موفر الطاقة المنزلي من Arduino: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

أنت تبني نظامًا للطاقة المنزلية يهدف إلى مراقبة طاقة منزلك من أجل خفض الكهرباء وفواتير المرافق الأخرى. في هذا النموذج ، سيكون جهازك قادرًا على التحقق من درجة حرارة منزلك وتعديلها وفقًا لذلك ، والتحقق لمعرفة ما إذا كانت هناك أي أبواب أو نوافذ مفتوحة من أجل التوفير في التدفئة وتكييف الهواء ، والسماح للمستخدم بالتحكم اليدوي في سطوع الأنوار في منزلك. هيا بنا نبدأ!

الخطوة 1: الأجزاء والمواد

ستحتاج إلى مجموعة متنوعة من الأجزاء لإكمال هذا النظام. أولاً وقبل كل شيء ، ستحتاج إلى مجموعة أدوات بدء Sparkfun Redboard ، مدعومة من Arduino. ستكون هذه المجموعة والأجهزة الموجودة بداخلها هي المكان الذي تقوم فيه بإعداد النظام بأكمله. ثانيًا ، ستحتاج إلى نسخة من MATLAB على سطح المكتب أو الكمبيوتر المحمول ، بالإضافة إلى جميع صناديق الأدوات اللازمة لجعلها متوافقة مع Redboard. للقيام بذلك ، افتح MATLAB. في علامة التبويب الصفحة الرئيسية MATLAB ، في قائمة البيئة ، حدد الوظائف الإضافية احصل على حزم دعم الأجهزة ، حدد "حزمة دعم MATLAB لأجهزة Arduino" وقم بتنزيل حزمة دعم أجهزة Arduino.

يتم تضمين باقي الأجزاء التي ستحتاج إليها في حزمة Sparkfun Redboard. ستحتاج إلى أسلاك ومصباح LED واحد ومقاومات وصمام ثنائي وعنصر بيزو (مكبر صوت) ومستشعر درجة حرارة وترانزستور ومقاوم ضوئي ومحرك تيار مستمر. لحسن الحظ ، تم العثور على كل هذه القطع في حزمة البداية الخاصة بك.

الخطوة الثانية: إعداد عناصر التحكم في الإضاءة

في هذا النظام ، سيكون ضوء LED هو مصابيح المنزل لدينا. مرفق صورة للدائرة المطلوبة لإعداد تحكم LED على اللوحة الحمراء. في هذا السيناريو ، لن تحتاج إلى القطعة الزرقاء على الدائرة.

سيقوم الكود التالي بإعداد تحكمك في ضوء LED. عند تشغيل الكود ، ستظهر قائمة ، مما يسمح للمستخدم بتحديد السطوع بين عالٍ أو متوسط أو منخفض أو إيقاف. اعتمادًا على ما تختاره ، سيقوم الكود بتعيين مؤشر LED ليكون مستوى معينًا من السطوع أو التعتيم. ستكون هذه حلقة لا نهائية.

٪٪ أضواء

الاختيار = القائمة ("ما مدى سطوع الأضواء التي تريدها؟" ، "عالية" ، "متوسطة" ، "منخفضة" ، "إيقاف")

إذا كان الاختيار == 1

الكتابة PWM الجهد (أ ، "D10" ، 5)

خيار elseif == 2

الكتابة PWM الجهد (أ ، "D10" ، 3)

خيار elseif == 3

الكتابة PWM الجهد (أ ، "D10" ، 1)

خيار elseif == 4

الكتابة PWMVoltage (أ ، "D10" ، 0)

نهاية

الخطوة 3: إعداد إنذار الباب والنافذة

ستوضح لك الدائرة الأولى المرفقة كيفية إعداد مكبر صوت صغير على Redboard. سيعمل هذا مكبر الصوت بمثابة تنبيه لإعلام المستخدم بأنه تم ترك نافذة أو باب في منزله مفتوحًا لأكثر من 10 ثوانٍ. تستخدم هذه الدائرة الأسلاك ، وعنصر بيزو ، و 3 أسلاك.

الدائرة الثانية المرفقة هي من الشقيقة الضوئية. هذا قادر على معرفة ما إذا كانت المنطقة المحيطة مظلمة أم فاتحة. سيسمح التعرض للضوء لرمز MATLAB بمعرفة ما إذا كان الباب مفتوحًا أم مغلقًا ، وسينقل المعلومات إلى عنصر بيزو ، ويطلب منه إصدار صوت. في هذه الدائرة ، لن تحتاج إلى إرفاق مؤشر LED أو السلك الأرجواني أو المقاوم على اليمين.

سوف يقرأ الكود التالي مقدار الضوء الصادر من المختبر الضوئي ، ثم يوقف الكود مؤقتًا لمعرفة ما إذا كان الباب قد ترك مفتوحًا لأكثر من 10 ثوانٍ. سوف يقرأ المقاوم الضوئي مرة أخرى ، ثم يخبر بيزو أن يطن إذا كان مستوى الضوء لا يزال مرتفعًا جدًا.

٪٪ المقاوم الضوئي

بينما 0 == 0

photov = readVoltage (a ، 'A1')

إذا كانت الصورة الضوئية> 4

بوز (10)

photov = readVoltage (a ، 'A1')

إذا كانت الصورة الضوئية> 4

playTone (a، 'D3'، 500، 5)

استراحة

نهاية

نهاية

نهاية

الخطوة 4: إعداد مستشعرات درجة الحرارة

الدائرة الأولى المرفقة سوف تقوم بإعداد مستشعر درجة الحرارة الخاص بك. سيؤدي ذلك إلى جمع بيانات درجة الحرارة من أي مكان يوجد فيه نظامك. سيتم إرسال هذه المعلومات إلى MATLAB.

الدائرة التالية المرفقة تقوم بإعداد محرك DC. يعمل هذا المحرك كمروحة. إذا كانت قراءات مستشعر درجة الحرارة عالية جدًا ، فستعمل المروحة وتحاول تبريد منزلك.

سيسمح الكود التالي لمستشعر درجة الحرارة بقراءة البيانات خلال فترة زمنية محددة. تم ضبط هذا الرمز على التكرار 100 مرة ، ولكن يمكن تعديله بسهولة للتكرار عدة مرات ، بحيث يمكن تشغيل المستشعر طوال اليوم. أثناء جمع بيانات درجة الحرارة ، يتحقق الكود لمعرفة ما إذا كانت درجة الحرارة أعلى من درجة الحرارة المحددة. إذا حدث ذلك ، فسيتم تشغيل المروحة تلقائيًا. عندما ينتهي الوقت المحدد ، سينتج مخططًا يخبرك بدرجة الحرارة طوال الفترة الزمنية التي يمكنك تحليلها من أجل ضبط التدفئة وتكييف الهواء في منزلك.

٪٪جهاز استشعار درجة الحرارة

مؤقتين =

مرات =

بالنسبة إلى i = 1: 100

v = readVoltage (أ ، 'A0')

درجة الحرارة = (v-0.5) * 100

tempF = 9/5. * tempC + 32

إذا كانت درجة الحرارة> 75

writeDigitalPin (a، 'D9'، 1)

نهاية

temps = [temps، tempF]

مرات = [مرات ، أنا]

مؤامرة (مرات ، مؤقتين)

xlabel ("الوقت (بالثواني)")

ylabel ("درجة الحرارة (F)")

العنوان ("درجة حرارة منزلك بمرور الوقت")

نهاية

الخطوة 5: الخاتمة

أنت جاهز تمامًا! استمتع بموفر الطاقة الجديد في منزلك ، وتأكد من استخدامه لصالحك!