Arduino kontrolleritel põhinev nutikas kodu: juhitava ruumi kujundamine ja korraldamine

Automatiseerimisvahendite areng on viinud komplekssete süsteemide loomiseni, mis parandavad inimeste elukvaliteeti.Paljud tuntud elektroonika- ja tarkvarakeskkondade tootjad pakuvad valmis tüüplahendusi erinevatele objektidele.

Isegi kogenematu kasutaja saab arendada iseseisvaid projekte ja koostada oma vajadustele vastava Arduino abil "targa kodu". Peaasi on mõista põhitõdesid ja mitte karta katsetada.

Selles artiklis vaatleme Arduino seadmetel põhineva automatiseeritud kodu loomise põhimõtet ja põhifunktsioone. Samuti käsitleme kasutatavate plaatide tüüpe ja süsteemi põhimooduleid.

Süsteemide loomine Arduino platvormil

Arduino on platvorm automaatse, poolautomaatse või manuaalse juhtimisega elektroonikaseadmete arendamiseks. See on valmistatud vastavalt disaineri põhimõttele, millel on selgelt määratletud elementidevahelise interaktsiooni reeglid. Süsteem on avatud, mis võimaldab kolmandatest osapooltest tootjatel selle arendamisel osaleda.

Klassika «tark maja» koosneb automatiseeritud plokkidest, mis täidavad järgmisi funktsioone:

• koguda vajalikku teavet andurite kaudu;
• analüüsida andmeid ja teha otsuseid programmeeritava mikroprotsessori abil;
• rakendada tehtud otsuseid erinevatele seadmetele käskude andmisega.

Arduino platvorm on hea just seetõttu, et see ei ole lukustatud kindla tootja külge, vaid võimaldab tarbijal valida endale sobivad komponendid. Nende valik on tohutu, nii et saate realiseerida peaaegu iga idee.

Soovitame vaadata parimaid nutiseadmed koju.

Arduinoga töötamise õppimiseks võite osta stardikomplekti tootja veebisaidilt. Vajalik on tehnilise inglise keele oskus, kuna dokumentatsioon ei ole venestatud

Lisaks ühendatud seadmete mitmekesisusele lisab vaheldust C++ keeles realiseeritud programmeerimiskeskkond. Kasutaja saab mitte ainult kasutada loodud teeke, vaid ka programmeerida süsteemikomponentide reaktsiooni tekkivatele sündmustele.

Põhiplaadi elemendid

“Targa kodu” põhielemendiks on üks või mitu keskset (ema)lauda. Nad vastutavad kõigi elementide koostoime eest. Alles pärast lahendamist vajavate ülesannete tuvastamist saate hakata valima süsteemi põhisõlme.

Emaplaat ühendab endas järgmised elemendid:

• Mikrokontroller (protsessor). Selle põhieesmärk on väljastada ja mõõta pordides pinget vahemikus 0-5 või 0-3,3 V, salvestada andmeid ja teha arvutusi.
• Programmeerija (see pole kõigil plaatidel). Selle seadme abil kirjutatakse mikrokontrolleri mällu programm, mille järgi "tark kodu" töötab. See on ühendatud arvuti, tahvelarvuti, nutitelefoni või muu seadmega USB-liidese abil.
• Pinge regulaator. Kogu süsteemi toiteks on vaja 5-voldist seadet.

Arduino kaubamärgi all toodetakse mitmeid plaadimudeleid.Need erinevad üksteisest vormiteguri (suuruse), portide arvu ja mälumahu poolest. Nende näitajate põhjal peate valima sobiva seadme.

Arduino plaadid ja kilbid on parem osta neile tootjalt, kuna need on parema kvaliteediga kui Hiinas toodetud ühilduvad seadmed

Porte on kahte tüüpi:

• digitaalne, mis on tahvlil tähtedega tähistatud "d";
• analoog, mis on tähistatud tähega "a".

Tänu neile suhtleb mikrokontroller ühendatud seadmetega. Iga port võib töötada nii signaali vastuvõtmiseks kui ka selle väljasaatmiseks. Digitaalpordid, millel on märge "pwm", on ette nähtud PWM-signaali (impulsi laiuse modulatsiooni) sisestamiseks ja väljastamiseks.

Seetõttu on enne plaadi ostmist vaja vähemalt ligikaudselt hinnata selle erinevate seadmete koormuse taset. See võimaldab teil määrata igat tüüpi portide vajaliku arvu.

Tuleb mõista, et targa kodu süsteem ei pea tingimata olema ühendatud ühel emaplaadil põhineva juhtseadmega. Sellised funktsioonid nagu näiteks kohalikus piirkonnas kunstliku valgustuse sisselülitamine olenevalt kellaajast ja veevaru hoidmine akumulatsioonipaagis on üksteisest sõltumatud.

Elektroonilise süsteemi töökindluse tagamise seisukohalt on parem eraldada omavahel mitteseotud ülesanded erinevatesse plokkidesse, mida Arduino kontseptsioon teeb lihtsaks. Kui kombineerite palju seadmeid ühte kohta, võib mikroprotsessor üle kuumeneda, tarkvarakogude konfliktid ning raskused tarkvara- ja riistvaravigade leidmisel ja kõrvaldamisel.

Paljude eri tüüpi seadmete ühendamist ühele tahvlile kasutatakse tavaliselt robootikas, kus on oluline kompaktsus. “Targa kodu” jaoks on parem kasutada iga ülesande jaoks oma alust

Iga mikroprotsessor on varustatud kolme tüüpi mäluga:

• Välkmälu. Põhimälu, kuhu salvestatakse süsteemihaldusprogrammi kood. Väikese osa sellest (3-12%) hõivab sisseehitatud alglaaduri programm.
• SRAM. RAM, kuhu salvestatakse programmi käitamiseks vajalikud ajutised andmed. Sellel on suur töökiirus.
• EEPROM Aeglasem mälu, kuhu saab ka andmeid salvestada.

Peamine erinevus andmete salvestamiseks mõeldud mälutüüpide vahel on see, et toite väljalülitamisel kaob SRAM-i salvestatud teave, kuid see jääb EEPROM-i. Kuid mittelenduval tüübil on ka puudus - piiratud arv kirjutamistsükleid. Seda tuleb oma rakenduste loomisel meeles pidada.

Erinevalt Arduino kasutamisest robootikas ei nõua enamik nutikodu ülesandeid palju mälu ei programmide ega info salvestamise jaoks.

Laudade tüübid targa kodu kokkupanemiseks

Vaatame peamisi plaatide tüüpe, mida targa kodu süsteemide kokkupanemisel kõige sagedamini kasutatakse.

Vaade nr 1 – Arduino Uno ja selle derivaadid

Kõige sagedamini kasutatavad tahvlid targa kodu süsteemides on Arduino Uno ja Arduino Nano. Neil on tüüpiliste probleemide lahendamiseks piisav funktsionaalsus.

Täispikkade 7-12-voldiste plaatide kasutamine annab palju eeliseid. Esiteks on see võimalus pikaajaliseks autonoomseks tööks tavalistest akudest või laetavatest akudest

Arduino Uno Rev3 peamised parameetrid:

• protsessor: ATMega328P (8 bitti, 16 MHz);
• digitaalsete portide arv: 14;
• millest PWM-funktsiooniga: 6;
• analoogportide arv: 6;
• välkmälu: 32 KB;
• SRAM: 2 KB;
• EEPROM: 1 KB.

Mitte kaua aega tagasi ilmus modifikatsioon - Uno Wi-Fi, mis sisaldab integreeritud ESP8266 moodulit, mis võimaldab teil vahetada teavet teiste 802.11 b/g/n standardit kasutavate seadmetega.

Arduino Nano erinevus selle suuremast kolleegist seisneb selles, et sellel puudub oma 12 V pistikupesa.Seda tehakse väiksema seadme mõõtu saavutamiseks, mis võimaldab selle väikesesse ruumi lihtsalt ära peita. Ka neil eesmärkidel asendatakse tavaline USB-ühendus mini-USB-kaabliga kiibiga. Arduino Nanol on Unoga võrreldes 2 analoogporti rohkem.

Uno plaadil on veel üks modifikatsioon - Arduino Mini. See on isegi väiksem kui Nano ja sellega on palju keerulisem töötada. Esiteks tekitab USB-pordi puudumine püsivara probleemi, kuna selleks peate kasutama USB-jadamuundurit. Teiseks on see plaat toiteallika osas valivam - on vaja tagada sisendpinge vahemik 7-9 V.

Ülalkirjeldatud põhjustel kasutatakse Arduino Mini plaati nutika kodu tööks harva. Tavaliselt kasutatakse seda kas robootikas või valmisprojektide elluviimisel.

Vaade #2 – Arduino Leonardo ja Micro

Arduino Leonardo plaat on sarnane Unole, kuid veidi võimsam. Selle mudeli teine ​​huvitav omadus on see, et arvutiga ühendamisel tuvastatakse see klaviatuuri, hiire või juhtkangina. Seetõttu kasutatakse seda sageli originaalsete mänguseadmete ja simulaatorite loomiseks.

Uno, Leonardo ja nende miniatuursete analoogide suuruste ja mõõtmete tabel. Arendajad ei järginud nimede loogikat - "nano" peaks olema kõige väiksem

Arduino Leonardo peamised parameetrid on järgmised:

• protsessor: ATMega32u4 (8 bitti, 16 MHz);
• digitaalsete portide arv: 20;
• millest PWM-funktsiooniga: 7;
• analoogportide arv: 12;
• välkmälu: 32 KB;
• SRAM: 2,5 KB;
• EEPROM: 1 KB.

Nagu parameetrite loendist näha, on Leonardol rohkem porte, mis võimaldab seda mudelit laadida suurema hulga anduritega.

Ka Leonardo jaoks on olemas täiesti identsete omadustega miniatuurne analoog nimega Micro. Sellel puudub 12V toide ja täis USB sisendi asemel on kiip mini-USB kaabli jaoks.

Leonardo modifikatsioon nimega Esplora on puhtalt mängumudel ega sobi “targa kodu” vajadusteks.

Vaade #3 – Arduino 101, Arduino Zero ja Arduino MKR1000

Mõnikord nõuab Arduino baasil realiseeritud targa kodu süsteemide toimimine palju arvutusvõimsust, mida 8-bitised mikrokontrollerid ei suuda pakkuda. Sellised ülesanded nagu hääle- või pildituvastus nõuavad selliste seadmete jaoks kiiret protsessorit ja märkimisväärsel hulgal RAM-i.

Selliste spetsiifiliste probleemide lahendamiseks kasutatakse võimsaid plaate, mis töötavad Arduino kontseptsiooni järgi. Nende portide arv on ligikaudu sama kui Uno või Leonardo plaatidel.

Arduino 101 on samade mõõtmetega kui Uno või Leonardo, kuid kaalub peaaegu kaks korda rohkem. Selle põhjuseks on kahe USB-sisendi ja täiendavate kiipide olemasolu

Arduino 101 on üks lihtsamini kasutatavaid, kuid võimsamaid plaate, millel on järgmised omadused:

• protsessor: Intel Curie (32-bitine, 32 MHz);
• välkmälu: 196 KB;
• SRAM: 24 KB;
• EEPROM: ei.

Lisaks on tahvel varustatud BLE funktsionaalsusega (Bluetooth Low Energy) võimalusega hõlpsasti ühendada valmislahendusi, nagu pulsiandur, ilmateabe vastuvõtmine väljaspool akent, tekstisõnumite saatmine jne. Seadmesse on integreeritud ka güroskoop ja kiirendusmõõtur, kuid neid kasutatakse peamiselt robootikas.

Teisel sarnasel tahvlil Arduino Zero on järgmised näitajad:

• protsessor: SAM-D21 (32 bitti, 48 MHz);
• välkmälu: 256 KB;
• SRAM: 32 KB;
• EEPROM: ei.

Selle mudeli eripäraks on sisseehitatud siluri (EDBG) olemasolu. Tema abiga on plaadi programmeerimisel vigu palju lihtsam leida.

Mahuka koodi kirjutamisel kogeb isegi kõrgelt kvalifitseeritud programmeerija vigu. Nende leidmiseks kasutage silurit

Arduino MKR1000 on veel üks mudel, mis sobib suure võimsusega andmetöötluseks. Sellel on nulliga sarnane mikroprotsessor ja mälu. Selle peamine erinevus on 802.11 b/g/n protokolliga integreeritud Wi-Fi-kiibi ja SHA-256 algoritmi toega krüptokiibi olemasolu edastatud andmete kaitsmiseks.

Vaade nr 4 – megaperemudelid

Mõnikord on vaja kasutada suurt hulka andureid ja juhtida märkimisväärset hulka seadmeid. Näiteks on see vajalik hajutatud kliimaseadmete automaatseks tööks, mis säilitavad üksikute tsoonide jaoks teatud temperatuuri.

Iga kohaliku piirkonna jaoks on vaja jälgida kahe temperatuurianduri näitu (teine ​​on kontrollandur) ja vastavalt algoritmile reguleerida siibri asendit, mis määrab siseneva sooja õhu mahu.

Kui suvilas on rohkem kui 10 sellist tsooni, siis kogu süsteemi juhtimiseks on vaja rohkem kui 30 porti. Loomulikult saab ühe ühise juhtimise all kasutada mitut Uno-tüüpi plaati, kuid see tekitab täiendavaid lülitusraskusi. Sel juhul on soovitatav kasutada Mega perekonna mudeleid.

Mega pere plaatide suurus (101,5 x 53,4 cm) on suurem kui varem vaadatud mudelitel. See on tehniline vajadus – muidu ei saa sellist portide arvu paigutada

Arduino Mega plaat põhineb üsna lihtsal 8-bitisel 16 MHz mikroprotsessoril aTMega1280.

Sellel on palju mälu:

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

Kuid selle peamine eelis on paljude sadamate olemasolu:

• digitaalsete portide arv: 54;
• millest PWM-funktsiooniga: 15;
• analoogportide arv: 16.

Sellel tahvlil on kaks kaasaegset sorti:

• Mega 2560 põhineb aTMega2560 mikroprotsessoril, mida iseloomustab suur hulk välkmälu - 256 KB;
• Mega ADK on lisaks aTMega2560 mikroprotsessorile varustatud USB-liidesega, millel on võimalus ühendada Androidi operatsioonisüsteemil põhinevate seadmetega.

Arduino Mega ADK mudelil on üks funktsioon. Telefoni ühendamisel USB-sisendiga on võimalik järgmine olukord: kui telefon vajab laadimist, hakkab see seda tahvli küljest lahti tõmbama. Seetõttu on elektriallikale lisanõue - see peab tagama voolu 1,5 amprit. Patarei kaudu toite andmisel tuleb seda tingimust arvesse võtta.

Arduino jaoks saate luua autonoomse toiteallika ühendatud patareide või akude abil.Kombineerides jada- ja paralleelühendusi saavutate soovitud pinge ja pika tööaja

Due on veel üks Arduino mudel, mis ühendab mikroprotsessori võimsuse suure hulga portidega.

Selle omadused on järgmised:

• protsessor: Atmel SAM3X8E (32 bit, 84 MHz);
• digitaalsete portide arv: 54;
• millest PWM-funktsiooniga: 12;
• analoogportide arv: 14;
• välkmälu: 512 KB;
• SRAM: 96 KB;
• EEPROM: ei.

Selle plaadi analoogkontaktid võivad töötada nii Arduino jaoks tavapärases 10-bitises eraldusvõimes, mis on tehtud eelmiste mudelitega ühildumiseks, kui ka 12-bitises, mis võimaldab saada täpsemat signaali.

Moodulite interaktsiooni omadused portide kaudu

Kõikidel moodulitel, mis tahvliga ühendatakse, on vähemalt kolm väljundit. Kaks neist on toitejuhtmed, st. “maandus”, samuti pinge 5 või 3,3 V. Kolmas juhe on loogiline. See edastab andmed sadamasse. Moodulite ühendamiseks kasutatakse spetsiaalseid juhtmeid, mis on rühmitatud 3-liikmelistesse rühmadesse, mida mõnikord nimetatakse hüppajateks.

Kuna Arduino mudelitel on tavaliselt ainult 1 pingeport ja 1-2 maandusporti, siis tuleb mitme seadme ühendamiseks kas juhtmeid jootma või kasutada leivalaudu.

Leivaplaadiga saab ühendada mitte ainult Arduino plaadi toite ja porte, vaid ka muid elemente, nagu takistus, registrid jne.

Jootmine on töökindlam ja seda kasutatakse füüsilistele mõjudele alluvates seadmetes, näiteks robotite ja kvadrokopterite juhtpaneelides. Targa kodu jaoks on parem kasutada arendusplaate, kuna see on lihtsam nii mooduli paigaldamisel kui ka eemaldamisel.

Mõne mudeli (näiteks Arduino Zero ja MKR1000) tööpinge on 3,3 V, nii et kui portidele rakendatakse suurem väärtus, võib plaat kahjustada saada. Kogu teave toiteallika kohta on saadaval seadme tehnilises dokumentatsioonis.

Lisaplaadid (kilbid)

Emaplaatide võimaluste suurendamiseks kasutatakse Shielde - lisaseadmeid, mis laiendavad funktsionaalsust. Need on valmistatud kindla vormiteguri jaoks, mis eristab neid portidega ühendatud moodulitest. Kilbid on kallimad kui moodulid, kuid nendega töötamine on lihtsam. Samuti on need varustatud valmis koodiga raamatukogudega, mis kiirendab targa kodu juhtimisprogrammide väljatöötamist.

Proto- ja andurikilbid

Need kaks standardset kilpi ei lisa mingit erilist funktsionaalsust. Neid kasutatakse suure hulga moodulite kompaktsemaks ja mugavamaks ühendamiseks.

Proto Shield on portide poolest peaaegu täielik koopia originaalist ja mooduli keskele saab liimida arendusplaadi. See muudab konstruktsiooni kokkupaneku lihtsamaks. Sellised lisandmoodulid on olemas kõigi täispikkade Arduino plaatide jaoks.

Proto Shield asetatakse emaplaadi peale. See suurendab veidi konstruktsiooni kõrgust, kuid säästab palju ruumi tasapinnas

Aga kui seadmeid on palju (üle 10), siis on parem kasutada kallimaid Sensor Shieldi lülitusplaate.

Neil pole bradboardi, kuid kõik porditihvtid on eraldi toite ja maandusega varustatud. See võimaldab vältida juhtmete ja džemprite vahele takerdumist.

Emaplaadi ja anduriplaatide pindala on sama, kuid kilbil pole kiipe, kondensaatoreid ja muid elemente. See vabastab palju ruumi täielike ühenduste jaoks.

Sellel plaadil on ka pistikud mitme mooduli hõlpsaks ühendamiseks: Bluetooth, SD-kaardid, RS232 (COM-port), raadio ja ultraheli.

Lisafunktsioonide ühendamine

Nendesse integreeritud funktsionaalsusega kilbid on mõeldud keerukate, kuid tüüpiliste probleemide lahendamiseks. Kui teil on vaja rakendada originaalseid ideid, on parem valida sobiv moodul.

Mootori kilp. See on ette nähtud väikese võimsusega mootorite kiiruse ja pöörlemise juhtimiseks. Originaalmudel on varustatud ühe L298 kiibiga ja suudab korraga juhtida kahte alalisvoolumootorit või ühte servot. Samuti on ühilduv kolmanda osapoole osa, millel on kaks L293D kiipi, mis võimaldavad juhtida kaks korda rohkem draive.

Relee kilp. Targa kodu süsteemides sageli kasutatav moodul. Nelja elektromehaanilise releega plaat, millest igaüks võimaldab läbida voolu jõuga kuni 5A. Sellest piisab 220 V vahelduvvoolu jaoks mõeldud kilovatt-seadmete või valgustusliinide automaatseks sisse- ja väljalülitamiseks.

LCD-ekraan. Võimaldab kuvada teavet sisseehitatud ekraanil, mida saab uuendada TFT-seadmeks. Seda laiendust kasutatakse sageli ilmajaamade loomiseks temperatuurinäitudega erinevates eluruumides, kõrvalhoonetes, garaažides, aga ka temperatuuri, niiskuse ja tuule kiirusega väljas.

LCD Shieldil on sisseehitatud nupud, mis võimaldavad teil programmeerida teabe kerimist ja valida toiminguid käskude saatmiseks mikroprotsessorile

Andmete logimise kilp. Mooduli põhiülesanne on anduritelt andmete salvestamine FAT32 failisüsteemi toega kuni 32 Gb täisformaadis SD-kaardile. Micro SD-kaardile salvestamiseks peate ostma adapteri.Seda kilpi saab kasutada teabesalvestusena, näiteks andmete salvestamisel DVR-ist. Tootja Ameerika firma Adafruit Industries.

SD-kaardi kaitse. Eelmise mooduli lihtsam ja odavam versioon. Paljud tootjad toodavad selliseid laiendusi.

Etherneti kilp. Ametlik moodul Arduino ühendamiseks Internetiga ilma arvutita. Seal on pesa micro SD-kaardi jaoks, mis võimaldab salvestada ja saata andmeid läbi World Wide Web.

Wi-Fi Shield. Võimaldab traadita teabevahetust krüpteerimisrežiimi toega. Kasutab Interneti-ühendust ja seadmeid, mida saab juhtida Wi-Fi kaudu.

GPRS-kaitse. Tavaliselt kasutatakse seda moodulit targa kodu ja selle omaniku vaheliseks suhtlemiseks mobiiltelefoni kaudu SMS-sõnumite kaudu.

Targa kodu moodulid

Kolmandate osapoolte tootjate moodulite ühendamine ja nendega töötamise võimalus sisseehitatud programmeerimiskeele abil on avatud Arduino süsteemi peamine eelis võrreldes “brändi” targa kodu lahendustega. Peaasi, et moodulitel oleks vastuvõetud või edastatud signaalide kirjeldus.

Teabe hankimise viisid

Teabe sisestamist saab teha digitaal- või analoogportide kaudu. See oleneb nupu või anduri tüübist, mis infot vastu võtab ja tahvlile edastab.

Arvutiprogrammi puhul vastab digitaalne signaal perioodidele "0" ja "1" ning analoogsignaal määrab väärtuste vahemiku vastavalt selle mõõtmetele.

Mikroprotsessorile saab signaali saata isik, kes kasutab selleks kahte meetodit:

• Nupu (klahvi) vajutamine. Loogiline juhe läheb sel juhul digiporti, mis saab nupu vabastamisel väärtuse “0” ja vajutamisel “1”.
• Pöörleva potentsiomeetri (takisti) korgi pööramine või mootori hoova käiguvahetust. Sel juhul läheb loogiline juhe analoogporti. Pinge läbib analoog-digitaalmuundurit, misjärel lähevad andmed mikroprotsessorisse.

Nuppe kasutatakse sündmuse käivitamiseks, näiteks tulede, kütte või ventilatsiooni sisse- ja väljalülitamiseks. Pöördnuppe kasutatakse intensiivsuse muutmiseks – valguse heleduse, helitugevuse või ventilaatori labade pöörlemiskiiruse suurendamiseks või vähendamiseks.

Potentsiomeeter on lihtne seade, seega väga odav. Selle peamised omadused on elektritakistus ja pöördenurk

Andureid kasutatakse keskkonnaparameetrite või sündmuse päritolu automaatseks määramiseks.

Järgmised tüübid on nutika kodu jaoks kõige nõutumad:

• Heliandur. Selle seadme digitaalseid versioone kasutatakse sündmuse aktiveerimiseks plaksutamise või hääle abil. Analoogmudelid võimaldavad teil heli ära tunda ja töödelda.
• Valgusandur. Need seadmed võivad töötada nii nähtavas kui infrapunakiirguses. Viimast saab kasutada tulekahju hoiatussüsteemina.
• Temperatuuriandur. Sise- ja välistingimustes kasutatakse erinevaid mudeleid, kuna välised on niiskuse eest paremini kaitstud. Juhtmel on ka kaugseadmed.
• Õhuniiskuse andur. DHT11 mudel sobib siseruumidesse ja kallim DHT22 välitingimustesse. Mõlemad seadmed võivad anda ka temperatuurinäidud. Ühendage digitaalse pordiga.
• Õhurõhu andur. Boshi analoogbaromeetrid on tõestanud end hästi koos Arduino plaatidega: bmp180, bmp280. Nad mõõdavad ka temperatuuri.Mudelit bme280 võib nimetada ilmajaamaks, kuna see annab ka täiendava niiskuse väärtuse.
• Liikumis- ja kohalolekuandurid. Neid kasutatakse turvalisuse tagamiseks või tulede automaatseks sisselülitamiseks.
• Vihma andur. Reageerib selle pinnale sattuvale veele. Seda saab kasutada ka häire käivitamiseks torustiku või küttekontuuri lekete korral.
• Vooluandur. Neid kasutatakse mittetöötavate elektriseadmete (läbipõlenud lambid) tuvastamiseks või pinge analüüsimiseks, et vältida ülekoormust.
• Gaasilekke andur. Kasutatakse propaani suurenenud kontsentratsiooni tuvastamiseks ja sellele reageerimiseks.
• Süsinikdioksiidi andur. Seda kasutatakse süsihappegaasi kontsentratsiooni määramiseks elutubades ja spetsiaalsetes ruumides, näiteks veinikeldrites, kus toimub käärimine.

Erinevaid andureid on palju rohkem konkreetsete ülesannete jaoks, näiteks kaalu, veevoolu kiiruse, kauguse, mulla niiskuse jms mõõtmiseks.

Mõned andurid, näiteks tuule kiirust ja suunda mõõtev anemomeeter, on keerulised elektromehaanilised instrumendid

Paljusid andureid ja andureid saab valmistada iseseisvalt, kasutades lihtsamaid komponente. See maksab vähem. Kuid erinevalt jadaseadmete kasutamisest peate kulutama aega kalibreerimisele.

Seadmete ja süsteemide juhtimine

Lisaks teabe kogumisele ja analüüsimisele peab “tark kodu” reageerima esilekerkivatele sündmustele. Kaasaegsete kodumasinate täiustatud elektroonika olemasolu võimaldab teil neile otse Wi-Fi, GPRS-i või EtherNeti kaudu juurde pääseda. Tavaliselt rakendavad Arduino süsteemid mikroprotsessori ja kõrgtehnoloogiliste seadmete vahelist ümberlülitamist Wi-Fi kaudu.

Selleks, et Arduino abil õhukonditsioneeri sisse lülitada, kui majas on kõrge temperatuur, ööseks lastetoas televiisori ja interneti blokeerimiseks või omanike saabudes küttekatla käivitamiseks, tuleb teha kolm sammu:

1. Installige emaplaadile Wi-Fi-moodul.
2. Süsteemikonfliktide vältimiseks leidke hõivamata sageduskanalid.
3. Saate aru seadmekäskudest ja programmitoimingutest (või kasutage valmis teeke).

Lisaks arvutiseadmetega "suhtlemisele" tekivad sageli ülesanded, mis hõlmavad mõningate mehaaniliste toimingute tegemist. Näiteks saate plaadi külge ühendada servoajami või väikese käigukasti, mis saab sellest toite.

Servoajam koosneb mootorist ja mitmest käigukastist. Seetõttu võib see vaatamata madalale voolule (5 V) arendada korralikku võimsust, millest piisab näiteks akna avamiseks

Kui on vaja ühendada võimsaid välisest toiteallikast töötavaid seadmeid, kasutatakse kahte võimalust:

1. Kaasamine releeahelasse.
2. Toitelüliti ja triaki ühendamine.

Sisaldub elektriahelasse elektromagnetiline või pooljuhtrelee sulgeb ja avab ühe juhtme mikroprotsessorist tuleva käsu järgi. Nende peamine omadus on maksimaalne lubatud vool (näiteks 40 A), mis võib seda seadet läbida.

Mis puutub alalisvoolu toitelüliti (mosfet) ja vahelduvvoolu triaki ühendamisse, siis on neil lubatud vool madalam (5-15 A), kuid need võivad koormust sujuvalt suurendada. Selleks on plaatidel PWM-pordid. Seda omadust kasutatakse valgustuse heleduse, ventilaatori kiiruse jms reguleerimisel.

Releede ja toitelülitite abil saate täielikult automatiseerida kõik kodus olevad elektriahelad ja käivitada generaatori voolu puudumisel. Seetõttu on Arduino baasil võimalik realiseerida korteri või hoone autonoomne pakkumine, sealhulgas kõik eriti olulised funktsioonid - küte, veevarustus, kanalisatsioon, ventilatsioon ja valvesüsteem.

Kas soovite, et teie kodu muutuks targemaks, kuid programmeerimisega "sina" jaoks? Sel juhul soovitame vaadata Xiaomi ja Apple'i valmislahendusi, mida on lihtne paigaldada ja seadistada ka algajale. Ja saate määrata käske ja juhtida nende rakendamist isegi nutitelefonist.

Lisateavet Xiaomi ja Apple'i nutika kodu kohta leiate järgmistest artiklitest:

• Xiaomi nutikas kodu: disainifunktsioonid, põhikomponentide ja tööelementide ülevaade
• Apple'i nutikas kodu: Apple'i ettevõtte kodujuhtimissüsteemide korraldamise peensused

Järeldused ja kasulik video sellel teemal

Näide ise kokkupandud algtaseme toorikust "targa kodu" jaoks:

Arduino platvormi avatus võimaldab kasutada erinevate tootjate komponente. See muudab kasutaja vajadustele vastava "targa kodu" kujundamise lihtsaks. Seega, kui sul on vähemalt väiksemad teadmised elektroonikaseadmete programmeerimise ja ühendamise vallas, tasub sellele süsteemile tähelepanu pöörata..

Kas olete Arduino platvormiga praktikas tuttav ja soovite oma kogemusi selles küsimuses uutele tulijatele jagada? Võib-olla soovite ülaltoodud materjali kasulike soovituste või kommentaaridega täiendada? Kirjutage oma kommentaarid selle väljaande alla.

Kui teil on Arduinol põhineva automatiseeritud kodusüsteemi kujundamise kohta küsimusi, esitage need meie ekspertidele ja teistele saidi külastajatele allolevas plokis.