سیستم اتوماسیون خانگی با استفاده از آردوینو و یک برنامه ساده اندروید

اقلام مورد استفاده:

آردوینو یونو Arduino UNO
ماژول بلوتوث سریال HC-05 همراه با برد کمکی
ماژول رله 5 ولت 8 کانال
سیم برد بردی 40 تایی دو سر نری
آداپتور 5 ولت 3 Ah سویچینگ رسپری



پک اقلام مورد نیاز:

سیستم اتوماسیون خانگی با استفاده از یک برنامه ساده اندروید:
امروزه مردم همیشه گوشی های هوشمند همراه خود دارند. بنابراین منطقی است که از اینها برای کنترل لوازم خانگی استفاده کنید.

در اینجا یک پروژه اتوماسیون خانگی با استفاده از یک برنامه ساده اندرویدی ارائه شده است که می توانید از آن برای کنترل وسایل برقی با کلیک یا دستورات صوتی استفاده کنید. دستورات از طریق بلوتوث به Arduino Uno ارسال می شوند. بنابراین لازم نیست هنگام تماشای فیلم یا انجام برخی کارها برای روشن یا خاموش کردن دستگاه از جای خود بلند شوید.

در مورد این پروژه سیستم اتوماسیون خانگی با استفاده از آردوینو و یک برنامه ساده اندروید:

اتوماسیون خانگی: مدار و کار
مدار اتوماسیون خانگی حول یک برد Arduino Uno، ماژول بلوتوث HC-05 و یک برد رله 3 کاناله ساخته شده است. تعداد کانال ها به تعداد وسایلی که می خواهید کنترل کنید بستگی دارد. Arduino Uno با آداپتور/منبع برق 12 ولت DC تغذیه می شود. ماژول رله و ماژول بلوتوث به نوبه خود می توانند با استفاده از منبع تغذیه برد آردوینو Uno تغذیه شوند. نمونه اولیه نویسنده در شکل 1 نشان داده شده است. جزئیات اتصال برای هر دستگاه در شکل 2 نشان داده شده است.

ماژول بلوتوث:
ماژول بلوتوث مورد استفاده در این پروژه HC-05 (شکل 4) است که از ارتباط سریال حالت اصلی و رابط UART و slave (9600-115200 bps) SPP پشتیبانی می کند. با استفاده از این ویژگی ها می تواند با سایر دستگاه های دارای بلوتوث مانند تلفن همراه، تبلت و لپ تاپ ارتباط برقرار کند. ماژول با منبع تغذیه 3.3 تا 5 ولت کار می کند.

ماژول رله:
یک رله به شما اجازه می‌دهد مداری را با استفاده از ولتاژ و/یا جریان بسیار بالاتر از آنچه آردوینو می‌توانست، روشن یا خاموش کنید. رله ایزوله کامل بین مدار ولتاژ پایین در سمت آردوینو و سمت ولتاژ بالا کنترل کننده بار را فراهم می کند. با استفاده از 5 ولت آردوینو فعال می شود که به نوبه خود وسایل الکتریکی مانند فن ها، چراغ ها و تهویه مطبوع را کنترل می کند. یک ماژول رله 8 کاناله در شکل 5 نشان داده شده است.

برد آردوینو Uno:
آردوینو یک پلتفرم نمونه سازی الکترونیکی منبع باز است که بر اساس سخت افزار و نرم افزار انعطاف پذیر و با استفاده آسان است. این برای هنرمندان، طراحان، علاقمندان و هر کسی که علاقه مند به ایجاد اشیاء یا محیط های تعاملی است در نظر گرفته شده است.

Arduino Uno مبتنی بر میکروکنترلر ATmega328 (MCU) است. این شامل 14 پین ورودی/خروجی دیجیتال، شش ورودی آنالوگ، یک اتصال USB برای برنامه‌نویسی MCU داخلی، یک جک پاور، یک هدر ICSP و یک دکمه تنظیم مجدد است. این دستگاه با یک نوسان ساز کریستالی 16 مگاهرتز کار می کند و شامل همه چیز مورد نیاز برای پشتیبانی از MCU است. استفاده از آن بسیار آسان است زیرا برای شروع باید آن را با استفاده از کابل USB به رایانه متصل کنید یا با آداپتور AC-to-DC یا باتری آن را تغذیه کنید. MCU onboard به زبان برنامه نویسی Arduino با استفاده از Arduino IDE برنامه ریزی شده است.

در این مدار پروژه اتوماسیون خانگی، پایه های 10 و 11 آردوینو به ترتیب به پایه های TXD و RXD ماژول بلوتوث متصل می شوند که در شکل 6 نشان داده شده است.

پین های Gnd و Vcc ماژول بلوتوث به ترتیب به Gnd و +3.3 ولت برد آردوینو متصل می شوند. پایه های 2، 3 و 4 به سه رله (RL1، RL2 و RL3) برد رله متصل می شوند. پایه های Vin و Gnd برد رله به ترتیب به پایه های Vin و Gnd برد آردوینو متصل می شوند.

توجه: معمولاً از Vin برای دادن برق ورودی استفاده می شود، اما از آنجایی که ما 12 ولت را با استفاده از آداپتور به آردوینو می دهیم، می توانیم از پین Vin در آردوینو برای تغذیه ماژول رله 12 ولت استفاده کنیم.

نرم افزار:
برنامه نرم افزاری پروژه اتوماسیون خانگی (homeautomation.ino) با زبان برنامه نویسی آردوینو به نام Processing نوشته شده است. Arduino Uno با استفاده از نرم افزار Arduino IDE برنامه ریزی شده است که می توانید آن را از arduino.cc دانلود کنید. نرم افزار MIT App Inventor برای ساخت اپلیکیشن اندروید (.apk) برای این پروژه استفاده شده است.

وقتی روی دکمه‌ها کلیک می‌کنید یا دستورات صوتی را از طریق بلوتوث در تلفن همراه به ماژول بلوتوث HC-05 متصل به برد آردوینو می‌دهید، برنامه روی تلفن هوشمندتان داده‌ها را ارسال می‌کند. پین داده های دریافتی TXD HC-05 به آردوینو متصل است. Arduino Uno داده های دریافتی را پردازش کرده و برد رله را بر این اساس کنترل می کند.

مراحل نصب برنامه اندروید (apk.) به شرح زیر است:

1. برنامه (homeautomation.apk) را دانلود کنید.
2. فایل apk. را اجرا کنید. از شما می خواهد که عمل را کامل کنید. روی Package Installer و سپس Install کلیک کنید.
3. همچنین به یک برنامه تشخیص صدا در تلفن هوشمند اندرویدی خود نیاز دارید. اکثر گوشی های هوشمند این برنامه را از پیش نصب کرده اند. اگر آن را ندارید، یکی از فروشگاه Google Play را دانلود کنید.

پوشه منبع دانلود: اینجا را کلیک کنید.
ساخت و آزمایش:
مدار را همانطور که در نمودار مدار نشان داده شده است جمع کنید. Arduino IDE را باز کنید و برنامه را کامپایل کنید (طرح). طرح (homeautomation.ino) را در برد آردوینو آپلود کنید. منبع تغذیه آردوینو را با اتصال آن به منبع برق 12 ولت روشن کنید. ماژول بلوتوث را با تلفن Android خود جفت کنید. رمز عبور “1234” (رمز عبور پیش فرض) ماژول بلوتوث را تایپ کنید.

برای اتصال آن به ماژول بلوتوث روی برنامه Bluetooth Image کلیک کنید. به طور خودکار متصل می شود و به عنوان Connected در برنامه نمایش داده می شود.

اکنون می توان گفت برای کنترل لوازم خانگی با استفاده از برنامه آماده هستید. می توانید از دکمه های روشن/خاموش یا دستورات صوتی برای کنترل وسایل استفاده کنید. با افزایش تعداد کانال ها در رله می توانید وسایل برقی بیشتری را کنترل کنید. به عنوان مثال، با استفاده از یک رله 8 کانال، می توانید حداکثر هشت دستگاه را کنترل کنید. برای این کار، باید کد منبع را با افزودن دستورات ورودی و فرمان‌های صوتی برای کنترل دستگاه‌ها تغییر دهید.

منبع این مطالب:

https://www.electronicsforu.com/