Проекты "Умного дома" - 2016

В 2016-2017 учебном году на нашем курсе были выполнены (или не до конца выполнены) следующие проекты:

Макет умного дома

 

Проект состоит из следующий составных частей (модулей): система управления температурой, система интеллектуального освещения, корпус.

 

Модуль управления температурой собран на основе микроконтроллера ATmega 2560 (платформа Arduino Mega) и получает данные с датчиков температуры DS18B20, датчика температуры и влажности воздуха DHT22, выводит показания на LCD-дисплей, отправляет данные по сети Wi-Fi с помощью модуля ESP8266, управляет нагревательным элементом и вентилятором. Программа микроконтроллера позволяет управлять устройства обогрева/охлаждения вручную, либо поддерживает заданную температуру с помощью П-регулятора.

 

Модуль управления освещением собран на основе микроконтроллера ATmega 328 (плата Arduino Nano), имеет датчики освещенности и управляет светодиодными лентами с помощью силовых транзисторов.

Программа допускает ручное управление либо автоматическое включение/выключение по датчикам света.

 

Для обоих модулей были созданы платы в программе Sprint Layout.

Разработка прошивки микроконтроллеров велась в среде Arduino IDE.

 

Чертеж корпуса макета был создан в программе «Компас 3D» и вырезан с помощью фрезерного станка с ЧПУ.

 

Проект выполнили ученики СУНЦ НГУ Юрий Хомяков, Михаил Маркевич и Иван Кардаш.

 

Умный чайник

создание автоматизированного модуля для чайника, который обладает следующими функциями:

1. Дистанционное включение/выключение.

2. Нагревание до определенной температуры и ее поддержание.

3. Нагревание по расписанию.

4. Отслеживание температуры и уровня воды.

 

Проект собран на основе микроконтроллера ATmega328 (плата Arduino Nano), получает данные с терморезистора и отслеживать уровень воды с помощью ультразвукового датчика HC-SR04. Управление нагревательным элементом чайника осуществляется с помощью реле. Для определения точного время система использует модуль RTC DS1307.

Разработка прошивки микроконтроллера велась в среде Arduino IDE.

Проект выполнил ученик СУНЦ Ямпил Дарижапов.

 

Умная поливалка цветов

(не завершен)

Проект представляет собой устройство для полива растения и отслеживания параметров окружающей среды, необходимых для нормальной жизнедеятельности растения.

В основе устройства лежит микроконтроллер ATmega328 (плата Arduino Nano), используются датчик для измерения температуры и влажности окружающей среды DHT22, датчик влажности почвы YL-69, ультразвуковой датчик расстояния HC-SRO4 (для измерения уровня в ёмкости для воды), Wi-Fi-модуль ESP8266. Ещё в данной работе использовались резисторы, конденсаторы, светодиоды, диоды, транзисторы.

Разработка прошивки микроконтроллера велась в среде Arduino IDE.

Проект выполнял ученик СУНЦ Игорь Бусов.

 

Серверное программное обеспечение

Все перечисленные проекты имели в своем составе модули ESP8266 (во варианте ESP-01) для связи с общим сервером через сеть Wi-Fi. Чтобы не изобретать свой протокол передачи данных, были использованы библиотеки и программы, использующие протокол MQTT (https://en.wikipedia.org/wiki/MQTT). Серверное ПО состояло из MQTT-сервера mosquitto (https://mosquitto.org/)  и пакета домашней автоматизации Home Assistant (https://home-assistant.io/). Так как каждое устройство обладает своей собственной логикой работы, возможности автоматизации в Home Assistant не использовались, и система использовалась в качестве веб-интерфейса для отображения состояния устройств и задания параметров программ.

 

Проекты: