В данной статье будет описан способ автоматизации управления освещённостью помещения.
Ключевые слова: автоматизация, автоматизация контроля, управление освещённостью, Arduino.
This article will describe how to automate the control of lighting in a room.
Keywords: automation, control automation, lighting control, Arduino.
Применение проекта
С развитием информационных технологий большую популярность приобрела система «Умный дом», которую можно реализовать с помощью довольно простых микроконтроллеров.
Разработка, описанная в данной статье, может являться частью системы «Умный дом». Её предназначение — автоматическое включение искусственного света при недостаточном освещении. В некоторых сценариях использования важно вовремя реагировать на недостаток освещённости, что не всегда возможно без автоматики.
Выбор средств для реализации проекта
Для реализации данного проекта был выбран комплекс аппаратно-программных средств Arduino [1]. Аппаратная часть состоит из набора печатных плат с открытой архитектурой, из-за чего производство этих плат не требует больших денежных затрат. Программная же часть состоит из оболочки Arduino IDE. Оболочка служит для написания и компиляции программ, программирования аппаратуры.
Отдельного упоминания достойны доступность и простота используемых средств — на рынке присутствует множество различных компонентов, что позволяет реализовать систему «Умный дом» без больших затрат и профессиональных навыков программирования и монтажа.
Список используемых компонентов
Для реализации данного проекта использованы следующие компоненты:
- Arduino UNO R3 (1 шт.)
- Фоторезистор (1 шт.)
- Контактная макетная плата (1 шт.)
- Провод (24 шт.)
- Реле 220 вольт (1 шт.)
- Резистор 10 Ом (1 шт.)
Все компоненты имеются в открытом доступе и являются взаимозаменяемыми. Таким образом, можно обойтись без контактной макетной платы с помощью пайки элементов. Стоит упомянуть, что реле и фоторезисторы также подбираются индивидуально, но общая суть проекта остаётся неизменной.
Схема проекта
Схема проекта выглядит следующим образом:
Рис. 1. Схема проекта
Из рисунка 1 видно, что подключения выполнены на контактной макетной плате. Но, как упоминалось ранее, повысить надёжность соединений можно с помощью замены контактной макетной платы на пайку.
Внимание: подключение схемы следует выполнять только при обесточенной сети!
Программный код, теория и логика работы
Для начала следует рассмотреть принцип работы фоторезистора [2]. Фоторезисторы по своей сути являются резисторами, способными изменять своё сопротивление в зависимости от количества попадающего на них света. Сопротивление фоторезисторов легко считывается аналоговыми портами Arduino.
Также стоит рассмотреть принцип работы реле [3]. Он также не отличается особой сложностью: при получении управляющего сигнала с цифрового порта Arduino, реле замыкает цепь, в которой находятся электрические приборы.
Далее следует перейти к программному коду. В программном коде не используются библиотеки и прочие средства разработки, усложняющие реализацию. Это позволяет реализовывать подобные проекты без особых знаний в программировании.
Логика работы данной программы: при падении показателей освещения ниже определённого уровня на реле подаётся управляющий сигнал, что в свою очередь активирует реле и включает сеть 220 вольт (например, зажигает лампы накаливания).
Рис. 2. Программный код
В коде программы содержатся команды инициализации цифрового и аналогового пинов, вывода данных в порт Serial и условие активации реле.
Заключение
Разработка, описанная в статье, позволяет автоматизировать контроль над освещённостью в помещениях.
Показания с фоторезистора корректно считываются и обрабатываются микроконтроллером, при необходимости происходит активация или деактивация реле, что в свою очередь включает или выключает сеть 220В.
Эта разработка может быть встроена в другие, более масштабные проекты для реализации широкого спектра задач.
Литература:
- What is Arduino? | Arduino [Электронный ресурс]. — URL: https://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction (дата обращения: 05.01.2021)
- Фоторезистор и Arduino | Arduino-diy.com [Электронный ресурс]. — URL: https://arduino-diy.com/arduino-fotorezistor (дата обращения: 06.01.2021)
- Управление мощной нагрузкой с Arduino [Электронный ресурс]. — URL: https://alexgyver.ru/lessons/arduino-load/ (дата обращения: 06.01.2021)
