Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами

// чтобы высчитать логарифм
#define SSID «Arduino» // имя вашего wi-fi
#define PASSWORD «12345678» //пароль вашего wi-fi
#define Thermistor_PIN A0 // пин подключения термистора
SoftwareSerial mySerial(2, 3); // пины подключения по UART
ESP8266 wifi(mySerial); // говорим esp8266, что она будет работать через пины UART
String name = «MyEyse»; // ваш ключ от сайта dweet.io
void setup() { Serial.begin(9600); // открываем serial соединение if (wifi.joinAP(SSID, PASSWORD)) { // если мы подключились к нашей сети Serial.println(«https://dweet.io/follow/» + name); // пишем в мониторе порта адресс сайта } else { Serial.println(«Wi-Fi connection error»); // в случае, если мы не подключимся к сети, нам выдадут ошибку }
}
void loop() { float volt_temp = 1023.0 / analogRead(Thermistor_PIN) — 1.0; // высчитываем температуру float temperatur = 1.0 / (-log(volt_temp) / 3977.0 + 1.0 / 295.0) — 273.0; if (wifi.createTCP(«www.dweet.io», 80)) { // если нам удалось создать TCP соединение String data = «GET /dweet/for/» + name + «?»; // создаем переменную data в виде строки (заполняем GET-запрос) data += «temperatur_C=» + String(temperatur) + » HTTP/1.1
«; data += «Host: dweet.io

«; // закрываем GET-запрос в строке wifi.send(data.c_str(), data.length()); // отправляем данные в массиве (строка с-стиля) и общее количество байтов wifi.releaseTCP(); // закрываем TCP соеденение } else { Serial.println(«create TCP error»); // в случае, если мы не создали TCP соеденение, нам выдадут ошибку } delay(1000); // ждем секунду (dweet.io обрабатывает данные 1 секунду, нет смысла отправлять данные раньше)
}

Если код вы записали правильно, с правильным паролем и именем от вашего wifi, который исправно работает, то в монитор порта будет отправлена ссылка, которую необходимо вставить в адресную строку браузера. Изображение должно выглядеть так

Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами

А теперь вы можете подключить ардуино к источнику питания и убрать провод подключения ардуино — компьютер. И узнавать температуру в вашем доме, находясь на другом конце города. Все зависит только от вашей фантазии.

В следующий раз попробуем разобрать еще один проект, который поможет больше раскрыть все возможности интернет модуля. В дальнейшем попробуем создать свой сервер и сайт, а также поговорим о соединении с соцсетями. Увеличить возможности сделать ваш дом умным. Удачи!

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

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

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

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

«Умный» дом — что это?

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

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

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

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

Технология сборки

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

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

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

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

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

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

Что такое система Arduino ?

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

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

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

Принцип работы
Arduino

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

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

Функции системы
Arduino

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

Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами

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

Преимущества

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

В данном проекте я покажу, как построить умный дом.

Он может контролировать температуру снаружи и внутри помещения, фиксировать открыто или закрыто окно, показывать, идет ли дождь, а также подавать тревожный сигнал, когда сработает датчик движения PIR. Я создал приложение на ОС Android для отображения всех данных (данные можно также просматривать через браузер).

Вы сможете видеть температуру в вашем доме и другую информацию с любой точки мира! Приложение переведено на английский и польский язык. Я создал данное устройство, поскольку хотел иметь свой собственный умный дом, которым можно управлять. Вы также сможете построить умный дом из компонентов, рекомендованных ниже.

Тогда приступим.

  • Объяснение сокращений для начинающих:
  • GND — земля
    VCC — питание
  • PIR – датчик движения
  • Шаг 1: Компоненты

Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами
Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами

Стоимость всех компонентов не превышает $90

  • Датчик температуры DS18B20 x 2 штуки
  • Язычковый переключатель
  • Резистор 4.7 кОм
  • Кабель, витая пара
  • ethernet кабель
  • инструменты (паяльник, отвертка)

Шаг 2: Соединения

Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами
Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами
Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами

Схема соединений показана выше.

Шаг 3: Программный код

Сначала вам необходимо загрузить, разархивировать и импортировать данную библиотеку в среду разработки Arduino IDE. Далее потребуется загрузить данную программу в Arduino. В х объясняется программный код.

Шаг 4: Принцип работы

Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами

Если вы нажмете на кнопке refresh (обновить) в вашем приложении или в браузере, то Arduino отправит данные в смартфон/браузер. Приложение получает программный код с каждой страницы (/tempin, /tempout, /rain, /window, /alarm) и отображает его на вашем смартфоне.

Шаг 5: Приложения для Android.

Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами
Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами

  1. Для установки приложения на вашем смартфоне под управлением ОС Android вам необходимо выполнить следующее (это видно на картинках выше):

Источник: https://interistroy.ru/care-kitchen/umnyi-dom-na-arduino-teoriya-i-praktika-umnyi-dom-na-arduino-svoimi/

Умный дом на Ардуино и интернет: работаем с Dweet.io

Всем привет! С вами снова Артем Лужецкий и очередной материал в направлении умных домов. Чтобы связать наши проекты с интернетом можно использовать 10-ки способов, но мы пока остановимся на модуле, о котором я еще говорил еще в самой первой статье, ESP 8266. Arduno UNO не может работать с интернетом. Обычная плата без дополнений и модулей не может передавать информацию на расстоянии.

Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами

Но с помощью UART интерфейса на Arduino мы можем получать информацию, обрабатывать ее и отправлять данные обратно. С помощью него, UNO может работать с Bluetooth и Wi-fi модулями, которые уже и дают нашей системе дополнительные функции.

Давайте поговорим об интернете поподробнее. Я думаю, вы знаете, что интернет — это не магия и не просто радиоволны, а гигантская сеть между тысячами различных устройств с помощью беспроводной связи.

Сайты, с которыми мы каждый день сталкиваемся — это информация, переданная нам с сервера. Весь тот текст, картинки, анимация — все это хранится на сервере, пока клиент, мы, не захочет, чтобы ему передали эту информацию.

Вы можете узнать, что такое IP, TCP, HTTP, GET — запрос в интернете, если вам в дальнейшем будет не понятно.

Но это все не будет работать без связи нашей платы с сайтами и приложениями. Есть два решения, подключится к другому сайту (серверу), который будет обрабатывать информацию полученную либо от самой платы, либо от пользователя, чтобы управлять приборами на расстоянии или создать свой сервер, где будет лежать лично наш написанный сайт. Мы все это попробуем сделать в будущем.

Передача данных от Ардуино

Сначала мы заставим нашу ардуину передавать данные на отдельный сайт, который будет изображать данные, полученные с датчиков ардуино. Для этого прекрасно подойдет сайт для интернет вещей — dweet.io

Это сайт может отображать график изменения температуры, света, влажности, все что имеет изменение по времени.

Попробуем на него передавать данные изменения температуры нашей комнаты.

Можно обойтись без создания собственного ключа, и в коде (где нужно вставить ключ), можно записать все что угодно и сайт все равно вам выведет на экран график изменения отправленных данных по времени. Но для того, чтобы в дальнейшем создать сеть онлайн устройств, придется более серьезно отнестись к данному сайту.

  • На главной странице можно посмотреть возможные варианты работы данного сайта
  • Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами
  • Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами
  • Также создать свой аккаунт и сеть ключей для разных устройств, чтобы вы могли не беспокоится за безопасность данных и могли из любого устройства узнать, что происходит в вашем доме.
  • Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами
  • Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами

Схема подключения

Разберем электрическую схему подключения esp 8266. Нам потребуется только пины Rx, Tx, Gnd и Vcc. Данный модуль питается от 3,3 вольт.

  1. Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами
  2. И общую электрическую схему, в которой нам пригодится ардуино, esp и термистор.
  3. Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами

Код проекта

Итак, приступим наконец-то к проекту. Основная часть нашего проекта будет в коде. Для библиотеки по использованию нашего модуля предусмотрено пара новых функций (ссылку на библиотеку можно найти в первой статье):

  1. ESP8266 wifi(Serial) — Подключаем esp8266 через Serial соединение.
  2. wifi.joinAP(a,b); — Подключение к wifi, где а — это название точки доступа, а b — пароль к этой точки доступа.
  3. wifi.createTCP(a,b) — Открытие TCP соединения, где «a» — DNC сайта (www.dweet.io), а «b» — сетевой порт (порт 80).
  4. wifi.send(a,b) — отправляем данные, где «a» — данные в массиве (строка с-стиля), а «b» — общее количество отправленных байтов.
  5. wifi.releaseTCP() — Закрытие TCP соединения.
Читайте также:  Какие камни для бани лучше выбрать: обзор видов камней + рекомендации опытных банщиков

#include «ESP8266.h» // для работы с esp8266
#include // чтобы добавить больше пинов UART
#include // чтобы высчитать логарифм

#define SSID «Arduino» // имя вашего wi-fi
#define PASSWORD «12345678» //пароль вашего wi-fi
#define Thermistor_PIN A0 // пин подключения термистора

SoftwareSerial mySerial(2, 3); // пины подключения по UART
ESP8266 wifi(mySerial); // говорим esp8266, что она будет работать через пины UART
String name = «MyEyse»; // ваш ключ от сайта dweet.io

void setup() {
Serial.begin(9600); // открываем serial соединение
if (wifi.joinAP(SSID, PASSWORD)) { // если мы подключились к нашей сети
Serial.println(«https://dweet.io/follow/» + name); // пишем в мониторе порта адресс сайта
} else {
Serial.println(«Wi-Fi connection error»); // в случае, если мы не подключимся к сети, нам выдадут ошибку
}
}

void loop() {
float volt_temp = 1023.0 / analogRead(Thermistor_PIN) — 1.0; // высчитываем температуру
float temperatur = 1.0 / ( -log(volt_temp) / 3977.0 + 1.0 / 295.0 ) — 273.0;
if (wifi.createTCP(«www.dweet.io», 80)) { // если нам удалось создать TCP соединение
String data = «GET /dweet/for/» + name + «?»; // создаем переменную data в виде строки (заполняем GET-запрос)
data += «temperatur_C=» + String(temperatur) + » HTTP/1.1
«;
data += «Host: dweet.io

«; // закрываем GET-запрос в строке
wifi.send(data.c_str(), data.length()); // отправляем данные в массиве (строка с-стиля) и общее количество байтов
wifi.releaseTCP(); // закрываем TCP соеденение
} else {
Serial.println(«create TCP error»); // в случае, если мы не создали TCP соеденение, нам выдадут ошибку
}
delay(1000); // ждем секунду (dweet.io обрабатывает данные 1 секунду, нет смысла отправлять данные раньше)
}

Итоговый результат

Если код вы записали правильно, с правильным паролем и именем от вашего wifi, который исправно работает, то в монитор порта будет отправлена ссылка, которую необходимо вставить в адресную строку браузера. Изображение должно выглядеть так

Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами

А теперь вы можете подключить ардуино к источнику питания и убрать провод подключения ардуино — компьютер. И узнавать температуру в вашем доме, находясь на другом конце города. Все зависит только от вашей фантазии.

Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами

В следующий раз попробуем разобрать еще один проект, который поможет больше раскрыть все возможности интернет модуля. В дальнейшем попробуем создать свой сервер и сайт, а также поговорим о соединении с соцсетями. Увеличить возможности сделать ваш дом умным. Удачи!

Автор — Артем Лужецкий

Источник: https://ArduinoPlus.ru/arduinon-umnii-dom-i-internet/

Разработка комплекса умный дом на arduino

Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силами

Использование домашней сети, объединяющей различные электрические приборы, выступает доступным решением, воспользоваться которым может каждый. Такой комплекс разрабатывается с использованием современных материалов и технологических решений, что позволяет облегчить быт человека. Умный дом базируется на аппаратно-программных устройствах, выпускаемых различными разработчиками. Лидером в сегменте выступает компания Arduino, решения которой остаются наиболее актуальными.

Работу датчиков можно рассмотреть на примере многоквартирного дома, где открытие дверей приводит к автоматическому включению освещения. Контроллеры также встречаются в комплексах охранно-пожарной сигнализации. Когда температурный режим превышен, датчики срабатывают и отправляют сигнал на контроллер, что приводит к срабатыванию сигнализации.

Первый этап создания умного дома на базе аппаратно-программных решений от ардуино, заключается в подготовке проектной документации. Схема указывает, где оптимально расположить датчики в пределах помещения. Комплекс должен разрабатываться опытными специалистами, располагающими опытом и оборудованием для выполнения работ.

Без познаний в области программирования и электротехники будет сложно найти платформу для конкретного случая. Для упрощения стоит использовать решения, адаптированные для новичков.

Именно такой продукт предлагает клиентам компания Ардуино. Создать умный дом благодаря платформе итальянских разработчиков своими руками сможет каждый.

Комплексы от производителя отличаются легкостью в установке и настройке.

Преимущество устройств Ардуино

Продукция компании имеет высокий спрос среди покупателей, не знакомых с программированием. Система привлекает понятным интерфейсом, оставаясь простой в управлении. Среди преимуществ устройств Arduino для умного дома стоит выделить:

  • Создание собственных программ посредством открытого кода;
  • Простота языка для программирования устройства;
  • Внесение ПО с помощью usb-устройств.

Покупка одной программы с установленным набором возможностей, позволяет пользователю настроить комплекс умный дом под собственные потребности.

Знакомство с Arduino

Создание практичную систему умного дома не является сложной задачей. Если использовать для этого  аппаратно-программные решения на базе arduino 2018 года, то задача будет упрощена.

Выпуском ПО и платформ под данным брендом занимается итальянская компания-разработчик, решения которой подходят для неспециалистов.

Arduino отдает предпочтение открытым системам, что позволяет другим компаниям заниматься улучшением существующих продуктов, а также выпускать собственный софт.

  Солнечная батарея своими руками

Набор для «умного дома»

Популярным набором остается Arduino Uno, который содержит все компоненты для реализации комплекса умный дом. Такое отношение к работе позволило компании заручиться поддержкой покупателей. Но покупателю нужно быть внимательным, отдавая предпочтение продукции итальянского производителя и не используя устройства сомнительного происхождения.

Программное обеспечение, которое отвечает за работу умного дома, получило удобную оболочку, приспособленную для написания и компиляции программ. Arduino предлагает бесплатную модель распространения ПО. Для написания программ используется упрощенная версия языка программирования C++.

Какие решения предлагает Arduino

Кроме платы, для создания комплекса умный дом также потребуется использовать датчики:

  • Движения;
  • Открывания дверей;
  • Температуры;
  • Освещения.

Включение приборов потребует установки реле. Датчиком фиксации может выступить геркон. Множество датчиков и контроллеров для создания комплекса требуют использования плат расширения. Доступность элементов, создающих комплекс умный дом на базе Ардуино, делает процесс монтажа и подключения своими руками простым и понятным.

Прошивка платы выполняется с помощью программ, которые запускаются любыми ОС. Для начала работы потребуется USB- кабель. Использовать программаторы нет потребности, что отличает комплекс на Ардуино от аналога на микроконтроллерах. Памяти, которая предоставляется платой, достаточно для создания самых сложных программ управления.

Составление проекта Arduino

Сделать дом комфортным для его жителей может каждый, кто решит использовать Ардуино для этой цели. Разработка проекта для умного дома требует внимания к каждому помещению:

На крыльце следует установить активацию освещения при приближении человека после наступления сумерек. Другим решением является установка датчика для включения при открывании двери из дома.

В прихожей освещение должно активироваться по заданному графику, а также при обнаружении движения в помещении. С наступлением ночи должна включаться экономная лампа, чтобы резкое освещение не мешало жильцам отдыхать.

Процесс нагрева воды в ванной комнате активируется автоматически и зависит от присутствия владельца. Для этого бойлер должен иметь выключатель питания, отключающий устройство при достижении заданной температуры. Автоматическая активация света и вытяжки при входе в санузел обязательна.

  Готовые системы «умный дом»

Освещение на кухне работает в ручном режиме. Но должна быть реализована опция, позволяющая отключить его при отсутствии движения на протяжении нескольких минут. Активация плиты должна приводить в рабочее состояние вытяжку.

Необходимые материалы

Чтобы создать производительный комплекс умного дома, потребуется воспользоваться:

  • Датчиком Arduino Uno;
  • Ethernet-модулем ENC28J60;
  • Датчиками и контроллерами;
  • Кабелем витая пара;
  • Переключателями;
  • Реле;
  • Резисторами.

Без подручных инструментов вроде отвертки и паяльника также не обойтись. Приобретать набор лучше в сертифицированных магазинах. Применение низкопробных элементов чревато негативными последствиями. Программы для системы можно найти в сети.

Разнообразие Ардуино плат

Платформа Arduino UNO входит в число самых распространенных. Для ее работы используется микрочип Atmel ATmega328. Периферия позволяет подключить 14 устройств по соответствующим цифровым каналам ввода, а также 6 по аналоговым каналам.

Плата обладает достаточными возможностями для того, чтобы обеспечить выполнение большинства задач, интересующих пользователей. Этот девайс имеет невысокую стоимость, что влияет на его популярность.

Специалисты, занимающиеся разработкой комплексов умный дом, советуют новичкам использовать Arduino UNO.

Arduino Leonardo

Леонардо имеет несколько отличий в сравнении с предшественником. Для работы платформы используется ATmega32u4 с микроконтроллером, обладающим расширенными возможностями. Поэтому связь по USB больше не требует использования дополнительного чипа, как в случае с Уно.

Благодаря такому решению удается снизить стоимость готовой платы, основная цена которой приходится именно на микросхему. Леонардо позволяет сделать комплекс более гибким, а также облегчить коммуникации с устройствами.

Плата работает с эмуляторами клавиатуры и мыши с помощью USB HID.

Arduino Ethernet

В основе этой платы лежит применение ATmega328, который использовался в Uno. Устройство позволяет получить доступ к Ethernet. Такая функциональность приветствуется в любом проекте. Количество цифровых выходов равно 14, но на деле можно использовать только 10, а остальные задействует сама система.

Сборка «умного дома»: пошаговая инструкция

Последовательность работ выглядит следующим образом:

  • Подключить сенсорные и исполнительные модули;
  • Подключить остальные компоненты согласно схеме.

Справиться с этой задачей не сложно, поэтому останавливать внимание на ней нет смысла. Более сложным обычно является программный код, который нуждается в детальном рассмотрении.

  Плюсы и минусы умного дома

Разработка программного кода

Пользователю следует подготовить программу с использование Arduino IDE. Для этого оболочка предоставляет текстовый редактор и компилятор, что обеспечивает внедрение программного кода в микропроцессор устройства. Программы Arduino называют набросками, а оболочка обеспечивает их сохранение при расширении «.ino».

Смарт технологии использовать не сложно, если уделить внимание основным моментам. Функцию main IDE создает самостоятельно, внося в нее целый набор стандартных действий. Пользователю остается прописать setup() для одноразового исполнения, а также loop(), если выполнять цикл нужно бесконечно.

Эти функции обязательны при работе с Arduino. Заголовочные файлы создаются оболочкой автоматически, что облегчает работу с ней. Пользовательские библиотеки должны вноситься самостоятельно. Оболочка предлагает минимальное количество настроек, а изменять компилятор вовсе невозможно.

Такое решение позволяет снизить риск ошибок в работе.

Создать комплекс умный дом на базе платы arduino можно и вовсе без написания программ. В интернете есть множество готовых библиотек и программ, которые остается только скачать и установить. Тексты набросков имеют дополнительные комментарии, чтобы пользователь понял принцип их действия.

Установка клиентского приложения на смартфон

Чтобы получать информацию от умного дома, достаточно воспользоваться готовым приложением. Для его использования потребуется:

  • Загрузить SmartHome.apk;
  • Установить его на устройство с помощью менеджера файлов;
  • Разрешить установку приложений не из сервиса PlayMarket (в разделе меню «Безопасность»);
  • Выполнить необходимые настройки после установки.
Читайте также:  Как разобрать выключатель света: подготовка устройства к ремонту

Приложение позволяет использовать данные, поступающие от комплекса, но и управлять его действиями. Смартфон выступает в качестве пульта управления, обеспечивая включение или отключение сигнализации, к примеру. Информация от датчиков движения отправляется на устройство каждую минуту.

Настройка браузера на работу с «умным домом»

Для начала работы потребуется ввести XXX.XXX.XXX.XXX/all в строку поиска браузера, где XXX — IP-адрес пользователя. Действие открывает доступ к данным системы и право управляют ею. С помощью браузера можно активировать освещение и другие возможности, прописанные в программном коде ранее.

На маршрутизаторе потребуется открыть порт:

  • Переходим к настройкам маршрутизатора;
  • указываем адрес Arduino IP;
  • открываем порт 80.

Остается указать переход на микропроцессор Arduino по порту 80.

Источник: https://techsad.com/umnyjdom/razrabotka-kompleksa-umnyj-dom-na-arduino/

Проекты умного дома

Проект умного дома представляет собой комплекс электронных устройств, установленный по всему помещению, который исполняет централизованное управление инженерными системами.

К инженерным системам относятся канализация, аудио- и видеотехника, газопровод и прочее техническое оснащение квартиры.

В этой статье мы рассмотрим общие вопросы при создании умного дома, обзор  типовых решений и примеры проектов, которые можно выполнить своими руками.

Типовая структура проекта Умного дома

Система умный дом должна базироваться на следующих принципах:

  • сбалансированное функционирование всего оборудования;
  • фиксирование всех событий с детальным отчетом и указанием рабочего прибора;
  • постоянное отслеживание работы и состояния всего оборудование;
  • незамедлительное оповещение хозяина о наступлении аварийной ситуации;
  • быстрое реагирование на событие и анализ ситуации;
  • предупреждение, предотвращение и ликвидация аварийных случаев;
  • простота и удобство управления.

Структура умного дома включает в себя климат-контроль, освещение и электричество, безопасность, систему мультимедиа, погоду и полив растений. Для реализации каждого пункта требуется свой набор датчиков и других компонентов.

В состав умного дома входят устройства, которыми нужно управлять (датчики, видеокамеры, интеллектуальные розетки), и приборы, которые производят управление (пульты ДУ, системы связи).

Система умный дом имеет свои преимущества:

  • экономия времени на настройку и проведение различных операций;
  • экономия электроэнергии, воды, газа;
  • настройка микроклимата положительно скажется на здоровье – в системе можно запрограммировать уменьшение температуры ночью, что способствует скорейшему засыпанию;
  • оповещение хозяина о наступлении какого-либо события;
  • простота управления – доступ можно осуществлять через приложения на телефоне или планшете;
  • быстрое реагирование на аварийную ситуацию и возможность ее предотвратить;
  • возможность программирования уникальных сценариев.

Умный дом не лишен недостатков. Один из основных минусов – это высокая стоимость всего оборудования, его монтажа, содержания и обслуживания. Время окупаемости может быть длительным, особенно при поломке оборудования.

Проекты умного дома своими руками

Интеллектуальную систему можно собрать своими руками. Все оборудование и программы управления можно приобрести в магазинах.

Планируя проект, нужно обратить внимание на следующие пункты:

  • Пользователь. Нужно продумать, как с системой будут обращаться обычные люди. Она должна быть простой, чтобы пользователю не пришлось долго думать, куда нажать и что сделать для совершения операции.
  • Выбор технологии. Можно сделать беспроводную, проводную или комбинированную систему. Если будет проводная или комбинированная, следует заранее продумать, где будут размещаться кабели, куда помещать элементы автоматизации и розетки. В беспроводной системе нужно решить, где закрепить датчики и приемники, куда поставить повторители сигналов.
  • Исполнитель. Кто будет заниматься организацией и поддержкой системы – сам человек или фирма.
  • Автономность. Заранее продумывается функционал и возможности интеллектуального жилища. Нужно также заранее предусмотреть работу системы при отсутствии интенет соединения.
  • Ядро, управляющее системой. Нужно решить, какое устройство будет подавать команды, принимать сигналы и анализировать полученные данные.
  • Размещение ядра комплекса. Оно должно находиться в проветриваемом помещении (например, кладовка или шкаф).
  • Расходы. Сюда относятся как финансовые, так и энергетические затраты.

Разные системы нуждаются в наличии устройства с заранее установленными программами. В качестве такого прибора может выступать компьютер, планшет или телефон.

Выполнение проекта требует понимания и знания основ работы, конфигурации, особенностей комплекса. Перед началом разрабатывается схема умного дома со всеми точками монтажа, способов объединения, контроля.

Для сборки системы можно приобрести готовый набор, в котором будет все необходимое оборудование и инструкция по сборке. Недостатки наборов из коробки – сильно завышенная стоимость, закрытые типы протоколов и систем и отсутствие возможности внесения изменений в систему.

Собирая систему своими руками, можно на чем-то сэкономить, но для разработки нужно обладать серьезными знаниями и умениями в области электрики, принципов организации автоматизации, программирования. Также возникает сложность в синхронизации и объединении гаджетов от разных фирм.

Придется либо выбирать продукцию от одного изготовителя, либо управлять каждым устройством отдельно.

Состав комплекса напрямую зависит от того, в каком типе помещения он используется. Для частных домов и коттеджей актуальны отопительные системы, водоснабжение, электроснабжение, работающие в автономном режиме. В квартире функции упрощаются из-за подключения к централизованным сетям – здесь достаточно своевременно включать и отключать систему.

С увеличением площади и автономности жилища возрастает и количество задействованных механизмов. Чем меньше жилье зависит от централизованной системы, тем больше ресурсов нужно потратить для создания комплекса управления.

Также в большом помещении потребуются проводные линии, в то время как в небольшой квартире работу можно осуществлять по радиоканалу.

Процесс монтажа системы умный дом следующий:

  • проектирование каждого участка, который будет оснащен интеллектуальными приборами;
  • анализ выбранных подсистем;
  • изучение возможности установки умных систем;
  • приобретение нужного оборудования;
  • прокладка кабелей;
  • монтаж датчиков контроля;
  • подключение и установка исполнительных компонентов;
  • подключение всех составляющих к плате процессора.

Важно!

Выполнять монтажные работы с электросетью 220 Вольт должен высококвалифицированный мастер с опытом работы. В ином случае есть иск возгорания или поражения электрическим током. Работа должна проводиться с соблюдением техники безопасности.

Когда монтаж заканчивается, производится тестовый пуск системы. Во время проверки проводятся различные ситуации – резкое охлаждение или перегрев помещение, срабатывание пожарных, охранных датчиков, искусственное увеличение или уменьшение освещенности. При неудаче ищется ошибка и исправляется.

Затем начинается отладка системы. Прописываются нужные сценарии, задаются основные параметры работы, выбирается способ управления.

Самый сложный этап – программирование умного дома. Если система коробочная, проблем не возникнет, так как есть программа с прописанными сценариями, которые остается только подстроить под себя.

В остальных случаях придется самостоятельно разрабатывать программное обеспечение.

Существуют рабочие модули, которые можно скачать в интернете, но их придется переделывать и настраивать под свое оборудование.

Рекомендуется начинать установку с самых простых функций, так как всю многоуровневую систему с первого раза спроектировать не получится. Затем можно постепенно выполнять более сложные операции.

Обдумывая возможность установки умного дома, возникает вопрос – выгодна ли такая система. Интеллектуальные технологии делают жизнь не только простой и комфортной, но и безопасной. С умным домом можно не беспокоиться о не выключенной розетке или работающей плите. Через панель управления можно прописать сценарии работы приборов и их расписание.

Охранные и противопожарные системы всегда уведомят хозяина и соответствующие службы по возникновении аварийного случая. Особое внимание уделяется климатической системе. Оптимальные температуры сделают жизнь не только комфортной, но и здоровой и экономичной. Впустую тепло расходоваться не будет, что приведет к существенной экономии финансов.

Топ 5 необычных проектов

Реализация проектов невозможна без умных устройств. Они могут выполнять не только свои классические задачи, но и делать дополнительную работу.

Домофон Belle

Умный дом на arduino: проектирование и устройство своими силамиДомофон Belle

Умный домофон может записывать видео в формате HD 24 часа в сутки. Он ведет ночную съемку, может фиксировать посетителей и сообщать хозяевам о приходе гостей.  Даже если дома никого нет, домофон передаст сообщение и покажет трансляцию происходящего в доме.

Источник: https://ArduinoMaster.ru/umnyj-dom/proekty-umnogo-doma/

stD

Эта статья является началом «Умного дома» на базе Arduino.

В этой части описано как сделать простой веб-интерфейс для управления (вкл/откл) пинами ардуино.

Посмотреть и понажимать можно здесь…

  • Понадобится роутер с установленой OpenWrt и возможностью подключения ардуино (USB, UART) или любой компьютер с
  • И любая Ардуина.
  • Здесь я подробно описал процесс установки OpenWrt на роутер TL-MR3020.
  • Тут про установку сервера Lighttpd.

А здесь о том как подключить к роутеру Ардуино.

  1. Итак, Вы установили OpenWrt и наладили связь с ардуиной как описано тут.
  2. Скачайте архив и распакуйте его в рабочую папку сервера (по умолчанию это /var/www), чтоб получилось так /var/www/knopki.

Теперь сделаем интерфейс с помощью которого можно будет включать и отключать «что-то» подключённое к пинам ардуино (D2 — D13). У Вас может быть своя папка.

Прошейте в ардуину этот скетч:

byte d2 = 0; // флаги
byte d3 = 0;
byte d4 = 0;
byte d5 = 0;
byte d6 = 0;
byte d7 = 0;
byte d8 = 0;
byte d9 = 0;
byte d10 = 0;
byte d11 = 0;
byte d12 = 0;
byte d13 = 0;

byte descript[5]; // массив

void setup()
{
Serial.begin(57600);
pinMode(2, OUTPUT);
pinMode(3, OUTPUT);
pinMode(4, OUTPUT);
pinMode(5, OUTPUT);
pinMode(6, OUTPUT);
pinMode(7, OUTPUT);
pinMode(8, OUTPUT);
pinMode(9, OUTPUT);
pinMode(10, OUTPUT);
pinMode(11, OUTPUT);
pinMode(12, OUTPUT);
pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop()
{
if (Serial.available()>4) // ждём дескриптор и нужный символ
{
if (Serial.read()=='Y') // проверяем первый символ, если это 'Y', то продолжаем принимать, если нет, то выходим из цикла чтения
{
for (byte i=0; i < 5; i++) { descript[i] = Serial.read(); // добавляем символы в массив } if((descript[0] =='+') && (descript[1] =='=') && (descript[2] =='Z')) // проверяем дескриптор { switch (descript[3]) { case 'o': // обновление glavnaia(); // отправка ответа break; case 'A': // d2 вкл digitalWrite(2, HIGH); // вкл d2 d2 = 1; // ставим флаг в единицу (вкл) glavnaia(); // отправка ответа break; case 'a': // d2 откл digitalWrite(2, LOW); // откл d2 d2 = 0; // ставим флаг в ноль (откл) glavnaia(); // отправка ответа break; case 'B': // d3 digitalWrite(3, HIGH); d3 = 1; glavnaia(); break; case 'b': // d3 digitalWrite(3, LOW); d3 = 0; glavnaia(); break; case 'C': // d4 digitalWrite(4, HIGH); d4 = 1; glavnaia(); break; case 'c': // d4 digitalWrite(4, LOW); d4 = 0; glavnaia(); break; case 'D': // d5 digitalWrite(5, HIGH); d5 = 1; glavnaia(); break; case 'd': // d5 digitalWrite(5, LOW); d5 = 0; glavnaia(); break; case 'E': // d6 digitalWrite(6, HIGH); d6 = 1; glavnaia(); break; case 'e': // d6 digitalWrite(6, LOW); d6 = 0; glavnaia(); break; case 'F': // d7 digitalWrite(7, HIGH); d7 = 1; glavnaia(); break; case 'f': // d7 digitalWrite(7, LOW); d7 = 0; glavnaia(); break; case 'G': // d8 digitalWrite(8, HIGH); d8 = 1; glavnaia(); break;

Читайте также:  Как выбрать балласт для люминесцентных ламп: устройство, как работает, виды
case 'g': // d8 digitalWrite(8, LOW); d8 = 0; glavnaia(); break; case 'H': // d9 digitalWrite(9, HIGH); d9 = 1; glavnaia(); break; case 'h': // d9 digitalWrite(9, LOW); d9 = 0; glavnaia(); break; case 'I': // d10 digitalWrite(10, HIGH); d10 = 1; glavnaia(); break; case 'i': // d10 digitalWrite(10, LOW); d10 = 0; glavnaia(); break; case 'J': // d11 digitalWrite(11, HIGH); d11 = 1; glavnaia(); break; case 'j': // d11 digitalWrite(11, LOW); d11 = 0; glavnaia(); break; case 'K': // d12 digitalWrite(12, HIGH); d12 = 1; glavnaia(); break; case 'k': // d12 digitalWrite(12, LOW); d12 = 0; glavnaia(); break; case 'M': // d13 digitalWrite(13, HIGH); d13 = 1; glavnaia(); break; case 'm': // d13 digitalWrite(13, LOW); d13 = 0; glavnaia(); break; default: glavnaia(); } } else // если дескриптор ложный, то очищаем буфер { for(byte i=0; i < 255; i++) { Serial.read(); } } } // конец if (Serial.read()=='Y') } // конец чтение порта } // конец loop void glavnaia() // отправка данных { Serial.print(d2);//0 Serial.print(","); Serial.print(d3);//1 Serial.print(","); Serial.print(d4);//2 Serial.print(","); Serial.print(d5);//3 Serial.print(","); Serial.print(d6);//4 Serial.print(","); Serial.print(d7);//5 Serial.print(","); Serial.print(d8);//6 Serial.print(","); Serial.print(d9);//7 Serial.print(","); Serial.print(d10);//8 Serial.print(","); Serial.print(d11);//9 Serial.print(","); Serial.print(d12);//10 Serial.print(","); Serial.println(d13);//11 отсылается 12 значений } Алгоритм обмена данными между ардуиной и роутеромРоутер отправляет в ардуину запрос от клиента состоящий из дескриптора (Y+=Z) и управляющего символа (например 'А'- вкл d2). Дескриптор позволит отфильтровать возможный мусор и исключит случайные срабатывания. Ардуина обрабатывает управляющий символ внутри функции switch (например включает светодиод) и отправляет ответ роутеру, который в свою очередь отдаст его клиенту. Работа с клиентом описана ниже.

Теперь в браузере зайдите по адресу ваш_роутер/knopki/

Если связь установлена, то Вы увидите это:

  • Нажмите на D13 — загорится светодиод на ардуине и кнопка подсветится.
  • Теперь осталось приспособить реле и включать везде и всё.

Если связи между ардуиной и роутером нет, то будет только красная надпись stD — это индикатор работы, когда связь установлена, надпись становится серой.

Подождите минуту и пообновляйте страницу. Если связь не устанавливается, то проверьте настройки роутера. Проверьте права на файлы, правильность путей и устройств.

Как работает: Обновление страницы.

index.html раз в три секунды (интервал можно изменить) запрашивает данные у ардуины (отправляя ей символ о) с помощью функции ajax (ajax позволяет не перегружать страницу).

/*обновление*/
show();
setInterval(show,3000); /* частота обновления в милисекундах */

function show(){ /* функция обновления */

$.ajax({
type: «GET»,
url: «box2.php?df=o», /* отправка символа о */
timeout:300,
cache: false,
success: function(data){

Запрос передаётся php-файлу (box2.php) находящемуся на сервере, который в свою очередь отправляет его в ардуину.

Ардуина получает команду, обрабатывает её и отправляет ответ, который по той же цепочке возвращается html-страничке (index.html).


switch (descript[3])
{
case 'o': // обновление
glavnaia(); // отправка ответа
break;

void glavnaia() // отправка данных
{
Serial.print(d2);//0
Serial.print(«,»);
Serial.print(d3);//1

Html-страничка разбирает ответ и выводит на экран нужную кнопку.


success: function(data){

var vars = data.split(«,»); /* разбор строки принятой от ардуино */
if(vars.length == dlina){ /* проверка длины данных (количество блоков разделённых запятой) */

/*d2*/
if(vars[0] == 1) { $(«.d2otkl»).show(); $(«.d2vkl»).hide(); } /* в зависимости от принятого флага скрывает/показавыет кнопку вкл или откл */
else if(vars[0] == 0) { $(«.d2otkl»).hide(); $(«.d2vkl»).show(); }

/* эта часть отвечает за цвет индикатора работы (stD) */
$('#std').html(«stD»); /* если данные приняты правильно, то надпись stD будет серой */
}
else
{
$('#std').html(«stD»); /* если данные приняты НЕправильно, то надпись stD будет красной */
}

Если открыть ещё одну страничку (или зайти с другого устройства) и нажать какую-то кнопку, то на первой страничке (в течении 3 сек.) эта кнопка тоже станет включённой. Для этого и нужно обновление.

Как работает: Нажатие на кнопку.

Нажатие на кнопку работает так же как и «обновление», в ардуину отсылается символ включения или отключения (в зависимости от состояния), ардуина выполняет действие и посылает в ответ строку с флагами состояния (единица или ноль). Ответ разбирается в html-странице и в зависимости от флагов выводит на экран нужную кнопку.

Для лучшего понимания откройте файл index.html из архива, и посмотрите комментарии.

Названия кнопок меняются в конце файла index.html

D2
D2

Расположение и размер кнопок задаются в файле knopki.css


.d2vkl{
top: 20px; /*координаты кнопок*/
left: 20px; /*координаты кнопок*/
box-shadow: 0 0 10px 3px rgba(0,0,0,0.3); /*цвет и размер тени кнопки*/
-webkit-transition-duration: 0.6s; /*плавность появления*/
-o-transition-duration: 0.6s;
-moz-transition-duration: 0.6s;
transition-duration: 0.6s;
}

.d2vkl:hover{ /*наведение мыши на кнопку*/
box-shadow: 0 0 2px 1px rgba(0,0,0,0.3);
}


.knop {
position: absolute;
width: 200px; /*ширина для всех кнопок*/
height: 100px; /*высота для всех кнопок*/
display: none;
cursor: pointer;
font-size: 30px; /*размер текста на кнопках*/
font-weight: 600; /*ширина текста на кнопках*/
font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; /*шрифт*/
color: #161616; /*цвет текста на кнопках*/
text-shadow: 0px 1px 2px #7c7c7c; /*цвет и размер тени кнопок*/
text-align: center;
line-height: 3.2;
}

Цвет фона меняется в файле style.css

body {
background:#202020; /* цвет фона */
}

На этом первая часть заканчивается, в следующей части добавлен диммер и запись значений в EEPROM…

«Дизаин» конечно «страшненький», но, это пока всего лишь шаблон для демонстрации функций.

Вот тут можно скачать библиотеку для разгона Arduino.

Обсудить на форуме…

Источник: https://istarik.ru/blog/ymniidom/21.html

Ардуино для проекта "Умный дом". Работа и особенности установки

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

Микропроцессор может быть соединен с компьютером, планшетом, ноутбуком, или смартфоном. Программы для ардуино можно легко скачать в интернете. Все комплектующие, разъемы производители выполняют стандартными, для любых подключений.

Проектирование «Умного дома»

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

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

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

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

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

Квалифицированных специалистов, занимающихся обустройством таких умных домов, не так уж и много. Их услуги стоят немалых денег. Однако эту работу вполне можно выполнить самостоятельно. Вся система состоит из датчиков и контроллеров. Например, для контроля температуры в комнате, установлен датчик, который реагирует на понижение температуры ниже запрограммированного уровня. В этом случае микропроцессор автоматически включает нагревательные устройства. Аналогичные датчики располагают по всему дому, которые выполняют различные функции.

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

 Работа системы ардуино

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

Необходимые комплектующие

Для самостоятельной сборки потребуются следующие инструменты и комплектующие:

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

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

Особенности установки ардуино

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

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

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

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

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

Настройка роутера

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

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

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

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

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/slabotochnye-seti/oborudovanie/arduino-dlia-proekta-umnyi-dom/

Ссылка на основную публикацию