Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Automatyka domowa z użyciem XBee i Arduino

Kompletny samouczek objaśniający krok po kroku projekt automatyki domowej z użyciem XBee i Arduino.
Article Image
1. Praktyczny Kurs Arduino - przewodnik po artykułach składających się na kurs 2. Czym jest Arduino? 3. Porównanie Arduino z Raspberry Pi 4. Instalacja sterownika Arduino w systemie Windows 5. Generowanie pliku hex w Arduino 6. Jak wgrać bootloader w Atmega328? 7. Rozpoczęcie pracy z oprogramowaniem Arduino 8. Rozpoczęcie programowania w Arduino 9. Programowe resetowanie Arduino 10. Wprowadzenie do Arduino UNO 11. Wprowadzenie do Arduino NANO 12. Wprowadzenie do Arduino Pro Mini 13. Wprowadzenie do Arduino Mega 2560 14. Wprowadzenie do Arduino Due 15. Wprowadzenie do Arduino Lilypad 16. Wprowadzenie do ATmega328 17. Biblioteka Arduino dla Proteusa 18. Projekt płytki drukowanej Arduino UNO dla Proteus ARES 19. Biblioteka Arduino Lilypad dla Proteusa 20. Odczyt z portu szeregowego Arduino 21. Projektowanie układów LCD z Arduino 22. Łączenie klawiatury z Arduino 23. Wartość ADC na LCD przy użyciu Arduino 24. Symulacja czujnika ultradźwiękowego w Proteusie 25. Połączenie czujnika ultradźwiękowego z Arduino 26. Wiele czujników ultradźwiękowych z Arduino 27. Czujnik temperatury 18B20 z Arduino 28. Jak używać 18B20 w Proteus ISIS? 29. Łączenie LM35 z Arduino w Proteusie 30. Współpraca siedmiosegmentowego wyświetlacza z Arduino w Proteusie 31. Łączenie czujnika PIR z Arduino 32. Współpraca czujnika płomienia z Arduino 33. Interfejs NRF24L01 z Arduino 34. NRF24L01+ i Arduino - Response Timed Out 35. Połączenie RFID RC522 z Arduino 36. Komunikacja Bluetooth z Arduino przy użyciu HC05 37. Sterowanie serwomotorem za pomocą Arduino w Proteusie 38. Projekt sterowania sygnalizacją świetlną przy użyciu Arduino 39. Przewijanie tekstu na matrycy LED 8×8 z użyciem Arduino 40. Inteligentny system oszczędzania energii 41. Komunikacja USB pomiędzy Androidem i Arduino 42. Automatyka domowa z użyciem XBee i Arduino 43. Domowy system bezpieczeństwa oparty na GSM 44. Wysyłanie SMS-ów za pomocą Arduino UNO i SIM900 45. Odbieranie SMS-ów za pomocą komend AT przy użyciu Arduino 46. Projekt rozpoznawania głosu przy użyciu EasyVR Shield 47. Rozpoczęcie pracy z programem EasyVR Commander 48. Połączenie EasyVR z Arduino UNO 49. Błąd szkolenia - niepowodzenie rozpoznawania w EasyVR 50. Połączenie XBee z komputerem 51. Wprowadzenie do modułu XBee 52. Interfejs XBee z Arduino 53. Rozpoczęcie pracy z kamerą Pixy 54. Jak zainstalować oprogramowanie kamery Pixy - PixyMon 55. Aktualizacja firmware kamery Pixy do najnowszej wersji 56. Jak wytrenować kamerę Pixy za pomocą komputera 57. Sterowanie kierunkiem obrotu silnika prądu stałego za pomocą Arduino 58. Sterowanie prędkością obrotów silnika prądu stałego za pomocą Arduino 59. Sterowanie kierunkiem obrotu silnika krokowego za pomocą Arduino 60. Sterowanie prędkością obrotów silnika krokowego za pomocą Arduino 61. Pobieranie danych z serwera internetowego za pomocą Arduino Wi-Fi 62. Wprowadzenie do Arduino YUN 63. Dostęp do serwera Linux Arduino YUN za pomocą Putty
Rozwiń cały spis treści Zwiń spis treści

Witam wszystkich! Dzisiaj opiszę nowy projekt automatyki domowej z wykorzystaniem XBee i Arduino. Projekt automatyki domowej to projekt najczęściej wykonywany przez studentów inżynierii. Dlatego pomyślałem o stworzeniu kompletnego projektu automatyki domowej, aby studenci inżynierii mogli z niego skorzystać. W automatyzacji zadanie jest wykonywane automatycznie i nie trzeba go kontrolować. W normalnym projekcie automatyki domowej jest kilka czujników, które są wyświetlane bezprzewodowo użytkownikowi i istnieje kilka elementów sterujących, takich jak włączanie lub wyłączanie świateł, wentylatorów itp. za pomocą aplikacji zdalnej lub mobilnej. W tym projekcie wykorzystałem płytkę Arduino UNO i zaprojektowałem jej kompletną symulację działania w programie Proteus, aby użytkownicy mieli pewność, że działa idealnie. Ponieważ musieliśmy dużo pracować nad zaprojektowaniem tej kompletnej symulacji projektu automatyki domowej, dlatego nie jest ona bezpłatna, ale można ją kupić za niewielką cenę 50 USD. W tej cenie otrzymasz kompletny kod Arduino wraz z działającą symulacją Proteus. Przed zakupem tego projektu powinieneś zapoznać się z poniższymi szczegółami, aby mieć pewność, co kupujesz.

Automatyka domowa z użyciem XBee i Arduino

1. Przegląd

W tym projekcie zrobiono dwie symulacje, jedna symulacja jest dla sekcji zdalnej, za pomocą której będziemy sterować naszymi urządzeniami, a druga symulacja dotyczy sterowania tymi urządzeniami.

Gdy naciśniesz przyciski ze swojej sekcji zdalnej, odpowiednie polecenie zostanie wysłane bezprzewodowo do tablicy kontrolnej i włączy lub wyłączy odpowiednie obciążenie.

Ponadto na pilocie znajduje się wyświetlacz LCD, na którym można również sprawdzić wartości czujników.

Krótko mówiąc, pilot będzie w Twojej dłoni i za pomocą tego pilota możesz łatwo włączać i wyłączać swoje urządzenia, a także bezprzewodowo sprawdzać stan różnych czujników.

Przyjrzyjmy się najpierw sekcji zdalnej:

Zdalne sterowanie:

W sekcji zdalnego sterowania wykorzystałem następujące główne moduły:

  • Arduino UNO: płytka mikrokontrolera.
  • klawiatura: Polecenia będą wysyłane po kliknięciu przycisków tej klawiatury.
  • LCD (20×4): do wyświetlania danych i poleceń czujnika.
  • Moduł XBee: To moduł RF służący do wysyłania poleceń bezprzewodowych.

Po kliknięciu dowolnego przycisku na klawiaturze polecenie jest wysyłane z Arduino do modułu XBee, a moduł XBee przekazuje je następnie do innego XBee na jednostce sterującej.

Co więcej, gdy jednostka sterująca wysyła dane z czujników na XBee, Arduino odbiera te dane, 

a następnie wyświetla je na wyświetlaczu LCD.

Oto schemat blokowy sekcji zdalnego sterowania, który daje lepsze wyobrażenie o jego działaniu:

Oto schemat Proteusa naszej sekcji zdalnej:

W powyższej symulacji zdalnego sterowania w Proteus widać, że mamy płytkę Arduino UNO, która jest połączona z wyświetlaczem LCD, klawiaturą i modułem XBee.

Działanie tej sekcji zostanie omówione w dalszej części.

Teraz spójrzmy na stronę jednostki sterującej projektu automatyki domowej.

Uwaga: Powinieneś zapoznać się z poniższymi samouczkami jak zrobić symulację tych modułów osobno:

Biblioteka XBee dla Proteusa

Nowa biblioteka LCD dla Proteusa

Łączenie Arduino z Xbee

Jednostka sterująca:

Omówiliśmy już sekcję zdalnego sterowania, a teraz przyjrzyjmy się jednostce sterującej.

Jednostka sterująca to jednostka sterowana za pomocą pilota.

Główne elementy jednostki sterującej to:

  • Arduino UNO: płytka mikrokontrolera.
  • Przekaźniki: używane do sterowania urządzeniami. Dodałem osiem przekaźników, dzięki czemu można sterować ośmioma urządzeniami.
  • Lampy: wskazujące żarówki.
  • Silniki prądu stałego: wskazanie wentylatorów.
  • Czujnik dymu: używany do wykrywania dymu.
  • Czujnik ognia: używany do wykrywania pożaru.
  • DS18B20: Służy do pomiaru temperatury atmosferycznej.

Uwaga: W symulacji użyłem lamp i silników prądu stałego jako urządzeń, ale jeśli projektujesz je na sprzęcie, możesz użyć dowolnego urządzenia 220 V. Zanim go dodasz, musisz zrozumieć działanie przekaźników. Z tego powodu spójrz na poniższe samouczki:

Co to jest przekaźnik i jak z niego korzystać?

Łączenie przekaźnika z mikrokontrolerem

W tej jednostce sterującej Arduino UNO pobiera dane z czujników dymu, a następnie wysyła te dane za pośrednictwem XBee do zdalnego sterowania.

Widzieliśmy w poprzedniej sekcji, że te dane są następnie wyświetlane na wyświetlaczu LCD.

Co więcej, po naciśnięciu dowolnego przycisku na pilocie, polecenie jest odbierane przez Arduino za pośrednictwem XBee.

Po otrzymaniu tego polecenia Arduino UNO włącza lub wyłącza odpowiedni przekaźnik, który z kolei włącza lub wyłącza odpowiednie urządzenie.

Oto schemat blokowy tej jednostki sterującej:

Na powyższym schemacie blokowym widać, że połączyłem trzy czujniki z Arduino i Arduino odbiera ich wartości a następnie wysyła te wartości do pilota przez XBee.

Ponadto przekaźniki są również podłączone do Arduino, a obciążenia są podłączone do tych przekaźników.

Tak więc Arduino kontroluje te przekaźniki, które z kolei kontrolują obciążenia.

Użyłem ośmiu przekaźników, a co za tym idzie ośmiu obciążeń.

Wszystkie obciążenia, których użyłem, są obciążeniami DC, ponieważ Proteus nie ma aktywnych obciążeń AC, ale można umieszczać także obciążenia AC.

Oto symulacja jednostki sterującej w Proteusie:

Możesz zobaczyć, że wszystkie moduły są w nim obecne.

Po prawej stronie znajduje się osiem przekaźników, a ich wyjścia trafiają do obciążeń.

Użyłem czterech lamp i czterech silników prądu stałego.

Przyjrzyjmy się ich działaniu.

Uwaga: Powinieneś zapoznać się z poniższymi samouczkami, w których osobno połączyłem te czujniki z Arduino:

Biblioteka czujników gazu dla Proteus

Biblioteka czujników ognia dla Proteusa

Połączenie czujnika ognia z Arduino

Łączenie czujnika temperatury 18B20 z Arduino

2. Działanie:

Wspomniałem już o ich działaniu w powyższym punkcie, więc nie będę tego szczegółowo omawiał.

Najpierw omówię działanie pilota zdalnego sterowania:

Zdalne sterowanie:

Pilot posiada moduł XBee, który służy do komunikacji bezprzewodowej.

Klawiatura ma przyciski, zatem po naciśnięciu przycisku „1” na klawiaturze sygnał jest wysyłany przez XBee do jednostki sterującej.

Jednostka sterująca automatycznie włączy pierwsze obciążenie po otrzymaniu polecenia z przycisku „1” pilota.

Gdy naciśniesz „1” po raz pierwszy, pierwszy przekaźnik zostanie włączony, ale po ponownym naciśnięciu przycisku „1” pierwszy przekaźnik zostanie wyłączony.

To tak, jakbyś chciał go włączyć, a następnie go wyłączyć.

Ponieważ jest osiem przekaźników, więc przyciski od „1” do „8” działają odpowiednio dla obciążeń od „1” do „8”.

Co więcej, gdy dane czujnika pochodzą z jednostki sterującej, są one aktualizowane na wyświetlaczu LCD pilota.

Przyjrzyjmy się teraz działaniu jednostki sterującej:

Jednostka sterująca:

Jednostka sterująca nadal czeka na polecenie z pilota i za każdym razem, gdy polecenie zostanie odebrane z pilota, włącza lub wyłącza odpowiednie obciążenie.

Co więcej, w sposób ciągły przesyła dane z czujników do pilota.

Do tej komunikacji bezprzewodowej używany jest moduł Xbee.

3: Praca

To jest ostatnia część tego artykułu, w której przyjrzymy się działaniu projektu.

Nie podzieliłem tej sekcji na części, zamiast tego stworzyłem film, który szczegółowo wyjaśni działanie.

Oto pierwszy wygląd obrazu sekcji zdalnej podczas pracy:

Gdy dane czujnika pochodzą ze zdalnej sekcji, zostaną wyświetlone na ekranie LCD, jak pokazano na poniższym rysunku:

Na powyższym rysunku widać, że oba czujniki działają, a temperatura jest wyświetlana na wyświetlaczu LCD.

Pełne działanie tego projektu jest pokazane na poniższym filmie.

To wszystko na dziś.

Mam nadzieję, że spodobał Ci się ten projekt.

Wideo

Artykuł Home Automation Project using XBee & Arduino opracowano w wersji polskiej na podstawie współpracy z portalem www.theengineeringprojects.com.

1. Praktyczny Kurs Arduino - przewodnik po artykułach składających się na kurs 2. Czym jest Arduino? 3. Porównanie Arduino z Raspberry Pi 4. Instalacja sterownika Arduino w systemie Windows 5. Generowanie pliku hex w Arduino 6. Jak wgrać bootloader w Atmega328? 7. Rozpoczęcie pracy z oprogramowaniem Arduino 8. Rozpoczęcie programowania w Arduino 9. Programowe resetowanie Arduino 10. Wprowadzenie do Arduino UNO 11. Wprowadzenie do Arduino NANO 12. Wprowadzenie do Arduino Pro Mini 13. Wprowadzenie do Arduino Mega 2560 14. Wprowadzenie do Arduino Due 15. Wprowadzenie do Arduino Lilypad 16. Wprowadzenie do ATmega328 17. Biblioteka Arduino dla Proteusa 18. Projekt płytki drukowanej Arduino UNO dla Proteus ARES 19. Biblioteka Arduino Lilypad dla Proteusa 20. Odczyt z portu szeregowego Arduino 21. Projektowanie układów LCD z Arduino 22. Łączenie klawiatury z Arduino 23. Wartość ADC na LCD przy użyciu Arduino 24. Symulacja czujnika ultradźwiękowego w Proteusie 25. Połączenie czujnika ultradźwiękowego z Arduino 26. Wiele czujników ultradźwiękowych z Arduino 27. Czujnik temperatury 18B20 z Arduino 28. Jak używać 18B20 w Proteus ISIS? 29. Łączenie LM35 z Arduino w Proteusie 30. Współpraca siedmiosegmentowego wyświetlacza z Arduino w Proteusie 31. Łączenie czujnika PIR z Arduino 32. Współpraca czujnika płomienia z Arduino 33. Interfejs NRF24L01 z Arduino 34. NRF24L01+ i Arduino - Response Timed Out 35. Połączenie RFID RC522 z Arduino 36. Komunikacja Bluetooth z Arduino przy użyciu HC05 37. Sterowanie serwomotorem za pomocą Arduino w Proteusie 38. Projekt sterowania sygnalizacją świetlną przy użyciu Arduino 39. Przewijanie tekstu na matrycy LED 8×8 z użyciem Arduino 40. Inteligentny system oszczędzania energii 41. Komunikacja USB pomiędzy Androidem i Arduino 42. Automatyka domowa z użyciem XBee i Arduino 43. Domowy system bezpieczeństwa oparty na GSM 44. Wysyłanie SMS-ów za pomocą Arduino UNO i SIM900 45. Odbieranie SMS-ów za pomocą komend AT przy użyciu Arduino 46. Projekt rozpoznawania głosu przy użyciu EasyVR Shield 47. Rozpoczęcie pracy z programem EasyVR Commander 48. Połączenie EasyVR z Arduino UNO 49. Błąd szkolenia - niepowodzenie rozpoznawania w EasyVR 50. Połączenie XBee z komputerem 51. Wprowadzenie do modułu XBee 52. Interfejs XBee z Arduino 53. Rozpoczęcie pracy z kamerą Pixy 54. Jak zainstalować oprogramowanie kamery Pixy - PixyMon 55. Aktualizacja firmware kamery Pixy do najnowszej wersji 56. Jak wytrenować kamerę Pixy za pomocą komputera 57. Sterowanie kierunkiem obrotu silnika prądu stałego za pomocą Arduino 58. Sterowanie prędkością obrotów silnika prądu stałego za pomocą Arduino 59. Sterowanie kierunkiem obrotu silnika krokowego za pomocą Arduino 60. Sterowanie prędkością obrotów silnika krokowego za pomocą Arduino 61. Pobieranie danych z serwera internetowego za pomocą Arduino Wi-Fi 62. Wprowadzenie do Arduino YUN 63. Dostęp do serwera Linux Arduino YUN za pomocą Putty
Rozwiń cały spis treści Zwiń spis treści
Firma:
Tematyka materiału: Kurs Arduino, pierwsze kroki, Projekty Arduino, Arduino UNO, XBee, Symulator Arduino Proteus
AUTOR
Źródło
www.theengineeringprojects.com
Udostępnij
Zobacz wszystkie quizy
Quiz weekendowy
Tensometry
1/10 Do czego służą tensometry?
Oceń najnowsze wydanie EdW
Wypełnij ankietę i odbierz prezent
Kursy kategorie
AI-Sztuczna Inteligencja
Aparatura
Arduino Audio Automatyka
CNC
DIY
Druk 3d
Elektromechanika Fotowoltaika
FPGA-CPLD-SPLD
GPS
IC-układy scalone
Interfejsy
IoT
Książki
Lasery
LED/LCD/OLED
Mechatronika
Mikrokontrolery (MCV,μC)
Moc
Moduły
Narzędzia
Optoelektronika
PCB/Montaż
Podstawy elektroniki
Podzespoły bierne
Półprzewodniki
Pomiary i testy Projektowanie Raspberry Pi
Retro
Komunikacja, RF
Robotyka
SBC-SIP-SoC-CoM
Sensory Silniki i serwo Software
Sterowanie
Transformatory
Tranzystory
Wyświetlacze
Wzmacniacze
Zasilanie
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"