Come creare una casa intelligente utilizzando il modulo relè di controllo Arduino - Idee per l'automazione domestica: 15 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

In questo progetto di automazione domestica, progetteremo un modulo relè per la casa intelligente in grado di controllare 5 elettrodomestici. Questo modulo relè può essere controllato da cellulare o smartphone, telecomando IR o telecomando TV, interruttore manuale. Questo relè intelligente può anche rilevare la temperatura ambiente e la luce solare per accendere e spegnere la ventola e la lampadina.

Questo modulo logico ha le seguenti caratteristiche:

1. Elettrodomestici controllati da Bluetooth mobile

2. Elettrodomestici controllati dal telecomando TV (infrarossi)

3. Elettrodomestici controllati automaticamente dal sensore di temperatura e umidità

4. Elettrodomestici controllati da Dark Sensor

5. Visualizza la lettura LIVE della temperatura e dell'umidità.

6. Elettrodomestici controllati con interruttori manuali

7. Arduino integrato in modo che il codice Arduino possa essere caricato sul modulo relè.

Forniture

Componenti richiesti per i progetti Smart Home:

1. Microcontrollore ATMEGA328P

2. Modulo Bluetooth HC05

3. Sensore DHT11

4. Display OLED (128 X 32)

5. 1738 Ricevitore a infrarossi

6. Optoaccoppiatore PC817 (5 no)

7. Transistor NPN BC547 (5 no)

8. Diodi 1N4007 (5 no)

9. Diodo 1N4001 (1 no)

10. LED 5mm (6 no)

11. Condensatori 22pF (2 no)

12. Condensatore 100nF (104) (1 no)

13. Condensatore da 100uF (1 no)

14. Resistori da 220 ohm (10 no) (da R6 a R10)

15. Resistori da 1k (7 no) (da R1 a R5)

16. Resistori da 10k (8 no)

Resistenza da 17. 2k (1no) e 4.7k (1no)

18. LDR (1 no)

19. Cristallo da 16 MHz, 20. Pulsanti (8 no)

21. Relè 5V (5 no)

22. Ponticello (2no), connettori, base IC

23. Scheda di interfaccia FTDI 232 da USB a seriale o Arduino UNO

24. PCB

Passaggio 1: Schema del circuito

Questo è lo schema elettrico completo di questo progetto di domotica. Ho spiegato il circuito nel video tutorial.

Ho usato il micro controller ATMEGA328P per controllare il modulo relè a 5 canali. Ho anche collegato il modulo Bluetooth HC05, il ricevitore IR 1738 per controllare i relè da Bluetooth e telecomando a infrarossi. E sensore di temperatura e umidità DHT11 e LDR per controllare automaticamente il relè.

In questo circuito, possiamo usare entrambi i relè 5V o 12V ma dobbiamo cambiare i resistori di conseguenza come menzionato nel circuito.

Passaggio 2: crea il circuito su breadboard per il test

Prima di progettare il PCB, ho realizzato il circuito sulla breadboard per il test. Durante i test, ho caricato lo sketch Arduino sul microcontrollore Atmega328P utilizzando una scheda di interfaccia da USB a seriale (FTDI232), quindi ho provato a controllare i relè con Bluetooth, telecomando TV, sensore di temperatura, LDR, ecc.

Ho anche mappato tutti i pin del microcontrollore utilizzati in questo circuito.

Passaggio 3: modalità diversa del modulo relè intelligente

In questo progetto Smart home possiamo controllare il modulo relè in diverse modalità:

1. Modalità Bluetooth

2. Modalità infrarossi

3. Modalità automatica

4. Modalità manuale

Possiamo facilmente cambiare la modalità con i pulsanti CMODE e SMODE montati sul PCB.

Per cambiare la modalità:

1. Premere il pulsante CMODE.

2. Quindi premere il pulsante SMODE per selezionare la modalità.

3. Dopo aver selezionato nuovamente la modalità, premere il pulsante CMODE.

Passaggio 4: modalità controllata da Bluetooth

Qui utilizzeremo il modulo Bluetooth HC05 e l'app Bluetooth Arduino dal Play Store per controllare il modulo relè dallo smartphone. Puoi usare altre app ma devi modificare il codice di conseguenza.

Poiché il livello logico dell'HC05 è 3,3 volt ma per il microcontrollore il livello logico è 5 volt. Quindi ho usato un partitore di tensione con resistore da 2k e 4.7k mentre collegavo l'RX dell'HC05 al TX dell'Atmega328P.

Passaggio 5: modalità controllata a infrarossi

Qui useremo il ricevitore a infrarossi 1738 per controllare il modulo relè dal telecomando della TV. Puoi usare qualsiasi telecomando a infrarossi ma devi ottenere i rispettivi codici esadecimali dei pulsanti del telecomando e modificare il codice di conseguenza.

Puoi fare riferimento al video incorporato in cui ho spiegato come ottenere facilmente il codice esadecimale dal pulsante del telecomando della TV.

È possibile utilizzare qualsiasi pulsante inutilizzato del telecomando per controllare il modulo relè.

Passaggio 6: modalità controllata da temperatura e luce

In modalità Auto, questo modulo relè intelligente può essere controllato dalla temperatura ambiente predefinita e dalla luce solare. Ha un sensore di temperatura e umidità DHT11 che rileva la temperatura e l'umidità dopo ogni intervallo di 5 secondi.

Quando la temperatura supera il valore di temperatura massima predefinito menzionato nel codice Arduino, il relè 1 e il relè 2 si accendono.

Quando la temperatura diventa inferiore al valore di temperatura minima predefinito menzionato nel codice Arduino, il relè 1 e il relè 2 si spengono.

Controllo LDR

Un LDR è montato sul PCB per rilevare la luce ambientale. Funziona come un sensore scuro.

Quando il livello di luminosità scende al di sotto del valore predefinito, il Relè 3 e il Relè 4 si accendono.

Quando il livello di luminosità supera il valore predefinito il Relè 3 e il Relè 4 si spengono.

Fare riferimento al video incorporato in alto per una migliore comprensione.

Passaggio 7: modalità manuale

Il modulo Relè può essere comandato anche manualmente dai pulsanti montati sulla scheda.

Ci sono 5 pulsanti S1, S2, S3, S4, S5 per accendere e spegnere rispettivamente Relè1, Relè2, Relè3, Relè4, Relè5.

E c'è un pulsante RESET per spegnere tutti i relè contemporaneamente.

Ho spiegato la funzionalità del circuito nel video tutorial.

Passaggio 8: progettazione del PCB

Poiché utilizzerò il circuito quotidianamente, quindi dopo aver testato tutte le funzionalità del modulo relè intelligente sulla breadboard, possiamo iniziare a progettare il PCB.

Puoi scaricare il file PCB Gerber di questo progetto domotico dal seguente link:

drive.google.com/uc?export=download&id=180s0bidnq6u6ilYs4vcLQwcjJ2zMrFZP

Passaggio 9: ordinare il PCB

Dopo aver scaricato il file Garber puoi facilmente ordinare il PCB

1. Visita https://jlcpcb.com e accedi/iscriviti

2. Fare clic sul pulsante PREVENTIVO ORA.

3 Fare clic sul pulsante "Aggiungi il tuo file Gerber". Quindi sfoglia e seleziona il file Gerber che hai scaricato.

Passaggio 10: caricamento del file Gerber e impostazione dei parametri

4. Imposta il parametro richiesto come quantità, colore PCB, ecc

5. Dopo aver selezionato tutti i parametri per PCB, fare clic sul pulsante SALVA NEL CARRELLO.

Passaggio 11: selezionare l'indirizzo di spedizione e la modalità di pagamento

6. Digitare l'indirizzo di spedizione.

7. Seleziona il metodo di spedizione adatto a te.

8. Invia l'ordine e procedi al pagamento.

Puoi anche tracciare il tuo ordine da JLCPCB.com

I miei PCB hanno impiegato 2 giorni per essere prodotti e sono arrivati entro una settimana utilizzando l'opzione di consegna DHL. I PCB erano ben confezionati e la qualità era davvero buona a questo prezzo abbordabile.

Passaggio 12: saldare tutti i componenti

Successivamente saldare tutti i componenti come da schema elettrico.

Quindi collegare il microcontrollore atmega328P, HC05 e tutti i sensori.

Passaggio 13: programmare il microcontrollore

1. Collegare la scheda di interfaccia USB a seriale (FTDI232).

2. Scarica lo schizzo Arduino. (Allegato)

3. Selezionare la scheda Arduino UNO e la porta corretta. Quindi carica il codice.

Passaggio 14: collegare gli elettrodomestici

Collegare i 5 elettrodomestici secondo lo schema elettrico. Si prega di prendere le dovute precauzioni di sicurezza mentre si lavora con l'alta tensione.

Collegare l'alimentazione a 5 Volt CC al PCB come mostrato nel circuito. (Ho usato il mio vecchio caricatore del cellulare)

Passaggio 15: finalmente

Accendere l'alimentazione 110V/230V e l'alimentazione 5V DC.

Ora puoi controllare i tuoi elettrodomestici in modo intelligente.

Spero che questo progetto di domotica vi sia piaciuto. Ho condiviso tutte le informazioni richieste per questo progetto.

Lo apprezzerò molto se condividi il tuo prezioso feedback, inoltre, se hai qualche domanda, scrivi nella sezione commenti.

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