Cách tạo nhà thông minh bằng mô-đun rơ le điều khiển Arduino - Ý tưởng tự động hóa gia đình: 15 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Trong dự án tự động hóa gia đình này, chúng tôi sẽ thiết kế một mô-đun rơle nhà thông minh có thể điều khiển 5 thiết bị gia dụng. Mô-đun chuyển tiếp này có thể được điều khiển từ Điện thoại di động hoặc điện thoại thông minh, điều khiển từ xa IR hoặc điều khiển từ xa TV, Công tắc thủ công. Rơ le thông minh này cũng có thể cảm nhận nhiệt độ phòng và ánh sáng mặt trời để bật tắt quạt và bóng đèn.

Rơ le thông minh này có các tính năng sau:

1. Thiết bị gia dụng được điều khiển bằng Bluetooth di động

2. Các thiết bị gia dụng được điều khiển bằng Điều khiển từ xa TV (Hồng ngoại)

3. Thiết bị gia dụng được điều khiển bằng cảm biến nhiệt độ & độ ẩm tự động

4. Các thiết bị gia dụng được điều khiển bởi Dark Sensor

5. Hiển thị số đọc Nhiệt độ & Độ ẩm TRỰC TIẾP.

6. Các thiết bị gia dụng được điều khiển bằng công tắc thủ công

7. Arduino có sẵn để mã Arduino có thể được tải lên mô-đun chuyển tiếp.

Quân nhu

Các thành phần bắt buộc cho các dự án nhà thông minh:

1. Vi điều khiển ATMEGA328P

2. Mô-đun Bluetooth HC05

3. Cảm biến DHT11

4. Màn hình OLED (128 X 32)

5. Bộ thu hồng ngoại 1738

6. Optocoupler PC817 (5 không)

7. Bóng bán dẫn NPN BC547 (5 không)

8. Điốt 1N4007 (5 không)

9. 1N4001 Diode (1 không)

10. Đèn LED 5mm (6 không)

11. Tụ điện 22pF (2 không)

12. Tụ điện 100nF (104) (1 không)

13. Tụ điện 100uF (1 không)

14. Điện trở 220 ohm (10 không) (R6 đến R10)

15. Điện trở 1k (7 không) (R1 đến R5)

16. Điện trở 10k (8 không)

17. Điện trở 2k (1no) & 4.7k (1no)

18. LDR (1 không)

19. Tinh thể 16MHz, 20. Nút đẩy (8 không)

21. Rơle 5V (5 không)

22. Jumper (2no), đầu nối, đế IC

23. FTDI 232 USB to Serial board giao diện hoặc Arduino UNO

24. PCB

Bước 1: Sơ đồ mạch

Đây là sơ đồ mạch hoàn chỉnh cho dự án tự động hóa gia đình này. Tôi đã giải thích mạch trong video hướng dẫn.

Tôi đã sử dụng bộ điều khiển vi mô ATMEGA328P để điều khiển mô-đun chuyển tiếp 5 kênh. Tôi cũng đã kết nối mô-đun Bluetooth HC05, bộ thu IR 1738 để điều khiển rơ le từ Bluetooth và điều khiển từ xa hồng ngoại. Và cảm biến nhiệt độ & độ ẩm DHT11 và LDR để điều khiển rơ le tự động.

Trong mạch này, chúng ta có thể sử dụng cả relay 5V hoặc 12V nhưng phải thay đổi điện trở cho phù hợp như đã nói trong mạch.

Bước 2: Tạo mạch trên Breadboard để kiểm tra

Trước khi thiết kế PCB, tôi đã tạo mạch trên breadboard để thử nghiệm. Trong quá trình thử nghiệm, tôi đã tải lên bản phác thảo Arduino lên vi điều khiển Atmega328P bằng bảng giao diện USB to Serial (FTDI232) sau đó cố gắng điều khiển rơ le bằng Bluetooth, điều khiển từ xa TV, cảm biến nhiệt độ, LDR, v.v.

Tôi cũng đã ánh xạ tất cả các chân vi điều khiển được sử dụng trong mạch này.

Bước 3: Chế độ khác nhau của mô-đun chuyển tiếp thông minh

Trong dự án Nhà thông minh này, chúng ta có thể điều khiển mô-đun rơ le ở các chế độ khác nhau:

1. Chế độ Bluetooth

2. Chế độ hồng ngoại

3. Chế độ tự động

4. Chế độ thủ công

Chúng ta có thể dễ dàng thay đổi chế độ bằng nút CMODE và SMODE được trang bị trên PCB.

Để thay đổi chế độ:

1. Nhấn nút CMODE.

2. Sau đó nhấn nút SMODE để chọn chế độ.

3. Sau khi chọn chế độ một lần nữa, nhấn nút CMODE.

Bước 4: Chế độ điều khiển bằng Bluetooth

Ở đây chúng tôi sẽ sử dụng mô-đun Bluetooth HC05 và ứng dụng Bluetooth Arduino từ cửa hàng chơi để điều khiển mô-đun chuyển tiếp từ điện thoại thông minh. Bạn có thể sử dụng các ứng dụng khác nhưng bạn phải sửa đổi mã cho phù hợp.

Vì mức logic của HC05 là 3,3volt nhưng đối với vi điều khiển mức logic là 5volt. Vì vậy, tôi đã sử dụng một bộ chia điện áp với điện trở 2k và 4,7k trong khi kết nối RX của HC05 với TX của Atmega328P.

Bước 5: Chế độ điều khiển bằng tia hồng ngoại

Ở đây chúng tôi sẽ sử dụng bộ thu hồng ngoại 1738 để điều khiển mô-đun chuyển tiếp từ điều khiển từ xa của TV. Bạn có thể sử dụng bất kỳ điều khiển từ xa hồng ngoại nào nhưng bạn phải lấy mã Hex tương ứng của các nút điều khiển từ xa và sửa đổi mã cho phù hợp.

Bạn có thể tham khảo video nhúng nơi tôi đã giải thích cách bạn có thể dễ dàng lấy mã hex từ nút điều khiển từ xa của TV.

Bạn có thể sử dụng bất kỳ nút nào không sử dụng từ điều khiển từ xa để điều khiển mô-đun rơle.

Bước 6: Chế độ kiểm soát nhiệt độ và ánh sáng

Ở chế độ Tự động, mô-đun rơ le thông minh này có thể được điều khiển bằng nhiệt độ phòng và ánh sáng mặt trời được xác định trước. Nó có cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11 cảm nhận nhiệt độ và độ ẩm sau mỗi khoảng thời gian 5 giây.

Khi nhiệt độ vượt qua giá trị nhiệt độ tối đa được xác định trước được đề cập trong mã Arduino, rơ le 1 và rơ le 2 bật.

Khi nhiệt độ trở nên thấp hơn giá trị nhiệt độ tối thiểu được xác định trước được đề cập trong mã Arduino, rơ le 1 và rơ le 2 sẽ tắt.

Kiểm soát LDR

Một LDR được trang bị trên PCB để cảm nhận ánh sáng xung quanh. Nó hoạt động như một cảm biến bóng tối.

Khi mức độ sáng thấp hơn giá trị được xác định trước, Rơle 3 và Rơle 4 sẽ bật.

Khi mức độ sáng vượt qua giá trị được xác định trước, Rơle 3 và Rơle 4 sẽ tắt.

Vui lòng tham khảo Video nhúng ở trên để hiểu rõ hơn.

Bước 7: Chế độ thủ công

Mô-đun Relay cũng có thể được điều khiển bằng tay từ các nút ấn được trang bị trên PCB.

Có 5 nút nhấn S1, S2, S3, S4, S5 để bật tắt lần lượt Relay1, Relay2, Relay3, Relay4, Relay5.

Và có nút RESET để tắt tất cả các rơ le tại một thời điểm.

Tôi đã giải thích chức năng của mạch trong video hướng dẫn.

Bước 8: Thiết kế PCB

Vì tôi sẽ sử dụng mạch hàng ngày, vì vậy sau khi kiểm tra tất cả các tính năng của mô-đun chuyển tiếp thông minh trên bảng mạch, chúng tôi có thể bắt đầu thiết kế PCB.

Bạn có thể tải xuống tệp PCB Gerber của dự án tự động hóa nhà này từ liên kết sau:

drive.google.com/uc?export=download&id=180s0bidnq6u6ilYs4vcLQwcjJ2zMrFZP

Bước 9: Đặt mua PCB

Sau khi tải xuống tệp Garber, bạn có thể dễ dàng đặt mua PCB

1. Truy cập https://jlcpcb.com và Đăng nhập / Đăng ký

2. Bấm vào nút BÁO GIÁ NGAY BÂY GIỜ.

3 Nhấp vào nút "Thêm tệp Gerber của bạn". Sau đó duyệt và chọn tệp Gerber bạn đã tải xuống.

Bước 10: Tải lên tệp Gerber và thiết lập các thông số

4. Đặt thông số cần thiết như số lượng, màu PCB, v.v.

5. Sau khi chọn tất cả các Tham số cho PCB, hãy nhấp vào nút LƯU VÀO GIỎ HÀNG.

Bước 11: Chọn Địa chỉ Giao hàng và Phương thức Thanh toán

6. Nhập Địa chỉ Giao hàng.

7. Chọn Phương thức Vận chuyển phù hợp với bạn.

8. Gửi đơn hàng và tiến hành thanh toán.

Bạn cũng có thể theo dõi đơn đặt hàng của mình từ JLCPCB.com

PCB của tôi mất 2 ngày để được sản xuất và đến nơi trong vòng một tuần bằng cách sử dụng tùy chọn chuyển phát DHL. PCB được đóng gói tốt và chất lượng thực sự tốt với mức giá phải chăng này.

Bước 12: Hàn tất cả các thành phần

Sau đó hàn tất cả các thành phần theo sơ đồ mạch.

Sau đó kết nối vi điều khiển atmega328P, HC05 và tất cả các cảm biến.

Bước 13: Lập trình vi điều khiển

1. Kết nối USB với bảng giao diện Serial (FTDI232).

2. Tải xuống bản phác thảo Arduino. (Đính kèm)

3. Chọn bảng Arduino UNO và CỔNG phù hợp. Sau đó tải lên mã.

Bước 14: Kết nối các thiết bị gia dụng

Nối 5 thiết bị trong nhà theo sơ đồ mạch điện. Vui lòng thực hiện các biện pháp phòng ngừa an toàn thích hợp khi làm việc với điện áp cao.

Kết nối nguồn DC 5Volt với PCB như trong mạch. (Tôi đã sử dụng bộ sạc di động cũ của mình)

Bước 15: Cuối cùng

Bật nguồn 110V / 230V và nguồn 5V DC.

Giờ đây, bạn có thể kiểm soát các thiết bị gia dụng của mình một cách thông minh.

Tôi hy vọng bạn đã thích dự án tự động hóa gia đình này. Tôi đã chia sẻ tất cả các thông tin cần thiết cho dự án này.

Tôi thực sự sẽ đánh giá cao nó nếu bạn chia sẻ phản hồi có giá trị của bạn, Ngoài ra nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào xin vui lòng viết trong phần bình luận.

Bạn cũng có thể truy cập trang web của chúng tôi để biết thêm dự án như vậy:

Để biết thêm dự án như vậy, hãy theo dõi TechStudyCell. Cảm ơn bạn & Chúc bạn học vui vẻ.