Питание
USB разъем
inn В
22-rasm - Arduino Mega 2560 platasi.
Arduino taxtalari qatoridan ko'pincha ikkita taxtani ajratib ko'rsatish kerak murakkab elektron loyihalar topilgan va ta'minlash
32
Machine Translated by Google
nisbatan katta miqdordagi turli xil tashqi qurilmalarni ulash va ya'ni: Arduino Uno platasi va Arduino Mega 2560 platasi. Asoslangan markaziy sifatida ushbu ikki kengashning qiyosiy tahlili
loyihalashtirilayotgan tizimning boshqaruv qurilmasi, plata tanlangan Arduino Mega 2560 [15]. Ushbu taxta "kuchli" bilan jihozlangan. mikrokontroller va eng ko'p kiritish/chiqarish portlariga ega moslashuvchanlikni ta'minlaydigan barcha Arduino platalari orasida ma'lumot loyihalashtirilgan tizimning undan keyingi imkoniyatlari nuqtai nazaridan masshtablash [16].
Turli foydali ma'lumotlarni ko'rsatish uchun mo'ljallangan ko'rsatish talab qilinadi. Uning yordami bilan foydalanuvchi qabul qilishi mumkin muayyan favqulodda hodisani qayd etish, rejim haqida ma'lumot sxemaning ishlashi, xotirada ro'yxatdan o'tmagan o'qish faktlari haqida RFID teg mikrokontrolleri, kommutatsiya qurilmalarini yoqish haqida.
Displey sifatida LCD-1602 HD44780 displey tanlangan (23-rasm).
23-rasm - LCD displey 16x2.
Ushbu displey yordamida Arduino platasiga ulanishi mumkin Faqat to'rttadan foydalanadigan I2C (Inter-Integrated Circuit) interfeysi simlar: ikkita quvvat uchun va ikkitasi ma'lumot almashish uchun [17].
33
Machine Translated by Google
Displeyning kuchlanishi 3,3 dan 5 V gacha, tasvir yorqinligi
I2C modulidagi potentsiometr tomonidan boshqariladi.
Yong'in paydo bo'lishini aniqlash uchun sensor kerak olov. Biz KY-026 modelini tanladik (24-rasm).
Shakl 24 - yong'in sensori KY-026.
Ushbu sensor hududda joylashgan elektromagnit to'lqinlarga ta'sir qiladi infraqizil nurlanish, shuning uchun u ochiqlikni aniqlay oladi olov [18]. Biroq, muayyan sharoitlarda u ham ishlashi mumkin yorqin quyosh nuri, bu kamchilikni sozlash orqali tuzatish mumkin sensor sezgirligi. Sensorning ish masofasi 4 m gacha. Sensorning ish kuchlanishi 3,3 dan 5 V gacha, Maksimal oqim iste'moli 10 mA ni tashkil qiladi.
Gaz qochqinlarini himoya qilish tizimi uchun biz MQ-2 modulini tanladik MQ-2 yarimo'tkazgichli gaz analizatori asosida (25-rasm).
25-rasm - MQ-2 gaz sensori.
34
Machine Translated by Google
Ushbu modul turli xil yonuvchan va yong'inlarni aniqlashga qodir Yonuvchan gazlar, shu jumladan tabiiy gaz (metan, butan, propan) [19].
Dizaynida gaz analizatori keramik naychaga ega, qalay dioksidining sezgir qatlami bilan qoplangan. Quvur ichida ta'minlaydigan maxsus isitish elementi mavjud sensorning to'g'ri ishlashi: qizdirilgan sezgir qatlam boshlanadi gaz molekulalariga reaksiyaga kirishadi, ularning konsentratsiyasi talab qilinadi trek. Nazorat qilinadigan gazning kontsentratsiyasini nazorat qilish mumkin sensor chiqishidan olingan analog signal yordamida: qanchalik baland bu gazning kontsentratsiyasi, chiqish kuchlanishi qanchalik katta bo'lsa va aksincha. Sensorning ish kuchlanishi 3,3 dan 5 V gacha, joriy iste'mol - 160 mA. Sensor, unga quvvat berilganda, sezgir elementni isitish uchun bir necha daqiqa talab qilinadi, shuning uchun Ba'zida noto'g'ri ijobiy natijalar bo'lishi mumkin.
Suv oqishini himoya qilish tizimi uchun FC-37 moduli tanlangan [20]. Sensorning aloqa yuzasi bir-biriga bog'lanmagan ikkitadan iborat boshqa o'tkazuvchan yo'llar: suv, agar u bir vaqtning o'zida ikkalasiga tushsa izlar, ularni yopadi va shu bilan sensorni ishga tushiradi (rasm 26).
26-rasm - Suv oqish sensori FC-37.
35
Machine Translated by Google
Old eshikning ochilishini aniqlash uchun ochilish sensori tanlangan
KY-025. Ushbu modul o'z dizaynida qamishli kalitni o'z ichiga oladi (27-rasm).
Shakl 27 - Eshikni ochish sensori KY-025.
Magnit maydon yo'q bo'lganda, qamish kaliti odatda ochiq va mavjud bo'lganda
Qamish tugmasi paydo bo'lganda, kontaktlar yopiladi. Sensorning o'zi joylashgan bo'lishi kerak strukturaning statsionar qismida (eshik ramkasi) va yaratadigan magnitda kerakli magnit maydon strukturaning harakatlanuvchi qismiga biriktirilishi kerak;
ya'ni to'g'ridan-to'g'ri eshikning o'ziga.
Ushbu modul 3,3 dan 5 V gacha ish kuchlanishiga ega, qodir
1,2 A gacha bo'lgan oqim oqimiga bardosh beradi va ish masofasiga ega 1,5 m gacha [21].
Kirishni boshqarish uchun RC522 moduli [22] tanlangan. RFID uchun
O'quvchiga RFID yorlig'i kerak, masalan, RFID kartasi (28-rasm).
RFID-карта
RFID-считыватель
28-rasm - Arduino platformasi uchun RFID tizimi.
36
Machine Translated by Google
RC522 RFID o'quvchining ish kuchlanishi 3,3V va Maksimal ish oqimi 26 mA ga etadi.
RFID (Radio Frequency Identification) texnologiyasi ishonchli va tejamkor texnologiya avtomatik tarzda ishlab chiqilgan Elektromagnit maydonlar yordamida ob'ektni aniqlash (rasm 29).
Элемент связи
Микросхема
29-rasm - RFID tegining tuzilishi.
Tizim quyidagicha ishlaydi. RFID kartaning ichida shaklda noyob identifikatsiya raqamini saqlaydigan chip raqamli kod. Karta korpusida maxsus antenna ham mavjud, radioto'lqinlarni qabul qilish va chiqarish. O'quvchi yaratadi radioto'lqin - RFID kartasining antennasi uni qabul qilib, o'zi uchun kerakli narsani oladi ish energiyasi. RFID kartasi antenna yordamida radio to'lqinini chiqaradi.
o'quvchidan keladigan to'lqin bilan bir xil chastota, uni modulyatsiya qilish
chip xotirasining tarkibi. Nihoyat, RFID o'quvchi buni oladi
kartadan radio to'lqinini chiqaradi va uni dekodlaydi, raqamliga kirish huquqiga ega ushbu maxsus RFID kartaning identifikatsiya raqami [23].
Turli rahbarlarni Arduino platasiga ulash uchun mexanizmlar kommutatsiya qurilmalarini talab qiladi. Tanlangan modul to'rt kanalli rele (30-rasm).
37
Machine Translated by Google
30-rasm - Arduino uchun to'rt kanalli o'rni moduli.
Modul 5 V kuchlanishda ishlaydi, har birining joriy iste'moli to'rtta o'rni - 70 mA. Ushbu modul erkin aylanadigan diodlarni o'z ichiga oladi, himoya o'rni kontaktlari, shuningdek galvanik izolyatsiyani himoya qilish xulosalar to'g'ridan-to'g'ri mikrokontrollerning o'zidan [24].
Arduino platasini masofadan boshqarish imkoniyatiga ega bo'lish Mega 2560 HC-05 Bluetooth modulini tanladi [25]. Albatta texnologiya Bluetooth kabi uzoq masofalarga ma'lumotlarni uzata olmaydi GSM aloqasi yoki Internetdan farqli o'laroq. Biroq, muhimiga Bluetooth protokolining afzalliklari pastlikni o'z ichiga oladi energiya iste'moli, uzatilgan ma'lumotlarning yaxshi xavfsizligi, mahalliylashtirilgan diapazon.
Tanlangan Bluetooth moduli Arduino platasi bilan aloqa qiladi TX va RX pinlari orqali UART interfeysi orqali (31-rasm).
31-rasm - HC-05 Bluetooth moduli.
38
Machine Translated by Google
Elektr sxemasini tuzdi
loyihalashtirilgan Smart Home xavfsizlik tizimining (32-rasm).
32-rasm - Loyihalashtirilgan tizimning sxematik diagrammasi.
2.4 Dasturiy ta'minot qismi
Dastur kodi Arduino IDE ishlab chiqish muhitida tuzilgan, loyihalashtirilayotgan tizimning ishlashi uchun avval ishlab chiqilgan algoritmni amalga oshirish (Q. ILOVA A).
Dastur C/C++ tilida yozilgan. Dastur yozishda
Arduino IDE uchun maxsus tayyor kutubxonalar ishlatilgan:
RFID o'quvchi bilan ishlash uchun kutubxona, LCD bilan ishlash uchun kutubxona displey va I2C interfeysi bilan ishlash uchun kutubxona.
39
Machine Translated by Google
Protokol orqali Arduino platasini boshqarish imkoniyatiga ega bo'lish Bluetooth mobil uchun Bluetooth Terminal ilovasini tanladi
Android operatsion platformasi. Ushbu ilovadan foydalanish foydalanuvchi ikkala buyruqlarni Arduino taxtasiga yuborishi mumkin va undan ma'lumotlarni olish. Dasturning asosiy oynasi va almashinuv namunasi
ma’lumotlar 33-rasmda keltirilgan.
« connected: BT04-A
Состояние подключения
Отправка пользователем
управляющих команд
зоз
293
Поле для ввода управляющих команд
Получение данных с
датчиков
Send
33-rasm - ma'lumotlar almashinuvi uchun Bluetooth terminali dasturi oynasi Bluetooth protokoli orqali foydalanuvchi qurilmasi va HC-05 moduli o'rtasida.
Bluetooth moduli va ushbu ilovadan foydalanish mumkin foydalanuvchining mobil telefonini ketma-ket portga ulash Serial.begin() funktsiyasi tomonidan ishga tushirilgan Arduino. Qavs ichida Ushbu funktsiya ko'pincha portda ma'lumot almashish tezligini ko'rsatadi bu 9600 bps. Seriyali portga ulangandan so'ng, foydalanuvchi Arduino seriyali portga chiqaradigan ma'lumotlarni ko'rishi mumkin, masalan, sensorlardan olingan ma'lumotlar. Va teskari yo'nalishda: foydalanuvchi mumkin ketma-ket port orqali ma'lumotlarni yuboring va Arduino uni o'qiydi va ichida Qabul qilingan ma'lumotlarga qarab, u u yoki bu harakatni amalga oshiradi.
Void funksiyasida Bluetooth orqali Arduino platasini boshqarishni amalga oshirish loop() quyidagicha ko'rinadi:
40
Machine Translated by Google
agar (Serial.available() > 0) //Agar ketma-ket portga biror narsa kelgan bo'lsa {
val = Serial.read(); //Portda olingan ma'lumotlarni o'qing va
ularni o'zgaruvchiga yozing
agar (val == '1') //Agar 1 raqami kelgan bo'lsa
{
digitalWrite (Relay, LOW); //Rele ishga tushirildi
}
Shuni ta'kidlash kerakki, boshqaruv buyruqlari yuboriladi
0 dan 10 gacha raqamlardan birini yuborish orqali. Loyihalanayotgan tizim uchun quyidagi munosabatlarni o'rnatdi: "1" - 1-releni faollashtirish
(gaz ta'minotini o'chiring); "2" - 1,4 o'rni faollashtiring (ta'minotni davom ettiring
gaz, signalni o'chiring); "3" - 3-releni faollashtirish (o'chirish
suv ta'minoti); "4" - 3,4 o'rni faollashtiring (suv ta'minotini davom ettirish,
signalni o'chiring); "5" - 4-releni faollashtirish (o'chirish
yong'in aniqlanganda signal); "6" - tizimni yoqing
xavfsizlik (agar holatda 4-releni faollashtirish orqali signalni yoqing
ochilish sensorini faollashtirish); "7" - tizimni o'chiring va/yoki
4-releni faollashtirish orqali signalni o'chiring.
O'rnimizni raqamlari mos keladigan IN1, IN2, IN3 pinlariga mos keladi, Tanlangan to'rt kanalli o'rni modulida IN4.
41
Machine Translated by Google
3 QURILISH VA TAJRIB BO'LIM
Oldin tanlangan uskunadan foydalanib, biz modelni yig'dik Smart Home xavfsizlik tizimi ishlab chiqilgan (34-rasm).
34-rasm - Loyihalashtirilgan tizimning yig'ilgan modeli.
Yig'ish qulayligi uchun biz Arduino platasi uchun kengaytmadan foydalandik
Sensor Shield deb nomlangan Mega 2560. Ushbu kengaytma imkon beradi
ko'p sonli datchiklarni taxtaga ulash jarayonini soddalashtirish va non taxtasidan foydalanmasdan boshqa elektron modullar (35-rasm).
35-rasm - Arduino platasi uchun Sensor Shield kengaytmasi.
42
Machine Translated by Google
Ishlashni namoyish qilish uchun aktuatorlar sifatida
Loyihalashtirilgan tizimdan quyidagi qurilmalar tanlangan (rasm 36): kirishni boshqarish tizimi uchun elektromagnit qulf, suv oqishini himoya qilish tizimi uchun solenoid valf.
Вентилятор Аля имитации
работы Вытяжной системы
при утечке газа
(Вместо клапана)
Электромагнитный клапан
Зля системы защиты от протечек ЬоЗы
Электромагнитная ЗЬерноя заб&ижка
С&ето&ое сигнальное устройство
36-rasm - ko'rsatish uchun aktuatorlar
loyihalashtirilgan tizimning ishlashi.
Gaz oqishini himoya qilish tizimini namoyish qilish uchun fan tanlangan boshqa mumkin bo'lgan variantni ko'rsatish uchun kompyuter tizim blokidan tizimning ishlashi: xavfli moddalar to'planganda egzoz ventilyatsiyasini yoqish xonadagi gaz hajmi. Barcha tanlangan aktuatorlar
9 dan 12 V gacha kuchlanishda ishlaydi va ularning ishlashi 4 blok tomonidan boshqariladi kanal relesi.
37-rasmda axborot chiqarishni amalga oshirish ko'rsatilgan tizimda biron bir hodisa yuz berganda xabarlar, ya'ni: tuzatish paytida ro'yxatdan o'tmagan o'qish paytida har qanday favqulodda hodisa RFID teglari, foydalanuvchi har qanday o'rni yoqilganda, faollashtirilganda xavfsizlik rejimi, xavfsizlik rejimida old eshikni ochganda.
43
Machine Translated by Google
CARL
|
Предупреждение при считывании незарегестрированной RFID-метки
|
|
|
|
- При обнаружении возгорания
|
|
|
|
- При обнаружении утечки газа
|
|
|
|
|
