Smart Home maken met behulp van Arduino-besturingsrelaismodule - Ideeën voor domotica: 15 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

In dit domotica-project zullen we een smart home-relaismodule ontwerpen die 5 huishoudelijke apparaten kan aansturen. Deze relaismodule kan worden bediend vanaf mobiel of smartphone, IR-afstandsbediening of tv-afstandsbediening, handmatige schakelaar. Dit slimme relais kan ook de kamertemperatuur en zonlicht detecteren om de ventilator en gloeilamp in en uit te schakelen.

Dit slimme relais heeft de volgende kenmerken:

1. Huishoudelijke apparaten bestuurd door mobiele Bluetooth

2. Huishoudelijke apparaten bediend door TV Remote (infrarood)

3. Huistoestellen die automatisch door temperatuur & Vochtigheidssensor worden gecontroleerd;

4. Huishoudelijke apparaten bestuurd door Dark Sensor

5. Geef de LIVE temperatuur- en vochtigheidswaarde weer.

6. Huishoudelijke apparaten bediend met handmatige schakelaars

7. Ingebouwde Arduino zodat Arduino-code kan worden geüpload naar de relaismodule.

Benodigdheden

Vereiste componenten voor de Smart Home-projecten:

1. ATMEGA328P-microcontroller

2. HC05 Bluetooth-module

3. DHT11-sensor

4. OLED-scherm (128 X 32)

5. 1738 infraroodontvanger

6. PC817 Optocoupler (5 geen)

7. BC547 NPN-transistoren (5 stuks)

8. 1N4007 Diodes (5 geen)

9. 1N4001 Diode (1 nee)

10. LED's 5 mm (6 stuks)

11. 22pF condensatoren (2 nee)

12. 100nF (104) condensator (1 nee)

13. 100uF condensator (1 nee)

14. Weerstanden van 220 ohm (10 stuks) (R6 tot R10)

15. 1k-weerstanden (7 nee) (R1 tot R5)

16. 10k Weerstanden (8 nee)

17. 2k (1no) & 4.7k (1no) Weerstand

18. LDR (1 nee)

19. 16MHz kristal, 20. Drukknoppen (8 nee)

21. 5V relais (5 nee)

22. Jumper (2no), connectoren, IC-basis

23. FTDI 232 USB naar seriële interfacekaart of Arduino UNO

24. PCB

Stap 1: Schakelschema

Dit is het volledige schakelschema voor dit domotica-project. Ik heb het circuit uitgelegd in de instructievideo.

Ik heb de ATMEGA328P microcontroller gebruikt om de 5-kanaals relaismodule te besturen. Ik heb ook de HC05 Bluetooth-module, 1738 IR-ontvanger aangesloten om de relais van Bluetooth en infraroodafstandsbediening te bedienen. En DHT11 temperatuur- en vochtigheidssensor en LDR om het relais automatisch te regelen.

In dit circuit kunnen we zowel 5V- als 12V-relais gebruiken, maar we moeten de weerstanden dienovereenkomstig wijzigen, zoals vermeld in het circuit.

Stap 2: Maak het circuit op breadboard om te testen

Voordat ik eerst de PCB heb ontworpen, heb ik de schakeling op het breadboard gemaakt om te testen. Tijdens het testen heb ik de Arduino-schets geüpload naar de Atmega328P-microcontroller met behulp van een USB-naar-seriële interfacekaart (FTDI232) en vervolgens geprobeerd de relais te bedienen met Bluetooth, tv-afstandsbediening, temperatuursensor, LDR, enz.

Ik heb ook alle microcontroller-pins in kaart gebracht die in dit circuit werden gebruikt.

Stap 3: Andere modus van de slimme relaismodule

In dit Smart home-project kunnen we de relaismodule in verschillende modi aansturen:

1. Bluetooth-modus:

2. Infraroodmodus

3. Automatische modus

4. Handmatige modus:

We kunnen de modus eenvoudig wijzigen met de CMODE- en SMODE-knop op de printplaat.

Om de modus te wijzigen:

1. Druk op de CMODE-knop.

2. Druk vervolgens op de SMODE-knop om de modus te selecteren.

3. Druk na het opnieuw selecteren van de modus op de CMODE-knop.

Stap 4: Bluetooth-gestuurde modus

Hier zullen we de HC05 Bluetooth-module en Bluetooth Arduino-app uit de Play Store gebruiken om de relaismodule vanaf de smartphone te bedienen. U kunt andere apps gebruiken, maar u moet de code dienovereenkomstig aanpassen.

Aangezien het logische niveau van de HC05 3,3 volt is, maar voor de microcontroller is het logische niveau 5 volt. Dus ik heb een spanningsdeler met een weerstand van 2k en 4,7k gebruikt terwijl ik RX van de HC05 op TX van de Atmega328P heb aangesloten.

Stap 5: Infraroodgestuurde modus

Hier zullen we de 1738 infraroodontvanger gebruiken om de relaismodule vanaf de afstandsbediening van de tv te bedienen. U kunt elke infraroodafstandsbediening gebruiken, maar u moet de respectieve Hex-codes van de afstandsbedieningsknoppen verkrijgen en de code dienovereenkomstig aanpassen.

U kunt verwijzen naar de ingesloten video waarin ik heb uitgelegd hoe u eenvoudig de hexadecimale code van de afstandsbedieningsknop van de tv kunt krijgen.

U kunt elke ongebruikte knop van de afstandsbediening gebruiken om de relaismodule te bedienen.

Stap 6: Temperatuur- en lichtgestuurde modus

In Auto-modus kan deze slimme relaismodule worden geregeld door vooraf gedefinieerde kamertemperatuur en zonlicht. Het heeft een DHT11-temperatuur- en vochtigheidssensor die de temperatuur en vochtigheid na elk interval van 5 seconden detecteert.

Wanneer de temperatuur de vooraf gedefinieerde maximale temperatuurwaarde overschrijdt die in de Arduino-code wordt vermeld, worden relais 1 en relais 2 ingeschakeld.

Wanneer de temperatuur lager wordt dan de vooraf gedefinieerde min-temperatuurwaarde die in de Arduino-code wordt vermeld, worden relais 1 en relais 2 uitgeschakeld.

LDR-besturing

Op de print is een LDR gemonteerd om het omgevingslicht te detecteren. Het werkt als een donkersensor.

Wanneer het helderheidsniveau onder de vooraf gedefinieerde waarde komt, worden relais 3 en relais 4 ingeschakeld.

Wanneer het helderheidsniveau de vooraf gedefinieerde waarde overschrijdt, worden relais 3 en relais 4 uitgeschakeld.

Raadpleeg de ingesloten video bovenaan voor een beter begrip.

Stap 7: handmatige modus

De relaismodule kan ook handmatig worden bediend via de drukknoppen op de printplaat.

Er zijn 5 drukknoppen S1, S2, S3, S4, S5 om respectievelijk Relay1, Relay2, Relay3, Relay4, Relay5 in en uit te schakelen.

En er is een RESET-knop om alle relais tegelijk uit te schakelen.

Ik heb de functionaliteit van het circuit uitgelegd in de instructievideo.

Stap 8: Het ontwerpen van de PCB

Omdat ik het circuit dagelijks ga gebruiken, dus na het testen van alle functies van de slimme relaismodule op het breadboard, kunnen we beginnen met het ontwerpen van de PCB.

U kunt het PCB Gerber-bestand van dit domotica-project downloaden via de volgende link:

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

Stap 9: Bestel de printplaat

Na het downloaden van het Garber-bestand kun je eenvoudig de print bestellen

1. Ga naar https://jlcpcb.com en meld u aan / meld u aan

2. Klik op de OFFERTE-knop.

3 Klik op de knop "Voeg uw Gerber-bestand toe". Blader vervolgens door en selecteer het Gerber-bestand dat u hebt gedownload.

Stap 10: Het Gerber-bestand uploaden en de parameters instellen

4. Stel de vereiste parameter in, zoals hoeveelheid, PCB-kleur, enz

5. Nadat u alle parameters voor PCB hebt geselecteerd, klikt u op de knop OPSLAAN IN WINKELWAGEN.

Stap 11: Selecteer verzendadres en betalingsmodus

6. Typ het verzendadres.

7. Selecteer de verzendmethode die voor u geschikt is.

8. Dien de bestelling in en ga verder met de betaling.

U kunt uw bestelling ook volgen vanaf de JLCPCB.com

Mijn PCB's duurden 2 dagen om te worden vervaardigd en kwamen binnen een week aan met behulp van de DHL-bezorgoptie. PCB's waren goed verpakt en de kwaliteit was echt goed voor deze betaalbare prijs.

Stap 12: Soldeer alle componenten

Soldeer daarna alle componenten volgens het schakelschema.

Sluit vervolgens de atmega328P-microcontroller, HC05 en alle sensoren aan.

Stap 13: Programmeer de microcontroller

1. Sluit de USB-naar-seriële interfacekaart (FTDI232) aan.

2. Download de Arduino-schets. (Gehecht)

3. Selecteer het Arduino UNO-bord en de juiste POORT. Upload dan de code.

Stap 14: Sluit de huishoudelijke apparaten aan

Sluit de 5 huishoudelijke apparaten aan volgens het schakelschema. Neem de juiste veiligheidsmaatregelen tijdens het werken met hoogspanning.

Sluit de 5Volt DC-voeding aan op de PCB zoals weergegeven in het circuit. (Ik heb mijn oude mobiele oplader gebruikt)

Stap 15: Eindelijk

Schakel de 110V/230V voeding en 5V DC voeding in.

Nu kunt u uw huishoudelijke apparaten op een slimme manier bedienen.

Ik hoop dat je dit domotica-project leuk vond. Ik heb alle benodigde informatie voor dit project gedeeld.

Ik zal het erg op prijs stellen als u uw waardevolle feedback deelt. Ook als u vragen heeft, kunt u deze in het opmerkingengedeelte schrijven.

U kunt ook onze website bezoeken voor meer van dergelijke projecten:

Volg TechStudyCell voor meer van dergelijke projecten. Bedankt en veel leerplezier.