Откроем наш набор и рассмотрим его содержимое. Самый главный компонент любой "умной" системы – его контроллер. Контроллер предназначен для получения информации и управления "умным" домом. В нашем наборе два контроллера! Это плата Arduino Mega и модуль NodeMcu v3 Lua WI-FI ESP8266 CH340. Вы можете выбрать любой из них.Arduino сейчас представляет собой удобный электронный конструктор, понятную среду для программирования и в целом удобный инструмент для создания собственных разработок как новичкам, так и профессионалам. Популярность платформе Arduino придает то, что она имеет простейшую среду разработки и язык программирования, представляющий собой вариант языка С/С++ для микроконтроллеров. В него добавлены элементы, позволяющие создавать программы без изучения аппаратной части. Так что для работы с Arduino практически достаточно знания только основ программирования на С/С++. На контроллер программы переносятся через USB (не нужен программатор, проще говоря, передатчик программы на нужное устройство). Arduino имеет открытый исходный код (та основа, на которой создается платформа, ее программное ядро, с помощью которого и создаются все нужные программы). Открытый код полезен для пользователей тем, что на основе него они могут создавать свои собственные самодельные программы, а не использовать только те, которые поставляются самим Arduino. Платформа Arduino постоянно развивается и существует большое количество плат данной платформы.
Ваш умный дом потребует большого количества устройств, подключенных к контроллеру, поэтому в наборе используется контроллер Arduino высокой производительности и с большим количеством контактов – плата Arduino Mega (см. рис. 2.1).
Риc 2.1. Плата Arduino Mega
Второй контроллер – модуль NodeMcu v3 Lua WI-FI ESP8266 CH340 (рис. 2.2).
Риc 2.2. Модуль NodeMcu ESP8266
Это полноценная платформа для создания устройств Интернет вещей на основе модуля ESP8266, который умеет принимать и посылать данные в локальную сеть или интернет через Wi-Fi. Модуль ESP8266 представляет собой полноценный 32-битный микроконтроллер, который содержит выводы GPIO, в том числе SPI, UART, I2C, и на данный момент составляет серъезную конкуренцию плате Arduino. Программирование платы возможно в среде Arduino IDE.
Идем далее.
Во-первых, необходимо оперативно получать всю необходимую информацию о климатических параметрах в вашем доме температура и влажность воздуха, увлажненность почвы для растений, нет ли пожара, потопа или утечки газа.
Какую проблему клиента решит функция мониторинга? Прежде всего — устранит беспокойство насчет того, все ли в порядке в доме во время вашего отсутствия.
Для этого в набор включены следующие датчики:
• датчика температуры DS18B20;
• датчик влажности DHT11 (DHT22);
• датчик увлажненности почвы;
• датчик воды;
• датчик огня;
• датчик пропана;
• датчик движения.
Выводить данные мониторинга необходимо на дисплей, или с помощью светодиодов и звукового сигнала оповещать о критических значениях климатических параметров, чтобы видеть показания датчиков в то время, когда вы будете дома. Поэтому в набор включены:
• TFT shield с цветным ЖКИ QVGA (рис. 2.3);
• разноцветные светодиоды;
• RGB-светодиоды;
• маленький динамик 8 Ом.
Риc 2.3. TFT Shield с цветным ЖКИ QVGA
Следующая важнейшая функция – управление исполнительными электронными устройствами вашего Умного дома. Это и освещение, и вентиляция, и полив растений, и обогрев жилища. Для подключения данных устройств к контроллеру в набор включен Relay Shield. Для управления данными устройствами в доме по инфракрасному каналу, в набор включен ИК-пульт и ИК-приемник.
Еще одна полезная функция – доступ в дом с помощью RFID-карт. Для реализации в набор включен RFID-приемник RC522 и несколько RFID карт и брелоков (см. рис. 2.4).
Риc 2.4. RFID-приемник RC522
Умный дом невозможно представить без организации включения приборов по времени, для создания различных будильников необходим модуль часов реального времени RTC (см. рис. 2.5).
Риc 2.5. Модуль часов реального времени DS3231
И конечно же наш микроконтроллер должен иметь выход в интернет. Здесь у нас будет несколько вариантов, в зависимости от вашего доступа к сети Интернет. C помощью модуля NodeMcu вы подключиться к любой точке доступа WiFi. Если у Вас нет доступа к сети Интернет – это не проблема – бюджетный модуль GSM/GPRS A6 (рис. 2.6) предоставит возможность использовать сеть GSM для удаленного приема и передачи данных в интернет.
Риc 2.6. Модуль GSM/GPRS A6
В наборе также есть плата прототипирования, провода, резисторы, транзисторы. И этот учебник, который поможет Вам создать элементы Умного дома с использованием технологии Интернет вещей. Мы начнем с чистого листа и в каждой главе будем добавлять функционала Умному дому. В каждой главе представлен список необходимых деталей, приведена схема соединения деталей в формате интегрированной среды разработки Fritzing, скетч программы на встроенном языке Arduino комментариями. В конце каждой главы содержатся ссылки для скачивания скетчей с сайта www.arduino-kit.ru .
Готовы? Переворачивайте страницу и приступим!