Умный дом на базе ардуино. Умный дом на базе Arduino: создание, компоненты, преимущества

Комков, С. С. Создание и реализация системы «Умный дом» на базе микроконтроллера Arduino с управлением через web-страницу / С. С. Комков. — Текст : непосредственный // Техника. Технологии. Инженерия. — 2018. — № 2 (8). — С. 10-14. — URL: https://moluch.ru/th/8/archive/85/3093/ (дата обращения: 01.10.2022).



Шло время, и в жизни человека появлялись всё новые бытовые приборы, инженерные системы, и сложность их со временем росла. Все эти устройства выполняли функции, которые приносили всё больше комфорта в быт человека.

Количество различных инженерных систем стало исчисляться сотнями и одновременное управление ими становилось невозможно. Но благодаря компьютерным технологиям, человек смог упростить себе жизнь. Появились различные автоматизации в том числе и в обычных домах.

Домашняя автоматизация, или умный дом (англ. smart home) — система домашних устройств, способных выполнять действия и решать определенные повседневные задачи без участия человека. Домашняя автоматизация включает доступные через интернет домашние устройства [1].

Наиболее распространенные примеры автоматических действий в «Умном доме» — автоматическое включение и выключение света, автоматическая коррекция работы отопительной системы или кондиционера и автоматическое уведомление о вторжении, возгорании или протечке воды.

Рис. 1. Пример системы «Умный дом»

Домашняя автоматизация в современных условиях — чрезвычайно гибкая система, которую пользователь конструирует и настраивает самостоятельно в зависимости от собственных потребностей. Это предполагает, что каждый владелец умного дома самостоятельно определяет, какие устройства и где установить и какие задачи и как они будут исполнять [1].

На базе «Брянского строительного колледжа имени профессора Н. Е. Жуковского» функционирует секция научного студенческого общества «Робототехника и Электроника» с октября 2017г под руководством преподавателя Комкова Сергея Сергеевича. Данный проект разработали студенты 2 курса группы 9Э-22 специальности 08.02.09 «Монтаж наладка и эксплуатация электрооборудования ПГиЗ»

Целью нашей работы было создание “Умного дома” на базе микроконтроллеров Arduino, который управляется дистанционно, с помощью web-браузера.

Для достижения цели были поставлены следующе задачи:

1. Создание макета
2. Изучение модулей и датчиков
3. Создание web-страницы и управление всеми процессами

На данный момент разработан макет системы «Умный дом», на примере аудитории. В котором управление всей системой производится с любого устройства (телефон, планшет и т. д.) через web-браузер.

Рис. 2. Макет системы «Умный дом»

Наша система «Умный дом» управляет следующими процессами:

1. Включение и выключение:

a) света в помещениях

b) розеток

2. Открытие и закрытие жалюзи
3. Измерение температуры и влажности помещения
4. сплит-системой

Проект построен на:

1. Платформе Arduino Uno.

Arduino Uno один из самых распространённых микроконтроллеров. Питание может получать от USB порта или от внешнего источника постоянного тока до 12В. Выходное напряжение 3,3В, 5В, 5–12В. Язык программирования С++ подобный, легок в освоении [2].

Рис. 3. Arduino Uno

2. Ethernet Shield

Ethernet Shield — это плата расширения, позволяющая Arduino работать в локальных вычислительных сетях для приёма и передачи данных, а также в сети Интернет. С ней можно управлять удалёнными объектами через web-браузер со своего компьютера, планшета или телефона. Более того, устройства смогут сами выступать в роли сервера [3].

Рис. 4. Ethernet Shield

На макете освещение представлено светодиодами

Рис. 5. светодиоды

Они применятся в группах подсветки: коридора, доски и самой аудитории.

С web-страницы осуществляется управление точечным освещением в вышеперечисленных группах.

Как аналог сплит-системы использовался электродвигатель постоянного тока-электрическая машина, в которой электрическая энергия преобразуется в механическую [4].

Рис. 6. Электродвигатель постоянного тока

Датчиком служащим для измерения температуры и влажности является DHT11.

DHT11 — это цифровой датчик влажности и температуры, состоящий из термистора и емкостного датчика влажности. Также датчик содержит в себе АЦП для преобразования аналоговых значений влажности и температуры. Датчик DHT11 не обладают высоким быстродействием и точностью, но зато прост, недорог и отлично подходят для контроля влажности в помещении [5].

Рис. 7. Датчик DHT11

Цифровые значения температуры и влажности выводятся непосредственно на web-страницу.

Микросервопривод FS90 используется для выполнения механической работы –открытие и закрытие жалюзи на макете. Этот сервопривод позволяет установить и удерживать угол поворота колеса. Привод обладает углом поворота 180°, т. е. может быть установлен в любое положение в пределах полуокружности.

Рис. 8. Микросервопривод FS90

Рис. 9. Схема подключения оборудования

Рис. 10. Часть программного кода

Рис. 11. Пример web-страницы

Вывод

В результате работы нами был создан макет системы «Умный дом» и создана веб-страница, с помощью которой мы управляем всей нашей периферией. Макет системы находится в постоянной модернизации.

Литература:

1. Домашняя автоматизация https://ru.wikipedia.org/wiki/Домашняя_автоматизация
2. Arduino https://ru.wikipedia.org/wiki/Arduino
3. Ethernet Shield http://wiki.amperka.ru/продукты:ethernet-shield
4. Электродвигатель https://ru.wikipedia.org/wiki/Электрический_двигатель
5. Датчик DHT11 http://makerplus.ru/wiki/datchik-vlazhnosti-i-temperatury-dht11

Основные термины (генерируются автоматически): макет системы, домашняя автоматизация, USB, закрытие жалюзи, измерение температуры, система, устройство.

Похожие статьи

Модернизация

Данная статья посвящена модернизации автоматизированной системы управления процессом нагрева труб в промышленных печах, на базе современных средств автоматизации.

TI — измерение температуры. Предложенная система АСУ является альтернативой, способной…

Анализ

AMX — система домашней автоматизации одноимённой компании Централизованная.

управление жалюзи; взаимодействие с другими системами.

Домашняя автоматизация, или умный дом (англ. smart home) — система домашних устройств, способных выполнять. ..

Обзор функциональных возможностей и перспектив развития…

— создание технической и охранной сигнализации; — определение температуры и влажности воздуха

Основные термины (генерируются автоматически): устройство, домашняя автоматизация, система, ELKO, центральный элемент, кнопка управления, единый интерфейс…

Анализатор воздуха на платформе Arduino

Сенсор включает в себя резистивный компонент измерения влажности и компонент измерения температуры с отрицательным температурным коэффициентом

– данное устройство можно использовать в качестве модуля «умного дома», подключив к нему систему пожаротушения.

Современный этап модернизации и технического обновления промышленности характеризуется внедрением информационно-коммуникационных технологий в производство. Важной составной частью компьютерной автоматизации производства является разработка и…

Из опыта использования Arduino в курсовом и дипломном…

При разработке курсовых проектов по МДК 02.01 «Микропроцессорные системы» и выпускных квалификационных работ все технические решения отрабатываются на этой платформе и на защиту представляются экспериментальные макеты разрабатываемых устройств.

Ключевые слова: измерительно-вычислительная система, режекторные фильтры, амплитудно-частотные характеристики, передаточные характеристики, аппаратно-программный комплекс, модель, автоматизация измерений.

Температура воздуха измеряется обычным цифровым термометром, а вот для измерения влажности воздуха требуется изготовление

— команды управления системой. Управление периферийными устройствами осуществляется через адресное пространство данных.

• Как издать спецвыпуск?
• Правила оформления статей
• Оплата и скидки

Похожие статьи

Модернизация

Данная статья посвящена модернизации автоматизированной системы управления процессом нагрева труб в промышленных печах, на базе современных средств автоматизации.

TI — измерение температуры. Предложенная система АСУ является альтернативой, способной…

Анализ

AMX — система домашней автоматизации одноимённой компании Централизованная.

управление жалюзи; взаимодействие с другими системами.

Домашняя автоматизация, или умный дом (англ. smart home) — система домашних устройств, способных выполнять…

Обзор функциональных возможностей и перспектив развития…

— создание технической и охранной сигнализации; — определение температуры и влажности воздуха

Основные термины (генерируются автоматически): устройство, домашняя автоматизация, система, ELKO, центральный элемент, кнопка управления, единый интерфейс. ..

Анализатор воздуха на платформе Arduino

Сенсор включает в себя резистивный компонент измерения влажности и компонент измерения температуры с отрицательным температурным коэффициентом

– данное устройство можно использовать в качестве модуля «умного дома», подключив к нему систему пожаротушения.

Современный этап модернизации и технического обновления промышленности характеризуется внедрением информационно-коммуникационных технологий в производство. Важной составной частью компьютерной автоматизации производства является разработка и…

Из опыта использования Arduino в курсовом и дипломном…

При разработке курсовых проектов по МДК 02. 01 «Микропроцессорные системы» и выпускных квалификационных работ все технические решения отрабатываются на этой платформе и на защиту представляются экспериментальные макеты разрабатываемых устройств.

Ключевые слова: измерительно-вычислительная система, режекторные фильтры, амплитудно-частотные характеристики, передаточные характеристики, аппаратно-программный комплекс, модель, автоматизация измерений.

Температура воздуха измеряется обычным цифровым термометром, а вот для измерения влажности воздуха требуется изготовление

— команды управления системой. Управление периферийными устройствами осуществляется через адресное пространство данных.

Как создать систему умный дом на базе Arduino

Содержание

• 1 Создание систем на платформе Arduino
• 2 Основные элементы плат
• 3 Виды плат для сборки умного дома
  • 3.1 Вид 1 Arduino Uno и ее производные
  • 3.2 Вид 2 Arduino Leonardo и Micro
  • 3.3 Вид 3 Arduino 101 Arduino Zero и Arduino MKR1000
  • 3.4 Вид 4 модели семейства mega
• 4 Особенности взаимодействия модулей через порты
• 5 Платы дополнения шилды

Arduino – это программное обеспечение, разработанное одноименной фирмой из Италии. Особенность строения системы заключается в том, что у нее открытая и доступная для манипуляций архитектура – можно подключать разные детали, создавая нужную программную оболочку.

Создание систем на платформе Arduino

Как и любая операционная система, Arduino делится на 2 составляющие оболочки: программную и архитектурную.

Архитектурная часть состоит из нескольких плат, которые соединяются между собой специальными креплениями. Через микросхемы осуществляется ручное управление системой. Процесс соединения блоков напоминает сборку детского конструктора.

Программная часть – это набор команд, написанный на языке C++, который воспринимается и исполняется архитектурой. Благодаря доступности и открытости такого подхода любой может участвовать в развитии технологий Arduino. В наборе для управления жилищем уже заложена программа для выполнения узких задач.

Функции, которые выполняет умный дом Ардуино:

• сбор информации с датчиков;
• анализ полученных данных и принятие решений при помощи набора алгоритмов в процессоре;
• отдача команд подключенным устройствам в соответствии с решенными задачами и принятыми решениями.

Настройка нужных функций осуществляется не только за счет программирования, но также и во время замены деталей – при желании пользователь может самостоятельно собрать свою систему, которая будет выполнять необходимые функции. Выбор деталей и наборов компонентов большой.

Основные элементы плат

Умный дом на базе Arduino управляется при помощи платы, состоящей из нескольких элементов. Когда дополнительные составные части подобраны и четко поставлены задачи, которые должен решать механизм, можно приступать к сборке центрального узла, или материнской платы. В нее входят составные элементы:

1. Микропроцессор. Выполняет измерение и регулировку напряжения, решает задачи и производит вычисления, хранит поверхностные данные.
2. Программатор. Позволяет менять программную оболочку при помощи ПК или мобильного устройства. Программатор подключается к соответствующему порту через кабель USB.
3. Стабилизатор напряжения. Достаточно 5 вольт для того, чтобы обеспечивать энергией всю систему.

Платы различаются между собой размером и уровнем совместимости с другими блоками, количеством портов для подключения вторичных элементов, емкостью. Порты устанавливаются 2 видов: цифровые и аналоговые, обозначаются соответственно буквами «a» и «d». Чтобы понять, какое количество портов должно быть на основной плате, нужно определить количество необходимых модулей и датчиков, расположенных по дому.

Если датчиков и систем слишком много, то их следует разбить по нескольким центральным платам, чтобы не перегрузить память процессора. Память делится на 3 типа:

1. Флэш. Здесь находятся код программы и все данные, предназначенные для хранения в течение длительного промежутка времени. Делится на несколько секторов.
2. Оперативная. Память с высокой скоростью работы и мгновенным доступом, хранит временные файлы, т.н. кэш.
3. Внутренняя. Используется для расширения возможностей хранения данных настроек. Отличается низкой скоростью.

Управлению жилищем не нужно большого количества памяти, оно не требовательно к ресурсам системы.

Виды плат для сборки умного дома

Умный дом на Ардуино представляет из себя несколько конфигураций, предназначенных для схожих целей, но с различными нюансами.

Вид 1 Arduino Uno и ее производные

Одна из самых популярных линеек для обеспечения систем умного дома. Функционала хватает для удовлетворения всех требований. Характеристики платы Uno:

• 8-битный процессор на 16 MHz;
• 8 цифровых портов без функции ШИМ;
• 6 цифровых портов с поддержкой ШИМ;
• 6 аналоговых портов;
• флэш-память на 32 КБ;
• оперативная память на 2 КБ;
• внутренняя на 1 КБ;
• модуль Wi-Fi (в расширенной сборке).

Уменьшенная модификация, названная Arduino Nano, обладает сокращенным спектром портов и модулей. Здесь нет собственного гнезда питания – его придется устанавливать через порт. Вход USB заменен чипом с микрокабелем. Аналоговых портов больше, чем в Uno.

Arduino Mini – вариант Uno; плата по размеру у него еще меньше, чем у Nano-версии. Здесь нет порта USB, из-за чего сменить прошивку сложнее, чем в других версиях. Работает в узком диапазоне напряжения – от 7 до 9 В. Из-за ограничений для управления жилищем эта модификация используется редко.

Вид 2 Arduino Leonardo и Micro

Плата этой модификации обладает высокой мощностью по сравнению с Uno. Ее используют для создания сложных перегруженных систем в больших домах. Интерфейс позволяет подключать мышь и клавиатуру, благодаря которым возможности расширяются.

Параметры Leonardo:

• 8-битный процессор на 16 MHz;
• 13 цифровых портов без ШИМ;
• 7 цифровых портов с ШИМ;
• 12 аналоговых портов;
• флэш-память на 32 КБ;
• оперативная память на 2,5 КБ;
• внутренняя память на 1 КБ.

Модель поддерживает большее количество датчиков за счет увеличения содержания портов. Существует уменьшенный вариант – Leonardo Micro. Параметры те же, но нет входа для питания и USB.

Для создания игровых симуляторов и программ есть вариант Leonardo Esplora – для обеспечения умного дома не используется.

Вид 3 Arduino 101 Arduino Zero и Arduino MKR1000

Представленные модели обладают высоким уровнем мощности, который может потребоваться для обеспечения контроля над домом. Например, распознавание голоса и изображения доступно лишь для таких плат и более сложных – Uno и Leonardo это недоступно.

Параметры Arduino 101:

• 32-битный процессор от Intel на 32 MHz;
• флэш-память на 196 КБ;
• оперативная память на 24 КБ;
• 12-20 цифровых портов;
• 6-12 аналоговых портов.

В плату вложено несколько встроенных датчиков, и она может работать в спящем режиме, снижая уровень потребления энергии, но выполняя функции.

Модель Arduino Zero обладает более высокой тактовой частотой процессора и памятью по сравнению со 101. Имеется программа-отладчик, которая осуществляет поиск ошибок в программном коде.

MKR1000 – усовершенствованный Zero, добавлен модуль Wi-Fi и алгоритмы защиты передачи данных.

Вид 4 модели семейства mega

Модели этого направления призваны выдерживать большую нагрузку – платы Mega обслужат любое количество датчиков. Помимо всех функций, в них встроена проверка температуры (дважды – второе измерение, контрольное, на случай неисправности одного из датчиков). Характеристики плат Mega:

• 8-битный процессор на 16 MHz;
• флэш-память на 128 КБ;
• оперативная память на 8 КБ;
• внутренняя на 4 КБ;
• 54 цифровых порта, 15 – поддерживают ШИМ;
• 16 аналоговых порта.

Модификация Mega 2560 обладает увеличенным объемом памяти для хранения информации. Mega ADK обеспечивает сопряжение с устройствами на системе Android и имеет USB-интерфейс. Due обладает процессором на 32 бита и 84 мегагерцами мощности.

Особенности взаимодействия модулей через порты

Чтобы осуществлять управление умным домом при помощи Ардуино, необходимо знать правила соединения компонентов логических схем и базовый принцип работы.

Каждый модуль, который может подключиться к плате, обладает 3 выходами: первые 2 – для питания на 3,3 и 5 В соответственно, 3 – для передачи данных. Каждый из контактов должен быть соединен с платой, иначе модуль не сможет работать без питания и возможности обменивать информацию.

Для подключения нескольких модулей используется макетная плата – белая пластинка со множеством отверстий. Она осуществляет соединение подключенных составных частей без необходимости пайки. Некоторые пользователи считают спайку более надежным решением, чем использование макетов, но второй вариант – проще в реализации.

Перед соединением элементов настоятельно рекомендуется изучить техническую документацию и инструкцию по сборке или предоставить установку платы человеку, имеющему опыт работы с Arduino.

Платы дополнения шилды

Для того чтобы расширить функционал системы умного дома под управлением Ардуино, рекомендуется использовать т.н. шилды. Эти приспособления узко специализированы под форму платы, поэтому выбирать следует внимательно.

Внутри шилда сосредоточен программный код, который действует отдельно от алгоритмов центрального блока, но синхронизируется с ним, обеспечивая поддержку. Шилд рекомендуется использовать продвинутым пользователям, которым не хватит стандартного функционала.

Проекты Alexa и Arduino Smart Home Challenge

Чтобы использовать эту страницу, убедитесь, что в вашем браузере включен JavaScript.

с Amazon Alexa и Arduino

Создайте умный домашний гаджет будущего

Выиграйте до 59 000 долларов в виде призов!

• Обзор
• Правила
• Часто задаваемые вопросы
• Материалы129
• Участники1,459
• Обсуждение

Конкурс завершен! Посмотреть все победившие работы. Хотите больше шансов выиграть призы? Ознакомьтесь с нашими активными конкурсами.

Все проекты (128)

Просто спросите Алексу: Я закрыл дверь гаража?

Алекса, дверь моего гаража открыта?

Sameer

Контроль температуры нагрева с помощью Arduino Uno Wifi, Arduino Uno, SD Shield и Google Chart и, возможно, интерфейса Alexa.

Контроль температуры

reteprelleum

Огромное количество домашних развлекательных устройств на рынке оснащены последовательным портом. Этот контроллер обеспечивает голосовое управление Alexa.

Голосовое управление Alexa для (почти) любого усилителя, телевизора, компакт-диска, DVD

Waldemar Sakalus

Разветвитель питания, управляемый через Интернет, с возможностью затемнения

Удлинитель Smart Power Strip

Arturo José Jumpa Sanchez and Nicholas Lambiase

С Arduino Yun and акселерометр, контролировать вибрацию сушилки для белья, отвечать на запросы о состоянии и оповещать по SMS, когда сушилка останавливается.

«Алекса: моя одежда сухая?»

WrinkleFree

Мы создали систему автоматизации и безопасности умного дома, используя нашу прекрасную плату 1Sheeld, несколько датчиков и кое-что интересное.

Система автоматизации и безопасности умного дома с использованием 1Sheeld

SADEE

Я использую вентилятор для белого шума во время сна, но иногда забываю включить его, прежде чем лечь спать. Это исправит это.

Умный вентилятор с дистанционным и голосовым управлением

Paul Ruiz

Управляйте светом с помощью набора навыков Amazon и Arduino!

Управление освещением с помощью Arduino и Amazon Alexa

Rajesh

Использование Alexa и Arduino, чтобы привить чувство Хюгге по прибытии домой. Полностью функционирующая умная ванна, управляемая Alexa.

Hygge Home — Alexa Smart Bath

J Howard

Используйте Alexa для голосового управления реле, подключенным к Интернету через ESP8266-01.

Alexa Trigger ESP8266

2stacks

Для синтеза речи и распознавания голосовых команд Roboquin использует Amazon Alexa. Arduino используется для управления движением головы и рук.

Синтез и распознавание речи Roboquin с помощью Alexa и Arduino

Alexa

Я комбинирую камеру Arduino, AWS Lambda и Rekognition, а также Amazon Echo, чтобы определить, оставил ли я белье на бельевой веревке!

Принеси стирку

Ник Триантафиллоу

Датчик температуры используется для управления переключателем (реле) для включения или выключения устройства.

Интеллектуальный коммутатор с использованием Arduino и Alexa

Ruchir Sharma

Это устройство можно установить дома для подключения до 3 доступных Amazon Alexa в одной сети WiFi.

433 МГц и Wi-Fi подключен к Amazon Alexa Hub

RopTech

Это продолжение моего последнего руководства: Alexa — NodeMCU: простая эмуляция WeMo, где мы будем разрабатывать более сложные функции.

Компьютер, стреляет из всех видов оружия!

MJRoBot (Marcelo Rovai)

Вы всегда забываете имя устройства для включения? Используйте Walabot, чтобы определить местоположение и определить устройство для управления.

Alexa, включите ЭТУ лампу: Smart 3D Sensor для Amazon Echo

3 члена

Управляйте жалюзи, освещением и следите за зарядкой аккумулятора с помощью голосовой команды.

Переключатель с питанием от солнечной батареи для жалюзи, освещения и зарядного устройства

Leon Chu

Я построил себе домашний кинотеатр с голосовым управлением, подсветкой, экраном и проектором. С ESP8266 и Arduino Nano.

Умная гостиная (домашний кинотеатр)

Alex Warsun

Feed Toto — кормушка для домашних животных, управляемая Arduino. Размер и график приема пищи можно установить с помощью приложения для Android и/или Alexa.

«Alexa, Feed Toto»

pseudozach

В этом проекте вы можете создать свой собственный Smart Home HUB, с помощью которого вы сможете добавлять, модифицировать и контролировать все устройства, которые вы хотите.

Alexa NodeMCU Автоматизация умного дома с собственным концентратором

Sanket patel

Попросите Alexa проверить, не находится ли кто-нибудь у двери или не прибыла ли посылка к вашему порогу! Создайте навык умной камеры с помощью веб-камеры!

Алекса швейцар: кто у моей двери?

MD R. Islamic

Экономьте деньги на счетах за электроэнергию с помощью Alexa и безумных навыков IoTz. Как гнездо для вашего водонагревателя.

Умный электрический водонагреватель Alexa/Adruino/Pi

Райан Мак

Создайте свой собственный выключатель света на базе Arduino, которым можно управлять с помощью Amazon Alexa.

Умный свет на базе Arduino (работает с Amazon Echo)

Tinker Project

Эта плата управления интегрируется с Arduino, позволяя пользователям управлять всеми аспектами умного дома с помощью веб-сайта или голосовых команд Alexa.

Плата управления домашней автоматизацией Arduino IoT

My Arduino Home

Лучшие платы Arduino для домашней автоматизации

Платы Arduino 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 вы 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

Это не новое оборудование, которое появится на горизонте. 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 NANO 33 IOT

Как следует из названия, это подключенная версия невероятно популярной платы 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 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.

Аппаратное обеспечение

Цифровой вход / выходные контакты	14
PWM PINS
PWM PINS
PWM. А2, 17 / А3, 19/A5)
Аналоговые выходные контакты	1 (DAC 10 бит)
Аналоговые входные пина

Arduino Nano 33 IoT — одна из самых маленьких плат Arduino, которая используется 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!

Всем, кто захочет попробовать, следует 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

На данный момент это, пожалуй, самая универсальная плата Arduino для работы. 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

	0224 8
PWM Pins	13 (0 . . 8, 10, 12, 18 / A3, 19 / A4)
Analog Output Pins	1 (DAC 10 bit)
Analog Input Контакты	7 (АЦП 8/10/12 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 разъему LiPo и встроенному зарядному устройству Arduino MKR WiFi 1010 может стать сердцем многих портативных и работающих от батарей 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 WiFi недостаточно, у Arduino также есть плата 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 логику 3,3 В на своих контактах GPIO (в отличие от большинства плат Arduino), и подключение входов 5 В может быть смертельным!

Аппаратное обеспечение

Цифровой вход / Выходной пиран. 0224 12 (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, A3 – или 18 –, A4 – или 19)
Контакты аналогового выхода	1 (DAC 10 бит)
Контакты аналогового входа	7 (АЦП 8/10/12 бит)
Внешние прерывания	10 (0, 1, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 16 / A1, 17 / A2)

В последнее время протокол 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 можно приобрести за 35,00 евро.

Arduino для других корпусов [Летняя распродажа]

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 двумя Cortex®-M7 + M4 и различными экранами, которые распространяются на ИИ, зрение и автоматизацию.

Заключительные 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.

🆓💰 – Подробнее см. в примечании к прозрачности.

[PDF] Автоматизация умного дома на основе различных датчиков и Arduino в качестве главного контроллера

• Идентификатор корпуса: 37580313

  title={Умная домашняя автоматизация на основе различных датчиков и Arduino в качестве главного контроллера},
  автор = {Субханкар Чатторадж},
  год = {2015}
} 

• С. Чатторадж
• Опубликовано в 2015 г.
• Информатика

Популярность домашней автоматизации значительно возросла в последние годы из-за большей доступности и простоты. Возможность контролировать аспекты наших домов и функция автоматического реагирования на события становятся все более и более популярными и необходимыми из-за соображений безопасности и стоимости. Мы предлагаем реализовать комплексную систему домашней автоматизации и безопасности. Наш проект предлагает недорогое решение с использованием готовых компонентов для снижения затрат и открытого исходного кода… 

ijsrp.org

Internet of Things based Integrated Smart Home Automation System

• Uma Pujari, Dr. Prasenjeet Patil, Dr. Nilesh Bahadure, Manvita Asnodkar

• Computer Science

• 2020

A multifunctional, low -недорогая и гибкая система мониторинга и управления умным домом на базе узла-микроконтроллера ESP32 с подключением к Интернету, позволяющая удаленно управлять устройством.

Система домашней автоматизации с использованием Интернета вещей

• Р. Судха, С. Прасад

• Информатика

• 2019

Управление различными электроприборами в любом здании путем внедрения системы автоматизации колледжа на основе датчика присутствия, которая также включает в себя датчик газа, датчик температуры и датчик освещенности со средой IoT в реальном времени.

Домашняя автоматизация с использованием ИК-датчиков и датчиков распознавания голоса

Эта диссертация сделана для того, чтобы электроэнергия была в некоторой степени сэкономлена с использованием микроконтроллера Arduino, а основное желание бесплатного проезда — экономия электроэнергии, времени и поддержание в работе классной комнаты. система плавно.

Разработка системы управления умным домом на основе IOT с использованием приложения Blink и модуля Wi-Fi ESP8266

• Rini Suwartika, Den Restu Singgih

• Информатика

• 2021

Обзор систем управления для умного дома

• Kawthar Alhajri, Majan Abdullah Al Jahdhami, Ayman A. El-Saleh

• Computer Science

  2022 Asia Conference on Electrical, Power and Computer Engineering (EPCE 2022)

• 2022

The paper presents a design системы умного дома, оснащенной технологией Wi-Fi, отличающейся возможностью тушения пожара с помощью мобильных телефонов, которая использует возобновляемый источник солнечной энергии для обеспечения сценария потенциального отключения электроэнергии во время тушения пожара.

Интеллектуальный модуль для домашней автоматизации с помощью приложения Android

• Принц Канхайя, Рамананд Джа, Анубхав Дип, Принц Кумар, Риши Кашьяп, Руби Мишра

• Информатика

не требует полной переделки кабеля для домашней автоматизации, который состоит из двух аппаратных секций, секции датчика и секции контроллера.

Коннектор (система управления бытовой техникой)

• D. DulithFernando, Dharmawardhana Mp, Sameera Pp, Silva Nd, J. Chinthaka

• Информатика

• 2017

Гибкая и масштабируемая система домашней автоматизации на основе Интернета и облачных вычислений с широким спектром бытовой техники способствовать росту Интернета вещей и повышать уровень жизни дома, а также позволяют повысить эффективность работы в будущем.

Коннектор (система управления бытовой техникой)

• Dulith Fernando

• Информатика

• 2018

Результатом этого исследования стала гибкая и масштабируемая с помощью широкого спектра бытовой техники система домашней автоматизации на основе Интернета и облака, которая будет способствовать росту Интернета вещей.

Домашняя автоматизация с использованием бытовых электроприборов общего назначения с Raspberry Pi и коммерческим смартфоном

• И. Ашраф, М. Умер, Г. Чой

• Информатика

  PloS one

• 2020

В этом исследовании представлены проектирование и внедрение системы домашней автоматизации, в которой основное внимание уделяется использованию обычных электроприборов для дистанционного управления с помощью Raspberry Pi и релейных цепей и… Аштанкар, Махеш Чахаре

Интеллектуальный цифровой модуль вентилятора для управления скоростью вентилятора в зависимости от температуры в помещении, а также включения или выключения в зависимости от присутствия или отсутствия человеческого тела, реализован для предотвращения пустая трата энергии, когда недостаточно жарко, чтобы использовать вентилятор, и помогать инвалидам автоматически включать или выключать вентилятор.

ПОКАЗАНЫ 1-6 ИЗ 6 ССЫЛОК

Проектирование системы малого умного дома на основе Arduino

• А. Адрианся, Ахмад Вахью Дани

• Инженерное дело

  2014 Семинар по электроэнергетике, электронике, информатике )

• 2014

Умный дом применяется для обеспечения комфорта, энергоэффективности и большей безопасности. Система «Умный дом» по-прежнему редко используется в Индонезии из-за стоимости и сложности получения…

Интернет-приложение для домашней автоматизации

• Р. Нуньес, Х. Дельгадо

• Информатика

  2000 10-я Средиземноморская электротехническая конференция. Информационные технологии и электротехнологии для стран Средиземноморья. Труды. MeleCon 2000 (Кат. № 00Ch47099)

• 2000

Приложение использует объектно-ориентированную философию, в которой каждое устройство домашней автоматизации представлено объектом, что приводит к интегрированному представлению дома с общим внешний вид на всех устройствах, поддерживая различные методы срабатывания и считывания.

Беспроводная технология Bluetooth в домашних условиях

• R. Shepherd

• Информатика

• 2001

Беспроводная технология Bluetooth/sup TM/ представляет собой технологию замены кабеля, которая использует беспроводное радио и взаимосвязь. предоставляет краткое описание своего радиоинтерфейса и стека протоколов.

Разработка системы домашней автоматизации с голосовым управлением с использованием модуля Zigbee

В этом исследовании мы занимались дистанционным управлением домашними устройствами на основе распознавания речи. Система проектировалась в два этапа: модуль распознавания речи и модуль передатчика, который отправляет команды, в том числе…

Artificial Intelligence, Modelling and Simulation (AIMS)

• 2nd International Conference,

• 2014

Karand, “Bluetooth Based Home Automation System

• Journal of Microprocessors and Microsystems,

• 2002

Система безопасности «Умный дом» с использованием Arduino

Отделы:

Программное обеспечение:

Системы безопасности широко предлагаются как для домов, 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 является серьезной проблемой, с которой каждый сталкивается в настоящее время.

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 загрузить полный проект, т. е. симуляцию Proteus и код Arduino, нажав кнопку ниже:

Система безопасности умного дома с использованием Arduino

Для домашней системы безопасности мы использовали 3 датчика, которые кратко поясняются следующим образом:

• Датчик пламени используется для обнаружения возгорания, он имеет 3 контакта (земля, VCC, ВЫХОД ) с рабочим напряжением от 3,3В до 5В.
• 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.
• Существует несколько длин волн датчиков пламени, которые обычно находятся в диапазоне от 700 до 1100 нм от источника.
• Обычно датчики пламени имеют рабочую температуру от -25? ~ 85? с несколькими функциями, такими как регулируемая чувствительность, быстрое время отклика и простота использования.
• В базе данных Proteus нет датчика пламени, поэтому вам необходимо загрузить эту библиотеку датчиков пламени для Proteus.

• ИК-датчик используется для обнаружения движения нарушителя.
• В основном есть 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 пределах своего диапазона; 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.

• Газовые датчики MQ2 обнаруживают присутствие в воздухе таких газов, как сжиженный нефтяной газ, метан, этанол и угарный газ, 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.
• В базе данных Proteus нет датчика газа, поэтому вам необходимо загрузить эту библиотеку датчиков газа для Proteus.

• 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 входов/выходов, 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 для 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 вашего проекта, вы можете перейти к проектированию оборудования.

Итак, давайте создадим нашу симуляцию Proteus для системы безопасности умного дома:

Proteus Simulation

• Вот компоненты, которые мы собираемся использовать для разработки нашего Proteus Simulation:

• Итак, выберите эти компоненты из библиотеки компонентов Proteus и поместите их в рабочую область, как показано на рисунке ниже:

• Далее 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 спроектировать код Arduino для этой симуляции:

Программный код Arduino

Мы разработали схему в нашей симуляции Proteus, а затем нам нужно спроектировать ее код Arduino, чтобы заставить ее работать .

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:

Датчики, взаимодействующие с Arduino

• При выполнении кода Arduino IDE настройка void запускается один раз, а цикл void выполняется снова и снова.
• 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 вывода:

• Как видно 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:

Он сдерживает преступление и уведомляет пользователя о проблеме с газом или пожаром. Домашние системы безопасности в основном используются по соображениям безопасности в жилых домах, на предприятиях и в учебных заведениях. Другой вариант — использовать мобильное устройство или Интернет для отправки данных в удаленное место. Другие модули, такие как датчик ветра или пожарный датчик, могут быть добавлены в систему в будущем. Модули голосового оповещения также могут предупредить вас о злоумышленнике или утечке газа, если вы их используете. Мы можем увеличить количество датчиков, чтобы сделать его лучше. Мы можем использовать новейшие технологии Интернета вещей, которые делают нашу систему беспроводной. Все большее число устройств и товаров подключаются к Интернету, который по этой фразе называется Интернетом вещей. Мы можем использовать Интернет вещей для создания недорогой системы безопасности для жилых и промышленных помещений, которая особенно полезна для домашней безопасности. При открытии двери или обнаружении несанкционированного проникновения система отправит предупреждение владельцу. Пользователь может принять меры после получения уведомления. Модуль Wi-Fi ESP8266 будет подключаться и взаимодействовать с Интернетом, в то время как микроконтроллер Arduino Uno отслеживает состояние системы, а также магнитный геркон для подачи сигнала тревоги. Основными преимуществами этой системы являются простота установки, низкие затраты и низкие требования к обслуживанию.

Итак, на сегодня все. Надеюсь, вам понравился сегодняшний проект. Если у вас есть какие-либо вопросы, задавайте в комментариях. Спасибо за чтение. Заботиться !!! 🙂

Внедрение системы автоматизации и безопасности умного дома с использованием Arduino и Wi-Fi через приложение Android – IJERT

Внедрение системы автоматизации и безопасности умного дома с использованием Arduino и Wi-Fi через приложение Android

Г-н Дж. Чандрамохан,

Ассистент. Профессор,

Факультет электротехники и электроники, Технологический колледж Гнанамани, Намаккал (DT), Тамилнаду (Санкт-Петербург), Индия.

K.Satheeshkumar,

Факультет электротехники и электроники, Технологический колледж Гнанамани, Намаккал (Dt),

Tamilnadu (St), Индия.

N.Ajithkumar,

Факультет электротехники и электроники, Технологический колледж Гнанамани, Намаккал (DT), Тамилнаду (St), Индия.

P.A.Gopinath,

Факультет электротехники и электроники, Технологический колледж Гнанамани, Намаккал (DT), Тамилнаду (Санкт-Петербург), Индия.

1. анджиткумар,

   Факультет электротехники и электроники, Технологический колледж Гнанамани, Намаккал (DT), Тамилнад (Санкт-Петербург), Индия.

   Abstract В этом документе представлена ​​недорогая и гибкая система управления и мониторинга дома с помощью встроенного микро-веб-сервера с подключением к интернет-протоколу (IP) для удаленного доступа и управления оборудованием и устройствами с помощью приложения для смартфона на базе Android. . Предлагаемая система не требует выделенного серверного ПК по сравнению с аналогичными системами и предлагает новый протокол связи для мониторинга и управления домашней средой с более широкими функциями переключения. Использование веб-сервисов — это открытый и совместимый метод предоставления услуг удаленного доступа, или приложения могут взаимодействовать друг с другом. Интерфейсы «умного дома» и определения устройств для обеспечения взаимодействия между устройствами Wi-Fi от различных производителей электрооборудования, счетчиков и интеллектуальных энергетических продуктов. разрешить изготовление. В этом проекте предусмотрена интеллектуальная работа ламп и вентиляторов. Здесь система связана с контролем температуры и управлением лампами. Светозависимый резистор (LDR) и датчик температуры (LM35) являются основными компонентами этого автоматического управления лампами и вентиляторами. Здесь LDR отвечает за управление лампой, а LM35 отвечает за управление работой вентилятора. Предлагаемые домашние системы управления энергопотреблением разрабатывают интеллектуальные услуги для пользователей и предоставляют их. Предлагаемая система реализуется с помощью смартфона.

   Ключевые слова Wi-Fi, Arduino, Домашняя автоматизация, Android, Смартфон.

   1. ВВЕДЕНИЕ

      Интеллектуальное управление энергосистемой облегчает совместное использование тока и сводит к минимуму потери мощности при передаче и энергопотреблении, что подчеркивается мировым сообществом, академическими учреждениями и государственной администрацией. Идея интеллектуальной сети, позволяющая использовать технологии, используемые в последние годы для получения полной полезности и защиты клиентов, привлекает большое внимание в энергетической отрасли и научных кругах. В условиях постоянного роста популярности и функциональности мобильных устройств востребованы широко распространенные в жизни человека современные мобильные приложения [1], [2].

      Привлекательный рынок домашней автоматизации и сети занятых семей и отдельных лиц будет иметь физические ограничения. ARDUINO и Wi-Fi Shield, и это был микровеб-сервер умного дома. Arduino — это платформа для создания прототипов электроники с открытым исходным кодом, основанная на гибком и простом в использовании аппаратном и программном обеспечении. Плата Arduino I имеет микроконтроллер с 54 цифровыми входами/выходами [3].

      Интерфейс Wi-Fi в Arduino через контакты последовательного периферийного интерфейса (SPI). Низковольтные переключающие реле, которые использовались для интеграции устройств с Arduino, демонстрируют функциональность переключения выходов. Датчик температуры LM35 используется для управления средой умного дома. Система диспетчерского управления Интранет, низкая стоимость и высокая производительность могут реагировать. Технология Wi-Fi является конечным узлом, узел отправляет данные координатору, а концентратор координатора отправляет данные обратно на конечный конец цикла.

   2. СВЯЗАННАЯ РАБОТА

      1. общий дизайн умного дома

         Умный дом применяется для обеспечения комфорта, энергоэффективности и большей безопасности. Система «умный дом» до сих пор редко используется в Индонезии из-за стоимости и сложности приобретения устройства. Целью данной статьи является предложить маленькую систему умного дома, спроектированную и созданную с использованием сети WLAN на базе микроконтроллера Arduino. Система способна отслеживать и управлять освещением, температурой в помещении, сигнализацией и другими бытовыми приборами. Результаты тестирования системы показывают, что надлежащее управление и функции контроля могут выполняться с устройства, подключенного к сети, поддерживающей HTML [4]. В работе реализованы предлагаемые системные аппаратные и программные средства. Ожидаемая работа способствует развитию повсеместных домашних сетей. Часть будущей работы применяется в стандартной технологии IEEE 802.15.4 в нашем доме.

   3. ТРЕБОВАНИЯ

Требования к оборудованию

Рисунок 1: Существующая система домашней автоматизации

В каждой комнате устанавливается изолированная БСС с одним координатором, интегрированным в приемопередатчик ПЛК. Существующая система домашней автоматизации показана на рисунке

1. .

   Координатор отвечает за передачу параметров окружающей среды, полученных от WSN, на станцию ​​управления через ПЛК. Управляющие сообщения для бытовых приборов передаются напрямую с использованием ПЛК, а не WSN [5]. На рисунке 2 показана предлагаемая система домашней автоматизации. Arduino Uno и Wi-Fi Shield были

   используется для реализации микро-Web-сервера для домашнего шлюза на рисунке 2. Домашний шлюз подключается к Интернету. Arduino Uno — это микроконтроллер с открытым исходным кодом, который использует ATMEGA 328, процессор Atmel AVR, который может быть запрограммирован компьютером на языке C через USB-порт. Arduino Uno также имеет встроенные 5 аналоговых контактов и 13 цифровых контактов для операций ввода и вывода, поддерживающих SPI и I2C, которые можно использовать для взаимодействия с другими устройствами. На рис. 3 показаны аппаратная архитектура и реализация. На пользовательском устройстве можно использовать любое интернет-соединение через Wi-Fi или сеть 3G/4G [6]. Особенности, которые предлагает предлагаемая конструкция, включают управление системами управления энергопотреблением, такими как освещение, розетки и системы HVAC (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха).

   Рисунок 2: Предлагаемая система домашней автоматизации

   Рисунок 3: Аппаратная архитектура и реализация

   1. УСТРОЙСТВА БЫТОВОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ

      Центральный контроллер (Arduino) получает команды, используемые для выполнения. Вы можете подключиться к Интернету через экран Wi-Fi, установленный на Arduino. Со стороны пользователя предоставляет портативный интерфейс для системы в целом через простое в использовании приложение. Можно либо подключить мобильное устройство к центральному блоку управления (через USB-кабель, например), либо в связи с этим по беспроводной связи. В домашних условиях беспроводную связь можно обеспечить с помощью экрана Wi-Fi на центральной консоли. Таким образом, вы сможете получить доступ к консоли локально или удаленно через Интернет. В этом

      В случае

      следует выбрать клиент-серверную архитектуру, поскольку центральная консоль представляет собой статическую сущность, отвечающую на запросы клиентов. На рис. 4 показан весь процесс работы системы автоматизации «Умный дом». Следовательно, потребность в сервере (на уровне приложения, любой фрагмент кода, который может отвечать на запросы клиентов) тесно связана с компанией. Мы будем использовать простое приложение веб-сервера, работающее на Arduino, которое взаимодействует через протокол HTTP с веб-приложением для Android [7].

      Рисунок 4: Автоматизация умного дома в целом

   2. БЛОК ВВОДА/ВЫВОДА

      Блок ввода/вывода

      состоит из двух частей датчика движения PIR (пассивный инфракрасный) и датчика температуры LM35 в качестве входов и нескольких ламп, розеток, реле и зуммера в качестве выходов. Датчик PIR используется для обнаружения присутствия движения. Показания датчиков используются для выключения света при отсутствии активности и включения света в противном случае. Кроме того, этот датчик также используется системами безопасности для обнаружения подозрительных движений. Если он обнаружит любое подозрительное движение, прозвучит сигнал тревоги (зуммер). LM35 выполняет функцию контроля температуры. Этот датчик также служит входом для выполнения некоторых розеток. Розетка включится, когда температура превысит определенный предел. Это условие активирует вентилятор или кондиционер (AC) при подключении к розетке. Схема соединения микроконтроллерной системы с датчиком PIR и датчиком LM35 показана на рис. 5 и рис. 6. Выходная часть состоит из реле и зуммера. Зуммер служит для предупреждения о подозрительном движении. Реле соединены с лампами и розеткой [8].

      1. Автоматическое управление лампой

         Рисунок 5: Цепь подключения с датчиком PIR

         В этом проекте предусмотрена интеллектуальная работа ламп и вентиляторов. Здесь система связана с контролем температуры и управлением лампой. Светозависимый резистор (LDR) и

         Датчик температуры

         (LM35) является основным компонентом этого автоматического управления лампами и вентиляторами. На рисунке 5 показано

         схема подключения ардуино с ИК-датчиком для управления лампой. Здесь LDR отвечает за управление лампой, а LM35 отвечает за управление работой вентилятора. В управлении лампами предварительно устанавливаются значения LDR. Потом темнота опустилась на LDR из-за заката. Микроконтроллер получает значение сопротивления от LDR. Когда контроллер достигает предела, лампа будет светиться, в противном случае она выключится [9].].

      2. Автоматическое управление вентилятором и кондиционером

      Рис. 6: Цепь подключения с датчиком LM35 Автоматическое подключение вентилятора и схемы управления показано в

      Рис. 6. При управлении вентилятором/переменным током предварительно устанавливаются значения температуры. В дневное время значения температуры составляют около 35oC. Затем микроконтроллер получает сигнал от LM35 и включает порт, который подключен к AC/вентилятору. В зимнее время температура снижается до 20°C. В этом случае нет необходимости в вентиляторе или кондиционере. Следовательно, вентилятор / кондиционер выключится.

   3. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

1. Контроллер Ардуино

   На рисунке 7 показана схема контроллера Arduino uno. Arduino — это уникальная плата Arduino, которая оснащена портом WIZ net Wi-Fi, разъемом Wi-Fi, интерфейсом модуля nRF24L01+ и ATMega328. Эта плата добавит в проект управление беспроводным экраном ESP8266 Wi-Fi, а также подключение к Интернету [10].

   Рисунок 7: Плата Arduino UNO

2. Экран Wi-Fi

   Wi-Fi — это открытый глобальный стандарт, основанный на стандарте IEEE

   .

   802.15.4 MAC/PHY. Wi-Fi определяет сетевой уровень выше

   Уровни 802.15.4 для поддержки расширенных возможностей маршрутизации сетки. Спецификация Wi-Fi разработана растущим консорциумом компаний, входящих в Wi-Fi Alliance. Альянс состоит из более чем 300 членов, в том числе полупроводниковых,

   Модуль

   , стек и разработчики программного обеспечения на рис. 12. [11]. Wi-

   Fi Series 2Разница между Series 1 (S1) и Series 2 (S2) заключается в том, что последняя увеличивает выходную мощность антенны до 2 мВт [11]. S2 также улучшает протокол данных модуля Wi-Fi. S2 похож на S1, обеспечивая простую и удобную связь между микроконтроллерами и поддерживая двухточечную и многоточечную связь [12]. Схема подключения esp8266 показана на рисунке 8.

   Рисунок 8: Узел ESP 8266 mcu Wi-Fi Shield

3. Блок питания

   +12 В

   Функция релейного модуля в качестве обычного переключателя «ВКЛ» и «ВЫКЛ» включает лампу. Система инфракрасного обнаружения состоит из инфракрасного датчика в качестве входа и релейного модуля в качестве пускового адаптера Arduino Wi-Fi. Wi-Fi — это многофункциональный RF-модуль для использования в беспроводной сенсорной сети. Протокол IEEE 802.15.4 значительно сокращает работу по программированию, обеспечивающему передачу данных. Wi-Fi имеет много других функций для использования в WSN, помимо его сетевых возможностей [13]. На рис. 11 показан общий вид системы домашней автоматизации. Веб-страница на хостинг-сервере может читать и обновлять данные в базе данных. Написание кода для веб-клиента Для веб-выключателя света мы создадим простой проект Ruby on Rails для управления взаимодействием с пользовательским интерфейсом сначала через веб-браузер. Мы не будем тратить много времени на пользовательский интерфейс.

   Так как это в конечном итоге будет работой пользовательского приложения Android, которое мы создадим после функционального тестирования веб-интерфейса. Приложение Android было разработано, чтобы показать, что переключатель такой же, как веб-страница на хостинг-сервере. Он также может считывать данные обновления базы данных, касаясь «ВКЛ» или «ВЫКЛ» и появляется на кнопке, как на веб-сайте. Это умное устройство переключения, лампа в доме управляется вручную с помощью

   .

   220 В переменного тока

   Д3

   4 х 1N4007

   — +

   1 3

   IC7805

   +5В

   2

   + +

   с помощью системы обнаружения инфракрасных переключателей или по беспроводной сети с помощью приложения для Android [14]-[16].

   Приложение для платформы Android

   На рисунке 11 показаны снимки экрана предлагаемого смарт-

   .

   12 В / 1 А

   МОСТ

   1000МФД\50В

   0.1МДФ

   100МФД\25В

   дом. Существует несколько платформ для разработки приложений для смартфонов, таких как Windows Mobile, Symbian, iOS и Android. В предлагаемой системе разработано приложение для платформы Android, так как большинство телефонов и портативных устройств поддерживают ОС Android. Язык программирования Java с использованием Android

4. Цепь реле

   Рисунок 9: Цепь питания

   Software Development Kit (SDK) использовался для разработки и внедрения приложения для умного дома [17]–[19].

   Рисунок 10: Плата реле и схема управления

   Первая часть представляет собой интеллектуальный переключатель, который подключается к существующей проводке электроприборов в доме, таких как потолочный кондиционер и лампа, для обеспечения электропитания. Этот блок будет получать питание от жизней и нейтрали домашнего питания, которые подключены к силовому модулю. Это 240 В переменного тока для преобразования (переменного тока) в (постоянный ток) с помощью адаптера Wi-Fi источника питания постоянного тока выпрямительного типа 5 В. Схема реле показана на рисунке 10.9.0004

   Рисунок 11: Скриншоты предлагаемого приложения для умного дома

   • Удаленное подключение (через интернет) к микровеб-серверу умного дома; требуется сервер реальный

   • IP и аутентификация пользователя.

   • Контроль и мониторинг устройств.

   • Планирование задач и настройка автоматического управления средой умного дома.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В этой статье представлена ​​новая топология схемы для мониторинга и управления домашними электрическими устройствами с использованием гибкого домашнего Android-смартфона по разумной цене и реализованного беспроводным приемопередатчиком и IBOARD. Arduino, а также использование приложения Android для настройки управления системой. Предлагаемая новая топология схемы используется в бесшумных веб-сервисах на интероперабельном прикладном уровне для связи между удаленным пользователем и домашним устройством. Все смартфоны на базе Android, встроенная поддержка Wi-Fi; домашнее устройство доступа для управления может использовать телефон, Wi-Fi, 3G или 4G для доступа к веб-странице на хостинг-сервере с помощью приложения Android.

ССЫЛКИ

1. Andi Adriansyah, Akhmad Wahyu Dani «Проектирование систем управления небольшим умным домом на основе беспроводных сенсорных сетей и связи по линиям электропередач» 1.1109/TIE .2014 .2379586, IEEE Transactions on Industrial Electronics.

2. Zhenyu Zoua, Ke-Jun Lib, Ruzhen Lia и Shaofeng Wub, «Система умного дома на основе технологии IPV6 и ZIGBEE», Procedia Engineering 15 (2011) 1529 1533.

3. Раджив Пияре «Интернет вещей: повсеместная система контроля и мониторинга дома с использованием смартфона на базе Android» Международный журнал Интернета вещей 2013, 2(1): 5-11.

4. Юэ Ли, «Разработка ключевого протокола для системы управления энергопотреблением умного дома», Пятая международная конференция по вычислительному интеллекту, системам связи и сетям, 2013 г.

5. Р.Нагараджан и С.Сатишкумар, К.Баласубрамани, К.Бубалан, С.Навин, Н.Шридхар. Управление скоростью двигателя постоянного тока с питанием от инвертора с помощью PI-контроллера, IOSR-Журнал электротехники и электроники (IOSR-JEEE), том 11, выпуск 3, вер. I, стр. 65-69, май июнь 2016 г.

6. Шиу Кумар, «Повсеместная система умного дома с использованием приложения для Android», Международный журнал компьютерных сетей и коммуникаций (IJCN C), том 6, № 1, январь 2014 г.

7. Andi Adriansyah, Akhmad Wahyu Dani, «Проектирование системы малого умного дома на базе Arduino», семинар по электроэнергетике, электронике, средствам связи, управлению и информатике, 2014 г., техническое описание IBoard, www. iteadstudio.com» Техническая поддержка: support@iteadstudio. com.

8. Спецификация

   XBee от Digi International, Inc. Все права защищены «www.digi.com» [email protected]

9. Назрул Ануар Наян, Или А.М. Ихсан, Ясухиро Такахаши, «Использование коммуникационной технологии ZigBee в беспроводной сенсорной сети умного дома», Материалы Второй международной конференции по современным тенденциям в науке, технике и технологиях, 2014 г.

10. Технические характеристики Arduinowww.arduino.cc/en/Main/arduino board uno»

11. «Начало работы с радиочастотными модулями XBee», версия 1.0 Мартина Хебеля и Джорджа Брикера с Дэниелом Харрисом.

12. «Программирование на языке C для Arduino» Жюльен Бейль Copyright © Packet Publishing, 2013.

13. Р.Нагараджан и М.Сараванан. Анализ производительности нового каскадного многоуровневого инвертора с уменьшенным переключением, Журнал силовой электроники, Том 14, № 1, стр. 48-60. 2014.

14. «Программирование вашей домашней автоматизации с помощью Arduino, Android и вашего компьютера», Майк Райли, Copyright © 2012 The Pragmatic Programmers, LLC.

15. Чандрасекар и Джан Карло Монтанари, Анализ характеристик частичного разряда природных сложных эфиров в качестве диэлектрической жидкости для приложений электроэнергетики, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation Vol. 21, № 3, стр. 1251-1259 июнь 2014 г.

16. Коммуникационная технология ZigBee в беспроводной сенсорной сети умного дома «Материалы Второй Международной конференции по современным тенденциям в науке, технике и технологиях 2014»

17. «Начало работы с радиочастотными модулями XBee», версия 1.0, Мартин Хебель и Джордж Брикер, Дэниел Харрис

18. Р. Нагараджан и М., Сараванская многополочная SPWM-технология лестницы для девятиуровневого каскадного инвертора, Материалы Международной конференции по энергетике, энергии и управлению, IEEE Press, стр. 668-675. 2013.

19. «Программирование на языке C для Arduino» Жюльен Бейль Copyright © Packet-Publishing, 2013.

Arduino и Raspberry Pi в удивительном умном доме

В этой статье мы представим умный дом, платы Arduino и Raspberry Pi, IoT в умном доме. Далее мы описываем Приложения и технологии в умном доме. Наконец, мы рассмотрели применение Arduino и Raspberry Pi в Умном доме.
Мохаммад Эсламдуст, Технологический институт Cademix

Домашняя автоматизация или умный дом

Умный дом — это дом с гаджетами, подключенными к Интернету, которые позволяют осуществлять удаленный мониторинг и управление устройствами и системами.

Технология умного дома, также известная как домашняя автоматизация или домотика (от латинского «domus» означает «дом»), позволяет домовладельцам управлять умным оборудованием через приложение для умного дома на своем смартфоне или другом сетевом устройстве, обеспечивая безопасность, комфорт, удобство, и энергоэффективность.

Умные домашние системы и устройства часто работают вместе, обмениваясь данными об использовании потребителями и автоматизируя действия в зависимости от предпочтений домовладельцев.

Умный дом сегодня оправдывает, а иногда даже превосходит ожидания потребителей, и. Датчики, устройства, приборы постоянно собирают данные о том, как вы их используете. Они используют передовые алгоритмы, чтобы узнать о ваших привычках и определить модели потребления.

Интернет вещей (IoT) в умном доме

Если в вашем доме есть множество интеллектуальных устройств, которыми вы можете управлять удаленно и которые запрограммированы для автоматизации обслуживания дома, вы можете назвать их умными. Они также могут соединяться друг с другом, образуя единую сеть.

Например, свет может включаться, как только вы входите в дом, или ваш пылесос может начинать уборку каждый день в 11 часов утра.

Но когда к этой группе присоединяется Интернет вещей, начинается настоящее волшебство. Он соединяет все уклоны с интернетом, расширяя возможности домашней сети. Например, теперь вы можете использовать свой смартфон или компьютер для наблюдения за тем, что происходит в вашем доме, с помощью камер видеонаблюдения.

Приложения IoT позволяют подключать устройства и обеспечивать автоматическую связь между ними. Подумайте о следующем сценарии: как только ваша машина покидает парковку офиса, ваш кондиционер начинает охлаждать ваш дом, позволяя вам вернуться домой в прохладную атмосферу после жаркого дня.

Лучшие системы домашней автоматизации

В каждом новом умном доме должны использоваться самые передовые технологии домашней автоматизации. Существует больше устройств, подключенных к Интернету, таких как холодильники, системы освещения и термостаты, что затрудняет управление ими всеми. В этой ситуации в игру вступают лучшие системы домашней автоматизации, часто называемые «концентраторами».

Они работают как единый блок, который подключается ко всем вашим умным гаджетам, независимо от марки, и предоставляет вам простой и интуитивно понятный способ управления ими всеми, даже с помощью голосовых команд.

Используя такие соединения, как домашняя сеть, широкополосный доступ, Bluetooth, ZigBee, Z-wave и другие протоколы, они достигают этого. Выбор интеллектуальных гаджетов расширяется. Помимо замков для входной двери, есть дверные видеозвонки, системы домашней безопасности, термостаты, интеллектуальное освещение, умные розетки, датчики дыма и затопления и даже термостаты.

Интеллектуальная беспроводная технология теперь используется для управления различными устройствами, в том числе смарт-телевизорами, домашними музыкальными системами и другими аудио- и видеоразвлечениями, а также роботами для уборки земли или газона.

Лучшие системы автоматизации домашней автоматизации на первом взгляде

1. Amazon Echo
2. Google Nest Hub
3. Wink Hub 2
4. Samsung SmartThings
5. Apple Homekit

Причины Arven Apple Apple

Причины Arven Apple Apple Homekit

Причины Arven Apple Apple Homekit

Причины. Призывы к Smart Trens Mory Homekit

. Причина Sample Sampens Mory Homekit

. на первый взгляд, но есть недочеты и недостатки, о которых следует знать, вещи, которые могут заставить полностью потерять интерес к идее.

Доплата за технологию — самый явный недостаток умных домов. Интеллектуальное устройство часто стоит от 2 до 20 раз больше, чем сопоставимое немое устройство.

Кроме того, облако обычно используется для управления всеми средствами автоматизации, включая подпрограммы Google Home и Alexa. Это означает, что потеря подключения к Интернету может сделать весь ваш умный дом бесполезным.

Стоимость системы домашней автоматизации в

В этой таблице мы рассмотрим среднюю стоимость домашней автоматизации, от простой установки своими руками до индивидуальной установки всего дома.

Как упоминалось выше, обычные технологии и оборудование для умного дома довольно дороги, разнообразны и в некоторых случаях бесполезны. Кроме того, выбор оборудования из большого ассортимента занимает много времени. В этом случае платные решения с открытым исходным кодом, такие как Arduino и Raspberry pi Smart home, более рентабельны и могут быть настроены по мере необходимости.

Что такое Ардуино?

Электронная платформа с открытым исходным кодом под названием Arduino построена на простом аппаратном и программном обеспечении. Например, можно включить светодиод, запустить двигатель или опубликовать что-либо в Интернете с помощью платы Arduino. Платы Arduino могут принимать входные данные, такие как свет от датчика, нажатие пользователем кнопки или твит, и преобразовывать их в подобные выходные данные.

Передав набор инструкций микроконтроллеру платы, вы можете приказать ему что-то выполнить. Вы можете сделать это, используя язык программирования Arduino и программное обеспечение Arduino (IDE), основанное на Processing.

Знакомство с платой Raspberry Pi

Raspberry Pi — одноплатный компьютер. Добавляя к Raspberry Pi периферийные устройства, такие как клавиатура, мышь и дисплей, он может функционировать как мини-компьютер.

Raspberry Pi широко используется для обработки изображений/видео в реальном времени, приложений IoT и робототехники.

Raspberry Pi медленнее, чем ноутбук или настольный компьютер, но, тем не менее, обеспечивает все необходимые функции и возможности при низком энергопотреблении.

Фонд Raspberry Pi предоставил ОС Raspbian на основе Debian. Они также поставляют ОС NOOBS для Raspberry Pi. Мы можем установить множество сторонних версий ОС, таких как Ubuntu, Arch Linux, ОС RISC, Windows 10 IOT Core и так далее.

Raspbian OS — официальная операционная система, которую можно использовать бесплатно. Эта операционная система хорошо подходит для использования с Raspberry Pi. Raspbian имеет графический пользовательский интерфейс (GUI), который предоставляет инструменты для просмотра, программирования на Python, офиса, игр и т. д.

Чтобы сохранить операционную систему, мы должны использовать SD-карту (рекомендуется минимум 8 ГБ) (операционная система).

Raspberry Pi — это больше, чем просто компьютер, потому что он дает вам доступ к встроенному оборудованию, такому как GPIO, для разработки приложений. Мы можем подключать и контролировать такие устройства, как светодиоды, двигатели и датчики, с помощью GPIO.

Он оснащен процессором Broadcom SoC на базе ARM со встроенным графическим процессором (GPU).

Частота процессора Raspberry Pi варьируется от 700 МГц до 1,2 ГГц. Он также предлагает встроенную SDRAM объемом от 256 МБ до 1 ГБ.

Преимущество Arduino и Raspberry Pi в умном доме

Индустрия домашней автоматизации наводнена дорогостоящими потребительскими системами, которые несовместимы и сложны в установке. Это в то время как, если у вас есть Arduino и Raspberry Pi, вы можете сделать то же самое за небольшую часть стоимости, если вы готовы потратить время и работать.

Способность Arduino взаимодействовать с Raspberry Pi через щит Ethernet по локальной сети позволяет нам создавать широкий спектр приложений. объединив Arduino и Raspberry Smart home. У нас есть идеальный набор инструментов для создания недорогих устройств и систем для наших домов. Затем эти устройства могут обмениваться данными со своими коммерческими аналогами, и мы настраиваем их в соответствии с нашими конкретными потребностями.

Raspberry Pi и его экраны представляют собой универсальную платформу для создания устройств без необходимости использования отдельного ПК, обеспечивая альтернативу существующим решениям.

Первое решение для умных домов Arduino и Raspberry pi заключается в том, что мы используем Arduino для связи с датчиками, реле и любыми другими входами и выходами и просто подключаем Arduino к плате Raspberry Pi. В этом случае Raspberry pi Board с помощью программного обеспечения с открытым исходным кодом может легко предоставить все управление процессами пользователям с подключением к Интернету.

В качестве второго решения для умных домов можно использовать платы Arduino самостоятельно. В этом случае плата Arduino может подключаться к Интернету с помощью экрана WIFI и управлять процессами с помощью облака IoT и домашнего программного обеспечения Alexa, которое описано ниже.

Лучшее программное обеспечение для умного дома Raspberry Pi

Устройство Raspberry Pi может помочь вам в разработке систем умного дома, таких как системы домашней автоматизации, системы безопасности, системы полива растений и многое другое. Однако выполнение этих проектов потребует установки соответствующего программного обеспечения для автоматизации умного дома на вашем устройстве Raspberry Pi.

Существуют различные возможности программного обеспечения для умного дома Raspberry Pi, и вы сможете выбрать лучшее, чтобы начать создавать различные проекты умного дома для себя.

1: Home Assistant в Raspberry Smart Home

Home Assistant — отличная альтернатива для тех, кто хочет создавать проекты умного дома. Это решение для домашней автоматизации с открытым исходным кодом, которое идеально подходит для вашего устройства Raspberry Pi. Установка ОС Home Assistant на ваше устройство Raspberry Pi приведет к установке Home Assistant на ваше устройство и позволит вам использовать широкий спектр надстроек и функций умного дома, таких как Google Assistant и Alexa.

2: OpenHAB в Raspberry Smart Home

OpenHAB — еще один отличный выбор программного обеспечения для умного дома для вашего устройства Raspberry Pi, поскольку он обеспечивает основу для автоматизации различных устройств. Это известное решение для автоматизации умного дома с открытым исходным кодом, созданное преданным сообществом. Пользователи могут использовать возможности OpenHAB на своих смартфонах Android или iOS в дополнение к веб-интерфейсу. Пользователи Raspberry Pi могут эффективно запускать это программное обеспечение, установив его образ на свои устройства, и после завершения вы сможете автоматизировать свою бытовую технику на ходу.

3: Calaos в Raspberry Smart Home

Calaos — это бесплатное программное обеспечение для умного дома с открытым исходным кодом, которое превращает ваш Raspberry Pi в систему умного дома. Это позволит вам легко контролировать и контролировать вашу домашнюю деятельность. Он будет работать как ОС на вашем Raspberry Pi и предоставит вам множество функций умного дома, от базовых до расширенных пользовательских интерфейсов.
Вы можете управлять своими бытовыми приборами, такими как освещение, воспроизведение музыки и превращать свой дом в умный дом.

4: PiDome в Raspberry Smart Home

PiDome — это программа для умного дома, разработанная для вашего Raspberry Pi, которая позволяет вам легко управлять оборудованием для умного дома. Это упрощает создание регулируемой среды. Например, приборную панель можно настроить как угодно, а разработчики могут использовать встроенный редактор кода для создания собственных драйверов. Пользовательский интерфейс согласован и выглядит одинаково на всех дисплеях.

5: Mycroft в Raspberry Smart Home

Mycroft немного отличается от других приложений для умного дома. Помимо отдельной операционной системы, он содержит виртуального помощника, сравнимого с Google Assistant и Alexa. Это платформа с открытым исходным кодом, которая может превратить ваш Raspberry Pi в интеллектуального голосового помощника, способного управлять вашим умным домашним оборудованием.

мы можем использовать в различных проектах DIY, от небольшого научного проекта до создания глобальной корпоративной среды.

Вы можете использовать функционал Mycroft, установив его образ на свое устройство Raspberry Pi, в результате наличие хорошего динамика/микрофона позволит вам автоматизировать вашу бытовую технику с помощью голосовых команд.

Arduino IoT Cloud

Arduino IoT Cloud позволяет производителям быстро, легко и безопасно создавать связанные вещи.
мы можем подключить несколько устройств друг к другу для передачи данных в режиме реального времени. Используя простой пользовательский интерфейс, вы также можете следить за ними из любого места.

Поскольку Arduino IoT Cloud полностью интегрирован в экосистему Arduino Create, вы можете создать там шаблон кода, отредактировать его в веб-редакторе Arduino, а затем загрузить на свою плату.

Alexa Home Automation

Alexa — виртуальный помощник с голосовым управлением. Чтобы вы были в курсе, развлекались, были в безопасности, на связи и были организованы.
она может воспроизводить аудио, управлять вашим умным домом, отвечать на запросы и активировать ваши любимые сервисы. Она также является вашим личным покупателем, потому что она продукт Amazon.

Растущее количество интеллектуальных динамиков и других устройств, совместимых с Alexa, позволяет пользователям получать доступ к Alexa, которая базируется в облаке.

Приложения и технологии в Arduino и Raspberry Pi Умный дом

Мы можем найти домашнюю автоматизацию в широком спектре приложений, в том числе:

Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха (HVAC):
мы можем контролировать всю домашнюю энергию мониторы удаленно через Интернет с помощью простого и удобного пользовательского интерфейса.

Система управления освещением:
«умная» сеть, использующая один или несколько центральных вычислительных блоков для связи между различными системами освещения *входами и выходами*.
позволяет использовать солнечные панели высокой мощности в течение дня, например, для питания стиральных машин.

Охранные и домашние роботы:
Система домашней безопасности, интегрированная с системой домашней автоматизации, может предоставлять дополнительные услуги, такие как дистанционное наблюдение за камерами наблюдения через Интернет или контроль доступа и центральный замок на всех дверях и окнах по периметру.

Внутренние системы позиционирования (IPS) :
Внутри многоэтажных зданий, аэропортов, переулков, гаражей и подземных помещений внутренняя система позиционирования (IPS) представляет собой сеть устройств, используемых для поиска людей или предметов, где GPS и другие спутники системам не хватает точности или они полностью терпят неудачу.

Домашняя автоматизация для пожилых людей и инвалидов:
Целью домашней автоматизации для пожилых людей и инвалидов является обеспечение их безопасности и комфорта дома.

Об авторе: Меня зовут Мохаммад Эсламдуст. Специализируюсь на проектировании и моделировании электронных схем, проектировании печатных плат, программировании микроконтроллеров Arduino.