Умный дом на Arduino: полноценный помощник своими руками

Сегодня хочу поделиться вами интересной информацией, как сделать умный дом на Ардуино своими руками, а также расскажу, что представляет из себя данное устройство. Кстати хочу добавить, что подобная система автоматизации будет очень полезна для жителей частных домов, особенно, если они имеют большую квадратуру. На данном этапе также хочу отметить полезность конструкции.

Что такое ардуино — рассказываю по-простому

Ардуино (Arduino) — своеобразная аппаратно-программная платформа. Ее основное назначение — создание систем роботизации и автоматизации, которые могут участвовать в бытовых и промышленных условиях и иметь разную сложность исполнения. Нужно отметить, что данный центр является простым в использовании, не смотря на сложное название.

Создать собственный проект — умный дом на «Ардуино» можно без особых знаний электрики и электроники. Чем я, собственно, и решил заняться. Также здесь же хочу отметить несколько преимуществ, которые я оценил по достоинству, а в конце раздела скажу несколько слов и о недостатках.

Преимущества:

• полная открытость, что позволяет формировать и дополнять систему, а также предлагать новые программные обеспечения без ущерба для работоспособности уже подключенных роботизированных помощников;
• гибкость эксплуатации. На заявленной платформе есть возможность подсоединить любого типа функциональные устройства. Это может быть, как стабилизатор питания, так и конкретные компьютерные интерфейсы, а также системы управления двигателями и насосами;
• широкий ассортимент. Для самостоятельного решения присутствует большое количество плат на выбор, например, работающих на контроллерах 8 бит или на более мощных — 32-биттных модификациях;
• элементарное освоение. Для устройства предусмотрены простые программные и схематические инструкции. Они доступны пользователям даже без серьезного опыта. Справится даже школьник;
• классплатформенность. Данный критерий подтверждает факт того, что софт, установленный на Ардуино способен синхронизироваться с устройствами на Windows, Linux, MacOS и других;
• стоимость. Микроконтроллеры являются доступными для использования среди всех более модифицированных аналогов. Мне данная плата досталась за 47 долларов, и как оказалось, это самый дорогой вариант. Кроме того, не дорого обойдутся компоненты и комплектующие к устройствам. Тем более, что поставляются они в широком ассортименте.

Что касается недостатков, то, пожалуй, он всего один. В некоторых случаях могут понадобиться знания программирования и в частности C++. Если не можете разобраться самостоятельно, то придется пригласить специалиста. Но в большинстве случаев такой опыт необходим при попытке внести в систему сложное ПО.

Совет! Дальше предлагаю вам пошаговую инструкцию. Но, спешу заметить, что это не полноценная система «умный дом», а лишь внедрение некоторых базовых функций, которые помогут сэкономить время.

Пошаговая инструкция: составление системы «умный дом»

Итак, чтобы вам было легче разобраться в работе, я разбил весь алгоритм на этапы. Поэтому настоятельно рекомендую отнестись к каждому из них максимально внимательно.

Разработка проекта

Без проекта изготовить умный дом на базе Ардуино будет проблематично. Заранее важно знать, что к чему будет подсоединяться, и какие комплектующие будут использоваться. В нем указывается количество подключаемых источников, а также прописывается их название.

Обычно в эскиз добавляют возможности автоматического включения горячего и холодного водоснабжения, робота-пылесоса, включения/выключения света, теплого пола датчиков пожара, различных бытовых приборов при необходимости.

В данный этап я также отнес и формулировку задания. То есть, четко прописал, чего именно я жду от устройства. Сюда отнес датчики движения на улице. Советую здесь подробно прописать, какие триггеры должны вызывать автоматическое срабатывание, указать дополнительные условия — например длительность функционирования. Можно прописать значение, чтобы происходило автоматическое включение света на крыльце в темное время суток.

Совет! Например, если запуск освещения на улице происходит не с наступлением темного времени суток, а с приближением человека, тогда придется прописать еще, как должна вести себя автоматика, если условия не были выполнены (то есть, прохожих не было). В данном случае рационально указать этот фактор, как бездействие.

После того, как я прописал все необходимые данные я обзавелся подходящим микроконтроллером, платами и соединителями. Далее буду действовать по инструкции.

Пошаговый алгоритм разработки аппаратной и программной части

Для того, чтобы реализовать систему «умный дом», мне пригодится устройство Wi-Fi. Я использовал модуль ESP8266. Процесс создания выглядит следующим образом:

1. Скачал приложение Blynk из стандартного интернет-магазина, доступного на смартфоне. У вас это может быть Google Play, GetApps, AppStore. Прошел процедуру регистрации в загруженном ПО.
2. После создал новый проект и выбрал соответствующий микроконтроллер, который планирую использовать.
3. Открывается пустая панель, на ней разместил свои элементы управления, для этого использовал кнопки, иконки, списки, слайдеры. Вы выбирайте детали, которые наиболее удобны.
4. Как только создал проект, мне на электронную почту пришло сообщение с токеном доступа. Его нужно запомнить, а еще лучше сохранить, так как потом следует вставить в скетче и веб-хуках.
5. Следом привязал физический пин микроконтроллера (может быть виртуальный порт). Далее на официальном сайте нашел подходящий пример кода для ПО Blynk, учитывая свою платформу микроконтроллера.
6. К примеру, если вы выбрали скетч для реле, который будет управлять лампой, то в панели управления приложения нужно добавить «Button». Так как, я подсоединял лампу, то в настройках OUTPUT выставил V0, при этом переключил режим работы на Switch.
7. Далее к указанному порту подключил реле. Обращаю внимание, что, если эта процедура была выполнена корректна, значит при нажатии на кнопку будет происходить закрытие и открытие реле.
8. При попытке подключить голосовое управление, не бойтесь, что перестанет работать аппаратная возможность. Они вполне совместимы. Я проверил на собственном опыте, у меня все запускается. Для изменения состояния виртуального порта использовал метод Blynk.virtualWrite(port, value).
9. Следующим шагом выполнил получение веб-хуков. Теперь в приложении Blynk нужно найти контроль виртуальных портов с помощью GET-запросов. Примерно так он должен выглядеть: https://blynk-cloud.com/<token>/update/V0?value=<value>. Для включения порта устанавливается «1», а для выключения «0».
10. Следующим шагом настроил Яндекс.Алису (кстати, можно применить и другие навыки, например, «Домовёнок Кузя», использовать его следует на официальном сайте). Чтобы настроить голосовой ассистент, я сделал следующее: в приложении Яндекс перешел в раздел «Устройства», а следом «Управление устройствами». Нажал кнопку «Добавить», затем «Другое устройство». Нашел «Домовёнок Кузя» и нажал на него.
11. Дальше я прошел авторизацию в предложенном навыке, а следом просто ввел код объединения устройств, подключенных к системе «умного дома на Arduino». Чтобы сохранились настройки нажал «Обновить список устройств».

Если вы все выполнили правильно, система уже сможет работать, главное дать ей правильную команду. 

Заключение

Как оказалось, составить устройство умный дом на Arduino совсем несложно. Зато в дальнейшем пользоваться таким проектом комфортно и удобно. Напоследок хочу заметить, что управлять системой сможет только один пользователь, который регистрировался в приложении Blynk. Для того чтобы открыть доступ к умному дому всем членам семьи, нужно добавить их аккаунты в ПО.