"البيت الذكي" على اردوينو: النظرية والتطبيق

الحياة بدون الإنترنت والأجهزة المنزلية والهواتف الذكيةصعب أن نتخيل. سيضيف العديد من الأثرياء أيضًا نظام المنزل الذكي إلى هذه القائمة. في المقال ، سنقوم بتحليل ماهيته وكيفية تثبيته وكيفية استخدامه.

أي نوع من النظام؟

كما أصبح واضحًا بالفعل ، نظام المنزل الذكيلا يستطيع الجميع الشراء. لكن إذا كانت لديك المهارات اللازمة ، يمكنك إنشائها بنفسك من خلال تطبيق خاص. وفقًا لذلك ، سنتحدث أيضًا عن نظام "المنزل الذكي" على Arduino. بأيدينا سنحاول إنشاءه لأماكن معيشتنا.

ما هو هذا النظام في الواقع؟ إنها عبارة عن مجموعة من أجهزة الاستشعار وأجهزة التحكم. توجد أنواع مختلفة ، بحيث يمكن أن تتفاعل مع كل من الحركة والطاقة الحرارية. هذه الأجهزة قادرة على التحكم في عمل المنزل: الاتصالات وأنظمة الأمن وما إلى ذلك. هناك أيضًا المزيد من الهياكل "المعقولة" التي يمكنها تشغيل التدفئة بشكل مستقل ، وبدء عمليات مختلفة ، وما إلى ذلك. كل شخص يريد العودة إلى المنزل ، حيث الحمام الساخن والعشاء الساخن ينتظره. المنزل "الذكي" هو الحل الأفضل لمن يعيش بمفرده. إذا لم يكن هناك أموال لمثل هذا النظام ، فيمكنك صنعه بنفسك.

كيف تعمل المستشعرات؟

أجهزة الاستشعار قادرة على قراءة المعلومات والبيانات ، ثم معالجتها ونقل الأمر المناسب. فهي قادرة على الاستجابة لدرجة الحرارة والحركات المفاجئة والصوت.

غالبًا ما تكون أبسط مستشعرات التتبع وأكثرها تكلفةتستخدم على السلالم - الجميع يعرف الضوء التلقائي مضاء. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تستخدم أجهزة التحكم في أنظمة السلامة من الحرائق. بمجرد أن تبدأ درجة الحرارة في الارتفاع بشكل حاد ، يتم إطلاق إنذار على الفور.

قبل البدء في العمل مع النظام فيبناء خاص ، تحتاج إلى إنشاء مشروع يسمح لك بالتوزيع الصحيح لأجهزة الاستشعار وجميع وحدات التحكم الممكنة. من المهم ملاحظة أن هذا يتطلب مهارات في البرمجة والإلكترونيات. إذا لم يكن هناك أي شيء ، فيجب أن تفضل الأجهزة ذات الخطة البسيطة ، أي التي تم إنشاؤها للمستهلك المبتدئ. هذه هي أنظمة "Arduino". توفر الشركة المصنعة ملحقات سهلة التركيب والتشغيل.

لماذا اردوينو؟

هذا السؤال منطقي ومفهوم تمامًا. لقد سبق أن كتب أعلاه أن الشركة تنتج أنظمة يسهل فهمها ، ولكن هذا ليس السبب الوحيد الذي يجعلك تختار Arduino. يمكن شراء مجموعات "المنزل الذكي" من المتجر أو طلبها من الموقع الإلكتروني. يُسمح بإجراء التثبيت بشكل مستقل ، لكن لن يرفض أحد توفير سيد مؤهل. سوف يقوم بجميع الأعمال دون أخطاء ولن يتجاهل التصميم الجميل (على سبيل المثال ، سيخفي الأسلاك ، ولن "يفرغها" للاعتبارات العامة). لكن معظم العملاء ما زالوا يقررون تنفيذ جميع الأعمال بأنفسهم. لماذا ا؟ إنه أسهل بكثير وأرخص. جميع الشركات التي تنتج مثل هذه المشاريع رائعة في تصفية السعر وبكلمات تبالغ في تقدير جودة العديد من النماذج. الشركة الموصوفة لا تفعل هذا. تؤكد المراجعات على الإنترنت هذا بنسبة 100٪.

تكلفة المكونات وتركيب النظامArduino (تحظى مشاريع المنزل الذكي بشعبية كبيرة) أرخص بكثير من الشركات المصنعة الأخرى. حتى الشركة نفسها تقترح تنفيذ التثبيت بالكامل بشكل مستقل ، لأنه في حالة حدوث عطل ، يجب على المالك فهم المخططات والمشروع ككل. أيضًا ، بمعرفة النظام بدقة ، يمكنك تعديله بسهولة ويسر بنفسك.

يوجد الكثير من المكتبات مفتوحة المصدر على منصة Arduino ، لذا فإن العثور على البرنامج المناسب لك لن يكون صعبًا.

مجموعات

هناك مجموعات "المنزل الذكي" للبيع. في نفوسهم ، يمكن للمشتري العثور على جميع المكونات اللازمة لإنشاء أنظمة آلية في منزله: اللوحة الأم ولوحة التجارب والأجزاء الإلكترونية وقواعد الاستخدام. ستعلم هذه المجموعة الشخص على توصيل الثنائيات بشكل صحيح وتشغيل الأجهزة عن طريق التصفيق والتحكم في الأجهزة عن بُعد.

تم إنشاء "Dare" للأطفال من سن 14 عامًا. تتضمن المجموعة التعليمات. باستخدام المجموعة ، يمكنك إنشاء خمسة مشاريع جاهزة: ساعة توقيت ، وضوء ليلي ، وما إلى ذلك.

مجموعة Arduino Starter Kit هي مجموعة أساسية ينصح جميع المالكين بالبدء في التعرف عليها. يأتي مع لوحة Arduino UNO وأجهزة استشعار ودرع ومقاومات وما إلى ذلك. يكلف حوالي 80 يورو.

"ماتريوشكا" مخصص للأطفال من سن 10 سنوات. يباع في عدة إصدارات ، والتي تختلف فيما بينها في عدد ونوع الأجزاء ، على التوالي ، وبمساعدة كل منها ، يمكنك إجراء تجارب مختلفة تمامًا عن بعضها البعض. تم تزويد لوحة Arduino UNO Rev3 المصنوعة في إيطاليا. يمكن لهذه المجموعة أن تصنع ضوءًا ليليًا وخلاطًا واختبار بطارية وما إلى ذلك.

عادة ما يتم شراء "Amperka" لأغراض تعليميةالمؤسسات. إنه مصنوع للأطفال من سن 12 عامًا. في نهاية الفصل ، سيتمكن الأطفال من إنشاء روبوت يتحرك في خط مستقيم. يتم تزويد وحدة التحكم بطراز Arduino Uno.

ضبط "Dare" ("المنزل الذكي") على اردوينو الأكثر شعبية في الوقت الحالي.

المنصات

النظام الأساسي القياسي هو Arduino Uno. غالبًا ما يعمل "المنزل الذكي" على أساسه. إنه الأكثر شيوعًا لأنه غير مكلف. باستخدامه ، يمكنك التحكم بسهولة في معدات الميكروكونترولر. إذا لم يكن الشخص على دراية بلوحات Arduino ، ينصحه جميع المالكين بالبدء في التعرف على هذه اللوحة.

Arduino Leonardo أرخص قليلاًالخيار أعلاه. النقطة المهمة هي أنه ، على عكس Uno ، يمكن استخدامه كجهاز USB. على سبيل المثال ، بفضل هذه اللوحة ، يمكنك التحكم في الماوس ولوحة المفاتيح.

لماذا يتم إنشاء "المنزل الذكي" في أغلب الأحياناردوينو ميجا 2560؟ إنه يختلف ظاهريًا قليلاً عن Uno ، ولكنه يحتوي على وظائف أكثر. غالبًا ما يتم استخدامه للعمل في وقت واحد مع عدد كبير من الأجهزة. وفقًا لذلك ، من الأسهل كثيرًا التعامل معها عندما يتعلق الأمر بالمشاريع الكبيرة. بشكل عام ، إذا كنت تخطط لإنشاء "منزل ذكي"Arduino Mega هو الخيار الأنسب.

مزايا النظام

هناك طلب كبير على شركة Arduino بين الأشخاص الذين ليس لديهم دراية كافية بالبرمجة. جميع الأنظمة المقدمة لها واجهة واضحة. ومع ذلك ، لا تقتصر الفوائد على هذا.

قدمت الشركة المصنعة القدرة على الإنشاءالبرامج الخاصة - شفرة المصدر مفتوحة. اللغة المستخدمة سهلة التعلم قدر الإمكان. إذا لزم الأمر ، يمكنك نقل البرامج باستخدام كبل USB. مجموعات المنزل الذكي مثيرة للاهتمام للغاية.

بمعنى ، إذا كنت تعرف لغة برمجة ، فيمكنك شراء إصدار واحد فقط من البرنامج وتخصيصه قدر الإمكان لنفسك.

إذا كنت بحاجة إلى أدوات مساعدة إضافية ، فيمكنك تنزيلها مجانًا من الموقع الرسمي. يمكن التحكم في النظام من الكمبيوتر والهاتف باستخدام البرنامج.

مبادئ العمل

تقوم أجهزة الاستشعار بنقل المعلومات إلى جهاز كمبيوتر أوالهاتف باستخدام تقنية نقل البيانات اللاسلكية. تقوم أداة مساعدة خاصة بمعالجة البيانات - يتم تنفيذ الأمر. يوجد مستشعر رئيسي (مركزي) ، يمكن شراؤه أو صنعه بنفسك. تحتوي لوحات Arduino (تم تطوير مشاريع Smart Home عليها) على موصلات قياسية. بفضل هذا ، يمكنك بسهولة التقاط جميع المكونات.

ماذا تريد ان تبني؟

إذا كانت هناك رغبة في تجميع مشروع بنفسك ، فأنت بحاجة إلى تجميع بعض الأجهزة وأخذ الأجهزة. اي نوع؟

• أجهزة الاستشعار وأجهزة التحكم.
• وحدة الإنترنت.
• كابل ثنائي ملفوف).
• مفتاح كهربائي.
• المقاوم.
• سلك لوحدة الإنترنت.
• تناوب.

من الملحقات ، ستحتاج إلى مكواة لحام ومفكات براغي وما إلى ذلك.

يجب شراء مجموعات Arduino منمتاجر موثوقة. لماذا ا؟ جميع الأجهزة اللازمة للعمل مع الكهرباء ، وهذا هو سبب خطورة استخدام المنتجات المقلدة. يمكن تنزيل جميع الأدوات المساعدة اللازمة من الإنترنت. لذلك ، من السهل جدًا إنشاء "منزل ذكي" بيديك استنادًا إلى Arduino.

يجب اختيار المستشعرات بناءً على تفضيلاتها: تشغيل الضوء أو إيقاف تشغيله ، والتحكم في درجة الحرارة ، وما إلى ذلك.

عملية التثبيت

من الضروري الانتباه إلى حقيقة أن "المنزل الذكي" يجب أن يكون به مصابيح LED فقط. لن تكون الخيارات التقليدية قادرة على تحمل الضغط - فهي إما ستنفجر أو تحترق ببساطة.

بعد مشروع "المنزل الذكي" على اردوينو بالفعلستكون جاهزًا ، فأنت بحاجة إلى البدء في توصيل وحدات التحكم وأجهزة الاستشعار. يفعلون ذلك دون الانحراف عن الرسم والرسم التخطيطي اللذين تم إنشاؤهما سابقًا. يجب عزل جهات الاتصال.

يمكن تقديم جميع الأعمال على مراحل في شكل خوارزمية:

1. تثبيت الكود.
2. إعداد التطبيق لجهاز كمبيوتر أو هاتف.
3. ميناء الشحن.
4. اختبار أجهزة الاستشعار والبرمجيات.
5. القضاء على المشاكل ، إن وجدت ، تم تحديدها أثناء الفحص.

من الأفضل تنزيل البرنامج من مصدر موثوق به في أرشيف. بعد فتح الأخير وتثبيت جميع الأدوات المساعدة ، يجب إعادة تشغيل التطبيق أو إعادة تشغيل الجهاز.

سيعرض برنامج Smart Home على Arduino حالة المستشعرات والمعلومات الواردة منها. إذا لزم الأمر ، يمكنك دائمًا تغيير عنوان الشبكة وإيقاف تشغيل المنبه.

العمل مع جهاز التوجيه

تحتاج إلى فتح منفذ على جهاز التوجيه. ما الذي يجب القيام به لإكمال هذا العمل؟ افتح قائمة التكوين ، واكتب عنوان شبكة Arduino وقم بتنشيط المنفذ.

بعد ذلك مباشرة ، يمكنك تعيين اسم المجال. الآن لا شيء يمنع المالك من بدء اختبار النظام الذي تم إنشاؤه بيديه.

جهاز التحكم

بفضل خادم الشركة ، كل شيءتقنية فيما بينهم. يُسمح باستخدام الخدمات السحابية التي تسمح بتصور العمليات. بفضل الإنترنت ، يمكنك التحكم في منزلك تمامًا. يمكنك تشغيل / إيقاف تشغيل الغلاية أو التدفئة من الطرف الآخر من المدينة.

هناك طريقة أخرى للمساعدة في التحكم في منزلك - رسائل SMS. لا يحدث دائمًا وجود اتصال بالإنترنت ، لذا فإن هذه الطريقة مناسبة تمامًا.

النتائج

من الضروري الانتباه إلى حقيقة أن "المنزل الذكي" علىلا يمكن لقاعدة Arduino العمل مع عنوان شبكة مفتوح ، وإلا فسيكون من السهل الاختراق. يمكن أن تساعد جميع المباني التي تعمل بنظام "ذكي" في توفير الطاقة لكل شخص ، فضلاً عن الاستخدام الصحيح لجميع الموارد. الشيء الرئيسي هو اختيار المكونات الصحيحة دون أي مزيفة.

من المهم أيضًا أن "Arduino"يحتوي على العديد من المكتبات التي تتضمن الآلاف من أكواد البرامج. هذا هو السبب في أنه سيكون من السهل جدًا إنشاء نظام "المنزل الذكي" على Arduino ، باستخدام الإنترنت فقط.

ملاحظات المالكين على النظام إيجابية.لا توجد أخطاء ، تصل جميع الإخطارات في الوقت المحدد ، وبرنامج التتبع واضح. يتم تحديث الضمانات بشكل متكرر ، لذلك إذا حدث شيء غير متوقع ، فسيراه المالك على الفور. إن إنشاء مثل هذا النظام بيديك هو الحل الأفضل والأكثر نجاحًا الذي سيساعدك على توفير المال. لا يوجد شيء صعب في تركيب أجهزة الاستشعار وأجهزة التحكم.