Jump to content
  • Sign Up
  • Language

Recommended Posts

Умный блок управления светом SMART POWER с дистанционным управлением
Этот проект был задуман, чтобы решить некоторые общие проблемы, стоящие перед всеми нами. Представьте себе ситуацию, на улице холодно, зима, поздний вечер, вы читаете книгу в своей кровати перед сном. После прочтения нескольких страниц, вы уже чувствуете сонливость, и ваши глаза постепенно закрываются. Но в вашей комнате по-прежнему горит свет, и у вас уже нет никакого желания вставать и выключать его. Тут то и приходит мысль, как это сделать, не вставая с кровати.

post-67-0-13338000-1442485487_thumb.jpgpost-67-0-19640000-1442485485_thumb.jpgpost-67-0-13704300-1442485484_thumb.jpg

Но как это сделать? Не волнуйтесь, ваш смартфон сделает эту работу за вас!

В этом уроке сделаем свой умный блок питания под различные источники света, управляемый с помощью смартфона на платформе Android и основанный на контроллере Arduino. От вас, не потребуется никакого опыта программирования Android устройств вообще, так как уже создано бесплатное приложение стороннего разработчика. Хоть этот проект и был начат, чтобы включать и выключать свет в спальне, позже добавим еще несколько интересных особенностей.

Особенности:

  • Включение или выключение ламп, вентилятора, кондиционера и других устройств с питанием 220V в вашей комнате.
  • Управление светодиодными лентами RGB 12V
  • Сбор данных с датчиков  (можно создать определенные действия, которые будут выполняться,  в зависимости от считываемых данных с датчиков)

Прежде чем продолжить, рекомендую вам ознакомиться с материалом, представленным по ссылкам ниже:

Проект работает от сети переменного тока 220-230V, поэтому соблюдайте технику безопасности при работе с высоким напряжением!

Шаг 1. Необходимые компоненты

post-67-0-05458600-1442485483_thumb.jpgpost-67-0-45373200-1442485479.jpgpost-67-0-55856700-1442485481.jpgpost-67-0-67206000-1442485480_thumb.jpg
 
• Контроллер Arduino Nano
Модуль Bluetooth HC 06
Модуль реле
Блок питания 12V / 2A
Понижающий модуль питания DC-DC 12/5V 3A  
Транзистор TIP 31C – 3шт.
Датчик температуры LM35DZ
Разъем – штырьковый, полоса, 40 контактов, 2,54 мм, прямой однорядный для плат Ardunio
Встраиваемая розетка AC 220V 10А
Сетевая вилка 250V, 10A
Провода
Держатель предохранителя  5 x 20 мм 10А и предохранитель 10А
Винтовые клеммы под пайку двух контактные (красного и синего цвета)
Резистор 1 кОм – 3шт.
Перфорированная монтажная плата – 2шт.
Пластиковый корпус
 
Шаг 2: Как это работает?
  post-67-0-77459100-1442485478_thumb.jpg
Это проект основан на работе программного обеспечения "ArdudDroid" доступное для  бесплатного скачивания и использования в Google Play по ссылке: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.techbitar.android.Andruino&hl=en 
 
Это приложение контролирует работу различных приборов, подключенных к контроллеру Arduino и силовому реле. При нажатии цифровых кнопок в приложении на вашем смартфоне, по каналу Bluetooth посылаются соответствующие команды от вашего смартфона к модулю Bluetooth HC-06, который вы подключили к вашему контроллеру Arduino. Контроллер Arduino распознает управляющую команду, сравнивает ее с заранее запрограммированными командами, назначенными для каждого прибора. Когда он идентифицирует эту команду, то контроллер Arduino активирует соответствующее реле, подключенное к его цифровому выходу, подавая на него 5V. Таким образом, реле включается, и соответствующий прибор, подключенный к реле, тоже включается.
 
Приложение также может посылать команды для изменения широтно-импульсной модуляции для каждого выхода контроллера Arduino. Данный тип управления применяется для изменения работы светодиодных лент RGB, изменение цвета, яркости и т.п. Так как светодиоды потребляют значительный ток, то их подключение выполняется через драйвер на основе транзисторов.
 
Приложение имеет возможность считывать значения с датчиков, подключенных к аналоговым входам контроллера Arduino. В нашем случае, на контакт контроллера A0 подключен датчик температуры, таким образом, на экране нашего смартфона в приложении будет отображаться температура в комнате.
 
Шаг 3: Подготовка питания 12V
post-67-0-75073700-1442485477_thumb.jpgpost-67-0-03577700-1442485519_thumb.jpgpost-67-0-01470900-1442485518_thumb.jpgpost-67-0-58602500-1442485516_thumb.jpgpost-67-0-87026100-1442485514_thumb.jpg

В наших домах используется сеть переменного напряжения 220V. В нашем проекте, для питания контроллера Arduino, модуля Bluetooth, модуля реле используется постоянное напряжение 5V. Для питания драйвера светодиодной полосы RGB используется постоянное напряжение 12V. Поэтому, первым делом нам надо понизить входное напряжение с 220 до 12V. Это можно сделать двумя способами:

  • Использовать понижающий трансформатор вместе с выпрямляющим диодным мостом.
  • Использовать запчасти от стандартного блока питания 230/12V 2A
 
Для нас предпочтительнее второй вариант, так как его проще купить, и в нем есть все, что нам нужно. Тем более, что у вас скорее всего есть старый не нужный блок питания.
При помощи отвертки, разделите корпус блока питания. Маркером отметьте входные и выходные контакты, с указанием полярности на выходе. Затем аккуратно отрежьте подключенные провода к плате блока питания.
 
В итоге у нас получилась готовая плата блока питания 230/12V.
 
Шаг 4: Изготовление интерфейсной платы
post-67-0-70573500-1442485513_thumb.jpgpost-67-0-82658600-1442485512_thumb.jpgpost-67-0-84541800-1442485510_thumb.jpgpost-67-0-15348700-1442485509_thumb.jpgpost-67-0-87549800-1442485507_thumb.jpgpost-67-0-62968400-1442485506_thumb.jpgpost-67-0-67519600-1442485569_thumb.jpgpost-67-0-03823800-1442485568_thumb.jpgpost-67-0-32453100-1442485566_thumb.jpg

Основная интерфейсная плата содержит разъемы для контроллера Arduino Nano, модуля реле, модуля Bluetooth, датчика температуры, и разъем подключения светодиодной ленты RGB. Также на этой плате установлен понижающий модуль DC-DC 12/5V.

Так как сам контроллер Arduino поддерживает напряжение питания 12V, то мы его подключаем напрямую к импульсному источнику питания 12V DC (плата блока питания подготовленная ранее). Все остальные устройства подключаются к питанию 5V DC от понижающего модуля. 

Во-первых, отделите штырьковые разъемы с требуемым количеством контактов и припаяйте их, так как показано на изображениях.

Затем пропаяйте все компоненты, согласно приведенной электрической схеме. Для подвода питания 12V к интерфейсной плате используйте двух контактный винтовой разъем (на изображении синего цвета). 

Шаг 5: Плата драйвера RGB светодиодов

post-67-0-04329900-1442485565_thumb.jpgpost-67-0-38408700-1442485564_thumb.jpgpost-67-0-53521300-1442485563_thumb.jpgpost-67-0-46485300-1442485562_thumb.jpgpost-67-0-43476700-1442485561_thumb.jpgpost-67-0-48492600-1442485560_thumb.jpg

Ток, потребляемый светодиодной лентой RGB, превышает максимальную нагрузку выходов контроллера Arduino. Поэтому мы добавляем в нашу схему драйвер (блок питания) светодиодной ленты.
 
Схема драйвера собирается на базе трех транзисторов  TIP 31C N-P-N и трех резисторов номиналом 1 кОм.
 
Во-первых, расположите и припаяйте ко второй перфорированной плате три транзистора и три резистора. Затем припаяйте красный винтовой разъем для подвода питания 12V, а также штырьковые разъемы (по четыре контакта) для подключения светодиодных лент (выход) и кабеля с входными данными от контроллера Arduino. Затем пропаяйте все соединения согласно приведенной электрической схеме.
 
Входной разъем от контроллера Arduino - GND, R, G, B
Выходной разъем на светодиодную ленту - +12V, R, G, B
К красному винтовому разъему подключается питание 12V DC 
 
Шаг 6: Подготовка корпуса
post-67-0-73458800-1442485558_thumb.jpgpost-67-0-22419200-1442485609_thumb.jpgpost-67-0-23473500-1442485608_thumb.jpgpost-67-0-38468800-1442485607_thumb.jpgpost-67-0-27276600-1442485606_thumb.jpgpost-67-0-12375300-1442485605_thumb.jpgpost-67-0-44328700-1442485604_thumb.jpg
Замерьте размер ваших встраиваемых розеток и вырежьте под них прорези в вашем пластмассовом боксе. Проделайте отверстия под провода подключения питания и  светодиодной ленты. Также сделайте отверстие под установку предохранителя.
 
Шаг 7: Зафиксируйте розетки
post-67-0-17739900-1442485603_thumb.jpgpost-67-0-13483800-1442485602_thumb.jpgpost-67-0-18344400-1442485601_thumb.jpgpost-67-0-30329600-1442485599_thumb.jpgpost-67-0-85406300-1442485629_thumb.jpgpost-67-0-17449900-1442485629_thumb.jpgpost-67-0-49920300-1442485628_thumb.jpg
 
Установите розетки в вырезанное гнездо и зафиксируйте их болтами.
 
Шаг 8: Подготовка шнура питания
post-67-0-52554400-1442485627_thumb.jpgpost-67-0-68431600-1442485626_thumb.jpgpost-67-0-39418700-1442485625_thumb.jpgpost-67-0-23391900-1442485624_thumb.jpg
 
Используйте трех жильный кабель с сечением жилы не менее 1,5 мм2,  для подключения общего питания 220V к вашему блоку питания. Зачистите его с обоих концов и подключите к нему сетевую вилку и винтовые зажимы внутри бокса. При подключении кабеля соблюдайте стандартную цветовую маркировку проводов.
 
  • Красный – фазный провод
  • Черный – нулевой провод 
  • Зеленый (желто-зеленый) - заземление

Шаг 9: Электрическая схема

post-67-0-99197800-1442485660_thumb.jpgpost-67-0-96404100-1442485659_thumb.jpgpost-67-0-07174300-1442485659_thumb.jpgpost-67-0-24464500-1442485658_thumb.jpgpost-67-0-40431400-1442485657_thumb.jpgpost-67-0-52469200-1442485656_thumb.jpgpost-67-0-44411900-1442485655_thumb.jpg

Выполните электрические соединения при помощи проводов, согласно приведенной электрической схеме. После окончания монтажа, внимательно проверьте все еще раз, т.к. неправильное соединение может привести к повреждению оборудования.

Шаг 10: Монтирования всех плат

post-67-0-23492900-1442485654_thumb.jpgpost-67-0-04383800-1442485653_thumb.jpgpost-67-0-01359900-1442485679_thumb.jpgpost-67-0-01234000-1442485678_thumb.jpg

Расположите все ваши платы в пластмассовом боксе и при помощи горячего клея зафиксируйте их на своих местах. Затем при помощи пластиковых хомутов аккуратно соберите ваши провода в жгутики.

Шаг 11: Подключение всех модулей к интерфейсной плате

post-67-0-92305800-1442485676_thumb.jpgpost-67-0-50381700-1442485675_thumb.jpgpost-67-0-89381000-1442485673_thumb.jpg

Сначала подключите провода питания всех модулей. Затем используйте провода с установленными разъемами «мама» - «мама», для соединения всех оставшихся линий. Ниже, указана распиновка контактов, для соединения всех модулей:
  • Питание на всех модулях:
5V  ---> Vcc
GND ---> GND
  • Модуль Bluetooth по отношению  Arduino --> Bluetooth HC 06
Rx ---> Tx
Tx ---> Rx
  • Блок реле по отношению Arduino ----> Блок реле
D2 ---> IN1
D4 ---> IN2
  • Плата драйвера RGB по отношению Arduino ---> RGB Driver Board
GND --- > GND
D6 ----> R
D9 ----> G
D11 ---> B
  • Датчик  температуры LM 35 по отношению Arduino ---> LM35
A0 ---> Out
 
Шаг 12:  Добавление светодиодной индикации

post-67-0-10341000-1442485701_thumb.jpgpost-67-0-30347800-1442485700_thumb.jpgpost-67-0-14382600-1442485699_thumb.jpgpost-67-0-07258700-1442485698_thumb.jpg

В общем то, вам не нужно каких-либо отдельных светодиодов для индикации, так как все модули имеют встроенные светодиоды. Но для удобства использования, я добавил индикацию наличия питания и состояния канала связи Bluetooth.
 
Для индикации питания, просверлите отверстие по диаметру светодиода в верхней крышке, в районе нахождения светодиода на плате вашего импульсного блока питания 12V.
 
Для индикации состояния подключения Bluetooth, просверлите небольшое отверстие в боковой стенке корпуса, так, что бы светодиод, расположенный на плате модуля Bluetooth, совпадал с просверленным отверстием. 
 
Для лучшего рассеивания света, я заклеил отверстия липкой лентой изнутри корпуса.
 
Шаг 13: Программирование контроллера Arduino
Загрузить исходный код  в файле «ardudroid.ino» по ссылке
Подключите контроллер Arduino Nano к компьютеру / ноутбуку через USB кабель.
 
Откройте программу Arduino IDE.
 
Выберите тип контроллера "Arduino Nano" и порт номер "XX" (XX - это СОМ-порт, к которому подключен ваш контроллер).
 
Загрузите программный код в контроллер.
 
Шаг 14:  Закройте корпус
 
post-67-0-07408700-1442485697_thumb.jpgpost-67-0-90371300-1442485695_thumb.jpgpost-67-0-29391700-1442485694_thumb.jpg
 
Закройте крышку корпуса и закрутите все винты. Для разнообразия можете наклеить какую-нибудь оригинальную наклейку (у меня череп с костями).
 
Шаг 15:  Тестирование
 
post-67-0-39294000-1442485693_thumb.jpgpost-67-0-31301000-1442485692_thumb.jpgpost-67-0-75346300-1442485712_thumb.jpgpost-67-0-84372900-1442485711_thumb.jpgpost-67-0-82252100-1442485710_thumb.jpg
 
Подключите шнур питания к розетке 230V, при этом у вас загорится индикатор питания на верхней крышке, и замигает индикатор состояния подключения Bluetooth. Скачайте приложение для вашего смартфона из Google Play и установите его. 
 
Откройте приложение и выполните сопряжение с модулем «Bluetooth module (HC-06)». При первом сопряжении устройств, он попросит указать пароль. Используйте «1234» или «0000».
 
После успешного сопряжения, произойдет подключение устройств, и индикатор состояния подключения Bluetooth начнет гореть постоянно.
 
Теперь понажимайте различные цифровые кнопки и проверьте работу различных устройств и показания температуры. При помощи ползунков, можно плавно изменять яркость и цвет свечения светодиодной ленты.
 
Источник: instructables

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

×
×
  • Create New...