Casa inteligente baseada em controladores Arduino: projeto e organização de espaço controlado

O desenvolvimento de ferramentas de automação levou à criação de sistemas complexos que melhoram a qualidade de vida humana.Muitos fabricantes conhecidos de ambientes eletrônicos e de software oferecem soluções padrão prontas para vários objetos.

Mesmo um usuário inexperiente pode desenvolver projetos independentes e montar uma “casa inteligente” usando Arduino para atender às suas necessidades. O principal é entender o básico e não ter medo de experimentar.

Neste artigo veremos o princípio de criação e as principais funções de uma casa automatizada baseada em dispositivos Arduino. Consideraremos também os tipos de placas utilizadas e os principais módulos do sistema.

Criando sistemas na plataforma Arduino

Arduino é uma plataforma para desenvolvimento de dispositivos eletrônicos com controle automático, semiautomático ou manual. É feito de acordo com o princípio de um designer com regras de interação entre os elementos claramente definidas. O sistema é aberto, o que permite que fabricantes terceirizados participem de seu desenvolvimento.

Clássico «Casa inteligente» consiste em blocos automatizados que executam as seguintes funções:

  • coletar as informações necessárias por meio de sensores;
  • analisar dados e tomar decisões usando um microprocessador programável;
  • implementar as decisões tomadas emitindo comandos para vários dispositivos.

A plataforma Arduino é boa justamente porque não está presa a um fabricante específico, mas permite que o consumidor escolha os componentes que mais lhe agradam. A seleção deles é enorme, então você pode concretizar quase qualquer ideia.

Recomendamos conferir o melhor dispositivos inteligentes para casa.

Kit inicial do Arduino
Para aprender a trabalhar com Arduino, você pode adquirir um Starter Kit no site do fabricante. É necessário conhecimento de inglês técnico, pois a documentação não é russificada

Além da variedade de dispositivos conectados, o ambiente de programação implementado em C++ acrescenta variedade. O usuário pode não apenas utilizar as bibliotecas criadas, mas também programar a reação dos componentes do sistema aos eventos emergentes.

Elementos da placa principal

O principal elemento de uma “casa inteligente” são uma ou mais placas centrais (mãe). Eles são responsáveis ​​pela interação de todos os elementos. Somente após identificar as tarefas que precisam ser resolvidas é que você pode começar a selecionar o nó principal do sistema.

A placa-mãe combina os seguintes elementos:

  • Microcontrolador (processador). Seu principal objetivo é gerar e medir tensões nas portas na faixa de 0-5 ou 0-3,3 V, armazenar dados e realizar cálculos.
  • Programador (não disponível em todas as placas). Usando este dispositivo, um programa é gravado na memória do microcontrolador, segundo o qual a “casa inteligente” funcionará. Ele está conectado a um computador, tablet, smartphone ou outro dispositivo através de uma interface USB.
  • Regulador de voltagem. Um dispositivo de 5 volts é necessário para alimentar todo o sistema.

Vários modelos de placas são produzidos sob a marca Arduino.Eles diferem entre si no formato (tamanho), número de portas e capacidade de memória. É com base nesses indicadores que você precisa escolher um dispositivo adequado.

Placa Arduino original
É melhor comprar placas e escudos Arduino do fabricante, pois são de melhor qualidade do que dispositivos compatíveis produzidos na China

Existem dois tipos de portas:

  • digital, que estão marcados no quadro com letras "d";
  • analógico, que estão marcados com a letra "a".

Graças a eles, o microcontrolador se comunica com os dispositivos conectados. Qualquer porta pode funcionar tanto para receber um sinal quanto para enviá-lo. As portas digitais marcadas como “pwm” são projetadas para entrada e saída de um sinal PWM (modulação por largura de pulso).

Portanto, antes de adquirir uma placa, é necessário estimar pelo menos aproximadamente o nível de sua carga nos diversos dispositivos. Isso permitirá determinar o número necessário de portas de todos os tipos.

Deve-se entender que o sistema doméstico inteligente não precisa necessariamente estar conectado a uma unidade de controle baseada em uma única placa-mãe. Funções como, por exemplo, ligar a iluminação artificial do local em função do horário do dia e manter reserva de água no reservatório são independentes entre si.

Do ponto de vista de garantir a confiabilidade do sistema eletrônico, é melhor separar as tarefas não relacionadas em blocos diferentes, o que o conceito Arduino facilita a implementação. Se você combinar muitos dispositivos em um só lugar, o microprocessador poderá superaquecer, conflito de bibliotecas de software e dificuldades em encontrar e eliminar falhas de software e hardware.

Robô baseado em Arduino
Conectar muitos tipos diferentes de dispositivos a uma placa geralmente é usado em robótica, onde a compacidade é importante. Para uma “casa inteligente” é melhor usar uma base própria para cada tarefa

Cada microprocessador está equipado com três tipos de memória:

  • Memória flash. Memória principal onde é armazenado o código do programa de gerenciamento do sistema. Uma pequena parte dele (3-12%) é ocupada por um programa bootloader integrado.
  • SRAM. RAM, onde são armazenados os dados temporários necessários para a execução do programa. Possui alta velocidade operacional.
  • EEPROM Memória mais lenta onde os dados também podem ser armazenados.

A principal diferença entre os tipos de memória para armazenamento de dados é que quando a energia é desligada, as informações que estão gravadas na SRAM são perdidas, mas permanecem na EEPROM. Mas o tipo não volátil também tem uma desvantagem - um número limitado de ciclos de gravação. Isso é algo para se ter em mente ao criar seus próprios aplicativos.

Ao contrário do uso do Arduino na robótica, a maioria das tarefas domésticas inteligentes não requer muita memória nem para programas nem para armazenamento de informações.

Tipos de placas para montagem de uma casa inteligente

Vejamos os principais tipos de placas usadas com mais frequência na montagem de sistemas domésticos inteligentes.

Visualização nº 1 - Arduino Uno e seus derivados

As placas mais comumente usadas em sistemas domésticos inteligentes são Arduino Uno e Arduino Nano. Eles possuem funcionalidade suficiente para resolver problemas típicos.

Alimentando a placa Arduino com baterias
Ter placas completas alimentadas de 7 a 12 Volts oferece muitas vantagens. Em primeiro lugar, esta é a possibilidade de operação autônoma de longo prazo com baterias padrão ou baterias recarregáveis.

Parâmetros principais do Arduino Uno Rev3:

  • processador: ATMega328P (8 bits, 16 MHz);
  • número de portas digitais: 14;
  • dos quais com função PWM: 6;
  • número de portas analógicas: 6;
  • memória flash: 32KB;
  • SRAM: 2KB;
  • EEPROM: 1KB.

Não faz muito tempo, foi lançada uma modificação - Uno Wi-Fi, que contém um módulo ESP8266 integrado que permite a troca de informações com outros dispositivos usando o padrão 802.11 b/g/n.

A diferença entre o Arduino Nano e seu equivalente maior é que ele não possui tomada própria de 12 V. Isso é feito para obter um tamanho menor do dispositivo, o que permite que ele seja facilmente escondido em um espaço pequeno. Também para esses fins, a conexão USB padrão é substituída por um chip com cabo mini-USB. O Arduino Nano possui mais 2 portas analógicas em comparação ao Uno.

Existe outra modificação da placa Uno - Arduino Mini. É ainda menor que o Nano e muito mais difícil de trabalhar. Em primeiro lugar, a falta de uma porta USB cria um problema de firmware, pois para isso será necessário utilizar um conversor USB-Serial. Em segundo lugar, esta placa é mais exigente quando se trata de fonte de alimentação - é necessário fornecer uma faixa de tensão de entrada de 7 a 9 V.

Pelas razões descritas acima, a placa Arduino Mini raramente é usada para operação doméstica inteligente. Geralmente é utilizado em robótica ou na implementação de projetos prontos.

Visualização #2 - Arduino Leonardo e Micro

A placa Arduino Leonardo é semelhante ao Uno, mas um pouco mais poderosa. Outra característica interessante deste modelo é que ele é identificado como teclado, mouse ou joystick quando conectado a um computador. Portanto, é frequentemente usado para criar simuladores e dispositivos de jogos originais.

Dimensões e peso das placas Arduino
Tabela de tamanhos e dimensões de Uno, Leonardo e seus análogos em miniatura. Os desenvolvedores não seguiram a lógica dos nomes - “nano” deveria ser o menor

Os principais parâmetros do Arduino Leonardo são os seguintes:

  • processador: ATMega32u4 (8 bits, 16 MHz);
  • número de portas digitais: 20;
  • dos quais com função PWM: 7;
  • número de portas analógicas: 12;
  • memória flash: 32KB;
  • SRAM: 2,5KB;
  • EEPROM: 1KB.

Como pode ser visto na lista de parâmetros, o Leonardo possui mais portas, o que permite que este modelo seja carregado com um maior número de sensores.

Também para Leonardo existe um análogo em miniatura com características absolutamente idênticas chamado Micro. Ele não possui fonte de alimentação de 12V e em vez de uma entrada USB completa há um chip para cabo mini-USB.

A modificação do Leonardo chamada Esplora é um modelo puramente de jogo e não é adequado para as necessidades de uma “casa inteligente”.

Visualização #3 - Arduino 101, Arduino Zero e Arduino MKR1000

Às vezes, a operação de sistemas domésticos inteligentes implementados com base no Arduino requer muito poder de computação, que os microcontroladores de 8 bits não são capazes de fornecer. Tarefas como reconhecimento de voz ou imagem requerem um processador rápido e uma quantidade significativa de RAM para tais dispositivos.

Para resolver problemas tão específicos, são utilizadas placas poderosas que operam de acordo com o conceito Arduino. O número de portas que possuem é aproximadamente igual ao das placas Uno ou Leonardo.

Placa Arduino 101
O Arduino 101 tem as mesmas dimensões do Uno ou Leonardo, mas pesa quase o dobro. A razão para isso é a presença de duas entradas USB e chips adicionais

Uma das placas mais fáceis de usar, porém poderosas, o Arduino 101 possui as seguintes características:

  • processador: Intel Curie (32 bits, 32 MHz);
  • memória flash: 196KB;
  • SRAM: 24KB;
  • EEPROM: não.

Além disso, a placa está equipada com funcionalidade BLE (Bluetooth Low Energy) com capacidade de conectar facilmente soluções prontas, como sensor de frequência cardíaca, receber informações sobre o tempo fora da janela, enviar mensagens de texto, etc. Um giroscópio e um acelerômetro também estão integrados ao dispositivo, mas são usados ​​principalmente em robótica.

Outra placa semelhante, Arduino Zero, possui os seguintes indicadores:

  • processador: SAM-D21 (32 bits, 48 ​​MHz);
  • memória flash: 256KB;
  • SRAM: 32KB;
  • EEPROM: não.

Uma característica distintiva deste modelo é a presença de um depurador integrado (EDBG). Com sua ajuda fica muito mais fácil encontrar erros na programação da placa.

Depurando um programa para Arduino
Ao escrever código volumoso, até mesmo um programador altamente qualificado enfrenta erros. Para encontrá-los, use um depurador

Arduino MKR1000 é outro modelo adequado para computação de alta potência. Possui microprocessador e memória semelhante ao Zero. Seu principal diferencial é a presença de um chip Wi-Fi integrado com protocolo 802.11 b/g/n e um chip criptográfico com suporte ao algoritmo SHA-256 para proteção dos dados transmitidos.

Visualização #4 - Modelos da mega família

Às vezes é necessário usar um grande número de sensores e controlar um número significativo de dispositivos. Por exemplo, isto é necessário para o funcionamento automático de sistemas de ar condicionado distribuídos, que mantêm uma determinada temperatura para zonas individuais.

Para cada área local, é necessário monitorar as leituras de dois sensores de temperatura (o segundo é utilizado como controle) e, de acordo com o algoritmo, ajustar a posição do amortecedor, que determina o volume de ar quente que entra.

Se houver mais de 10 dessas zonas em uma casa de campo, serão necessárias mais de 30 portas para controlar todo o sistema. Claro, você pode usar várias placas do tipo Uno sob o controle comum de uma delas, mas isso cria dificuldades adicionais de comutação. Neste caso, é aconselhável utilizar modelos da família Mega.

Placa Arduino Mega
O tamanho das placas da família Mega (101,5 x 53,4 cm) é maior que o dos modelos testados anteriormente. Trata-se de uma necessidade técnica - caso contrário, não será possível colocar um número tão grande de portos

A placa Arduino Mega é baseada em um microprocessador bastante simples de 8 bits e 16 MHz aTMega1280.

Possui uma grande quantidade de memória:

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

Mas sua principal vantagem é a presença de muitas portas:

  • número de portas digitais: 54;
  • dos quais com função PWM: 15;
  • número de portas analógicas: 16.

Esta placa possui duas variedades modernas:

  • Mega 2560 é baseado no microprocessador aTMega2560, caracterizado por uma grande quantidade de memória flash - 256 KB;
  • O Mega ADK, além do microprocessador aTMega2560, é equipado com uma interface USB com capacidade de conexão a dispositivos baseados no sistema operacional Android.

O modelo Arduino Mega ADK possui um recurso. Ao conectar um telefone a uma entrada USB, a seguinte situação é possível: se o telefone precisar ser carregado, ele começará a “puxá-lo” da placa. Portanto, há um requisito adicional para a fonte de eletricidade - ela deve fornecer uma corrente de 1,5 amperes. Ao alimentar através de baterias, esta condição deve ser levada em consideração.

Alimentando o Arduino com um conjunto de baterias
Você pode fazer uma fonte de alimentação autônoma para Arduino usando baterias ou acumuladores conectados.Ao combinar conexões seriais e paralelas você pode alcançar a tensão desejada e um longo tempo de operação

Due é outro modelo do Arduino que combina a potência de um microprocessador com um grande número de portas.

Suas características são as seguintes:

  • processador: Atmel SAM3X8E (32 bits, 84 MHz);
  • número de portas digitais: 54;
  • dos quais com função PWM: 12;
  • número de portas analógicas: 14;
  • memória flash: 512KB;
  • SRAM: 96KB;
  • EEPROM: não.

Os contatos analógicos desta placa podem funcionar tanto na resolução usual de 10 bits para Arduino, que é feita para compatibilidade com modelos anteriores, quanto em 12 bits, que permite receber um sinal mais preciso.

Recursos de interação do módulo via portas

Todos os módulos que serão conectados à placa possuem no mínimo três saídas. Dois deles são fios de energia, ou seja, “terra”, bem como uma tensão de 5 ou 3,3 V. O terceiro fio é lógico. Ele transmite dados para a porta. Para conectar os módulos, são utilizados fios especiais agrupados em grupos de 3, às vezes chamados de jumpers.

Como os modelos Arduino geralmente têm apenas 1 porta de tensão e 1-2 portas de aterramento, para conectar vários dispositivos você precisará soldar fios ou usar placas de ensaio.

Usando uma placa de desenvolvimento
Você pode conectar não apenas a alimentação e as portas da placa Arduino à placa de ensaio, mas também outros elementos, como resistência, registros, etc.

A soldagem é mais confiável e é utilizada em dispositivos sujeitos a impactos físicos, como placas de controle para robôs e quadricópteros. Para uma casa inteligente, é melhor usar placas de desenvolvimento, pois é mais fácil tanto na instalação quanto na remoção do módulo.

Alguns modelos (por exemplo, Arduino Zero e MKR1000) possuem tensão de operação de 3,3 V, portanto, se um valor maior for aplicado às portas, a placa poderá ser danificada. Todas as informações sobre a fonte de alimentação estão disponíveis na documentação técnica do dispositivo.

Placas complementares (escudos)

Para aumentar as capacidades das placas-mãe, são usados ​​Shields - dispositivos adicionais que expandem a funcionalidade. Eles são fabricados para um formato específico, o que os distingue dos módulos conectados às portas. Os escudos são mais caros que os módulos, mas trabalhar com eles é mais fácil. Eles também são equipados com bibliotecas prontas com código, o que agiliza o desenvolvimento de seus próprios programas de controle para uma casa inteligente.

Escudos de proto e sensor

Esses dois escudos padrão não adicionam nenhuma funcionalidade especial. Eles são usados ​​para uma conexão mais compacta e conveniente de um grande número de módulos.

O Proto Shield é uma cópia quase completa do original em termos de portas, e você pode colar uma placa de desenvolvimento no meio do módulo. Isso facilita a montagem da estrutura. Esses complementos existem para todas as placas Arduino completas.

Placa-mãe e Proto Shield
O Proto Shield é colocado na parte superior da placa-mãe. Isso aumenta um pouco a altura da estrutura, mas economiza muito espaço no avião

Mas se houver muitos dispositivos (mais de 10), então é melhor usar placas de comutação Sensor Shield mais caras.

Eles não possuem bradboard, mas todos os pinos das portas são fornecidos individualmente com alimentação e aterramento. Isso permite que você evite ficar emaranhado em fios e jumpers.

Escudo de sensor para placa Arduino
A área de superfície da placa-mãe e das placas dos sensores é a mesma, mas não há chips, capacitores e outros elementos na blindagem. Isso libera muito espaço para conexões completas.

Esta placa também possui conectores para conectar facilmente diversos módulos: Bluetoots, cartões SD, RS232 (porta COM), rádio e ultrassom.

Conectando funcionalidade auxiliar

Os escudos com funcionalidades integradas são projetados para resolver problemas complexos, mas típicos. Se você precisa implementar ideias originais, é melhor escolher um módulo adequado.

Escudo Motor. Ele é projetado para controlar a velocidade e rotação de motores de baixa potência. O modelo original está equipado com um chip L298 e pode acionar dois motores DC ou um servo ao mesmo tempo. Há também uma peça de terceiros compatível que possui dois chips L293D com capacidade de controlar o dobro de unidades.

Escudo de Relé. Um módulo frequentemente usado em sistemas domésticos inteligentes. Placa com quatro relés eletromecânicos, cada um deles permitindo a passagem de corrente com força de até 5A. Isso é suficiente para ligar e desligar automaticamente dispositivos de quilowatts ou linhas de iluminação projetadas para corrente alternada de 220 V.

Escudo LCD. Permite exibir informações em uma tela integrada, que pode ser atualizada para um dispositivo TFT. Esta extensão é frequentemente usada para criar estações meteorológicas com leituras de temperatura em vários espaços residenciais, anexos, garagens, bem como temperatura, umidade e velocidade do vento externa.

Placa com tela LCD
O LCD Shield possui botões integrados que permitem programar a rolagem de informações e selecionar ações para enviar comandos ao microprocessador

Escudo de registro de dados. A principal tarefa do módulo é registrar dados de sensores em um cartão SD de formato completo de até 32 Gb com suporte para o sistema de arquivos FAT32. Para gravar em um cartão micro SD você precisa adquirir um adaptador.Este escudo pode ser usado como armazenamento de informações, por exemplo, ao gravar dados de um DVR. Fabricado pela empresa americana Adafruit Industries.

Escudo de cartão SD. Uma versão mais simples e barata do módulo anterior. Muitos fabricantes produzem tais extensões.

Escudo Ethernet. Módulo oficial para conectar o Arduino à Internet sem computador. Existe um slot para cartão micro SD, que permite gravar e enviar dados através da World Wide Web.

Escudo Wi-Fi. Permite a troca de informações sem fio com suporte para modo de criptografia. Serve para conexão à Internet e dispositivos que podem ser controlados via Wi-Fi.

Escudo GPRS. Este módulo é normalmente usado para comunicação entre uma casa inteligente e seu proprietário via celular por meio de mensagens SMS.

Módulos domésticos inteligentes

Conectar módulos de fabricantes terceirizados e a capacidade de trabalhar com eles usando a linguagem de programação integrada é a principal vantagem do sistema Arduino aberto em comparação com soluções domésticas inteligentes de “marca”. O principal é que os módulos tenham uma descrição dos sinais recebidos ou transmitidos.

Formas de obter informações

A entrada de informações pode ser feita através de portas digitais ou analógicas. Depende do tipo de botão ou sensor que recebe a informação e transmite para a placa.

Sinal analógico e digital
Para um programa de computador, um sinal digital corresponde a períodos com “0” e “1”, e um sinal analógico determina a faixa de valores de acordo com sua dimensão

Um sinal para o microprocessador pode ser enviado por uma pessoa que utiliza dois métodos para isso:

  • Pressionando um botão (tecla). O fio lógico neste caso vai para a porta digital, que recebe o valor “0” se o botão for liberado e “1” se for pressionado.
  • Girando a tampa do potenciômetro rotativo (resistor) ou mudando a alavanca do motor. Neste caso, o fio lógico vai para a porta analógica. A tensão passa por um conversor analógico-digital, após o qual os dados vão para o microprocessador.

Os botões são usados ​​para iniciar um evento, por exemplo, ligar e desligar luzes, aquecimento ou ventilação. Os botões giratórios são usados ​​para alterar a intensidade - aumentar ou diminuir o brilho da luz, o volume do som ou a velocidade de rotação das pás do ventilador.

Potenciômetro rotativo com tampa
Um potenciômetro é um dispositivo simples, por isso é muito barato. Suas principais características são a resistência elétrica e o ângulo de rotação

Sensores são usados ​​para determinar automaticamente parâmetros ambientais ou a origem de um evento.

Os seguintes tipos são mais procurados para operação em casa inteligente:

  • Sensor de som. Versões digitais deste dispositivo são usadas para ativar um evento por meio de palmas ou voz. Os modelos analógicos permitem reconhecer e processar som.
  • Sensor de luz. Esses dispositivos podem operar nas faixas visível e infravermelha. Este último pode ser usado como sistema de alerta de incêndio.
  • Sensor de temperatura. Diferentes modelos são utilizados para ambientes internos e externos, já que os externos ficam mais protegidos da umidade. Existem também dispositivos remotos no fio.
  • Sensor de umidade do ar. O modelo DHT11 é adequado para ambientes internos e o DHT22, mais caro, para ambientes externos. Ambos os dispositivos também podem fornecer leituras de temperatura. Conecte-se a uma porta digital.
  • Sensor de pressão de ar. Os barômetros analógicos da Bosh provaram funcionar bem com placas Arduino: bmp180, bmp280. Eles também medem a temperatura.O modelo bme280 pode ser chamado de estação meteorológica, pois também fornece um valor adicional de umidade.
  • Sensores de movimento e presença. Eles são usados ​​para fins de segurança ou para acender luzes automaticamente.
  • Sensor de chuva. Reage à água que entra em sua superfície. Também pode ser usado para acionar um alarme de vazamento no encanamento ou no circuito de aquecimento.
  • Sensor atual. Eles são usados ​​para detectar aparelhos elétricos que não funcionam (lâmpadas queimadas) ou para analisar tensão para evitar sobrecarga.
  • Sensor de vazamento de gás. Usado para detectar e responder a concentrações aumentadas de propano.
  • Sensor de dióxido de carbono. É utilizado para determinar a concentração de dióxido de carbono em salas de estar e em ambientes especiais, como adegas, onde ocorre a fermentação.

Existem muitos outros sensores diferentes para tarefas específicas, por exemplo, para medir peso, velocidade do fluxo de água, distância, umidade do solo, etc.

Dispositivo de medição da velocidade do vento
Alguns sensores, como o anemômetro, que mede a velocidade e direção do vento, são instrumentos eletromecânicos complexos

Muitos sensores e sensores podem ser feitos de forma independente usando componentes mais simples. Custará menos. Mas, diferentemente do uso de dispositivos seriais, você terá que gastar tempo calibrando.

Controle de dispositivos e sistemas

Além de recolher e analisar informação, uma “casa inteligente” deve responder a eventos emergentes. A presença de eletrônicos avançados em eletrodomésticos modernos permite acessá-los diretamente via Wi-Fi, GPRS ou EtherNet. Normalmente, os sistemas Arduino implementam a alternância entre um microprocessador e dispositivos de alta tecnologia via Wi-Fi.

Para usar o Arduino para ligar o ar condicionado quando a temperatura da casa estiver alta, bloquear a TV e a Internet à noite no quarto das crianças ou ligar a caldeira de aquecimento quando os proprietários chegarem, são necessários três passos:

  1. Instale o módulo Wi-Fi na placa-mãe.
  2. Encontre canais de frequência desocupados para evitar conflitos no sistema.
  3. Entenda comandos de dispositivos e ações de programas (ou use bibliotecas prontas).

Além de “comunicar-se” com dispositivos computadorizados, muitas vezes surgem tarefas que envolvem a realização de algumas ações mecânicas. Por exemplo, você pode conectar um servo acionamento ou uma pequena caixa de engrenagens à placa, que será alimentada a partir dela.

Servomotor de 5 volts
O servoacionamento consiste em um motor e diversas caixas de engrenagens. Portanto, apesar da baixa corrente (5 V), pode desenvolver uma potência decente, que é suficiente, por exemplo, para abrir uma janela

Se for necessário conectar dispositivos potentes operando a partir de uma fonte de alimentação externa, duas opções serão utilizadas:

  1. Inclusão no circuito de relé.
  2. Conectando um interruptor de alimentação e um triac.

Incluído em um circuito elétrico eletromagnético ou relé de estado sólido fecha e abre um dos fios conforme comando vindo do microprocessador. Sua principal característica é a corrente máxima permitida (por exemplo, 40 A) que pode passar por este dispositivo.

Quanto à conexão de um interruptor de alimentação (mosfet) para corrente contínua e um triac para corrente alternada, eles possuem uma corrente permitida menor (5-15 A), mas podem aumentar suavemente a carga. É para este propósito que as placas fornecem portas PWM. Esta propriedade é usada para regular o brilho da iluminação, velocidade do ventilador, etc.

Usando relés e interruptores de energia, você pode automatizar totalmente todos os circuitos elétricos da casa e iniciar o gerador na ausência de corrente. Portanto, com base no Arduino, é possível implementar o fornecimento autônomo de um apartamento ou edifício, incluindo todas as funções particularmente importantes - aquecimento, abastecimento de água, drenagem, ventilação e sistema de segurança.

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Leia mais sobre a casa inteligente da Xiaomi e da Apple nos seguintes artigos:

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Um exemplo de peça básica automontada para uma “casa inteligente”:

A abertura da plataforma Arduino permite a utilização de componentes de diversos fabricantes. Isto torna mais fácil projetar uma “casa inteligente” para atender às necessidades do usuário. Portanto, se você tem pelo menos um pouco de conhecimento na área de programação e conexão de dispositivos eletrônicos, vale a pena prestar atenção a este sistema..

Você conhece a plataforma Arduino na prática e deseja compartilhar sua experiência com os novatos neste assunto? Talvez você queira complementar o material acima com recomendações ou comentários úteis? Escreva seus comentários nesta publicação.

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