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

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 6 марта, печатный экземпляр отправим 10 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Информационные технологии

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

Дата публикации: 16.01.2021

Статья просмотрена: 9 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: 25.02.2021).



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
Задать вопрос