Casa intel·ligent basada en controladors Arduino: disseny i organització de l'espai controlat

El desenvolupament d'eines d'automatització ha donat lloc a la creació de sistemes complexos que milloren la qualitat de vida humana.Molts coneguts fabricants d'entorns electrònics i de programari ofereixen solucions estàndard preparades per a diversos objectes.

Fins i tot un usuari sense experiència pot desenvolupar projectes independents i muntar una "casa intel·ligent" amb Arduino per satisfer les seves necessitats. El més important és entendre els fonaments bàsics i no tenir por d'experimentar.

En aquest article analitzarem el principi de creació i les principals funcions d'una llar automatitzada basada en dispositius Arduino. També tindrem en compte els tipus de plaques utilitzades i els mòduls principals del sistema.

Creació de sistemes a la plataforma Arduino

Arduino és una plataforma per desenvolupar dispositius electrònics amb control automàtic, semiautomàtic o manual. Es fa segons el principi d'un dissenyador amb regles d'interacció clarament definides entre els elements. El sistema és obert, la qual cosa permet als fabricants de tercers participar en el seu desenvolupament.

Clàssic «casa intel·ligent» consta de blocs automatitzats que realitzen les funcions següents:

• recollir la informació necessària mitjançant sensors;
• analitzar dades i prendre decisions mitjançant un microprocessador programable;
• implementar les decisions preses emetent ordres a diversos dispositius.

La plataforma Arduino és bona precisament perquè no està tancada en un fabricant concret, sinó que permet al consumidor triar els components que li convinguin. La seva selecció és enorme, de manera que podeu fer realitat gairebé qualsevol idea.

Us recomanem que comproveu el millor dispositius intel·ligents per a la llar.

Per aprendre a treballar amb Arduino, podeu comprar un kit d'inici al lloc web del fabricant. Es requereix coneixements d'anglès tècnic, ja que la documentació no està russificada

A més de la varietat de dispositius connectats, l'entorn de programació implementat en C++ afegeix varietat. L'usuari no només pot utilitzar les biblioteques creades, sinó que també pot programar la reacció dels components del sistema als esdeveniments emergents.

Elements de la placa principal

L'element principal d'una "llar intel·ligent" és un o més taulers centrals (mare). Són els responsables de la interacció de tots els elements. Només després d'identificar les tasques que cal resoldre, podeu començar a seleccionar el node principal del sistema.

La placa base combina els següents elements:

• Microcontrolador (processador). El seu propòsit principal és produir i mesurar la tensió als ports en el rang de 0-5 o 0-3,3 V, emmagatzemar dades i realitzar càlculs.
• Programador (no totes les plaques en tenen). Amb aquest dispositiu, s'escriu un programa a la memòria del microcontrolador segons el qual funcionarà la "casa intel·ligent". Es connecta a un ordinador, tauleta, telèfon intel·ligent o un altre dispositiu mitjançant una interfície USB.
• Regulador de voltatge. Es necessita un dispositiu de 5 volts per alimentar tot el sistema.

Es produeixen diversos models de placa sota la marca Arduino.Es diferencien entre si pel factor de forma (mida), nombre de ports i capacitat de memòria. Es basa en aquests indicadors que cal triar un dispositiu adequat.

És millor comprar-los plaques i escuts Arduino al fabricant, ja que són de millor qualitat que els dispositius compatibles produïts a la Xina.

Hi ha dos tipus de ports:

• digital, que estan marcats a la pissarra amb lletres "d";
• analògic, que estan marcats amb la lletra "a".

Gràcies a ells, el microcontrolador es comunica amb els dispositius connectats. Qualsevol port pot funcionar tant per rebre un senyal com per enviar-lo. Els ports digitals marcats com "pwm" estan destinats a l'entrada i sortida d'un senyal PWM (modulació d'amplada de pols).

Per tant, abans de comprar un tauler, cal estimar almenys aproximadament el nivell de càrrega en diversos dispositius. Això us permetrà determinar el nombre necessari de ports de tot tipus.

S'ha d'entendre que el sistema domèstic intel·ligent no necessàriament ha d'estar connectat a una unitat de control basada en una sola placa base. Funcions com, per exemple, encendre la il·luminació artificial del barri en funció de l'hora del dia i mantenir una reserva d'aigua al dipòsit d'emmagatzematge són independents entre si.

Des del punt de vista de garantir la fiabilitat del sistema electrònic, és millor separar les tasques no relacionades en diferents blocs, que el concepte Arduino facilita la implementació. Si combineu molts dispositius en un sol lloc, el microprocessador pot sobreescalfar-se, conflictes de biblioteques de programari i dificultats per trobar i eliminar errors de programari i maquinari.

La connexió de molts tipus diferents de dispositius a una placa s'utilitza normalment en robòtica, on la compacitat és important. Per a una "llar intel·ligent" és millor utilitzar la seva pròpia base per a cada tasca

Cada microprocessador està equipat amb tres tipus de memòria:

• Memòria flash. Memòria principal on s'emmagatzema el codi del programa de gestió del sistema. Una petita part (3-12%) està ocupada per un programa de carregador d'arrencada integrat.
• SRAM. RAM, on s'emmagatzemen les dades temporals necessàries per executar el programa. Compta amb una alta velocitat de funcionament.
• EEPROM Memòria més lenta on també es poden emmagatzemar dades.

La principal diferència entre els tipus de memòria per a l'emmagatzematge de dades és que quan s'apaga l'alimentació, la informació que s'enregistra a la SRAM es perd, però es manté a l'EEPROM. Però el tipus no volàtil també té un inconvenient: un nombre limitat de cicles d'escriptura. Això és una cosa que cal tenir en compte quan creeu les vostres pròpies aplicacions.

A diferència de l'ús d'Arduino en robòtica, la majoria de les tasques domèstiques intel·ligents no requereixen molta memòria ni per als programes ni per emmagatzemar informació.

Tipus de taulers per muntar una casa intel·ligent

Vegem els principals tipus de plaques que s'utilitzen amb més freqüència quan es munten sistemes domèstics intel·ligents.

Vista #1 - Arduino Uno i els seus derivats

Les plaques més utilitzades en sistemes domèstics intel·ligents són Arduino Uno i Arduino Nano. Tenen la funcionalitat suficient per resoldre problemes típics.

Tenir taulers de longitud completa alimentats de 7 a 12 volts ofereix molts avantatges. En primer lloc, aquesta és la possibilitat d'un funcionament autònom a llarg termini a partir de bateries estàndard o bateries recarregables.

Paràmetres principals d'Arduino Uno Rev3:

• processador: ATMega328P (8 bits, 16 MHz);
• nombre de ports digitals: 14;
• dels quals amb funció PWM: 6;
• nombre de ports analògics: 6;
• memòria flash: 32 KB;
• SRAM: 2 KB;
• EEPROM: 1 KB.

No fa gaire, es va publicar una modificació: Uno Wi-Fi, que conté un mòdul ESP8266 integrat que us permet intercanviar informació amb altres dispositius amb l'estàndard 802.11 b/g/n.

La diferència entre l'Arduino Nano i el seu homòleg més gran és que no té la seva pròpia presa de corrent de 12 V. Això es fa per aconseguir una mida més petita del dispositiu, que permet amagar-lo fàcilment en un espai reduït. També per a aquests propòsits, la connexió USB estàndard es substitueix per un xip amb un cable mini-USB. Arduino Nano té 2 ports analògics més en comparació amb Uno.

Hi ha una altra modificació de la placa Uno: Arduino Mini. És fins i tot més petit que Nano i molt més difícil de treballar. En primer lloc, la manca d'un port USB crea un problema amb el microprogramari, ja que haureu d'utilitzar un convertidor USB-Serial per a això. En segon lloc, aquesta placa és més exigent pel que fa a la font d'alimentació: cal proporcionar un rang de tensió d'entrada de 7-9 V.

Per les raons descrites anteriorment, la placa Arduino Mini rarament s'utilitza per al funcionament de la llar intel·ligent. Normalment s'utilitza en robòtica o en la implementació de projectes ja fets.

Vista #2: Arduino Leonardo i Micro

La placa Arduino Leonardo és similar a la Uno, però una mica més potent. Una altra característica interessant d'aquest model és que s'identifica com a teclat, ratolí o joystick quan es connecta a un ordinador. Per tant, sovint s'utilitza per crear dispositius de joc i simuladors originals.

Taula de mides i dimensions d'Uno, Leonardo i els seus anàlegs en miniatura. Els desenvolupadors no van seguir la lògica dels noms: "nano" hauria de ser el més petit

Els principals paràmetres d'Arduino Leonardo són els següents:

• processador: ATMega32u4 (8 bits, 16 MHz);
• nombre de ports digitals: 20;
• dels quals amb funció PWM: 7;
• nombre de ports analògics: 12;
• memòria flash: 32 KB;
• SRAM: 2,5 KB;
• EEPROM: 1 KB.

Com es pot veure a la llista de paràmetres, Leonardo disposa de més ports, la qual cosa permet carregar aquest model amb un nombre més gran de sensors.

També per a Leonardo hi ha un analògic en miniatura amb característiques absolutament idèntiques anomenat Micro. No té una font d'alimentació de 12 V i en comptes d'una entrada USB completa hi ha un xip per a un cable mini-USB.

La modificació de Leonardo anomenada Esplora és un model purament de joc i no és adequat per a les necessitats d'una "llar intel·ligent".

Vista núm. 3: Arduino 101, Arduino Zero i Arduino MKR1000

De vegades, el funcionament de sistemes domèstics intel·ligents implementats sobre la base d'Arduino requereix molta potència de càlcul, que els microcontroladors de 8 bits no són capaços de proporcionar. Tasques com el reconeixement de veu o d'imatge requereixen un processador ràpid i una quantitat important de memòria RAM per a aquests dispositius.

Per resoldre aquests problemes específics, s'utilitzen plaques potents que funcionen segons el concepte Arduino. El nombre de ports que tenen és aproximadament el mateix que el dels taulers Uno o Leonardo.

Arduino 101 té les mateixes dimensions que Uno o Leonardo, però pesa gairebé el doble. El motiu d'això és la presència de dues entrades USB i xips addicionals

Una de les plaques més fàcils d'utilitzar però potents, Arduino 101 té les següents característiques:

• processador: Intel Curie (32 bits, 32 MHz);
• memòria flash: 196 KB;
• SRAM: 24 KB;
• EEPROM: no.

A més, la placa està equipada amb la funcionalitat BLE (Bluetooth Low Energy) amb la possibilitat de connectar fàcilment solucions ja fetes, com ara un sensor de freqüència cardíaca, rebre informació sobre el temps fora de la finestra, enviar missatges de text, etc. Un giroscopi i un acceleròmetre també estan integrats al dispositiu, però s'utilitzen principalment en robòtica.

Una altra placa similar, Arduino Zero, té els següents indicadors:

• processador: SAM-D21 (32 bits, 48 ​​MHz);
• memòria flash: 256 KB;
• SRAM: 32 KB;
• EEPROM: no.

Una característica distintiva d'aquest model és la presència d'un depurador integrat (EDBG). Amb la seva ajuda és molt més fàcil trobar errors a l'hora de programar la placa.

Quan escriu codi voluminós, fins i tot un programador altament qualificat experimenta errors. Per trobar-los, utilitzeu un depurador

Arduino MKR1000 és un altre model adequat per a la informàtica d'alta potència. Té un microprocessador i una memòria semblants al Zero. La seva principal diferència és la presència d'un xip Wi-Fi integrat amb el protocol 802.11 b/g/n i un xip criptogràfic amb suport per a l'algoritme SHA-256 per protegir les dades transmeses.

Vista núm. 4 - Models mega familiars

De vegades és necessari utilitzar un gran nombre de sensors i controlar un nombre important de dispositius. Per exemple, això és necessari per al funcionament automàtic dels sistemes d'aire condicionat distribuïts, que mantenen una determinada temperatura per a zones individuals.

Per a cada àrea local, cal controlar les lectures de dos sensors de temperatura (el segon s'utilitza com a control) i, d'acord amb l'algorisme, ajustar la posició de l'amortidor, que determina el volum d'aire calent que entra.

Si hi ha més de 10 zones d'aquest tipus en una casa de camp, es necessiten més de 30 ports per controlar tot el sistema. Per descomptat, podeu utilitzar diverses plaques de tipus Uno sota el control comú d'una d'elles, però això crea dificultats addicionals de canvi. En aquest cas, s'aconsella utilitzar models de la família Mega.

La mida de les taules de la família Mega (101,5 x 53,4 cm) és més gran que la dels models revisats anteriorment. Aquesta és una necessitat tècnica; en cas contrari, no es poden col·locar aquest nombre de ports

La placa Arduino Mega es basa en un microprocessador aTMega1280 de 8 bits de 16 MHz bastant senzill.

Té una gran quantitat de memòria:

• memòria flash: 128 KB;
• SRAM: 8 KB;
• EEPROM: 4 KB.

Però el seu principal avantatge és la presència de molts ports:

• nombre de ports digitals: 54;
• dels quals amb funció PWM: 15;
• Nombre de ports analògics: 16.

Aquest tauler té dues varietats modernes:

• Mega 2560 es basa en el microprocessador aTMega2560, caracteritzat per una gran quantitat de memòria flash - 256 KB;
• Mega ADK, a més del microprocessador aTMega2560, està equipat amb una interfície USB amb la possibilitat de connectar-se a dispositius basats en el sistema operatiu Android.

El model Arduino Mega ADK té una característica. Quan connecteu un telèfon a una entrada USB, és possible la situació següent: si el telèfon necessita carregar-lo, començarà a "tirar-lo" de la placa. Per tant, hi ha un requisit addicional per a la font d'electricitat: ha de proporcionar un corrent d'1,5 amperes. Quan s'alimenta amb piles, s'ha de tenir en compte aquesta condició.

Podeu fer una font d'alimentació autònoma per a Arduino utilitzant bateries o acumuladors connectats.Combinant connexions sèrie i paral·lel, podeu aconseguir la tensió desitjada i un llarg temps de funcionament

Due és un altre model d'Arduino que combina la potència d'un microprocessador amb un gran nombre de ports.

Les seves característiques són les següents:

• processador: Atmel SAM3X8E (32 bits, 84 MHz);
• nombre de ports digitals: 54;
• dels quals amb funció PWM: 12;
• nombre de ports analògics: 14;
• memòria flash: 512 KB;
• SRAM: 96 KB;
• EEPROM: no.

Els contactes analògics d'aquesta placa poden funcionar tant en la resolució habitual de 10 bits per a Arduino, feta per a la compatibilitat amb models anteriors, com en 12 bits, que permet rebre un senyal més precís.

Característiques d'interacció de mòduls mitjançant ports

Tots els mòduls que es connectaran a la placa tenen almenys tres sortides. Dos d'ells són cables d'alimentació, és a dir. “terra”, així com una tensió de 5 o 3,3 V. El tercer cable és lògic. Transmet dades al port. Per connectar els mòduls s'utilitzen cables especials agrupats en grups de 3, que de vegades s'anomenen ponts.

Atès que els models Arduino solen tenir només 1 port de tensió i 1-2 ports de terra, per connectar diversos dispositius haureu de soldar cables o utilitzar plaques de prova.

Podeu connectar no només l'alimentació i els ports de la placa Arduino a la placa, sinó també altres elements, com ara resistència, registres, etc.

La soldadura és més fiable i s'utilitza en dispositius subjectes a impactes físics, com ara taulers de control per a robots i quadcopters. Per a una llar intel·ligent, és millor utilitzar plaques de desenvolupament, ja que és més fàcil tant en instal·lar com en treure el mòdul.

Alguns models (per exemple, Arduino Zero i MKR1000) tenen una tensió de funcionament de 3,3 V, de manera que si s'aplica un valor més alt als ports, la placa es pot danyar. Tota la informació sobre l'alimentació està disponible a la documentació tècnica del dispositiu.

Taulers addicionals (escuts)

Per augmentar les capacitats de les plaques base, s'utilitzen Shields, dispositius addicionals que amplien la funcionalitat. Es fabriquen amb un factor de forma específic, que els distingeix dels mòduls connectats a ports. Els escuts són més cars que els mòduls, però treballar amb ells és més fàcil. També estan equipats amb biblioteques ja fetes amb codi, que accelera el desenvolupament dels vostres propis programes de control per a una llar intel·ligent.

Escuts de proto i sensor

Aquests dos escuts estàndard no afegeixen cap funcionalitat especial. S'utilitzen per a una connexió més compacta i còmoda d'un gran nombre de mòduls.

Proto Shield és una còpia gairebé completa de l'original en termes de ports, i podeu enganxar una placa de desenvolupament al mig del mòdul. Això facilita el muntatge de l'estructura. Aquests complements existeixen per a totes les plaques Arduino de longitud completa.

Proto Shield es col·loca a la part superior de la placa base. Això augmenta lleugerament l'alçada de l'estructura, però estalvia molt d'espai a l'avió

Però si hi ha molts dispositius (més de 10), és millor utilitzar plaques de commutació de Sensor Shield més cares.

No tenen cap placa, però tots els pins de port es subministren individualment amb alimentació i terra. Això us permet evitar enredar-vos amb cables i ponts.

La superfície de la placa base i les plaques del sensor és la mateixa, però no hi ha xips, condensadors i altres elements a l'escut. Això allibera molt d'espai per a connexions completes.

Aquesta placa també disposa de connectors per connectar fàcilment diversos mòduls: Bluetooth, targetes SD, RS232 (port COM), ràdio i ultrasons.

Connexió de la funcionalitat auxiliar

Els escuts amb funcionalitats integrades estan dissenyats per resoldre problemes complexos però típics. Si necessiteu implementar idees originals, és millor triar un mòdul adequat.

Escut del motor. Està dissenyat per controlar la velocitat i la rotació dels motors de baixa potència. El model original està equipat amb un xip L298 i pot conduir dos motors de corrent continu o un servo al mateix temps. També hi ha una part de tercers compatible que té dos xips L293D amb la possibilitat de controlar el doble de unitats.

Escut de relé. Un mòdul d'ús freqüent en sistemes domèstics intel·ligents. Una placa amb quatre relés electromecànics, cadascun dels quals permet el pas de corrent amb una força de fins a 5A. Això és suficient per encendre i apagar automàticament dispositius de quilowatts o línies d'il·luminació dissenyades per a corrent altern de 220 V.

Pantalla LCD. Us permet mostrar informació en una pantalla integrada, que es pot actualitzar a un dispositiu TFT. Aquesta extensió s'utilitza sovint per crear estacions meteorològiques amb lectures de temperatura en diversos espais habitables, dependències, garatges, així com temperatura, humitat i velocitat del vent a l'exterior.

El LCD Shield té botons integrats que us permeten programar el desplaçament de la informació i seleccionar accions per enviar ordres al microprocessador.

Escut de registre de dades. La tasca principal del mòdul és gravar les dades dels sensors en una targeta SD de format complet de fins a 32 Gb amb suport per al sistema de fitxers FAT32. Per gravar a una targeta micro SD, cal comprar un adaptador.Aquest escut es pot utilitzar com a emmagatzematge d'informació, per exemple, quan s'enregistren dades d'un DVR. Fabricat per l'empresa nord-americana Adafruit Industries.

Escut de targeta SD. Una versió més senzilla i econòmica del mòdul anterior. Molts fabricants produeixen aquestes extensions.

Escut Ethernet. Mòdul oficial per connectar Arduino a Internet sense ordinador. Hi ha una ranura per a una targeta micro SD, que us permet gravar i enviar dades a través de la World Wide Web.

Escut Wi-Fi. Permet l'intercanvi sense fil d'informació amb suport per al mode de xifratge. Serveix per connectar-se a Internet i dispositius que es poden controlar mitjançant Wi-Fi.

Escut GPRS. Aquest mòdul s'utilitza normalment per comunicar-se entre una casa intel·ligent i el seu propietari a través del telèfon mòbil mitjançant missatges SMS.

Mòduls domèstics intel·ligents

La connexió de mòduls de fabricants de tercers i la possibilitat de treballar-hi mitjançant el llenguatge de programació integrat és el principal avantatge del sistema obert Arduino en comparació amb les solucions domèstiques intel·ligents de "marca". El més important és que els mòduls tinguin una descripció dels senyals rebuts o transmesos.

Maneres d'obtenir informació

L'entrada d'informació es pot fer a través de ports digitals o analògics. Depèn del tipus de botó o sensor que rep la informació i la transmet a la placa.

Per a un programa informàtic, un senyal digital correspon a períodes amb "0" i "1", i un senyal analògic determina el rang de valors d'acord amb la seva dimensió.

Un senyal al microprocessador pot ser enviat per una persona que utilitza dos mètodes per a això:

• Prem un botó (tecla). El cable lògic en aquest cas va al port digital, que rep el valor "0" si es deixa anar el botó i "1" si es prem.
• Girar la tapa del potenciòmetre rotatiu (resistència). o canviant la palanca del motor. En aquest cas, el cable lògic va al port analògic. La tensió passa per un convertidor analògic a digital, després del qual les dades passen al microprocessador.

Els botons s'utilitzen per iniciar un esdeveniment, per exemple, encendre i apagar llums, calefacció o ventilació. Els botons giratoris s'utilitzen per canviar la intensitat: augmentar o disminuir la brillantor de la llum, el volum del so o la velocitat de rotació de les pales del ventilador.

Un potenciòmetre és un dispositiu senzill, per la qual cosa és molt barat. Les seves característiques principals són la resistència elèctrica i l'angle de gir

Els sensors s'utilitzen per determinar automàticament els paràmetres ambientals o l'origen d'un esdeveniment.

Els tipus següents són els més demandats per al funcionament de la llar intel·ligent:

• Sensor de so. Les versions digitals d'aquest dispositiu s'utilitzen per activar un esdeveniment mitjançant aplaudiments o veu. Els models analògics us permeten reconèixer i processar el so.
• Sensor de llum. Aquests dispositius poden funcionar tant en rangs visibles com infrarojos. Aquest últim es pot utilitzar com a sistema d'avís d'incendi.
• Sensor de temperatura. S'utilitzen diferents models per a interiors i exteriors, ja que els externs estan millor protegits de la humitat. També hi ha dispositius remots al cable.
• Sensor d'humitat de l'aire. El model DHT11 és adequat per a interiors, i el més car DHT22 per a exteriors. Tots dos dispositius també poden proporcionar lectures de temperatura. Connecteu-vos a un port digital.
• Sensor de pressió d'aire. Els baròmetres analògics de Bosh han demostrat que funcionen bé amb plaques Arduino: bmp180, bmp280. També mesuren la temperatura.El model bme280 es pot anomenar estació meteorològica, ja que també proporciona un valor d'humitat addicional.
• Sensors de moviment i presència. S'utilitzen amb finalitats de seguretat o per encendre llums automàticament.
• Sensor de pluja. Reacciona a l'entrada d'aigua a la seva superfície. També es pot utilitzar per activar una alarma de fuites al circuit de fontaneria o calefacció.
• Sensor de corrent. S'utilitzen per detectar aparells elèctrics que no funcionen (làmpades cremades) o per analitzar la tensió per evitar sobrecàrregues.
• Sensor de fuites de gas. S'utilitza per detectar i respondre a concentracions augmentades de propà.
• Sensor de diòxid de carboni. S'utilitza per determinar la concentració de diòxid de carboni en sales d'estar i en sales especials, com els cellers, on es produeix la fermentació.

Hi ha molts més sensors diferents per a tasques específiques, per exemple, per mesurar el pes, la velocitat del flux d'aigua, la distància, la humitat del sòl, etc.

Alguns sensors, com l'anemòmetre, que mesura la velocitat i la direcció del vent, són instruments electromecànics complexos

Molts sensors i sensors es poden fabricar de manera independent utilitzant components més senzills. Costarà menys. Però, a diferència de l'ús de dispositius sèrie, haureu de dedicar temps a la calibració.

Control de dispositius i sistemes

A més de recollir i analitzar informació, una "llar intel·ligent" ha de respondre als esdeveniments emergents. La presència d'electrònica avançada als electrodomèstics moderns permet accedir-hi directament mitjançant Wi-Fi, GPRS o EtherNet. Normalment, els sistemes Arduino implementen la commutació entre un microprocessador i dispositius d'alta tecnologia mitjançant Wi-Fi.

Per utilitzar Arduino per encendre l'aire condicionat quan la temperatura de la casa és alta, bloquejar la televisió i Internet a la nit a l'habitació dels nens o engegar la caldera de calefacció quan arribin els propietaris, heu de realitzar tres passos:

1. Instal·leu el mòdul Wi-Fi a la placa base.
2. Trobeu canals de freqüència desocupats per evitar conflictes del sistema.
3. Entendre les ordres del dispositiu i les accions del programa (o utilitzar biblioteques ja fetes).

A més de “comunicar-se” amb dispositius informàtics, sovint sorgeixen tasques que impliquen realitzar algunes accions mecàniques. Per exemple, podeu connectar un servomotor o una petita caixa de canvis a la placa, que s'alimentarà des d'ella.

El servoaccionament consta d'un motor i diverses caixes de canvi. Per tant, malgrat el baix corrent (5 V), pot desenvolupar una potència decent, que és suficient, per exemple, per obrir una finestra

Si és necessari connectar dispositius potents que funcionin des d'una font d'alimentació externa, s'utilitzen dues opcions:

1. Inclusió en el circuit de relés.
2. Connexió d'un interruptor d'alimentació i triac.

Inclòs en un circuit elèctric electromagnètic o relé d'estat sòlid tanca i obre un dels cables segons una ordre provinent del microprocessador. La seva característica principal és la intensitat màxima admissible (per exemple, 40 A) que pot passar per aquest dispositiu.

Pel que fa a la connexió d'un interruptor d'alimentació (mosfet) per a corrent continu i un triac per a corrent altern, tenen un corrent admissible inferior (5-15 A), però poden augmentar la càrrega sense problemes. És amb aquest propòsit que els ports PWM es proporcionen a les plaques. Aquesta propietat s'utilitza per regular la brillantor de la il·luminació, la velocitat del ventilador, etc.

Utilitzant relés i interruptors d'alimentació, podeu automatitzar completament tots els circuits elèctrics de casa i engegar el generador en absència de corrent. Per tant, sobre la base d'Arduino, és possible implementar la prestació autònoma d'un apartament o edifici, incloses totes les funcions especialment importants: calefacció, sistema de subministrament d'aigua, drenatge, ventilació i seguretat.

Vols que la teva llar sigui més intel·ligent, però amb programació per a "tu"? En aquest cas, recomanem buscar solucions ja fetes de Xiaomi i Apple, que són fàcils d'instal·lar i configurar fins i tot per a un principiant. I podeu configurar ordres i controlar-ne la implementació fins i tot des del vostre telèfon intel·ligent.

Llegiu més sobre la llar intel·ligent de Xiaomi i Apple als articles següents:

• Casa intel·ligent Xiaomi: característiques de disseny, visió general dels components principals i elements de treball
• Apple smart home: subtileses d'organització dels sistemes de control domèstic de l'empresa Apple

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Un exemple de peça de treball d'entrada autoassemblada per a una "casa intel·ligent":

L'obertura de la plataforma Arduino permet l'ús de components de diversos fabricants. Això fa que sigui fàcil dissenyar una "casa intel·ligent" per adaptar-se a les necessitats de l'usuari. Per tant, si teniu almenys coneixements mínims en l'àmbit de la programació i connexió de dispositius electrònics, val la pena prestar atenció a aquest sistema..

Coneixeu la plataforma Arduino a la pràctica i voleu compartir la vostra experiència amb els nouvinguts en aquest tema? Potser us agradaria complementar el material anterior amb recomanacions o comentaris útils? Escriu els teus comentaris sota aquesta publicació.

Si teniu cap pregunta sobre el disseny d'un sistema domèstic automatitzat basat en Arduino, pregunteu-les als nostres experts i altres visitants del lloc al bloc següent.