«Разумны дом» на Arduino: тэорыя і практыка

Жыццё без інтэрнэту, бытавой тэхнікі, смартфонаў прадставіць складана. Многія багатыя людзі ў гэты спіс дадалі б яшчэ і сістэму «Разумны дом». У артыкуле разбяром, што гэта, як яе ўсталяваць і як карыстацца.

Што за сістэма?

Як ужо стала зразумела, сістэму «Разумны дом» набыць зможа не кожны. Але калі мець неабходныя навыкі, можна стварыць яе самастойна праз спецыяльны дадатак. Адпаведна, далей пагаворым аб сістэме «Разумны дом» на Arduino. Сваімі рукамі паспрабуем стварыць яе для свайго жылога памяшкання.

Што па факце ўяўляе сабой дадзеная сістэма? Гэта набор датчыкаў і кантролераў. Яны існуюць розных відаў, таму могуць рэагаваць як на рухі, так і на цеплавую энергію. Такія прылады здольныя кантраляваць працу дома: камунікацыі, сістэму бяспекі і гэтак далей. Існуюць і больш «разумныя» збудаванні, якія могуць самастойна ўключаць ацяпленне, запускаць розныя працэсы і гэтак далей. Кожны чалавек хоча прыйсці дадому, дзе яго будзе чакаць гарачая ванная, разагрэты вячэру. «Разумны» дом - самае лепшае рашэнне для тых, хто жыве адзін. Калі няма сродкаў на такую сістэму, то яе можна зрабіць самастойна.

Як працуюць датчыкі?

Датчыкі здольныя счытваць інфармацыю і дадзеныя, затым іх апрацоўваць і перадаваць адпаведную каманду. Яны здольныя рэагаваць на тэмпературу, рэзкія руху і гук.

Найпростыя і даступныя датчыкі адсочвання часта выкарыстоўваюць на лесвічных пляцоўках - усім знаёма аўтаматычнае ўключэнне святла. Акрамя гэтага, кантралёры нярэдка ўжываюцца ў сістэмах пажарнай бяспекі. Як толькі рэзка пачынае павышацца тэмпература, адразу ж спрацоўвае сігналізацыя.

Перад тым як пачаць працаваць з сістэмай ва ўласным будынку, трэба стварыць праект, які дазволіць правільна размеркаваць датчыкі і ўсе магчымыя кантралёры. Важна адзначыць, што для гэтага трэба мець навыкі ў галіне праграмавання і электронікі. Калі такія адсутнічаюць, то варта аддаваць перавагу прылады простага плана, то ёсць створаныя для спажыўца-пачаткоўца. Менавіта такімі з'яўляюцца сістэмы «Ардуино». Вытворца пастаўляе абсалютна простыя ва ўсталёўцы і эксплуатацыі прыстасаванні.

Чаму «Ардуино»?

Гэтае пытанне цалкам лагічны і зразумелы. Вышэй ужо пісалася пра тое, што кампанія выпускае простыя для разумення сістэмы, але гэта не адзіная прычына, па якой варта абраць Arduino. Наборы для «разумнай хаты» набыць можна ў краме ці ж замовіць на сайце. Ўстаноўку правесці дазваляецца самастойна, але ніхто не адмовіць у прадастаўленні кваліфікаванага майстра. Ён выканае ўсе працы без памылак і не будзе грэбаваць прыгожым афармленнем (напрыклад, схавае правады, а не «вываліў» іх на ўсеагульны разгляд). Але большая частка кліентаў ўсё ж вырашае праводзіць усе працы самастойна. Чаму? Гэта нашмат прасцей і танней. Ўсе фірмы, якія выпускаюць падобныя праекты, выдатна накручваюць цану і на словах завышаюць якасць многіх мадэляў. Апісваная кампанія такім не займаецца. Водгукі ў Інтэрнэце гэта пацвярджаюць на ўсе 100%.

Кошт за камплектуючыя і ўстаноўку сістэмы Arduino (праекты «разумнай хаты» вельмі папулярныя) нашмат танней, чым у іншых вытворцаў. Нават сама кампанія прапануе ўсю ўстаноўку праводзіць самастойна, так як у выпадку паломкі ўладальнік павінен разбірацца ў схемах і праекце ў цэлым. Таксама, ведаючы дасканала сістэму, можна з лёгкасцю і без працы падбудаваць яе пад сябе.

На платформе Arduino маецца куча бібліятэк з адкрытым зыходным кодам, таму знайсці сабе падыходную праграму не складзе працы.

наборы

У продажы маюцца наборы «Разумны дом». У іх пакупнік можа знайсці ўсе неабходныя складнікі для стварэння аўтаматызаваных сістэм ва ўласным доме: матчыну і макетной платы, электронныя дэталі і правілы па выкарыстанні. Гэты набор навучыць чалавека правільна падключаць дыёды, ўключаць прылады па воплескамі і кіраваць дэвайсамі дыстанцыйна.

«Дерзай» створаны для дзяцей ад 14 гадоў. У камплекце пастаўляецца інструкцыя. З дапамогай набору можна стварыць пяць гатовых праектаў: секундамер, начнік і гэтак далей.

Arduino Starter Kit - базавы набор, з якога ўсё ўладальнікі параілі пачаць азнаямленне. У ім пастаўляецца плата Arduino UNO, датчыкі, экран, рэзістары і гэтак далей. Каштуе ён каля 80 еўра.

«Матрошка», прызначаная для дзяцей ад 10 гадоў. Яна прадаецца ў некалькіх версіях, якія паміж сабой адрозніваюцца колькасцю і тыпам дэталяў, адпаведна, з дапамогай кожнага з іх можна ажыццявіць цалкам выдатныя адзін ад аднаго эксперыменты. Пастаўляецца плата Arduino UNO Rev3, вырабленая ў Італіі. З дапамогай гэтага набору можна зрабіць начны свяцільня, міксер, тэстар для батарэек і гэтак далей.

«Амперка», як правіла, набываецца для навучальных устаноў. Яна вырабляецца для дзяцей ад 12 гадоў. Пасля заканчэння заняткаў дзеці змогуць стварыць робата, які рухаецца па прамой лініі. Кантролер пастаўляецца мадэлі Arduino Uno.

на данный момент наиболее популярны. Наборы «Дерзай» ( «Разумны дом») на Arduino на дадзены момант найбольш папулярныя.

платформы

Стандартная платформа - Arduino Uno. «Разумны дом» часта працуе на яе базе. Яна распаўсюджана больш за ўсё, так як варта нядорага. Выкарыстоўваючы яе, можна з лёгкасцю кіраваць микроконтроллерной тэхнікай. Калі чалавек не знаёмы з плата ад Arduino, то ўсе ўладальнікі раяць яму пачаць знаёмства менавіта з гэтай.

Arduino Leonardo варта трохі танней вышэйапісанага варыянту. Справа ў тым, што, у адрозненне ад Uno, яго можна выкарыстоўваць як USB-прылада. Напрыклад, дзякуючы гэтай плаце можна кіраваць мышшу і клавіятурай.

Чаму часцей за ўсё ствараецца «Разумны дом» на Arduino Mega2560? Яна толькі трохі вонкава адрозніваецца ад Uno, але мае большы функцыянал. Выкарыстоўваюць яе часцяком для працы адначасова з вялікай колькасцю прылад. Адпаведна з ёй нашмат прасцей працаваць, калі гаворка ідзе аб маштабных праектах. У цэлым калі плануецца стварэнне «разумнай хаты», Arduino Mega - найбольш прыдатны варыянт.

перавагі сістэмы

Кампанія «Ардуино» карыстаецца вялікім попытам у людзей, якія дрэнна разбіраюцца ў праграмаванні. Усе прадстаўляюцца сістэмы маюць зразумелы інтэрфейс. Аднак гэтым перавагі не абмяжоўваюцца.

Вытворца прадугледзеў магчымасць ствараць уласныя праграмы - зыходны код адкрыты. Які выкарыстоўваецца мова максімальна просты ў засваенні. Калі ёсць неабходнасць, можна пераносіць праграмы пры дапамозе USB-кабеля. Наборы «разумнай хаты» даволі цікавыя.

Гэта значыць пры веданні мовы праграмавання можна набыць толькі адзін варыянт праграмнага забеспячэння і падбудаваць яго максімальна пад сябе.

Калі неабходныя дадатковыя ўтыліты, то іх можна спампаваць бясплатна з афіцыйнага сайта. Сістэмай дазваляецца кіраваць з кампутара і тэлефона пры дапамозе праграмы.

прынцыпы працы

Датчыкі перадаюць інфармацыю на кампутар або тэлефон пры дапамозе тэхналогіі бесправадной перадачы дадзеных. Спецыяльная ўтыліта апрацоўвае дадзеныя - выконваецца каманда. Маецца галоўны датчык (цэнтральны), які можна альбо набыць, альбо зрабіць самастойна. На плата Arduino (праекты «разумнай хаты распрацаваны на іх) прысутнічаюць стандартныя раздымы. Дзякуючы гэтаму можна з лёгкасцю падабраць ўсе камплектуючыя.

Што неабходна для зборкі?

Калі з'явілася жаданне сабраць праект самастойна, то неабходна сабраць некаторыя прылады і ўзяць прыборы. Якія?

• Датчыкі і кантралёры.
• Інтэрнэт-модуль.
• Вітую пару (кабель).
• Перамыкач.
• Рэзістар.
• Провад для інтэрнэт-модуля.
• Рэле.

З прыладаў спатрэбяцца паяльнік, адвёрткі і так далей.

Наборы ад кампаніі Arduino трэба набываць у правераных крамах. Чаму? Усе неабходныя прыборы патрэбныя для працы з электрычнасцю, менавіта таму падробкі выкарыстоўваць небяспечна. Усе неабходныя утыліты можна спампаваць з Інтэрнэту. Таму даволі проста стварыць «Разумны дом» сваімі рукамі на базе Arduino.

Датчыкі трэба выбіраць, адштурхваючыся ад сваіх пераваг: ўключэнне або адключэнне святла, кантроль тэмпературы і гэтак далей.

працэс ўстаноўкі

Звярнуць увагу трэба на тое, што «Разумны дом» павінен мець толькі лямпы святлодыёднага тыпу. Звычайныя варыянты не змогуць вытрымаць напружання - альбо лопнуць, альбо проста перагараць.

Пасля таго, як праект «Разумны дом» на Arduino ужо будзе гатовы, трэба пачаць падключаць кантралёры і датчыкі. Робяць гэта, не адхіляючыся ад чарцяжа і схемы, якія былі створаны раней. Кантакты павінны быць ізаляванымі.

Усе працы можна прадставіць паэтапна ў выглядзе алгарытму:

1. Ўстаноўка кода.
2. Настройка прыкладання пад кампутар або тэлефон.
3. Пераадрасацыя партоў.
4. Тэставанне датчыкаў і забеспячэння.
5. Ліквідацыю непаладак, калі такія выяўлены пры праверцы.

Пампаваць праграмнае забеспячэнне лепш з праверанага крыніцы архівам. Пасля таго як апошні будзе адкрыты і ўсе утыліты ўсталяваныя, варта перазапусціць прыкладанне або перазагрузіць прылада.

Праграмнае забеспячэнне "разумнага дома" на Arduino будзе адлюстроўваць стан датчыкаў і інфармацыю з іх. Калі ёсць неабходнасць, заўсёды можна памяняць сеткавы адрас, выключыць сігналізацыю.

Праца з роўтарам

На роутере трэба адкрыць порт. Што варта зрабіць, каб выканаць гэтае дзеянне? Адкрыць меню канфігурацый, напісаць сеткавы адрас Arduino і актываваць порт.

Адразу ж пасля гэтага можна ўсталяваць імя дамену. Цяпер нічога не перашкаджае ўладальніку прыступіць да тэставання сістэмы, якая была створана ўласнымі рукамі.

дыстанцыйнае кіраванне

Дзякуючы серверу кампаніі можна звязаць ўсю тэхніку паміж сабой. Дазваляецца выкарыстоўваць хмарныя сэрвісы, якія дазваляе візуалізаваць працэсы. Дзякуючы Інтэрнэту можна цалкам кіраваць сваім домам. Уключыць / адключыць бойлер ці апал можна, знаходзячыся на другім канцы горада.

Маецца яшчэ адзін спосаб, які дапаможа кіраваць домам, - СМС-паведамленні. Не заўсёды бывае так, што маецца інтэрнэт-злучэнне, таму такі спосаб даволі актуальнае.

вынікі

Трэба звярнуць увагу на тое, што «Разумны дом» на базе Arduino не можа працаваць з адкрытым сеткавым адрасам, бо інакш яго будзе лёгка ўзламаць. Усе будынкі, якія працуюць на «разумнай» сістэме, могуць дапамагаць эканоміць электраэнергію кожнаму чалавеку, а таксама правільна выкарыстоўваць усе рэсурсы. Галоўнае, правільна падабраць усе кампаненты без якіх-небудзь падробак.

Таксама немалаважным з'яўляецца тое, што «Ардуино» мае мноства бібліятэк, якія ўключаюць у сябе тысячы праграмных кодаў. Менавіта таму стварыць сістэму «Разумны дом» на Arduino, карыстаючыся толькі Інтэрнетам, будзе больш чым лёгка.

Водгукі ўладальнікаў аб сістэме дадатныя. Збоі не адбываюцца, ўсё апавяшчэнні прыходзяць своечасова, а адсочванне па праграме дакладнае. Забеспячэнне абнаўляецца часта, таму, калі нешта неспадзяванае адбудзецца, уладальнік адразу ж гэта ўбачыць. Стварыць такую сістэму ўласнымі рукамі - лепшае і найбольш удалае рашэнне, якое дапаможа зэканоміць грошы. Няма нічога складанага ў ўстаноўцы датчыкаў і кантролераў.