Изготовление системы «Умный дом» на технологии Arduino

Управление умным домомПредставить себе жизнь современного человека без использования различных технологий невозможно. Большой популярностью сегодня пользуется платформа Умный дом, которая позволяет контролировать различные системы жизнеобеспечения, упрощая жизнь и уменьшая расходы на оплату коммунальных услуг. В последние годы востребованными стали платформы автоматизации, которые построены на технологии Arduino .

Arduino — это популярная платформа, позволяющая оптимальным образом управлять автоматикой в доме. На этой платформе можно построить простую и в то же время эффективную платформу, которая будет управлять освещением, отоплением, водоснабжением, вентиляцией и другими инженерными коммуникациями. Причём имеется возможность упрощенного расширения функционала, путем добавления новых блоков и установки дополнительных программ-приложений.

Принцип работы

Как установить умный домМногие из нас слышали о системах автоматизации, но при этом мало кто имеет правильное представление о работе таких многочисленных датчиков и контроллеров. Подобные приспособления при условии их правильного планирования могут контролировать работу всей техники в доме, безопасность, инженерные коммуникации и так далее. Причём в каждом конкретном случае функционал такой системы жизнеобеспечения будет существенно различаться в зависимости от конкретных требований домовладельца.

Если до недавнего прошлого подобные системы имели высокую стоимость, что объяснялось сложностью технологии и необходимостью использования специальных микропроцессоров и программного обеспечения для управления, то сегодня на платформе Arduino можно с легкостью выполнить такие простейшие системы жизнеобеспечения, которые будут иметь расширенный функционал.

Составляющие платформы

Стандартный Умный дом включает следующие составляющие:

  1. Составляющие умного домаСенсорная часть, которая включает различные датчики, способные реагировать на температуру, влажность, движение или различные иные события.
  2. Исполнительная часть, то есть устройства, которыми пользователи или сама система может управлять, отправляя на них соответствующие команды по включению или выключению. К такой исполнительной части относятся различные реле, электромоторы, устройства управления воздухоочистителями и так далее.
  3. Микропроцессор — это «головной мозг,» который согласовывает и координирует работу всех компонентов.

Программное обеспечение представляет собой набор инструкций и простейших приложений, с помощью которых пользователь может настраивать программу самостоятельно или же загружать уже готовые предустановки и сценарии.

Компания Arduino

Умный дома на ардуиноArduino — это итальянская компания, которая занимается производством и разработкой программного обеспечения и компонентов для систем автоматизации. Основное назначение таких простейших систем — это их использование неспециалистами, то есть обычными домовладельцами. Поэтому если вы планируете обустроить у себя дома достаточно простую и в то же время функциональную систему жизнеобеспечения, то Arduino станет для вас отличным выбором.

Предлагаемое П. О. Arduino отличается простотой использования, что позволяет самим домовладельцам компилировать программы и настраивать работу всего подключенного к микропроцессору. Программное обеспечение от этого итальянского производителя распространяется бесплатно, поэтому каких-либо сложностей с поиском таких управляющих программ у вас гарантированно не возникнет.

В первую очередь вам необходимо будет спланировать весь функционал такой системы, правильно подобрать используемые датчики и контроллеры. Чтобы разработать грамотную схему системы на Arduino, вы должны четко представлять, какой функционал платформы вам необходим. Кому-то будет достаточно просто включения света при открытии двери, а кто-то хочет получить максимально разветвленную систему, которая будет поддерживать оптимальные показатели температуры, влажности в доме, проветривать окна, включать по расписанию отопление, выполнять другие различные работы и максимально точно контролировать все инженерные коммуникации в доме.

Этот итальянский производитель предлагает стандартную модель автоматизации, которая состоит из микроконтроллера и нескольких плат расширения. Такие платы расширения принято называть «шильды». В последующем имеется возможность подключения к ним и к процессорной плате различных дополнительных компонентов. Такая собранная система на Arduino может работать автономно по установленной пользователем программе или подключаться к компьютеру через беспроводной и проводной интерфейс.

Преимущества использования

Если говорить о преимуществах использования такого программно-аппаратного комплекса Arduino для налаживания автоматизации, то можно выделить следующие:

  1. Принцип работы системыМаксимально широкие возможности по настройке проекта Arduino для дома.
  2. Работать такой программно-аппаратный комплекс может автономно.
  3. Простота загрузки программы в контроллер.
  4. Доступная стоимость компонентов.
  5. Существенно упрощено расширение функционала работающей в доме системы.

Управление системами

В настоящее время этот итальянский производитель предлагает различные уже готовые решения, позволяющее управлять следующими инженерными системами в доме:

  1. Температурой и влажностью.
  2. Освещенностью.
  3. Аварийными системами безопасности.
  4. Различными бытовыми приборами.

Если вам необходима простейшая система автоматизации, то можем порекомендовать базовый набор Arduino Starter Kit Uno, который включает все необходимые датчики и микроконтроллеры для управления инженерными коммуникациями в доме.

Дополнительные устройства

Впоследствии можно с легкостью расширить функционал данной системы, используя следующие исполнительные устройства:

  1. Доводчики дверей.
  2. Диммеры для освещения.
  3. Переключатели и различные реле.
  4. Электромоторы.

Выполнение проекта

Материалы и комплектующие

Если вы планируете самостоятельно выполнить такую систему с использованием Arduino, то вам потребуется следующие комплектующие:

  1. Детали системы умного домаМикропроцессорная плата Arduino .
  2. Температурные датчики.
  3. Модуль Ethernet
  4. Датчик света и дождя.
  5. Микрофон.
  6. Язычковые переключатели.
  7. Датчики движения.
  8. Резисторы сопротивления.
  9. Реле.
  10. Кабель Ethernet.
  11. Витая пара.

Как настроить умный домПриблизительная стоимость всех этих компонентов составляет около 100 долларов. При этом можно будет выполнить многофункциональный комплекс, который отвечает за освещение в доме, работу системы обогрева и выполняет ряд других функций.

Компания Arduino предлагает своим пользователям многочисленные схемы подключения исполнительных устройств и сенсоров к управляющей плате. Вам лишь необходимо будет определиться с нужным функционалом такого комплекса, выбрать соответствующую схему и выполнить подключение всех сенсорных и исполнительных устройств в точном соответствии с имеющейся на руках документацией.

Всё, что потребуется сделать, — это скачать распространяемое бесплатно программное обеспечение Arduino, установить его на ваш мобильный гаджет или компьютер, после чего по проводной или беспроводной технологии соединиться с микропроцессором, внести нужные вам настройки и проверить работоспособность созданной вашими руками платформы.

Советы и рекомендации

Советы по установки умного домаПриобретая базовый набор Starter Kit, вы должны понимать, что такая платформа будет включать минимальный функционал, а используемые в ней датчики могут работать с определенной погрешностью. Специалисты рекомендуют сразу же заменить имеющийся в базовом наборе температурный датчик на продвинутую модель dht 22, которая обеспечивает максимально качественные данные по температуре в помещении.

В отдельных случаях могут отмечаться проблемы с открытым COM-портом, который отвечает за загрузку программного обеспечения и подключение различных исполнительных устройств. Чтобы избежать подобных сложностей, можем порекомендовать вам связываться с микропроцессорными палатами Arduino по беспроводной технологии или интернет, минуя такой COM-порт.

Используемые датчики закрытия дверей и окон иногда могут получать ложные сигналы срабатывания. Чтобы избежать подобных неприятностей, рекомендуется управляющий блок настроить таким образом, чтобы действие система проводила при получении подряд нескольких сигналов по открытию и закрытию дверей и окон.

В базовом комплекте система противопожарной сигнализации оснащается лишь датчиком дыма, поэтому дополнительно рекомендуется приобрести датчик огня, который способен регистрировать возгорание на удалении не более 30 сантиметров.

Система автоматизации от компании Arduino хоть и не является самой качественной и функциональной, но благодаря простоте своей работы, надежности и доступной стоимости используемых компонентов получила популярность на отечественном рынке. Научившись создавать базовые Arduino проекты «Умный дом», вы сможете в последующем значительно расширить функционал управляющих комплексов и будете создавать универсальные в использовании и эффективные платформы, контролирующие все домашние процессы.

Изготовление системы «Умный дом» на технологии Arduino