Arduino Home εξοικονόμηση ενέργειας: 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Χτίζετε ένα ενεργειακό σύστημα οικιακής χρήσης που προορίζεται να παρακολουθεί την ενέργεια των σπιτιών σας προκειμένου να μειώσετε τους λογαριασμούς ηλεκτρικής ενέργειας και άλλων υπηρεσιών κοινής ωφέλειας. Σε αυτό το μοντέλο, η συσκευή σας θα μπορεί να ελέγχει τη θερμοκρασία του σπιτιού σας και να την προσαρμόζει ανάλογα, να ελέγχει αν παραμένουν ανοιχτές πόρτες ή παράθυρα για εξοικονόμηση θέρμανσης και κλιματισμού και να επιτρέπει τον χειροκίνητο έλεγχο του τη φωτεινότητα των φώτων στο σπίτι σας. Ας αρχίσουμε!

Βήμα 1: Μέρη και υλικά

Θα χρειαστείτε διάφορα μέρη για να ολοκληρώσετε αυτό το σύστημα. Πρώτα απ 'όλα, θα χρειαστείτε ένα κιτ εκκίνησης Sparkfun Redboard, που τροφοδοτείται από το Arduino. Αυτό το κιτ και το υλικό μέσα θα είναι εκεί που θα ρυθμίσετε ολόκληρο το σύστημα. Δεύτερον, θα χρειαστείτε ένα αντίγραφο του MATLAB στον επιτραπέζιο ή φορητό υπολογιστή σας, καθώς και όλες τις απαραίτητες εργαλειοθήκες για να το κάνετε συμβατό με το Redboard. Για να το κάνετε αυτό, ανοίξτε το MATLAB. Στην καρτέλα MATLAB Home, στο μενού Environment, επιλέξτε Add-Ons Get Hardware Support Packages Επιλέξτε το "MATLAB Support Package for Arduino Hardware" και κατεβάστε το Arduino Hardware Support Package.

Τα υπόλοιπα μέρη που θα χρειαστείτε περιλαμβάνονται στο πακέτο Sparkfun Redboard. Θα χρειαστείτε καλώδια, ένα LED, αντιστάσεις, μια δίοδο, ένα πιεζοστοιχείο (ηχείο), έναν αισθητήρα θερμοκρασίας, ένα τρανζίστορ, μια φωτοαντίσταση και έναν κινητήρα DC. Ευτυχώς, όλα αυτά τα κομμάτια βρίσκονται στη συσκευασία εκκίνησης.

Βήμα 2: Ρύθμιση των στοιχείων ελέγχου φωτός

Σε αυτό το σύστημα, ένα φως LED θα είναι τα φώτα του σπιτιού μας. Επισυνάπτεται μια εικόνα του κυκλώματος που απαιτείται για να ρυθμίσετε το χειριστήριο LED στο Redboard σας. Σε αυτό το σενάριο, ΔΕΝ θα χρειαστείτε το μπλε κομμάτι στο κύκλωμα.

Ο παρακάτω κωδικός θα ρυθμίσει τον έλεγχο της λυχνίας LED. Κατά την εκτέλεση του κώδικα, θα εμφανιστεί ένα μενού, επιτρέποντας στο χρήστη να επιλέξει φωτεινότητα μεταξύ υψηλής, μεσαίας, χαμηλής ή απενεργοποιημένης. Ανάλογα με το τι θα επιλέξετε, ο κώδικας θα ορίσει τη λυχνία LED να είναι ένα ορισμένο επίπεδο φωτεινότητας ή σκοτεινότητας. Αυτός θα είναι ένας άπειρος βρόχος.

%% φώτα

επιλογή = μενού ("Πόσο φωτεινά θα θέλατε τα φώτα σας;", "Υψηλή", "Μεσαία", "Χαμηλή", "Απενεργοποιημένη")

εάν επιλογή == 1

writePWMVoltage (a, 'D10', 5)

elseif επιλογή == 2

writePWMVoltage (a, 'D10', 3)

elseif επιλογή == 3

writePWMVoltage (a, 'D10', 1)

elseif επιλογή == 4

writePWMVoltage (a, 'D10', 0)

τέλος

Βήμα 3: Ρύθμιση συναγερμού πόρτας και παραθύρου

Το πρώτο συνημμένο κύκλωμα θα σας δείξει πώς να ρυθμίσετε ένα μικρό ηχείο στο Redboard σας. Αυτό το ηχείο θα λειτουργήσει ως ειδοποίηση για να ενημερώσει τον χρήστη ότι ένα παράθυρο ή πόρτα στο σπίτι του έχει παραμείνει ανοιχτό για περισσότερα από 10 δευτερόλεπτα. Αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιεί σύρματα, το πιεζοστοιχείο και 3 καλώδια.

Το δεύτερο προσαρτημένο κύκλωμα είναι του φωτοαντιστάτη. Αυτό είναι σε θέση να πει εάν η γύρω περιοχή είναι σκοτεινή ή φωτεινή. Η έκθεση στο φως θα ενημερώσει τον κώδικα MATLAB εάν η πόρτα είναι ανοιχτή ή κλειστή και θα μεταφέρει τις πληροφορίες στο πιεζοστοιχείο, λέγοντάς του να κάνει ήχο. Σε αυτό το κύκλωμα, ΔΕΝ θα χρειαστεί να συνδέσετε το LED, το μοβ σύρμα ή την αντίσταση στα δεξιά.

Ο παρακάτω κώδικας θα διαβάσει την ποσότητα φωτός από το φωτοαντιστάτη και, στη συνέχεια, θα θέσει σε παύση τον κωδικό για να δει αν η πόρτα παραμένει ανοιχτή για περισσότερα από 10 δευτερόλεπτα. Θα διαβάσει ξανά τη φωτοαντίσταση και, στη συνέχεια, θα πει στο piezo να βουίζει εάν το επίπεδο φωτισμού είναι ακόμα πολύ υψηλό.

%% Φωτοαντίσταση

ενώ 0 == 0

photov = readVoltage (a, 'A1')

αν φωτοβολταϊκό> 4

παύση (10)

photov = readVoltage (a, 'A1')

εάν φωτοβολταϊκό> 4

playTone (a, 'D3', 500, 5)

Διακοπή

τέλος

τέλος

τέλος

Βήμα 4: Ρύθμιση αισθητήρων θερμοκρασίας

Το πρώτο προσαρτημένο κύκλωμα θα ρυθμίσει τον αισθητήρα θερμοκρασίας. Αυτό θα συγκεντρώσει δεδομένα θερμοκρασίας από όπου κι αν τοποθετηθεί το σύστημά σας. Θα στείλει αυτές τις πληροφορίες στο MATLAB.

Το επόμενο κύκλωμα που συνδέεται ρυθμίζει τον κινητήρα DC. Αυτός ο κινητήρας λειτουργεί ως ανεμιστήρας. Εάν οι ενδείξεις του αισθητήρα θερμοκρασίας είναι πολύ υψηλές, ο ανεμιστήρας θα ενεργοποιηθεί και θα προσπαθήσει να δροσίσει το σπίτι σας.

Ο ακόλουθος κώδικας θα επιτρέψει στον αισθητήρα θερμοκρασίας να διαβάσει δεδομένα για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Αυτός ο κώδικας έχει ρυθμιστεί για βρόχο 100 φορές, αλλά μπορεί εύκολα να προσαρμοστεί σε βρόχο πολλές φορές, έτσι ώστε ο αισθητήρας να μπορεί να λειτουργεί όλη την ημέρα. Καθώς συγκεντρώνει δεδομένα θερμοκρασίας, ο κώδικας ελέγχει εάν η θερμοκρασία ξεπεράσει ποτέ την καθορισμένη θερμοκρασία. Εάν συμβεί, ο ανεμιστήρας θα ενεργοποιηθεί αυτόματα. Όταν τελειώσει ο καθορισμένος χρόνος, θα παράγει ένα σχέδιο που σας λέει τη θερμοκρασία καθ 'όλη τη χρονική περίοδο που μπορείτε να αναλύσετε για να ρυθμίσετε τη θέρμανση και τον κλιματισμό στο σπίτι σας.

%%Αισθητήρας θερμοκρασίας

temps =

φορές =

για i = 1: 100

v = readVoltage (a, 'A0')

tempC = (v-0.5).*100

tempF = 9/5.* tempC + 32

εάν η θερμοκρασίαF> 75

writeDigitalPin (a, 'D9', 1)

τέλος

temps = [temps, tempF]

φορές = [φορές, εγώ]

πλοκή (ώρες, θερμοκρασίες)

xlabel ('Χρόνος (δευτερόλεπτα)')

ylabel ("Θερμοκρασία (F)")

τίτλος («Θερμοκρασία του σπιτιού σας με την πάροδο του χρόνου»)

τέλος

Βήμα 5: Συμπέρασμα

Είσαι έτοιμος! Απολαύστε τη νέα εξοικονόμηση ενέργειας στο σπίτι σας και φροντίστε να το χρησιμοποιήσετε προς όφελός σας!