Trình tiết kiệm năng lượng tại nhà Arduino: 5 bước

2025 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2025-01-23 15:15

Bạn đang xây dựng Hệ thống năng lượng gia đình nhằm theo dõi năng lượng gia đình của bạn để cắt giảm tiền điện và các hóa đơn tiện ích khác. Trong mô hình này, thiết bị của bạn sẽ có thể kiểm tra nhiệt độ của ngôi nhà của bạn và điều chỉnh nó cho phù hợp, kiểm tra xem có cửa ra vào hoặc cửa sổ nào còn mở để tiết kiệm hệ thống sưởi và điều hòa không khí, đồng thời cho phép người dùng điều khiển bằng tay độ sáng của đèn trong nhà của bạn. Bắt đầu nào!

Bước 1: Các bộ phận và vật liệu

Bạn sẽ cần nhiều bộ phận khác nhau để hoàn thành hệ thống này. Đầu tiên và quan trọng nhất, bạn sẽ cần một bộ khởi động Sparkfun Redboard, được cung cấp bởi Arduino. Bộ dụng cụ này và phần cứng bên trong sẽ là nơi bạn thiết lập toàn bộ hệ thống. Thứ hai, bạn sẽ cần một bản sao MATLAB trên máy tính để bàn hoặc máy tính xách tay của mình, cũng như tất cả các hộp công cụ cần thiết để làm cho nó tương thích với Redboard. Để làm như vậy, hãy mở MATLAB. Trên tab Trang chủ MATLAB, trong Trình đơn Môi trường, chọn Tiện ích bổ sung Nhận Gói Hỗ trợ Phần cứng Chọn "Gói Hỗ trợ MATLAB cho Phần cứng Arduino" và tải xuống Gói Hỗ trợ Phần cứng Arduino.

Phần còn lại của các bộ phận bạn sẽ cần được bao gồm trong gói Sparkfun Redboard. Bạn sẽ cần dây dẫn, một đèn LED, điện trở, một diode, một phần tử piezo (loa), một cảm biến nhiệt độ, một bóng bán dẫn, một điện trở quang và một Động cơ DC. May mắn thay, tất cả những phần này đều được tìm thấy trong gói khởi động của bạn.

Bước 2: Thiết lập điều khiển ánh sáng của bạn

Trong hệ thống này, đèn LED sẽ là đèn chiếu sáng trong nhà của chúng ta. Đính kèm là hình ảnh của mạch cần thiết để bạn thiết lập điều khiển đèn LED trên Bảng đỏ của mình. Trong trường hợp này, bạn sẽ KHÔNG cần mảnh màu xanh trên mạch.

Đoạn mã sau sẽ thiết lập quyền kiểm soát của bạn đối với đèn LED. Khi chạy mã, một menu sẽ bật lên, cho phép người dùng chọn độ sáng giữa cao, trung bình, thấp hoặc tắt. Tùy thuộc vào những gì bạn chọn, mã sẽ đặt đèn LED ở một mức độ sáng hoặc độ mờ nhất định. Đây sẽ là một vòng lặp vô hạn.

%% đèn

choice = menu ('Bạn muốn đèn của mình sáng đến mức nào?', 'Cao', 'Trung bình', 'Thấp', 'Tắt')

nếu lựa chọn == 1

writePWMVoltage (a, 'D10', 5)

elseif lựa chọn == 2

writePWMVoltage (a, 'D10', 3)

elseif lựa chọn == 3

writePWMVoltage (a, 'D10', 1)

elseif lựa chọn == 4

writePWMVoltage (a, 'D10', 0)

kết thúc

Bước 3: Thiết lập báo động cửa và cửa sổ

Mạch đính kèm đầu tiên sẽ chỉ cho bạn cách thiết lập một loa nhỏ trên Bảng đỏ của bạn. Loa này sẽ hoạt động như một cảnh báo để cho người dùng biết rằng cửa sổ hoặc cửa ra vào trong nhà của họ đã bị mở trong hơn 10 giây. Mạch này sử dụng dây, phần tử piezo và 3 dây.

Mạch đính kèm thứ hai là của photoresister. Điều này có thể cho biết khu vực xung quanh là tối hay sáng. Tiếp xúc với ánh sáng sẽ cho mã MATLAB biết cửa đang mở hay đóng, và sẽ chuyển tiếp thông tin đến phần tử piezo, bảo nó phát ra âm thanh. Trong mạch này, bạn sẽ KHÔNG cần gắn đèn LED, dây màu tím hoặc điện trở vào bên phải.

Đoạn mã sau sẽ đọc lượng ánh sáng từ cửa kính quang, sau đó tạm dừng mã để xem liệu cửa có được mở trong hơn 10 giây hay không. Nó sẽ đọc lại điện trở quang, sau đó yêu cầu piezo kêu nếu mức ánh sáng vẫn quá cao.

%% điện trở quang

trong khi 0 == 0

photov = readVoltage (a, 'A1')

nếu photov> 4

tạm dừng (10)

photov = readVoltage (a, 'A1')

nếu photov> 4

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

nghỉ

kết thúc

kết thúc

kết thúc

Bước 4: Thiết lập cảm biến nhiệt độ

Mạch gắn đầu tiên sẽ thiết lập cảm biến nhiệt độ của bạn. Điều này sẽ thu thập dữ liệu nhiệt độ từ bất cứ nơi nào hệ thống của bạn được đặt. Nó sẽ gửi thông tin này đến MATLAB.

Mạch tiếp theo được đính kèm sẽ thiết lập động cơ DC. Động cơ này hoạt động như một chiếc quạt. Nếu các chỉ số của cảm biến nhiệt độ quá cao, quạt sẽ bật và cố gắng làm mát ngôi nhà của bạn.

Đoạn mã sau sẽ cho phép cảm biến nhiệt độ đọc dữ liệu trong một khoảng thời gian nhất định. Mã này được đặt để lặp lại 100 lần, nhưng có thể dễ dàng được điều chỉnh để lặp lại nhiều lần nữa, do đó, cảm biến có thể chạy suốt cả ngày. Khi nó thu thập dữ liệu nhiệt độ, mã sẽ kiểm tra xem liệu nhiệt độ có bao giờ vượt quá nhiệt độ cài đặt hay không. Nếu có, quạt sẽ tự động bật. Khi khoảng thời gian đã đặt kết thúc, nó sẽ tạo ra một biểu đồ cho bạn biết nhiệt độ trong suốt khoảng thời gian mà bạn có thể phân tích để điều chỉnh hệ thống sưởi và điều hòa không khí trong ngôi nhà của mình.

Cảm biến nhiệt độ %%

tạm độ =

lần =

cho i = 1: 100

v = readVoltage (a, 'A0')

tempC = (v-0,5). * 100

tempF = 9/5. * tempC + 32

nếu tempF> 75

writeDigitalPin (a, 'D9', 1)

kết thúc

temps = [temps, tempF]

times = [lần, tôi]

cốt truyện (thời gian, tạm thời)

xlabel ('Thời gian (giây)')

ylabel ('Nhiệt độ (F)')

title ('Nhiệt độ ngôi nhà của bạn theo thời gian')

kết thúc

Bước 5: Kết luận

Bạn đã sẵn sàng! Hãy tận hưởng trình tiết kiệm năng lượng cho ngôi nhà mới của bạn và đảm bảo sử dụng nó cho lợi ích của bạn!