Автоматизация управления освещённостью помещения | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 8 октября, печатный экземпляр отправим 12 октября.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Информационные технологии

Опубликовано в Молодой учёный №3 (345) январь 2021 г.

Дата публикации: 16.01.2021

Статья просмотрена: 29 раз

Библиографическое описание:

Емельянов, Г. В. Автоматизация управления освещённостью помещения / Г. В. Емельянов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 3 (345). — С. 16-18. — URL: https://moluch.ru/archive/345/77694/ (дата обращения: 29.09.2022).



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:

  1. Arduino UNO R3 (1 шт.)
  2. Фоторезистор (1 шт.)
  3. Контактная макетная плата (1 шт.)
  4. Провод (24 шт.)
  5. Реле 220 вольт (1 шт.)
  6. 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:

Схема проекта

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).

Программный код

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:

  1. What is Arduino? | Arduino [Электронный ресурс]. — URL: https://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction (дата обращения: 05.01.2021)
  2. Фоторезистор и Arduino | Arduino-diy.com [Электронный ресурс]. — URL: https://arduino-diy.com/arduino-fotorezistor (дата обращения: 06.01.2021)
  3. Управление мощной нагрузкой с Arduino [Электронный ресурс]. — URL: https://alexgyver.ru/lessons/arduino-load/ (дата обращения: 06.01.2021)
Основные термины (генерируются автоматически): контактная макетная плата, программный код, схема проекта, IDE, UNO, логик работы, проект, реле, управляющий сигнал.


Ключевые слова

автоматизация, Arduino, автоматизация контроля, управление освещённостью

Похожие статьи

Модель системы освещения на основе микроконтроллера.

Схема сборки на макетной плате представлена на рисунке 5. На рисунке 6 приведена принципиальная схема подключения устройств модели.

Новизна проекта, его отличие от прототипов и аналогов заключается в подборе наиболее понятных в работе и в то же время эффектных в восприятии устройств.

Анализатор воздуха на платформе Arduino. Алгоритм работы. Для создания устройства использовались описанные ранее плата Arduino Uno, Troyka...

Создание и реализация системы «Умный дом» на базе...

Проект построен на: Платформе Arduino Uno. Arduino Uno один из самых распространённых микроконтроллеров. Питание может получать от USB порта или от внешнего источника постоянного тока до 12В.

Ethernet Shield — это плата расширения, позволяющая Arduino работать в локальных вычислительных сетях для приёма и передачи данных, а также в сети Интернет.

Программирование микроконтроллеров Arduino | Статья в журнале...

Проекты.

Программная часть состоит из оболочки Arduino IDE [2], разработанной на языках программирования C++ и C. Среда разработки Arduino IDE предназначена для создания, компиляции и загрузки программ на платы Arduino.

Аппаратная часть Arduino состоит из набора печатных плат с открытой архитектурой. В большинстве случаев плата содержит микроконтроллер ATmega328p с тактовой частотой 16 МГц, 32 КБ встроенной памяти и...

Управление светодиодом Arduino UNO через среду LabVIEW

В данной статье рассматривается плата Arduino UNO среда LabVIEW, приводится программная часть реализации загорания светодиода на плате Arduino UNO с

Необходимые библиотеки их основные элементы для работы всреде LabVIEW. Для создания схемы и подключения платы необходимо установить следующие

Делаем проверку кода и загружаем его на плату. Так же в разделе Сервис задаем порт, к которому подключена плата и выбираем тип платы Arduino UNO.

Основы обучения робототехники в школе как способ повышения...

- уметь собирать схемы на макетных платах или брекбордах по принципиальным схемам. - освоить технологию пайки РЭЭ.

- практическая направленность занятий, выполнение законченного практического проекта на каждом занятии.

Программная часть состоит из программной оболочки (IDE) для написания программ, их компиляции и. Макетная плата используется для быстрой сборки электрических схем без пайки.

Построение логических схем с использованием Matlab/Simulink...

Проекты.

Среди всех многозначных логик выделяется троичная логика, которая сохраняет в себе все свойства двоичной логики и добавляет новые [7, 8]. Применение булевых функций к релейно-контактным схемам. Из этого можно сделать вывод, что методы логического анализа и синтеза релейно-контактных схем находят широкое применение в разных бытовых жизненных ситуациях.

Использование отладочной платы STM32F7 Discovery для...

Второй этап разработки «умного» проекта — это выбор контроллера и языка программирования. В настоящее время существует огромный выбор микроконтроллеров, которые подходят для реализации различных задач.

Что же такое отладочная плата? Отладочная плата — это набор комплексного решения от определённого производителя контроллера, призванная для упрощения создания проекта и отладки ПО. Как правило, в топологии такой платы...

В данной работе рассматриваются платы Altera на базе ПЛИС.

Проекты. Меню. Поиск.

Рис. 1. Макетная плата Mercury Code Cyclone V. DBC5CEFA7 — четвёртое поколение макетных плат на основе недорогой ПЛИС FPGA 5CEFA7F27C7N.

Интерфейс платы оснащен 32-мя линиями ввода/ вывода общего назначения (GPIO) с уровнем сигнала 3.3 В, 16-ю линиями ввода/вывода, уровень сигнала которых может быть определен пользователем.

Устройство для автоматического полива растений на платформе...

Установка Troyka Shield на плату Arduino Uno. Проблем на данном этапе не возникло, т. к. «шилд» полностью совместим с платформами Arduino.

Контакты для подключения соединены с линиями управляющей платы следующим образом

Для этого использовалась специальная среда Arduino IDE. Алгоритм разрабатывался для полива кактусов. Общая идея алгоритма была следующей

Похожие статьи

Модель системы освещения на основе микроконтроллера.

Схема сборки на макетной плате представлена на рисунке 5. На рисунке 6 приведена принципиальная схема подключения устройств модели.

Новизна проекта, его отличие от прототипов и аналогов заключается в подборе наиболее понятных в работе и в то же время эффектных в восприятии устройств.

Анализатор воздуха на платформе Arduino. Алгоритм работы. Для создания устройства использовались описанные ранее плата Arduino Uno, Troyka...

Создание и реализация системы «Умный дом» на базе...

Проект построен на: Платформе Arduino Uno. Arduino Uno один из самых распространённых микроконтроллеров. Питание может получать от USB порта или от внешнего источника постоянного тока до 12В.

Ethernet Shield — это плата расширения, позволяющая Arduino работать в локальных вычислительных сетях для приёма и передачи данных, а также в сети Интернет.

Программирование микроконтроллеров Arduino | Статья в журнале...

Проекты.

Программная часть состоит из оболочки Arduino IDE [2], разработанной на языках программирования C++ и C. Среда разработки Arduino IDE предназначена для создания, компиляции и загрузки программ на платы Arduino.

Аппаратная часть Arduino состоит из набора печатных плат с открытой архитектурой. В большинстве случаев плата содержит микроконтроллер ATmega328p с тактовой частотой 16 МГц, 32 КБ встроенной памяти и...

Управление светодиодом Arduino UNO через среду LabVIEW

В данной статье рассматривается плата Arduino UNO среда LabVIEW, приводится программная часть реализации загорания светодиода на плате Arduino UNO с

Необходимые библиотеки их основные элементы для работы всреде LabVIEW. Для создания схемы и подключения платы необходимо установить следующие

Делаем проверку кода и загружаем его на плату. Так же в разделе Сервис задаем порт, к которому подключена плата и выбираем тип платы Arduino UNO.

Основы обучения робототехники в школе как способ повышения...

- уметь собирать схемы на макетных платах или брекбордах по принципиальным схемам. - освоить технологию пайки РЭЭ.

- практическая направленность занятий, выполнение законченного практического проекта на каждом занятии.

Программная часть состоит из программной оболочки (IDE) для написания программ, их компиляции и. Макетная плата используется для быстрой сборки электрических схем без пайки.

Построение логических схем с использованием Matlab/Simulink...

Проекты.

Среди всех многозначных логик выделяется троичная логика, которая сохраняет в себе все свойства двоичной логики и добавляет новые [7, 8]. Применение булевых функций к релейно-контактным схемам. Из этого можно сделать вывод, что методы логического анализа и синтеза релейно-контактных схем находят широкое применение в разных бытовых жизненных ситуациях.

Использование отладочной платы STM32F7 Discovery для...

Второй этап разработки «умного» проекта — это выбор контроллера и языка программирования. В настоящее время существует огромный выбор микроконтроллеров, которые подходят для реализации различных задач.

Что же такое отладочная плата? Отладочная плата — это набор комплексного решения от определённого производителя контроллера, призванная для упрощения создания проекта и отладки ПО. Как правило, в топологии такой платы...

В данной работе рассматриваются платы Altera на базе ПЛИС.

Проекты. Меню. Поиск.

Рис. 1. Макетная плата Mercury Code Cyclone V. DBC5CEFA7 — четвёртое поколение макетных плат на основе недорогой ПЛИС FPGA 5CEFA7F27C7N.

Интерфейс платы оснащен 32-мя линиями ввода/ вывода общего назначения (GPIO) с уровнем сигнала 3.3 В, 16-ю линиями ввода/вывода, уровень сигнала которых может быть определен пользователем.

Устройство для автоматического полива растений на платформе...

Установка Troyka Shield на плату Arduino Uno. Проблем на данном этапе не возникло, т. к. «шилд» полностью совместим с платформами Arduino.

Контакты для подключения соединены с линиями управляющей платы следующим образом

Для этого использовалась специальная среда Arduino IDE. Алгоритм разрабатывался для полива кактусов. Общая идея алгоритма была следующей

Задать вопрос