Arduino 컨트롤러 기반 스마트 홈: 통제된 공간의 설계 및 구성
자동화 도구의 개발은 인간 삶의 질을 향상시키는 복잡한 시스템의 탄생으로 이어졌습니다.잘 알려진 전자 및 소프트웨어 환경 제조업체 중 다수는 다양한 대상에 대해 기성 표준 솔루션을 제공합니다.
경험이 없는 사용자라도 자신의 필요에 맞게 Arduino를 사용하여 독립적인 프로젝트를 개발하고 "스마트 홈"을 조립할 수 있습니다. 가장 중요한 것은 기본을 이해하고 실험을 두려워하지 않는 것입니다.
이 기사에서는 Arduino 장치를 기반으로 하는 자동화된 주택의 생성 원리와 주요 기능을 살펴보겠습니다. 또한 사용되는 보드 유형과 시스템의 주요 모듈도 고려할 것입니다.
기사 내용:
Arduino 플랫폼에서 시스템 만들기
Arduino는 자동, 반자동 또는 수동 제어 기능을 갖춘 전자 장치를 개발하기 위한 플랫폼입니다. 이는 요소 간의 상호 작용 규칙을 명확하게 정의한 디자이너의 원칙에 따라 만들어졌습니다. 시스템은 공개되어 있어 제3자 제조업체도 개발에 참여할 수 있습니다.
클래식 «스마트 하우스» 다음 기능을 수행하는 자동화된 블록으로 구성됩니다.
- 센서를 통해 필요한 정보를 수집합니다.
- 프로그래밍 가능한 마이크로프로세서를 사용하여 데이터를 분석하고 결정을 내립니다.
- 다양한 장치에 명령을 내려 내린 결정을 구현합니다.
Arduino 플랫폼은 특정 제조업체에 국한되지 않고 소비자가 자신에게 적합한 구성 요소를 선택할 수 있기 때문에 좋습니다. 그들의 선택은 엄청나므로 거의 모든 아이디어를 실현할 수 있습니다.
우리는 최고의 것을 확인하는 것이 좋습니다 가정용 스마트 기기.
연결된 장치의 다양성 외에도 C++로 구현된 프로그래밍 환경은 다양성을 더해줍니다. 사용자는 생성된 라이브러리를 사용할 수 있을 뿐만 아니라 새로운 이벤트에 대한 시스템 구성 요소의 반응을 프로그래밍할 수도 있습니다.
메인보드 요소
"스마트 홈"의 주요 요소는 하나 이상의 중앙(마더) 보드입니다. 그들은 모든 요소의 상호 작용을 담당합니다. 해결해야 할 작업을 식별한 후에만 시스템의 기본 노드 선택을 시작할 수 있습니다.
마더보드는 다음 요소를 결합합니다.
- 마이크로컨트롤러(프로세서). 주요 목적은 0-5 또는 0-3.3V 범위의 포트에서 전압을 출력 및 측정하고, 데이터를 저장하고 계산을 수행하는 것입니다.
- 프로그래머(모든 보드에 있는 것은 아님) 이 장치를 사용하면 "스마트 홈"이 작동하는 프로그램이 마이크로 컨트롤러의 메모리에 기록됩니다. USB 인터페이스를 사용하여 컴퓨터, 태블릿, 스마트폰 또는 기타 장치에 연결됩니다.
- 전압 조정기. 전체 시스템에 전원을 공급하려면 5V 장치가 필요합니다.
Arduino 브랜드로 여러 보드 모델이 생산됩니다.폼 팩터(크기), 포트 수 및 메모리 용량이 서로 다릅니다. 적합한 장치를 선택해야 한다는 것은 이러한 지표를 기반으로 합니다.
포트에는 두 가지 유형이 있습니다.
- 디지털, 칠판에 문자로 표시되어 있습니다. "디";
- 비슷한 물건, 문자로 표시되어 있습니다. "ㅏ".
덕분에 마이크로 컨트롤러는 연결된 장치와 통신합니다. 모든 포트는 신호를 수신하고 전송하는 데 모두 작동할 수 있습니다. "pwm"이라고 표시된 디지털 포트는 PWM(펄스 폭 변조) 신호를 입력 및 출력하도록 설계되었습니다.
따라서 보드를 구매하기 전에 적어도 다양한 장치의 부하 수준을 대략적으로 추정해야 합니다. 이를 통해 모든 유형의 필요한 포트 수를 결정할 수 있습니다.
스마트 홈 시스템은 반드시 단일 마더보드 기반의 제어 장치에 연결될 필요는 없다는 점을 이해해야 한다. 예를 들어, 하루 중 시간대에 따라 해당 지역의 인공 조명을 켜거나 저장 탱크에 물을 비축해 두는 등의 기능은 서로 독립적입니다.
전자 시스템의 신뢰성을 보장한다는 관점에서 관련되지 않은 작업을 여러 블록으로 분리하는 것이 더 좋으며 Arduino 개념을 사용하면 쉽게 구현할 수 있습니다. 여러 장치를 한 곳에 결합하면 마이크로프로세서가 과열되고 소프트웨어 라이브러리가 충돌하며 소프트웨어 및 하드웨어 결함을 찾아 제거하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다.
각 마이크로프로세서에는 세 가지 유형의 메모리가 장착되어 있습니다.
- 플래시 메모리. 시스템 관리 프로그램 코드가 저장되는 메인 메모리입니다. 그 중 작은 부분(3-12%)은 내장된 부트로더 프로그램이 차지합니다.
- 스램. 프로그램 실행에 필요한 임시 데이터가 저장되는 RAM입니다. 높은 작동 속도가 특징입니다.
- EEPROM 데이터를 저장할 수도 있는 느린 메모리입니다.
데이터 저장용 메모리 유형의 주요 차이점은 전원이 꺼지면 SRAM에 기록된 정보가 손실되지만 EEPROM에는 남아 있다는 것입니다. 그러나 비휘발성 유형에는 쓰기 주기 수가 제한된다는 단점도 있습니다. 이는 자신만의 애플리케이션을 만들 때 명심해야 할 사항입니다.
로봇 공학에서 Arduino를 사용하는 것과는 달리 대부분의 스마트 홈 작업에는 프로그램이나 정보 저장을 위해 많은 메모리가 필요하지 않습니다.
스마트 홈 조립용 보드 유형
스마트 홈 시스템을 조립할 때 가장 자주 사용되는 주요 보드 유형을 살펴 보겠습니다.
보기 #1 - Arduino Uno 및 그 파생물
스마트 홈 시스템에서 가장 일반적으로 사용되는 보드는 Arduino Uno와 Arduino Nano입니다. 일반적인 문제를 해결하기에 충분한 기능을 갖추고 있습니다.
Arduino Uno Rev3의 주요 매개변수:
- 프로세서: ATMega328P(8비트, 16MHz);
- 디지털 포트 수: 14;
- 그 중 PWM 기능: 6;
- 아날로그 포트 수: 6;
- 플래시 메모리: 32KB;
- SRAM: 2KB;
- EEPROM: 1KB.
얼마 전 802.11 b/g/n 표준을 사용하여 다른 장치와 정보를 교환할 수 있는 통합 ESP8266 모듈이 포함된 Uno Wi-Fi라는 수정 사항이 출시되었습니다.
Arduino Nano와 대형 제품의 차이점은 자체 12V 전원 소켓이 없다는 점입니다. 이는 장치 크기를 줄여 작은 공간에 쉽게 숨길 수 있도록 하기 위한 것입니다. 또한 이러한 목적을 위해 표준 USB 연결은 미니 USB 케이블이 있는 칩으로 대체됩니다. Arduino Nano는 Uno에 비해 아날로그 포트가 2개 더 많습니다.
Uno 보드의 또 다른 수정 사항인 Arduino Mini가 있습니다. Nano보다 훨씬 작고 작업하기가 훨씬 더 어렵습니다. 첫째, USB 포트가 없으면 USB 직렬 변환기를 사용해야 하기 때문에 펌웨어에 문제가 발생합니다. 둘째, 이 보드는 전원 공급 장치와 관련하여 더 까다롭습니다. 7-9V의 입력 전압 범위를 제공해야 합니다.
위에서 설명한 이유로 Arduino Mini 보드는 스마트 홈 작동에 거의 사용되지 않습니다. 일반적으로 로봇 공학이나 기성 프로젝트 구현에 사용됩니다.
보기 #2 - Arduino Leonardo 및 Micro
Arduino Leonardo 보드는 Uno와 유사하지만 조금 더 강력합니다. 이 모델의 또 다른 흥미로운 특징은 컴퓨터에 연결될 때 키보드, 마우스 또는 조이스틱으로 식별된다는 것입니다. 따라서 독창적인 게임 장치 및 시뮬레이터를 만드는 데 자주 사용됩니다.
Arduino Leonardo의 주요 매개 변수는 다음과 같습니다.
- 프로세서: ATMega32u4(8비트, 16MHz);
- 디지털 포트 수: 20;
- 그 중 PWM 기능: 7;
- 아날로그 포트 수: 12;
- 플래시 메모리: 32KB;
- SRAM: 2.5KB;
- EEPROM: 1KB.
매개변수 목록에서 볼 수 있듯이 Leonardo에는 더 많은 포트가 있어 이 모델에 더 많은 수의 센서를 로드할 수 있습니다.
또한 Leonardo에는 Micro라는 완전히 동일한 특성을 가진 소형 아날로그가 있습니다. 12V 전원 공급 장치가 없으며 전체 USB 입력 대신 미니 USB 케이블용 칩이 있습니다.
Esplora라고 불리는 Leonardo 수정은 순전히 게임 모델이며 "스마트 홈"의 요구 사항에는 적합하지 않습니다.
보기 #3 - Arduino 101, Arduino Zero 및 Arduino MKR1000
때로는 Arduino를 기반으로 구현된 스마트 홈 시스템을 작동하려면 8비트 마이크로 컨트롤러가 제공할 수 없는 많은 컴퓨팅 성능이 필요합니다. 음성 또는 이미지 인식과 같은 작업에는 이러한 장치에 대한 빠른 프로세서와 상당한 양의 RAM이 필요합니다.
이러한 특정 문제를 해결하기 위해 Arduino 개념에 따라 작동하는 강력한 보드가 사용됩니다. 가지고 있는 포트 수는 Uno 또는 Leonardo 보드의 포트 수와 거의 같습니다.
가장 사용하기 쉬우면서도 강력한 보드 중 하나인 Arduino 101은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
- 프로세서: Intel Curie(32비트, 32MHz);
- 플래시 메모리: 196KB;
- SRAM: 24KB;
- EEPROM: 아니요.
또한 이 보드에는 심박수 센서, 창밖 날씨 정보 수신, 문자 메시지 전송 등 기성 솔루션을 쉽게 연결할 수 있는 BLE(Bluetooth Low Energy) 기능이 탑재되어 있습니다. 자이로스코프와 가속도계도 장치에 통합되어 있지만 주로 로봇 공학에 사용됩니다.
또 다른 유사한 보드인 Arduino Zero에는 다음과 같은 표시기가 있습니다.
- 프로세서: SAM-D21(32비트, 48MHz);
- 플래시 메모리: 256KB;
- SRAM: 32KB;
- EEPROM: 아니요.
이 모델의 특징은 내장 디버거(EDBG)가 있다는 것입니다. 도움을 받으면 보드를 프로그래밍할 때 오류를 찾는 것이 훨씬 쉽습니다.
Arduino MKR1000은 고전력 컴퓨팅에 적합한 또 다른 모델입니다. Zero와 유사한 마이크로프로세서와 메모리를 갖추고 있습니다. 주요 차이점은 802.11 b/g/n 프로토콜이 포함된 통합 Wi-Fi 칩과 전송된 데이터를 보호하기 위해 SHA-256 알고리즘을 지원하는 암호화 칩이 있다는 것입니다.
보기 #4 - 메가 패밀리 모델
때로는 많은 수의 센서를 사용하고 많은 수의 장치를 제어해야 하는 경우도 있습니다. 예를 들어, 이는 개별 구역에 특정 온도를 유지하는 분산형 에어컨 시스템의 자동 작동에 필요합니다.
각 지역에 대해 두 개의 온도 센서(두 번째는 제어 센서로 사용됨)의 판독값을 모니터링하고 알고리즘에 따라 유입되는 따뜻한 공기의 양을 결정하는 댐퍼의 위치를 조정해야 합니다.
코티지에 이러한 구역이 10개 이상 있는 경우 전체 시스템을 제어하려면 30개 이상의 포트가 필요합니다. 물론 여러 Uno 유형 보드를 그 중 하나의 공통 제어 하에 사용할 수 있지만 이로 인해 추가적인 전환 문제가 발생합니다. 이 경우 Mega 제품군 모델을 사용하는 것이 좋습니다.
Arduino Mega 보드는 상당히 간단한 8비트 16MHz 마이크로프로세서 aTMega1280을 기반으로 합니다.
그것은 많은 양의 메모리를 가지고 있습니다:
- 플래시 메모리: 128KB;
- SRAM: 8KB;
- EEPROM: 4KB.
그러나 가장 큰 장점은 많은 포트가 있다는 것입니다.
- 디지털 포트 수: 54;
- 그 중 PWM 기능: 15;
- 아날로그 포트 수: 16.
이 보드에는 두 가지 현대적인 종류가 있습니다.
- Mega 2560은 aTMega2560 마이크로프로세서를 기반으로 하며, 256KB의 대용량 플래시 메모리를 특징으로 합니다.
- Mega ADK에는 aTMega2560 마이크로프로세서 외에도 Android 운영 체제 기반 장치에 연결할 수 있는 USB 인터페이스가 장착되어 있습니다.
Arduino Mega ADK 모델에는 한 가지 기능이 있습니다. 휴대폰을 USB 입력에 연결할 때 다음과 같은 상황이 발생할 수 있습니다. 휴대폰에 충전이 필요한 경우 휴대폰이 보드에서 "당겨지기" 시작합니다. 따라서 전원에 대한 추가 요구 사항이 있습니다. 즉, 1.5A의 전류를 제공해야 합니다. 배터리를 통해 전원을 공급할 때는 이 조건을 고려해야 합니다.
Due는 마이크로프로세서의 성능과 다수의 포트를 결합한 Arduino의 또 다른 모델입니다.
그 특성은 다음과 같습니다.
- 프로세서: Atmel SAM3X8E(32비트, 84MHz);
- 디지털 포트 수: 54;
- 그 중 PWM 기능: 12;
- 아날로그 포트 수: 14;
- 플래시 메모리: 512KB;
- SRAM: 96KB;
- EEPROM: 아니요.
이 보드의 아날로그 접점은 이전 모델과의 호환성을 위해 만들어진 Arduino의 일반적인 10비트 해상도와 보다 정확한 신호를 수신할 수 있는 12비트 모두에서 작동할 수 있습니다.
포트를 통한 모듈 상호 작용의 특징
보드에 연결될 모든 모듈에는 최소 3개의 출력이 있습니다. 그 중 두 개는 전원선입니다. "접지"및 5 또는 3.3V의 전압. 세 번째 와이어는 논리적입니다. 포트로 데이터를 전송합니다. 모듈을 연결하려면 점퍼라고도 하는 3개의 그룹으로 그룹화된 특수 전선이 사용됩니다.
Arduino 모델에는 일반적으로 1개의 전압 포트와 1-2개의 접지 포트만 있으므로 여러 장치를 연결하려면 와이어를 납땜하거나 브레드보드를 사용해야 합니다.
납땜은 더욱 안정적이며 로봇 및 쿼드콥터용 제어 보드와 같이 물리적 충격을 받는 장치에 사용됩니다. 스마트 홈의 경우 모듈을 설치하거나 제거할 때 모두 더 쉽기 때문에 개발 보드를 사용하는 것이 좋습니다.
일부 모델(예: Arduino Zero 및 MKR1000)의 작동 전압은 3.3V이므로 포트에 더 높은 값이 인가되면 보드가 손상될 수 있습니다. 전원 공급 장치에 대한 모든 정보는 해당 장치의 기술 문서에서 확인할 수 있습니다.
애드온 보드(쉴드)
마더보드의 기능을 향상시키기 위해 기능을 확장하는 추가 장치인 Shield가 사용됩니다. 이는 포트에 연결된 모듈과 구별되는 특정 폼 팩터에 맞게 제조됩니다. 쉴드는 모듈보다 비싸지만 작업이 더 쉽습니다. 또한 스마트 홈을 위한 자체 제어 프로그램 개발 속도를 높이는 코드가 포함된 기성 라이브러리도 갖추고 있습니다.
프로토 및 센서 실드
이 두 가지 표준 쉴드는 특별한 기능을 추가하지 않습니다. 이는 많은 수의 모듈을 보다 작고 편리하게 연결하는 데 사용됩니다.
Proto Shield는 포트 측면에서 원본과 거의 완전한 복사본이며, 모듈 중앙에 개발 보드를 붙일 수 있습니다. 이렇게 하면 구조를 더 쉽게 조립할 수 있습니다. 이러한 추가 기능은 모든 전체 길이 Arduino 보드에 존재합니다.
그러나 장치가 많은 경우(10개 이상)에는 더 비싼 센서 실드 스위칭 보드를 사용하는 것이 좋습니다.
브래드보드는 없지만 모든 포트 핀에 전원과 접지가 개별적으로 공급됩니다. 이렇게 하면 전선과 점퍼에 엉키는 것을 방지할 수 있습니다.
이 보드에는 Bluetooth, SD 카드, RS232(COM 포트), 라디오 및 초음파 등 여러 모듈을 쉽게 연결할 수 있는 커넥터도 있습니다.
보조 기능 연결
기능이 통합된 실드는 복잡하지만 일반적인 문제를 해결하도록 설계되었습니다. 독창적인 아이디어를 구현해야 한다면 적합한 모듈을 선택하는 것이 좋습니다.
모터 쉴드. 저전력 모터의 속도와 회전을 제어하도록 설계되었습니다. 원래 모델에는 하나의 L298 칩이 장착되어 있으며 두 개의 DC 모터 또는 하나의 서보를 동시에 구동할 수 있습니다. 두 배의 드라이브를 제어할 수 있는 L293D 칩 2개를 갖춘 호환 가능한 타사 부품도 있습니다.
릴레이 쉴드. 스마트 홈 시스템에서 자주 사용되는 모듈입니다. 4개의 전기 기계 릴레이가 있는 보드로, 각 릴레이는 최대 5A의 힘으로 전류를 흐르게 합니다. 이는 220V 교류용으로 설계된 킬로와트 장치 또는 조명 라인을 자동으로 켜고 끄는 데 충분합니다.
LCD 쉴드. TFT 장치로 업그레이드할 수 있는 내장 화면에 정보를 표시할 수 있습니다. 이 확장은 다양한 생활 공간, 별채, 차고의 온도 판독값은 물론 외부의 온도, 습도 및 풍속을 측정하는 기상 관측소를 만드는 데 자주 사용됩니다.
데이터 로깅 쉴드. 모듈의 주요 작업은 센서의 데이터를 FAT32 파일 시스템을 지원하는 최대 32Gb의 전체 형식 SD 카드에 기록하는 것입니다. 마이크로 SD 카드에 녹화하려면 어댑터를 구입해야 합니다.이 쉴드는 예를 들어 DVR에서 데이터를 녹화할 때 정보 저장소로 사용할 수 있습니다. 미국 회사 Adafruit Industries에서 제조했습니다.
SD 카드 쉴드. 이전 모듈보다 더 간단하고 저렴한 버전입니다. 많은 제조업체가 이러한 확장 기능을 생산합니다.
이더넷 쉴드. 컴퓨터 없이 Arduino를 인터넷에 연결하기 위한 공식 모듈입니다. 월드와이드웹(World Wide Web)을 통해 데이터를 기록하고 전송할 수 있는 마이크로 SD 카드용 슬롯이 있습니다.
Wi-Fi 쉴드. 암호화 모드를 지원하여 무선으로 정보를 교환할 수 있습니다. Wi-Fi를 통해 제어할 수 있는 장치와 인터넷에 연결하는 역할을 합니다.
GPRS 쉴드. 이 모듈은 일반적으로 SMS 메시지를 통해 휴대폰을 통해 스마트 홈과 소유자 간의 통신에 사용됩니다.
스마트 홈 모듈
타사 제조업체의 모듈을 연결하고 내장된 프로그래밍 언어를 사용하여 작업할 수 있는 기능은 "브랜드" 스마트 홈 솔루션에 비해 개방형 Arduino 시스템의 주요 이점입니다. 가장 중요한 것은 모듈에 수신 또는 전송된 신호에 대한 설명이 있다는 것입니다.
정보를 얻는 방법
정보 입력은 디지털 또는 아날로그 포트를 통해 이루어질 수 있습니다. 정보를 받아 보드에 전송하는 버튼이나 센서의 종류에 따라 다릅니다.
이를 위해 두 가지 방법을 사용하는 사람이 마이크로프로세서에 신호를 보낼 수 있습니다.
- 버튼(키) 누르기. 이 경우 논리 와이어는 디지털 포트로 이동하며, 버튼을 놓으면 "0" 값을 받고, 누르면 "1" 값을 받습니다.
- 회전식 전위차계(저항기) 캡 회전 또는 엔진 레버를 이동합니다. 이 경우 논리 와이어는 아날로그 포트로 연결됩니다. 전압은 아날로그-디지털 변환기를 통과한 후 데이터가 마이크로프로세서로 이동합니다.
버튼은 조명 켜기, 난방 또는 환기 켜기/끄기와 같은 이벤트를 시작하는 데 사용됩니다. 회전식 손잡이는 강도를 변경하는 데 사용됩니다. 즉, 빛의 밝기, 소리의 볼륨 또는 팬 블레이드의 회전 속도를 높이거나 낮춥니다.
센서는 환경 매개변수나 이벤트의 원인을 자동으로 결정하는 데 사용됩니다.
스마트 홈 운영에 가장 수요가 많은 유형은 다음과 같습니다.
- 사운드 센서. 이 장치의 디지털 버전은 박수나 음성을 사용하여 이벤트를 활성화하는 데 사용됩니다. 아날로그 모델을 사용하면 소리를 인식하고 처리할 수 있습니다.
- 광 센서. 이 장치는 가시광선과 적외선 범위 모두에서 작동할 수 있습니다. 후자는 화재 경보 시스템으로 사용될 수 있습니다.
- 온도 센서. 외부 모델이 습기로부터 더 잘 보호되기 때문에 실내 및 실외에 다양한 모델이 사용됩니다. 유선상에 원격 장치도 있습니다.
- 공기 습도 센서. DHT11 모델은 실내에 적합하고, 더 비싼 DHT22 모델은 실외에 적합합니다. 두 장치 모두 온도 판독값도 제공할 수 있습니다. 디지털 포트에 연결하세요.
- 공기압 센서. Bosh의 아날로그 기압계는 Arduino 보드(bmp180, bmp280)와 잘 작동하는 것으로 입증되었습니다. 온도도 측정합니다.bme280 모델은 추가적인 습도 값도 제공하므로 기상 관측소라고 부를 수 있습니다.
- 모션 및 존재 센서. 보안 목적으로 사용되거나 자동으로 조명을 켜는 데 사용됩니다.
- 레인 센서. 표면에 들어가는 물에 반응합니다. 또한 배관이나 난방 회로의 누출에 대한 경보를 발령하는 데에도 사용할 수 있습니다.
- 전류 센서. 작동하지 않는 전기 제품(소진된 램프)을 감지하거나 과부하를 방지하기 위해 전압을 분석하는 데 사용됩니다.
- 가스 누출 센서. 증가된 프로판 농도를 감지하고 대응하는 데 사용됩니다.
- 이산화탄소 센서. 이는 거실과 발효가 일어나는 와인 저장고와 같은 특수실의 이산화탄소 농도를 결정하는 데 사용됩니다.
예를 들어 무게, 물 흐름 속도, 거리, 토양 수분 등을 측정하는 등 특정 작업을 위한 다양한 센서가 많이 있습니다.
더 간단한 구성 요소를 사용하여 많은 센서와 센서를 독립적으로 만들 수 있습니다. 비용이 적게 듭니다. 하지만 직렬 장치를 사용하는 것과 달리 교정에 시간을 투자해야 합니다.
장치 및 시스템 제어
정보를 수집하고 분석하는 것 외에도 '스마트 홈'은 새로운 이벤트에 대응해야 합니다. 현대 가전제품에는 고급 전자 장치가 탑재되어 있어 Wi-Fi, GPRS 또는 EtherNet을 사용하여 직접 액세스할 수 있습니다. 일반적으로 Arduino 시스템은 Wi-Fi를 통해 마이크로프로세서와 첨단 장치 간의 전환을 구현합니다.
Arduino를 사용하여 집안 온도가 높을 때 에어컨을 켜거나, 밤에 어린이 방에서 TV와 인터넷을 차단하거나, 주인이 도착했을 때 난방 보일러를 시작하려면 다음 세 단계를 수행해야 합니다.
- 마더보드에 Wi-Fi 모듈을 설치합니다.
- 시스템 충돌을 피하기 위해 비어 있는 주파수 채널을 찾으십시오.
- 장치 명령 및 프로그램 동작을 이해합니다(또는 기성 라이브러리 사용).
컴퓨터화된 장치와의 "통신" 외에도 일부 기계적 작업을 수행하는 작업이 종종 발생합니다. 예를 들어, 서보 드라이브나 소형 기어박스를 보드에 연결하면 보드에서 전원을 공급받을 수 있습니다.
외부 전원으로 작동하는 강력한 장치를 연결해야 하는 경우 두 가지 옵션이 사용됩니다.
- 릴레이 회로에 포함됩니다.
- 전원 스위치와 트라이악을 연결합니다.
전기 회로에 포함됨 전자기 또는 솔리드 스테이트 릴레이 마이크로프로세서에서 나오는 명령에 따라 와이어 중 하나를 닫고 엽니다. 주요 특징은 이 장치를 통과할 수 있는 최대 허용 전류(예: 40A)입니다.
직류용 전원 스위치(모스펫)와 교류용 트라이악을 연결하는 경우 허용 전류(5~15A)는 낮지만 부하를 원활하게 늘릴 수 있습니다. 이를 위해 보드에 PWM 포트가 제공됩니다. 이 속성은 조명 밝기, 팬 속도 등을 조절할 때 사용됩니다.
릴레이와 전원 스위치를 사용하면 집의 모든 전기 회로를 완전히 자동화하고 전류가 없을 때 발전기를 시작할 수 있습니다. 따라서 Arduino를 기반으로 특히 중요한 모든 기능을 포함하여 아파트 또는 건물의 자율적 제공을 구현하는 것이 가능합니다. 난방, 급수, 배수, 환기 및 보안 시스템.
"당신"을 위한 프로그래밍을 통해 집이 더 스마트해지기를 원하시나요? 이 경우 초보자도 쉽게 설치하고 구성할 수 있는 Xiaomi 및 Apple의 기성 솔루션을 살펴보는 것이 좋습니다. 그리고 스마트폰에서도 명령을 설정하고 실행을 제어할 수 있습니다.
다음 기사에서 Xiaomi와 Apple의 스마트 홈에 대해 자세히 알아보세요.
주제에 대한 결론 및 유용한 비디오
"스마트 홈"을 위한 자체 조립 보급형 공작물의 예:
Arduino 플랫폼의 개방성 덕분에 다양한 제조업체의 구성 요소를 사용할 수 있습니다. 이를 통해 사용자의 요구에 맞는 "스마트 홈"을 쉽게 설계할 수 있습니다. 따라서 전자 장치 프로그래밍 및 연결 분야에 대해 최소한의 지식이 있다면 이 시스템에 주목할 가치가 있습니다..
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