В.
- Всего на плате имеется 14 цифровых входных/выходных контактов, 6 из которых служат выходами ШИМ.
- На плате вы найдете кнопку сброса и шесть аналоговых входных контактов. Для программирования платы используется программное обеспечение Arduino, написанное на языке C.
- Когда дело дошло до управления домашней системой безопасности, возможностей Arduino Uno оказалось достаточно. Платы Arduino
- отсутствуют в Proteus, поэтому нам нужно использовать эту библиотеку Arduino для Proteus.
- Весь этот проект предназначен для обеспечения системы безопасности дома, в которой можно установить несколько датчиков безопасности со звуковым сигналом и ЖК-дисплеем для лучшего пользовательского интерфейса.
- Мы не будем разрабатывать этот проект в реальности, вместо этого мы будем разрабатывать его симуляцию Proteus.
- Если вы работаете над проектом электроники/встраиваемой системы, всегда рекомендуется сначала разработать ее симуляцию.
- В симуляциях код легко отлаживать, и поэтому вы можете быстро программировать.
- Как только вы будете удовлетворены работой своего проекта, вы можете перейти к проектированию оборудования.
Итак, давайте спроектируем нашу симуляцию Proteus для системы безопасности умного дома:
Симуляцию Proteus
- Вот компоненты, которые мы собираемся использовать для разработки нашей симуляции Proteus:
- , 907 Итак, выберите эти компонентов из библиотеки компонентов Proteus и поместите их в рабочее пространство, как показано на рисунке ниже:
- Затем нам нужно соединить выводы этих компонентов, чтобы завершить нашу схему, как показано на рисунке ниже:
- Как вы можете видеть в приведенном выше моделировании, мы использовали всего три датчика, о которых мы говорили выше.
Итак, теперь мы собираемся разработать код Arduino для этой симуляции:
Код программирования Arduino
Мы разработали схему в нашей симуляции Proteus, а затем нам нужно разработать код Arduino, чтобы сделать ее Работа.
Код инициализации ЖК-дисплея
- Прежде всего, мы собираемся связать ЖК-дисплей с Arduino UNO и отобразить название проекта на экране.
- Код показан на рисунке ниже:
- Как вы можете видеть на рисунке выше, мы сначала инициализировали переменные. Плата
- Arduino запрограммирована с использованием программного обеспечения Arduino IDE, которое в основном имеет 2 раздела настройки пустоты и петли пустоты.
- Перед настройкой void мы должны объявить контакты датчиков и исполнительных механизмов, которые мы используем в нашем проекте.
- В зависимости от типа датчиков (аналоговые или цифровые) выводы датчиков подключаются к Arduino UNO соответственно.
- #define используется для объявления контактов Gas, PIR, FIRE и BUZZER.
- Изначально все датчики имеют нулевое значение, которое хранится в целочисленной переменной.
- В разделе настройки пустоты определяются входные и выходные датчики. Датчики
- GAS, PIR и FIRE используются в качестве входных датчиков для обнаружения и активации ЗУММЕРА, который является выходным компонентом. Используется
- LCD 20×4, а lcd.begin используется для запуска LCD.
- lcd.setCursor используется для положения курсора на ЖК-дисплее, а название проекта отображается на ЖК-экране с помощью команды lcd.print.
- Теперь давайте запустим нашу симуляцию, чтобы проверить результаты, показанные на рисунке ниже:
Взаимодействие датчиков с Arduino
- Команды AnalogRead и digitalRead используются для считывания значений аналоговых и цифровых датчиков соответственно, а команды AnalogWrite и digitalWrite используются для отправки команд или данных.
- Как показано на рисунке выше, сначала мы считываем данные датчиков, и если все датчики находятся в НИЗКОМ состоянии, то отображается сообщение «Вы в безопасности».
- Давайте запустим код для проверки выходных данных:
- Как вы можете видеть на рисунке выше, все датчики находятся в НИЗКОМ состоянии, поэтому на ЖК-дисплее отображается безопасное сообщение.
- Далее мы добавили цикл if для случая, когда все датчики выдают ВЫСОКОЕ значение:
- Остальная часть кода имеет аналогичные циклы if для различных состояний датчиков.
- Вы можете загрузить полный код и Proteus Simulation по ссылке, указанной в начале этого руководства.
- Теперь давайте запустим нашу последнюю симуляцию и протестируем датчики, и если все пойдет хорошо, вы получите результаты, как показано на рисунке ниже:
Итак, на сегодня все. Надеюсь, вам понравился сегодняшний проект. Если у вас есть какие-либо вопросы, задавайте в комментариях. Спасибо за чтение. Заботиться !!! 🙂
Автор: Сайед Заин Насир
https://www.theengineeringprojects.com/Меня зовут Сайед Заин Насир, основатель The Engineering Projects (TEP).Я программист с 2009 года, до этого я просто искал что-то, делал небольшие проекты, и теперь я делюсь своими знаниями через эту платформу. Я также работаю фрилансером и сделал много проектов, связанных с программированием и электрическими схемами. Мой профиль Google+
Искусственная интеллектуальная автоматизация умного дома с защищенным управлением камерой на основе GSM, облачных вычислений и Arduino | Абдул Захра
Искусственная интеллектуальная автоматизация умного дома с защищенным управлением камерами на основе GSM, облачных вычислений и Arduino
Мусаддак М.Абдул Захра, Марва Джалил Мохсин, Лаит А. Абдул-Рахайм
Аннотация
Домашнее управление и контроль получили большое распространение в сети, которая позволила использовать цифровые технологии, особенно в последние десятилетия. Для целей домашней автоматизации этот метод предлагает замечательную возможность улучшить подключение оборудования в доме. Кроме того, с быстрым распространением Интернета появились новые возможности для удаленного управления и мониторинга таких сетевых устройств.В этой статье мы разработали и внедрили полностью управляемую и безопасную систему автоматизации умного дома на основе системы облачных вычислений с системой ESP Arduino. Безопасность дома была улучшена за счет добавления полной системы камер с технологией связи GSM для подключения выходных данных Arduino к внешнему указанному номеру, если нет интернет-провайдера. Мы использовали три датчика для измерения температуры, газа и движения. Устройство Wi-Fi ESP8226 запрограммировало датчики для сохранения измерений датчиков и передачи их в базу данных облачного сервера, которая запрограммирована на веб-сервер через форматы Appatshy и Mysql.Система реализована с высоким временем отклика, так что все показания обновляются и появляются спонтанно. Разработанная система должна быть эффективной, безопасной и быстродействующей системой умного дома в реальном времени.
DOI: http://dx.doi.org/10.21533/pen.v8i4.1718
Рефбеки
- В настоящее время рефбеков нет.
Copyright (c) 2020 Мусаддак М. Абдул Захра, Марва Джалил Мохсин, Лаит А. Абдул-Рахайм
Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 Международная лицензия.
ISSN: 2303-4521
Цифровой идентификатор объекта DOI: 10.21533/pen
Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Комплект управления умным домом Arduino
Характеристики
- Создайте интегрированный и автономный центр управления умным домом, который управляет различными частями вашего дома
- Полный набор датчиков Grove для измерения окружающей среды — измеряйте температуру, влажность, звук, свет и многое другое
- Обеспечьте автономное дистанционное управление с помощью входящих в комплект модулей инфракрасного излучателя и приемника Grove
- Работает на мощном модульном процессоре Seeeduino Lotus на базе ATmega320p с 9 встроенными портами Grove
- Улучшите качество жизни в своем доме, исследуя мир электроники и программирования с помощью Arduino!
- Ссылайтесь и учитесь на проектах сообщества, чтобы создать собственное уникальное решение для дома!
Описание
Умный дом улучшает качество нашей жизни, соответствующим образом регулируя среду обитания.Например, мы можем захотеть, чтобы наши шторы автоматически открывались по утрам, чтобы лучше просыпаться. Или мы можем захотеть, чтобы свет в нашем доме автоматически включался на закате. Комплект Arduino Smart Home Control Kit позволяет вам делать именно это — посредством автоматического управления различными системами в вашем доме, такими как шторы, кондиционер, выключатели света и многое другое!
Комплект управления умным домом Arduino основан на базовом наборе датчиков из комплекта для начинающих Grove для Arduino с двумя дополнительными модулями инфракрасного излучателя и приемника.Комплект, работающий от ATmega320p Seeeduino Lotus, получает данные об окружающей среде и использует инфракрасную передачу для автономной связи с различными частями вашего дома!
Естественно, вы можете запрограммировать Seeeduino Lotus на выполнение элементов управления именно так, как вам нравится, что делает это не только чрезвычайно доступным способом обновить ваш дом, но и отличным опытом обучения в мире электроники и программирования! Вы также можете обратиться ко многим проектам умного дома от сообщества, чтобы разработать решение, уникальное как для вас, так и для вашего дома!
приложений
- Встроенный блок управления домом
- Автоматическое освещение
- Автономный контроль температуры
- Умные шторы
Учебные ресурсы
Документация
ESP лучше, чем Arduino для умного дома своими руками
Обновлено 8 декабря 2020 г. 16:43 в DIY, IoT, Smart
Когда мы сами создаем умные устройства, либо для снижения затрат, либо для настройки установки, есть много вариантов, которые нужно сделать с точки зрения того, какие компоненты следует использовать.Возможно, самым важным компонентом проектов в индустрии умного дома является микроконтроллер, который отвечает за бесперебойную работу всего. Многие сразу подумают о такой плате, как Arduino, а другие могут подумать о ESP8266 или ESP32. Какую доску следует использовать для создания проекта «сделай сам»?
Отказ от ответственности: этот пост содержит партнерские ссылки. Как партнер Amazon, я зарабатываю на соответствующих покупках.
Что нам нужно для умных устройств?
Каждая из этих плат имеет множество функций, таких как EEPROM, флэш-память, выводы ШИМ, уровни напряжения, Wi-Fi, потребление тока и многое другое.Что из этого действительно важно для создания интеллектуальных устройств? Правда в том, что все они в некотором смысле важны, но, безусловно, есть некоторые функции, которые более важны в контексте интеллектуального устройства. Важнейшей частью любого смарт-устройства является его способность общаться с внешним миром. Фактически, в большинстве случаев единственная разница между обычным устройством и смарт-устройством заключается в способности последнего связываться с контроллером.
Контроллер умного дома обычно имеет автоматику, которая срабатывает при возникновении определенных событий, которые затем отправляют действие на устройство по некоторому протоколу.Проекты «сделай сам» могут быть либо для интеллектуальных входов, либо для интеллектуальных выходов, то есть вы можете либо записывать информацию, либо выполнять действие при получении команды (иногда даже и то, и другое!). Еще одним соображением может быть потребление тока платой, что важно при работе от батарей. Чтобы увидеть, насколько это может быть болезненно, взгляните на мою кнопку IoT с батарейным питанием здесь! Для некоторых проектов вам не нужен сверхмощный микроконтроллер, так как он слишком быстро разряжает ваши батареи. Умная кнопка «сделай сам» — хороший пример проекта.
Точки сравнения
Есть много точек сравнения, но вот те, которые я считаю наиболее важными для принятия решения. Имейте в виду, что это общая точка зрения, а это означает, что для некоторых уникальных проектов важные факторы будут совершенно другими. Это общие рекомендации, а не советы по конкретным проектам.
Коммуникация
Как мы видели ранее, связь действительно лежит в основе любого хорошего умного дома и, как таковая, является решающим фактором при выборе той или иной платы.И ESP8266, и ESP32 имеют встроенную антенну Wi-Fi, которая позволяет подключаться к сети Wi-Fi 2,4 ГГц прямо из коробки. ESP32 такой же, но также поддерживает Bluetooth прямо из коробки, что может быть полезно для определенных проектов на более коротком расстоянии. Arduino не имеет встроенных функций Wi-Fi или Bluetooth, а большинство плат, которые имеют такие функции, безумно дороги, что делает их слишком непрактичными в использовании.
При поиске способа добавить WiFi в Arduino вы часто будете находить информацию об использовании ESP8266 в качестве модуля WiFi, который будет соединять входящие сообщения.Проблема с этим подходом заключается в том, что ESP является самостоятельным полнофункциональным микроконтроллером, который на самом деле во многих случаях обладает лучшими характеристиками. Так что для кого-то купить его только в качестве моста для Arduino было бы пустой тратой денег и места. Даже самый дешевый ESP-01 по-прежнему может конкурировать с Arduino во многих отношениях, хотя у него всего 2-4 контакта ввода-вывода по сравнению с 14 у Uno. Однако у него есть подключение к WiFi, которого нет у Arduino.
Память
Важная особенность любой программируемой платы. Память — это место, где хранится программное обеспечение проекта и хранится важная информация во время выполнения.В данном обсуждении важны три типа памяти: Flash, SRAM и EEPROM.
- Flash — это место, где хранится ваша программа.
- SRAM (статическая оперативная память) — это место, где переменные и другие временные данные обработки хранятся во время их использования.
- EEPROM (электрически стираемая программируемая постоянная память) — это пространство, в котором могут храниться значения при сохранении циклов питания. Эта память часто эмулируется с помощью Flash в платах, которые мы сегодня обсуждаем.
И флэш-память, и EEPROM являются энергонезависимой памятью, то есть они не стираются при отключении питания, в то время как SRAM является энергозависимой, то есть стирается при отключении питания.
ESP8266 не имеет встроенного флэш-чипа, в то время как ESP32 имеет. Это означает, что размер вашей флэш-памяти ESP8266 во многом будет зависеть от конкретной платы, которую вы приобрели. Например, NodeMCU обычно имеет встроенный чип размером около 4 МБ. С другой стороны, ESP32 обычно имеет 4 МБ встроенной памяти, хотя размеры могут немного отличаться.Это имеет важное значение для тех, кто не использует макетные платы, так как вам потребуется собственный флэш-чип. Что с Ардуино? Что ж, Arduino Uno имеет размер флэш-памяти всего около 32 КБ — , что намного на меньше, чем у большинства плат ESP. Это ОЗУ компьютера, но идея та же.
Потребляемый ток
Это значение важно для устройств с батарейным питанием, так как даже потребление тока в несколько миллиампер быстро разряжает обычную батарею. Обратите внимание, что мы исключаем из этого списка литий-ионные батареи, поскольку с ними гораздо сложнее работать, чем с типичными щелочными батареями.В результате низкое потребление тока имеет важное значение для долгой работы батареи. Никто не хочет менять батарейки каждую неделю, поэтому важно тщательно продумать, как долго прослужит ваша схема. Давайте возьмем обычную батарею типа АА с номинальной емкостью 2000 мА-часов. С одним светодиодом, использующим 10 мА, мы ожидаем, что батарея проработает 200 часов, что на самом деле составляет чуть более одной недели. Легко понять, насколько тщательно должна быть спроектирована схема после такого сравнения!
Arduino имеет смешанные отчеты с различными значениями, но похоже, что большинство согласны с тем, что Uno будет постоянно потреблять примерно 35 мА при подключении через USB.Важно отметить, что значительная часть этого исходит от чипа FTDI, который обеспечивает связь USB с компьютером, поэтому модель без него может работать намного лучше. ESP8266 обычно потребляет около 70 мА в режиме ожидания с включенным WiFi-модемом, что намного хуже! К счастью, ESP может переходить в режим глубокого сна, когда питанием остаются только несколько важных компонентов. В этом режиме он будет потреблять всего около 20 мкА. ESP32 потребляет немного больше, потребляя 115 мА во всем активном режиме и 10 мкА в глубоком сне.
Важно отметить, что дополнительные компоненты увеличивают потребляемый ток, поэтому следует избегать любых плат с USB-разъемом во всех приложениях с батареями. Даже простая схема транзисторного инвертора может потреблять 10-20 мА, чего достаточно, чтобы разрушить в противном случае большое потребление Arduino или ESP в глубоком сне. Вот почему мне пришлось использовать МОП-транзисторы в моей кнопке IoT, так как в противном случае дополнительные компоненты портили производительность. Хотя мы не рассмотрели их для простоты, литий-ионные батареи имеют гораздо большую емкость, чем щелочные, и их следует учитывать, если вам нужно много энергии для проекта.Их просто намного сложнее использовать из-за опасности взрыва, если они перезарядят или недозарядят, поэтому будьте осторожны и следуйте инструкциям!
Цена
Цена будет сильно меняться со временем, но обычно плату ESP можно приобрести примерно за 7 долларов, в то время как официальная плата Arduino, вероятно, будет стоить около 20 долларов. Если вы хотите использовать клон Arduino, который совместим, но создан другим производителем и может иметь некоторые отличия от официальной платы, вы, вероятно, заплатите около 10 долларов.Тем, кто хочет использовать Arduino, следует подумать об использовании высококачественного клона, поскольку он часто будет иметь некоторые улучшения, о которых мы упоминали ранее. Для небольших проектов также есть ESP-01, который имеет всего около 4 контактов ввода-вывода, но может стоить всего 2 доллара за штуку. Это плата, которую я использовал в своей кнопке IoT, так как мне нужно было что-то крошечное, но все же функциональное.
Цена является важным фактором практически в любой ситуации, но особенно для умных домов, поскольку, вероятно, вам придется купить довольно много, чтобы все было сделано.При покупке одного предмета разница в 5 долларов практически незначительна. С другой стороны, при покупке 50 штук разница в 5 долларов приведет к экономии 250 долларов за счет более дешевого товара. Поскольку гораздо проще поддерживать систему, построенную на той же технологии, я бы рекомендовал вам попробовать использовать один и тот же микроконтроллер в каждом проекте. В качестве бонуса, если все доски одинаковы, их легко заменить, если что-то сломается.
Резюме
Есть довольно много аспектов, которых мы здесь даже не коснулись, но они будут специфическими для каждой ситуации.В целом, ESP стал королем проектов умного дома своими руками благодаря тому, что он самый дешевый и имеет встроенный чип WiFI. Если вы хотите построить проект для своего дома, вам почти всегда лучше использовать ESP вместо Arduino. В качестве бонуса те, кто уже знаком с Arduino, могут использовать ту же IDE для программирования ESP с помощью плагина. Многие из важных библиотек были перенесены с Arduino на ESP, что упрощает использование кода, найденного в Интернете, независимо от того, для какой платформы он был написан!
Что касается специфики, ESP32 следует использовать только для опытных пользователей, которые имеют в виду конкретное использование, поскольку большинство его преимуществ обычно не используются в проектах для начинающих.