Hogar inteligente basado en controladores Arduino: diseño y organización del espacio controlado

Esquema de control del hogar inteligente: diseño y selección del controlador | casa inteligente con tecnología del siglo XXI

Construyendo un proyecto en Arduino

Mostraremos el proceso de creación y configuración de una “casa inteligente” Arduino usando el ejemplo de un sistema que incluirá las siguientes funciones:

  • monitoreo de temperatura en exteriores e interiores;
  • seguimiento del estado de la ventana (abierta/cerrada);
  • monitorear las condiciones climáticas (claro/lluvioso);
  • generación de una señal sonora cuando se activa el sensor de movimiento, si la función de alarma está activada.

Configuraremos el sistema de tal manera que los datos puedan ser visualizados a través de una aplicación especial, así como un navegador web, es decir, el usuario podrá hacerlo desde cualquier lugar donde haya acceso a Internet.

Abreviaturas utilizadas:

  1. "GND" - tierra.
  2. "VCC" - comida.
  3. "PIR" - sensor de movimiento.

Componentes necesarios para la fabricación de un sistema de hogar inteligente

El sistema de hogar inteligente Arduino requerirá lo siguiente:

  • Placa de microprocesador Arduino;
  • Módulo Ethernet ENC28J60;
  • dos sensores de temperatura marca DS18B20;
  • micrófono;
  • sensor de lluvia y nieve;
  • Sensor de movimiento;
  • interruptor de láminas;
  • relé;
  • resistencia con una resistencia de 4,7 kOhm;
  • cable de par trenzado;
  • Cable de ethernet.

Todos los componentes cuestan aproximadamente $90.

Hogar inteligente basado en controladores Arduino: diseño y organización del espacio controladoPara construir un sistema con las funciones que necesitamos, necesitamos un conjunto de dispositivos que valga alrededor de $ 90.

¿Cómo funciona una casa tan inteligente?

Para crear una casa inteligente con tus propias manos, necesitarás la habilidad Brownie Kuzya. A través de él, no solo puede controlar un hogar inteligente, sino también integrar dispositivos virtuales directamente en Yandex.Alisa. Esto significa que no tienes que abrir constantemente una habilidad solo para apagar una bombilla. La habilidad se comunicará con el microcontrolador a través de enlaces web.

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Para webhooks, la plataforma Blynk, un panel de control de dispositivos para Arduino y Raspberry Pi, es excelente. Allí puede crear fácilmente una interfaz gráfica a través de la cual puede controlar el dispositivo a través de Wi-Fi (y también a través de Ethernet, USB, GSM y Bluetooth).

Etapas de la creación

Cabe decir que las etapas de creación de un sistema de "hogar inteligente" con la participación de especialistas o con sus propias manos serán las mismas. Es cierto que en el último caso, la versión terminada en su conjunto costará significativamente menos que si involucra a especialistas que ya escasean en el mercado. Por esta razón, sus salarios serán adecuados, lo que significa que si no desea gastar dinero extra, puede hacerlo por su cuenta. Entonces, comencemos con los componentes para este sistema, si aún decide crearlo usted mismo.

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Equipo

Si hablamos de la configuración del sistema, la tecnología incluirá el siguiente conjunto de componentes:

  • Sensor de movimiento;
  • sensor de temperatura y humedad;
  • sensor de luz;
  • un par de sensores de temperatura marcados DS18B20;
  • Módulo Ethernet marca ENC28J60;
  • micrófono;
  • interruptor de láminas;
  • relé;
  • cable de par trenzado;
  • cable de categoría Ethernet;
  • una resistencia que tiene una resistencia de 4,7 kiloohmios;
  • Placa de microprocesador Arduino.

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Algoritmo de conexión

Cabe decir que una casa inteligente debe estar equipada exclusivamente con bombillas LED, ya que las opciones convencionales simplemente no pueden soportar el alto voltaje. Cuando el proyecto esté listo y ya se hayan comprado todos los repuestos necesarios, debe comenzar a conectar sensores y controladores. Esto debe hacerse exclusivamente de acuerdo con el esquema creado anteriormente. Los contactos deben estar completamente aislados.

En resumen, el algoritmo de conexión paso a paso se verá así:

  • instalación de código;
  • configurar una aplicación para PC o móvil;
  • reenvío de puertos;
  • software de prueba y sensores;
  • Solución de problemas si se encuentran durante la prueba.

Entonces, comencemos instalando el código.

Primero, el usuario debe escribir el software en el IDE de Arduino. Presenta:

  • editor de texto;
  • creador del proyecto;
  • programa de compilación;
  • preprocesador;
  • Una herramienta para cargar software al miniprocesador Arduino.

Cabe decir que existen versiones de software para los principales sistemas operativos de computadora: Windows, Linux, Mac OS X. Si hablamos del lenguaje de programación utilizado, entonces estamos hablando de C ++ con una serie de simplificaciones. Los programas escritos por usuarios para Arduino se conocen comúnmente como bocetos. El sistema crea una serie de funciones automáticamente y el usuario no necesita entender su escritura, prescribiendo una lista de acciones comunes. Tampoco es necesario incluir los archivos de tipo de encabezado de las bibliotecas regulares. Pero necesitas insertar unos personalizados.

Hogar inteligente basado en controladores Arduino: diseño y organización del espacio controlado

Puede agregar bibliotecas al administrador de proyectos IDE de varias maneras. En forma de códigos fuente escritos en C ++, se agregan a un directorio separado en el directorio de trabajo del shell IDE. Ahora los nombres de las bibliotecas requeridas aparecen en el menú IDE definido. Los que marques se incluirán en la lista de compilación. Hay pocas configuraciones en el IDE, y no hay forma de configurar las sutilezas del compilador en absoluto. Esto se hace para que una persona ignorante no cometa ningún error.

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Si descargó la biblioteca, debe descomprimirla y simplemente insertarla en el IDE. Hay comentarios en el texto del programa que explican cómo funciona. Cabe señalar que todas las aplicaciones de Arduino funcionan con la misma tecnología: el usuario envía una solicitud al procesador y, a su vez, carga el código deseado en la pantalla del dispositivo. Cuando una persona presiona la tecla Actualizar, el microcontrolador envía información.De cada una de las páginas con una determinada designación sale un código de programa que se mostrará en la pantalla.

El siguiente conjunto de acciones es instalar el cliente en una computadora personal o teléfono inteligente. Puede descargarlo en Internet, en Google Play Market o desde otra fuente. Para hacer esto, debe abrir el archivo en el teléfono que descargó, luego hacer clic en él y en la ventana que aparece, presione el botón "Instalar". En este caso, debes saber que para ello se debe activar la opción que te permite instalar programas que no sean del servicio Google Play. Para habilitar esta opción, debe ingresar a la sección de configuración y seleccionar el elemento "Seguridad" allí. Así es exactamente como necesita activar la opción correspondiente. Cuando se complete la instalación, será posible activar la aplicación y configurarla.

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¿Cómo planea administrar su hogar inteligente?

Si resolvió la pregunta "qué se automatizará", el próximo tema interesante es "cómo administrar toda la automatización":

  • Puedes organizar un panel central con una pantalla;
  • Control y gestión a distancia desde un smartphone;
  • Enchufes e interruptores inteligentes;
  • Casa totalmente automática;
  • Electrodomésticos capaces de funcionar en modo automático sin acceso a la red;
  • varias combinaciones de estos métodos.

Hogar inteligente basado en controladores Arduino: diseño y organización del espacio controlado

Vale la pena recordar que su presupuesto también controla la automatización. Algunas soluciones técnicas pueden hacer frente mejor a la tarea, pero son bastante caras, pero el mercado moderno le permite encontrar un reemplazo por un dinero bastante adecuado.

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Que es un hogar inteligente"

Este término tiene una contraparte más comprensible: "domótica".La esencia de tales soluciones es asegurar la ejecución automática de varios procesos que ocurren en un hogar, oficina o instalaciones especializadas. El ejemplo más sencillo es el encendido automático de la iluminación en el momento en que uno de los inquilinos entra en la habitación.

Hogar inteligente basado en controladores Arduino: diseño y organización del espacio controladoEl sistema de hogar inteligente Arduino es un conjunto de equipos para controlar el funcionamiento de varios dispositivos utilizando un teléfono móvil Android.

En cualquier sistema de "hogar inteligente", se pueden distinguir los siguientes componentes:

toque la parte Este es un conjunto de dispositivos, cuya parte principal está representada por varios sensores que permiten que el sistema registre eventos de diferente naturaleza. Algunos ejemplos son los sensores de temperatura y movimiento. Otros dispositivos de la parte táctil se utilizan para transmitir comandos de usuario al sistema. Estos son botones remotos y controles remotos con receptores.

parte ejecutiva. Estos son dispositivos que el sistema puede controlar, reaccionando así a un evento particular de acuerdo con un escenario definido por el usuario. En primer lugar, estos son relés, a través de los cuales el controlador de la casa inteligente puede suministrar energía a cualquier dispositivo eléctrico, es decir, encenderlo y apagarlo. Por ejemplo, dando una palmada en la palma de la mano (el sistema lo “escuchará” con un micrófono), puede configurar el encendido del relé que alimenta el ventilador.

Tenga en cuenta: en este ejemplo, el ventilador puede ser cualquier cosa. Pero también puede usar un dispositivo especialmente lanzado para funcionar como parte de un sistema en particular.

Por ejemplo, la empresa Arduino produce motores eléctricos para sus sistemas, con la ayuda de los cuales, por ejemplo, puede cerrar o abrir la ventana, y Xiaomi (un fabricante chino de tales sistemas) produce dispositivos de control de filtros de aire. Dicho dispositivo está completamente controlado por el sistema, es decir, no solo puede encenderlo, sino también cambiar la configuración.

UPC. También puede llamarse controlador. Este es el "cerebro" del sistema, que coordina y coordina el trabajo de todos sus componentes.

Software. Este es un conjunto de instrucciones por las que se guía el procesador. En los sistemas de algunos fabricantes, incluidos los de Arduino, el usuario puede escribir un programa por su cuenta, en otros, se utilizan soluciones listas para usar en las que solo los escenarios típicos están disponibles para el usuario.

Los sistemas modernos de "hogar inteligente" se dividen en varias variedades:

  1. Equipado con su propio controlador.
  2. Usando en esta capacidad el procesador de la computadora del usuario (tableta, teléfono inteligente).
  3. Procesamiento de la información mediante un servidor remoto propiedad de la empresa desarrolladora (servicio en la nube).

El sistema no solo puede activar un dispositivo en particular, sino también informar al usuario sobre el evento mediante el envío de un mensaje al teléfono o de alguna otra manera. Por lo tanto, se le pueden asignar funciones de alarma, incluida la prevención de incendios.

Los escenarios pueden ser mucho más complejos de lo que hemos descrito en los ejemplos. Por ejemplo, puede programar el sistema para que encienda la caldera y le transfiera el suministro de agua caliente cuando se corte el suministro centralizado, si se detecta la presencia de uno de los residentes en la casa (sensores infrarrojos, ultrasónicos, así como como ayudan los sensores de movimiento).

hogar inteligente con control remoto

Hogar inteligente basado en controladores Arduino: diseño y organización del espacio controladoDomótica Arduino y Raspberry Pi

Como se mencionó anteriormente, con la ayuda de un servidor Node.js, puede conectar cosas entre sí. Esto también se aplica a la visualización de procesos de domótica en Internet a través de servicios en la nube. Esta es una forma de controlar su hogar a través de Internet. Puede encender la caldera o los calentadores manualmente antes de llegar a la casa.

Otra forma es recibir datos y controlar la casa "inteligente" en la plataforma Arduino mediante mensajes SMS y MMS. Después de todo, es posible que Internet no siempre esté disponible. Y, si la inclusión de cualquier dispositivo puede no ser crítica, entonces recibir un mensaje sobre una fuga de agua puede ser simplemente necesario. Y aquí, la placa Edison de Intel puede venir al rescate en el desarrollo de una casa "inteligente" completamente funcional en la plataforma Arduino con sus propias manos.

¿Y qué obtenemos?

Como puede ver, Arduino no es solo una placa para desarrollar algunos dispositivos de automatización simples. En la plataforma Arduino, puede crear fácilmente incluso domótica inteligente con sus propias manos. Al mismo tiempo, no hay necesidad de pagar de más por los dispositivos de Siemens, que son caros y cuestan entre 5 y 10 veces más que Arduino.

Arduino se puede conectar a una computadora y obtener una visualización de los procesos en la pantalla de un monitor o tableta. La domótica inteligente en la plataforma Arduino se puede controlar a través de Internet o mediante mensajes SMS y MMS. En Arduino, puedes crear dispositivos bastante complejos con tus propias manos.

Montaje de una "casa inteligente": instrucciones paso a paso

Desarrollo de código de programa

El usuario escribe el programa en el shell Arduino IDE, que guarda los archivos con la extensión ".ino".Al programar, el lenguaje C ++ se usa de forma simplificada: el IDE compila automáticamente muchos archivos de biblioteca y encabezados. Es obligatorio que el usuario registre las configuraciones de configuración () y bucle () al inicio (permanentemente realizadas), especifique las bibliotecas de usuario. Incluso un programador novato no se confundirá con la configuración IDE simple.

Ahora hay muchos programas y bocetos listos para usar para Arduino en Internet, por lo que puede usar software listo para usar con explicaciones del principio de funcionamiento. Solo necesita descargar, descomprimir el archivo y enviarlo a la carpeta IDE.

Instalación de la aplicación cliente en un teléfono inteligente (para el sistema operativo Android)

Para seguimiento y control inteligente del hogar desde un smartphone necesitas:

  • descargue el archivo SmartHome.apk;
  • permitir la instalación de software en el teléfono;
  • activar y configurar la aplicación.

Trabajar con un enrutador

Para la configuración del enrutador:

  • vaya a la configuración del dispositivo;
  • ingrese la dirección IP del Arduino;
  • indicar la transición al chipset Adruino en el puerto 80.

¿Qué es un controlador de control?

El corazón de este sistema, el controlador, no solo administra todos los consumidores y dispositivos incluidos en el sistema de hogar inteligente, sino que también envía un informe al propietario sobre el estado de un dispositivo en particular en ese momento. Se puede programar para realizar varias acciones en el intervalo de tiempo deseado o de acuerdo con un horario de encendido aprobado. Todo el sistema de hogar inteligente puede funcionar sin conexión, es decir, sin intervención humana, la comunicación con él se produce de varias maneras a través de:

  • Red de computadoras;
  • Teléfono móvil;
  • Por transmisor de radio.

La elección del controlador debe hacerse en función de la arquitectura del sistema de control. Es decir, todo el complejo puede ser:

  1. Centralizado, que es controlado por un solo controlador con alto rendimiento y capacidades. Tiene su propio sistema operativo basado en una pequeña computadora montada en una pequeña caja de plástico. Dependiendo de la configuración, puede tener un módulo GSM incorporado que se necesita para el acceso remoto, así como una pantalla táctil con una interfaz de botón. Para conectarse a la red existen todo tipo de conectores;
  2. Descentralizado (regional), consta de varios sistemas de control, es decir, incluye varios controladores más simples. Cada uno de ellos realiza un número menor de funciones y se encarga de gestionar una habitación, una sala o un grupo de instrumentos y dispositivos específicos para un propósito específico. Posee una unidad lógica electrónica de baja potencia sin sistema operativo. Está configurado para tareas y escenarios elementales, que pueden basarse en el tiempo o el estado de los sensores. Por ejemplo, un sensor de luz conectado a él da una señal de control para encender la iluminación cuando oscurece. El proceso de conmutación en sí, por supuesto, se lleva a cabo a través de un relé.

¿Qué soluciones ofrece Arduino?

Muchos fabricantes producen sensores y dispositivos compatibles con Arduino, por lo que la gama de componentes para el sistema Arduino Smart Home es impresionante:

  • Sensores para monitorear temperatura, iluminación en diferentes momentos del día, humedad, precipitación y presión atmosférica.
  • Sensores de movimiento.
  • sensores de emergencia
  • Otros dispositivos y controles remotos.
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El kit Arduino Start (para la mayoría de los fabricantes - StarterKit) incluye algunos indicadores y sensores.

Para ejecutar los comandos enviados por el sistema Smart Home basado en Arduino, necesita:

  • relés e interruptores;
  • válvulas;
  • motor electrico;
  • válvulas de 3 vías con servoaccionamiento;
  • atenuadores

Opciones de configuración básicas

En una lucha constante por la perfección y la automatización, una persona inventa cada vez más mecanismos nuevos para esto. Además, este deseo está dirigido a reducir el tamaño de los dispositivos sin perder sus características funcionales.Hogar inteligente basado en controladores Arduino: diseño y organización del espacio controlado

Para el controlador que controla los mecanismos y para todo el sistema de hogar inteligente, existen requisitos básicos:

  1. automatismo;
  2. autocontrol;
  3. control preciso, sin cometer errores.

Las opciones de configuración para cualquier sistema de este tipo dependen de muchos factores, que ya se han mencionado anteriormente, aquí están las opciones para los sistemas que se pueden conectar al controlador:

  1. Ajuste y control de la iluminación tanto en la habitación como en el territorio adyacente, y en lugares de estructuras arquitectónicas;
  2. Instalaciones climáticas (aire acondicionado, ventilación, calefacción);
  3. Cerrar y bloquear puertas, portones y ventanas;
  4. Sistemas de audio y televisión, cine en casa;
  5. Manejo de cortinas, estores y rolleta de protección solar;
  6. Sistema de suministro de agua;
  7. Alimentación de mascotas y peces de acuario.

Es decir, todo radica en el deseo del cliente y sus capacidades materiales.

Proyectos Arduino para principiantes

Si observa todos los proyectos de Arduino, cuya información está disponible en Internet, puede dividirlos en varios grupos principales:

Proyectos de aprendizaje inicial que no pretenden tener un uso práctico importante, pero ayudan a comprender varios aspectos de la plataforma.
LED intermitentes: baliza, intermitente, semáforo y otros.
Proyectos con sensores: desde el más simple analógico hasta el digital, utilizando una variedad de protocolos para el intercambio de datos.
Dispositivos para grabar y mostrar información.
Máquinas y dispositivos con servoaccionamientos y motores paso a paso.
Dispositivos que utilizan varios modos inalámbricos de comunicación y GPS.

Proyectos de domótica: hogares inteligentes en Arduino, así como controles de infraestructura de hogares individuales.
Varios coches autónomos y robots.
Proyectos de investigación de la naturaleza y automatización agrícola
Inusual y creativo: por regla general, proyectos de entretenimiento.

Para cada uno de estos grupos, puede encontrar una amplia variedad de materiales en libros y sitios web. En este artículo, comenzaremos a familiarizarnos con una descripción de los proyectos más simples con los que se recomienda comenzar a los principiantes.

Cómo crear un proyecto Arduino

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Un proyecto Arduino es siempre una combinación de un circuito electrónico, algunos dispositivos mecánicos y de hardware relacionados, un sistema de energía y software que controla todo este caos. Por lo tanto, al comenzar a trabajar, debe comprender firmemente que al crear un dispositivo solo, deberá convertirse en programador, ingeniero electrónico y diseñador.

Si no estamos hablando de un proyecto de capacitación, definitivamente encontrará las siguientes etapas de implementación con las siguientes tareas:

  • Inventa algo que sea útil y (o) interesante para los demás. Incluso el proyecto más simple tiene algún beneficio, al menos ayuda a aprender nuevas tecnologías.
  • Montar el circuito, conectar los módulos entre sí y al controlador.
  • Escriba un boceto (programa) en un entorno especial y cárguelo en el controlador.
  • Compruebe cómo funciona todo junto y corrija cualquier error.
  • Después de la prueba, prepárese para crear un dispositivo terminado. Esto significa que debe ensamblar el dispositivo en algún tipo de caja utilizable, proporcionar un sistema de suministro de energía y comunicación con el medio ambiente.
  • Si vas a distribuir los dispositivos que has creado, también tendrás que cuidar el diseño, el sistema de transporte, pensar en la seguridad de uso por parte de usuarios no capacitados y educar a estos mismos usuarios.
  • Si tu dispositivo funciona, ha sido probado y tiene algunas ventajas sobre otras soluciones, entonces puedes intentar convertir tu proyecto de ingeniería en un proyecto empresarial, intentar atraer inversiones.

Cada una de estas etapas de creación de un proyecto es digna de un artículo separado.

Pero nos centraremos en etapas de montaje de circuitos electronicos (elementos básicos de la electrónica) y programación de controladores

Circuitos electrónicos

Los circuitos electrónicos generalmente se ensamblan utilizando placas de prototipos que mantienen los componentes juntos sin soldar ni torcer. Puede averiguar cómo funcionan los módulos y los diagramas de conexión en nuestro sitio web. Por lo general, la descripción del proyecto especifica cómo montar las piezas. Pero para los módulos más populares, ya hay docenas de esquemas y ejemplos listos para usar en Internet.

Programación

Los bocetos se crean y muestran en un programa especial: un entorno de programación. La versión más popular de dicho entorno es Arduino IDE. En nuestro sitio puede encontrar información sobre cómo descargar, instalar y configurar este programa.

Think tank del sistema "Smart Home"

De hecho, estos sistemas cuentan con todo el equipamiento necesario, y con la ayuda de controladores técnicos, se procesa la información que se recibe de él, gracias a lo cual es posible gestionar cada proceso por separado.En nuestras lecciones, tomaremos como base Arduino, Wemos, Raspberry y otros microcontroladores disponibles para comprar a precios bajos.

Los elementos de potencia especializados permiten utilizar un suministro ininterrumpido de electricidad, y cuando se utilizan elementos especiales, se lleva a cabo la operación y regulación del funcionamiento de los electrodomésticos bajo el control del sistema.

La presencia en el sistema de equipos con control remoto permite realizar un control general sobre todos los dispositivos que son controlados por el sistema. Vienen en forma de módulos estacionarios o portátiles. El módulo portátil es más práctico porque permite el control remoto utilizando cualquier dispositivo electrónico, como un teléfono o una computadora portátil.

Al mismo tiempo, el propietario puede controlar cualquier proceso que se produzca en la habitación, a distancia de la vivienda donde está directamente instalado este sistema. Gracias a esta función, el propietario puede configurar cualquier programa de acción para la casa inteligente durante mucho tiempo y, como resultado, simplemente controlar los procesos en curso. Esto puede incluir tanto la climatización del local, y su encendido automático en un determinado intervalo de tiempo, como otras funciones automatizadas similares, incluido un sistema de seguridad.

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Transferencia de datos desde Arduino

Primero, haremos que nuestro arduino envíe datos a un sitio separado que mostrará los datos recibidos de los sensores de arduino. Para esto, el sitio de Internet de las cosas - dweet.io es perfecto.

Este sitio puede mostrar un gráfico de temperatura, luz, humedad, cualquier cosa que cambie con el tiempo.

Intentemos transferirle datos sobre los cambios en la temperatura de nuestra habitación.

Puede hacerlo sin crear su propia clave, y en el código (donde necesita insertar la clave), puede escribir lo que desee y el sitio aún mostrará un gráfico de cambios en los datos enviados a lo largo del tiempo. Pero para crear una red de dispositivos en línea en el futuro, deberá tomar este sitio más en serio.

En la página principal se pueden ver las posibles opciones para el trabajo de este sitio

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También crea tu cuenta y clave de red para diferentes dispositivos para que no tengas que preocuparte por la seguridad de los datos y puedas enterarte de lo que sucede en tu casa desde cualquier dispositivo.

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Marcas comunes de controladores

La calidad de la ejecución de comandos y la funcionalidad de cualquier sistema de hogar inteligente depende directamente del controlador y su fabricante.

Aries

Hogar inteligente basado en controladores Arduino: diseño y organización del espacio controladoEste controlador de hogar inteligente de modificación de 100 PLC es la solución básica. Una de sus características es el uso del protocolo Modbus. Es él quien organiza el intercambio de información entre los canales de comunicación. El controlador "Aries" está diseñado para el uso y la creación de sistemas automáticos para edificios residenciales y casas de campo con no más de dos pisos, alumbrado público, calefacción por suelo radiante y dispositivos de alarma. El controlador lógico está conectado al panel del operador y al dispositivo de E/S a través de la interfaz RS-485. La programación la realiza el propio propietario, a menos que, por supuesto, tenga tal deseo. El menú consta de seis bloques de control informativos, cada uno de los cuales es responsable de un segmento específico. Hay una función de envío de SMS utilizando un elemento del controlador GSM.La notificación se produce en caso de situaciones de emergencia con suministro de energía o mal funcionamiento de los circuitos de suministro de elementos clave individuales del sistema de "hogar inteligente".

VeraEdge

El modelo de la familia Vera se distingue por un amplio margen de confianza de los usuarios, debido al uso de sus equipos en esta industria durante muchos años. Las principales ventajas de este modelo son:

  • Alto rendimiento;
  • Ergonomía;
  • compacidad;
  • Fiabilidad.

Hogar inteligente basado en controladores Arduino: diseño y organización del espacio controladoLos desarrolladores utilizaron aquí una nueva plataforma que brinda indicadores de alto rendimiento llamada SoC, su frecuencia es de 600 MHz y la RAM aumenta a 128 MB. La principal innovación está implementada en el chip Z-Wave Plus, que es la quinta generación de estos microcircuitos. El usuario puede controlar y gestionar simultáneamente los mecanismos, cuyo número se ha incrementado a 200 dispositivos. El controlador VeraEdge está equipado con un módulo de comunicación Wi-Fi. Uno de los inconvenientes que todavía existen en cualquier sistema se puede considerar la falta de una unidad de fuente de alimentación ininterrumpida integrada, que se puede comprar e instalar adicionalmente.

arduino

Hogar inteligente basado en controladores Arduino: diseño y organización del espacio controladoEl controlador Arduino ofrece una solución bastante inusual pero bastante lógica para controlar una casa inteligente. Algunos artesanos se conectan e instalan fácilmente con sus propias manos, esto es posible debido a la facilidad de trabajar con él. El controlador lógico tiene unas dimensiones muy pequeñas. Y también en el kit hay sensores, sensores, así como todo tipo de indicadores. Los desarrolladores casi lograron llevar la optimización del dispositivo a la perfección. Todos los sensores tienen una conexión inalámbrica y se caracterizan por errores mínimos en la operación, y para el control hay bloques que tienen una apariencia inusual, con una página web conveniente y única. También está disponible como aplicación móvil.

Siemens

Estos sistemas de calidad alemana se utilizan no solo para la automatización de sistemas en la vida cotidiana, sino también en la producción, en la industria. El controlador de esta empresa se expresa mediante la línea LOGO involucrada en la creación de una "casa inteligente". Este es el modelo tradicional de dos componentes. Uno de los cuales está hecho en forma de teclado con pantalla y es un sistema de entrada y salida, y el segundo le permite realizar manipulaciones y conectarse al controlador a través de una interfaz cableada conveniente y confiable. La compañía también ofrece desarrollo independiente de ciertos modos de operación, para los cuales se adjunta un programa especial Soft Comfort. Cuando LOGO se usa como controlador central, se puede usar para crear algoritmos completos para la operación de circuitos. Constantemente nuevas introducciones y modificaciones mejoran el rendimiento de este aparato.

Qué le gustaría

El mayor deseo de cualquier jardinero es obtener el máximo rendimiento con el mínimo gasto de mano de obra. Una solución a este problema son los invernaderos. Pero incluso en este caso, quiero que las camas estén regadas, iluminadas y calentadas cuando sea necesario. Y por supuesto, se organizó un sistema de ventilación automática para minimizar el esfuerzo de abrir y cerrar las ventanas.

Monitoreo y ajuste

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Por supuesto, en primer lugar, se requiere un sistema de gestión para toda esta economía altamente inteligente. Además, es deseable recibir información sobre el estado actual directamente en una computadora doméstica o en un teléfono inteligente. Para ello se utilizará el controlador para el invernadero en el Arduino.

Control

De acuerdo con los deseos, es necesario organizar el control automático de la calefacción por suelo radiante (como base para calentar las plantaciones), abrir rejillas de ventilación y humedecer el suelo.Un sistema de control de iluminación que lo encienda si está oscuro afuera será bueno.

que es arduino

Arduino es una pequeña placa electrónica abierta con un procesador y un software fáciles de usar. La plataforma lee la información entrante y luego, de acuerdo con un algoritmo ingresado previamente, remodela los comandos a varios dispositivos alimentados por electricidad. Para ello se utiliza el lenguaje de programación Arduino y el software Arduino (IDE) basado en el proyecto Processing.

El código fuente abierto de la placa permite el uso de componentes de diferentes fabricantes. Para diseñar un sistema Smart Home en Arduino, es fácil seleccionar dispositivos para las solicitudes de los usuarios

Las personas con conocimientos mínimos de programación y electricidad deben prestar atención a este sistema.

Hogar inteligente basado en controladores Arduino: diseño y organización del espacio controlado

Principio de funcionamiento

Hogar inteligente basado en controladores Arduino: diseño y organización del espacio controladoMuchos de nosotros hemos oído hablar de los sistemas de automatización, pero pocos tienen la comprensión adecuada del funcionamiento de tantos sensores y controladores. Dichos dispositivos, siempre que estén debidamente planificados, pueden controlar el funcionamiento de todos los electrodomésticos de la casa, la seguridad, los servicios públicos, etc. Además, en cada caso, la funcionalidad de dicho sistema de soporte vital variará significativamente según los requisitos específicos del propietario.

Si, hasta hace poco, tales sistemas tenían un alto costo, que se explicaba por la complejidad de la tecnología y la necesidad de usar microprocesadores especiales y software de control, hoy, en la plataforma Arduino, puede implementar fácilmente sistemas de soporte de vida tan simples que tener una funcionalidad avanzada.

Componentes de la plataforma

Smart Home estándar incluye los siguientes componentes:

  1. La parte del sensor, que incluye varios sensores que pueden responder a la temperatura, la humedad, el movimiento u otros eventos.
  2. La parte ejecutiva, es decir, los dispositivos que los usuarios o el propio sistema pueden controlar mediante el envío de comandos adecuados para encenderlos o apagarlos. Esta parte ejecutiva incluye varios relés, motores eléctricos, dispositivos de control del filtro de aire, etc.
  3. El microprocesador es el “cerebro”, que coordina y coordina el trabajo de todos los componentes.

El software es un conjunto de instrucciones y aplicaciones simples con las que el usuario puede configurar el programa por su cuenta o descargar preajustes y scripts listos para usar.

Proyecto para el sistema para diferentes áreas del apartamento.

Antes de comenzar a ensamblar un sistema electrónico, debe elaborar un plan para un proyecto de hogar inteligente en Arduino. Por ejemplo, tomemos una casa pequeña e intentemos elaborar un esquema para el funcionamiento de un "complejo inteligente". Por lo tanto, debemos garantizar el funcionamiento inteligente de diferentes dispositivos en diferentes zonas.

Hogar inteligente basado en controladores Arduino: diseño y organización del espacio controlado

  • La entrada al territorio adyacente debe contar con encendido automático de iluminación en la oscuridad, cuando los propietarios se acercan a la casa, también al salir de la casa, cuando se abre la puerta. Necesitará: un sensor de movimiento y un sensor de puerta abierta.
  • Hall de entrada del apartamento: cuando se mueve a lo largo del transeúnte, la iluminación debe encenderse automáticamente. Requerido: sensor de movimiento.
  • Baño. Encendido automático del termo eléctrico cuando los propietarios llegan a casa. La campana y la iluminación del baño se encienden cuando se abre la puerta. Requerido: el sensor se está moviendo
    ia y abriendo la puerta.
  • Cocina. La iluminación se enciende cuando el inquilino entra en la habitación.
  • Cuando encienda la placa, el extractor debe comenzar al mismo tiempo. Necesitará un relé para instalar en el cableado de alimentación de la estufa eléctrica y un sensor de presencia.
  • Salas. Encendido automático de luz, control de temperatura por convectores eléctricos en invierno y acondicionadores de aire en verano. Necesitarás un detector de presencia, un sensor de temperatura y de luz.

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