งานประเมินการสอบ

How To Make Arduino 

Based Home Automation Project via Bluetooth?

       เราอาศัยอยู่ในศตวรรษที่ 21 โดยอัตโนมัติทุกรูปแบบเช่นบ้านหรือโรงงานอุตสาหกรรมมีบทบาทสำคัญในชีวิตมนุษย์ เมื่อพูดถึงระบบอัตโนมัติของอุตสาหกรรมแนวคิดนี้นำมาประยุกต์ใช้กับเครื่องจักรขนาดใหญ่หรือหุ่นยนต์ซึ่งจะช่วยในการเพิ่มประสิทธิภาพในด้านการผลิตพลังงานและเวลา
        บ้านอัตโนมัติในอีกทางหนึ่งเกี่ยวข้องกับการทำงานอัตโนมัติสภาพแวดล้อมที่บ้าน นี่เป็นไปได้เนื่องจากมาร์ทโฟนและอินเทอร์เน็ตที่เราใช้กันอย่างแพร่หลาย ระบบอัตโนมัติในบ้านสามารถแบ่งออกเป็นเพียงการควบคุมเครื่องใช้สมาร์ทโฟนจากสถานที่ห่างไกลและอีกประเภทหนึ่งที่เต็มไปด้วยเซนเซอร์และตัวกระตุ้นซึ่งควบคุมแสงอุณหภูมิประตูล็อคอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เครื่องใช้ไฟฟ้าเป็นต้นโดยใช้ระบบ "สมาร์ท" .
       ในโครงการนี้เราจะออกแบบโครงการบ้านอัตโนมัติที่เรียบง่ายโดยใช้ส่วนประกอบที่เรียบง่ายโดยใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่แตกต่างกันสามารถเปิดหรือปิดได้ โครงการนี้ตั้งอยู่บน Arduino และเราได้ใช้ Arduino UNO สำหรับโครงการนี้

Circuit Diagram

รายการส่วนประกอบที่กล่าวถึงในที่นี้มีไว้สำหรับการควบคุมการโหลดที่ต่างกัน 4 แบบ

- Arduino UNO

- โมดูลบลูทู ธ HC - 05

- ตัวต้านทาน 10 KΩ

- ตัวต้านทาน 20 KΩ

- ตัวต้านทาน 1 KΩ X 4

- 2N2222 ทรานซิสเตอร์ NPN Transistor X 4

- 1N4007 ไดโอด X 4

- รีเลย์ 12 V X 4

- บอร์ดต้นแบบ (บอร์ดขนมปัง)

- สายเชื่อมต่อ

- แหล่งจ่ายไฟ 12 V

- สมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ต (เปิดใช้งาน Bluetooth)

Component Description

Arduino UNO:

       ใช้ Arduino UNO ขนาด 8 บิต ATMega 328P ในโครงการเพื่อควบคุมส่วนประกอบต่างๆเช่นโมดูลบลูทูธ และเครือข่ายรีเลย์

โมดูลบลูทูธ :

       โมดูล Bluetooth ที่ใช้ในโครงการนี้คือ HC-05 ดังรูปที่ด้านล่างโมดูลบลูทู ธ นี้มีขา 4 ขาสำหรับ VCC (5V), พื้นดิน, TX และ RX

โมดูลบลูทู ธ

       Bluetooth นี้สามารถใช้ได้กับโทรศัพท์ที่ใช้ Bluetooth (หรือแท็บเล็ตหรือแล็ปท็อป) และช่วงของโมดูลนี้จะอยู่ที่ประมาณ 10 เมตร

บอร์ดรีเลย์ 4 ช่อง:

       บอร์ดรีเลย์ 4 ช่องถูกใช้ในโครงการนี้เพื่อควบคุมการโหลดที่ต่างกัน 4 แบบ มีส่วนประกอบและการเชื่อมต่อที่จำเป็นทั้งหมดเช่นตัวต้านทานกระแสไฟฐาน, ไดโอด flyback, ไฟ LED และส่วนหัวสำหรับเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่น ๆ

ข้อควรระวัง: เราควรระมัดระวังในการใช้รีเลย์กับสายไฟ AC

Circuit Design

       การออกแบบวงจรของ Home Automation บนพื้นฐานของ Arduino และ Bluetooth ทำได้ง่ายมากและได้อธิบายไว้ด้านล่าง

       โมดูลบลูทู ธ มีขา 4 ขา: VCC, TX, RX และ GND VCC และ GND เชื่อมต่อกับ 5V และใช้ Ground จาก Arduino UNO โมดูลบลูทู ธ ทำงานบน 3.3V และมีตัวควบคุม 5V ถึง 3.3V บนเมนบอร์ด

       หมุด TX และ RX ของโมดูลบลูทู ธ ต้องเชื่อมต่อกับ RX และ TX pins ของ Arduino ใน Arduino UNO เรากำหนดขา 2 และ 4 เป็น RX และ TX โดยใช้ซอฟต์แวร์ ดังนั้น TX ของ Bluetooth เชื่อมต่อกับขา 4 ของ Arduino

       แต่เมื่อเชื่อมต่อ RX ของ Bluetooth ไปยัง TX ของ Arduino (หรือไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวใด ๆ อันที่จริงแล้ว) เราต้องระมัดระวังเนื่องจากขาสามารถทนต่อ 3.3V เท่านั้น แต่แรงดันไฟฟ้าจาก TX หรือ Arduino จะเป็น 5V

ดังนั้นแรงดันไฟฟ้า 10K และ 20K resistors ใช้เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าไปประมาณ 3.3V

หมายเหตุ : สามารถใช้ตัวต้านทานชนิดใดก็ได้เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าลงไปประมาณ 3.3V

ขั้นตอนต่อไป คือ การเชื่อมต่อขา I / O ดิจิตอลของ Arduino เข้ากับบอร์ดรีเลย์

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Arduino Bluetooth Interface และ Arduino Relay Control

กระบวนการทำงาน

       โครงการบ้านอัตโนมัติแบบง่ายๆที่ใช้ Arduino UNO โมดูลบลูทูธ และสมาร์ทโฟน จุดมุ่งหมายของโครงการนี้คือการควบคุมเครื่องใช้ภายในบ้านที่แตกต่างกันโดยใช้สมาร์ทโฟน การทำงานของโครงการได้รับการอธิบายไว้ที่นี่

       เมื่อเปิดสวิตช์ไฟ LED การเชื่อมต่อบนโมดูล Bluetooth จะกะพริบ เราจำเป็นต้องเริ่มต้นแอพพลิเคชัน "Bluetooth Controller" ในสมาร์ทโฟนและเชื่อมต่อกับโมดูล Bluetooth หากการจับคู่เสร็จสิ้น LED จะมีเสถียรภาพ

       ตอนนี้ในแอปเราจำเป็นต้องกำหนดคีย์ต่างๆสำหรับโหลดที่ต่างกันและค่าที่ตรงกันซึ่งต้องส่งเมื่อกดปุ่มนี้ ภาพต่อไปนี้แสดงชุดของคีย์เพื่อควบคุมโหลด 4 ชิ้นและคีย์เพิ่มเติมเพื่อปิดการโหลดทั้งหมด

       จากนั้นเราก็พร้อมที่จะควบคุมโหลด เมื่อกดปุ่มในสมาร์ทโฟนโมดูล Bluetooth จะรับข้อมูลที่เกี่ยวข้องและ Intern จะส่งข้อมูลนั้นไปยัง Arduino

ตัวอย่างเช่นถ้าเรากด "LOAD 2 ON" ข้อมูลที่ได้รับจากโมดูลบลูทู ธ คือ "2"

       ข้อมูลนี้ ได้แก่ "2" ถูกส่งไปยัง Arduino จากนั้น Arduino จะเปรียบเทียบข้อมูลที่ได้รับกับข้อมูลที่เขียนลงในร่างและจะเปลี่ยนภาระการโหลด 2. การกระทำที่คล้ายกันนี้สามารถใช้ได้กับคีย์และโหลดอื่น ๆ

       เมื่อใช้การเชื่อมต่อประเภทนี้เราสามารถควบคุมการเปิดหรือปิดเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านที่แตกต่างกันโดยใช้สมาร์ทโฟนของเรา

ข้อควรระวัง: เราควรระมัดระวังในการใช้รีเลย์กับสายไฟ AC

การประยุกต์ใช้งาน

       การใช้โครงการนี้เราสามารถเปิดหรือปิดเครื่องใช้งานระยะไกลได้เช่นการใช้โทรศัพท์หรือแท็บเล็ต

โครงการนี้สามารถขยายไปสู่ระบบอัตโนมัติในบ้านได้โดยการรวมเซ็นเซอร์บางอย่างเช่นเซ็นเซอร์วัดแสงเซ็นเซอร์อุณหภูมิเซ็นเซอร์ความปลอดภัย ฯลฯ และปรับพารามิเตอร์ต่างๆเช่นไฟห้องพักเครื่องปรับอากาศอุณหภูมิห้อง ฯลฯ และส่งผ่าน ข้อมูลไปยังโทรศัพท์ของเรา

นอกจากนี้เรายังสามารถเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตและควบคุมบ้านจากสถานที่ห่างไกลผ่านอินเทอร์เน็ตและตรวจสอบความปลอดภัย

ข้อจำกัด

       ระบบจำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟอย่างต่อเนื่องเพื่อให้เป็นไปได้หรือมิฉะนั้นเราอาจไม่สามารถควบคุมเครื่องใช้เหล่านี้ได้

ดังนั้นวิธีที่ดีที่สุดในการออกแบบระบบอย่างมีประสิทธิภาพคือการใช้ทั้งการควบคุมอัตโนมัติและการควบคุมด้วยตนเองผ่านสวิตช์ทีละครั้ง

Code

	#include <SoftwareSerial.h>
	const int rxPin = 4;
	const int txPin = 2;
	SoftwareSerial mySerial(rxPin, txPin);
	const int Loads[] = {9, 10, 11, 12};
	int state = 0;
	int flag = 0;
	void setup()
	{
	for (int i=0;i<4;i++)
	{
	pinMode(Loads[i], OUTPUT);
	}
	mySerial.begin(9600);
	for (int i=0;i<4;i++)
	{
	digitalWrite(Loads[i], LOW);
	}
	}
	void loop()
	{
	if(mySerial.available() > 0)
	{
	state = mySerial.read();
	flag=0;
	}
	switch(state)
	{
	case '0':digitalWrite(Loads[0], HIGH);
	flag=1;
	break;
	case '1':digitalWrite(Loads[0], LOW);
	flag=1;
	break;
	case '2':digitalWrite(Loads[1], HIGH);
	flag=1;
	break;
	case '3':digitalWrite(Loads[1], LOW);
	flag=1;
	break;
	case '4':digitalWrite(Loads[2], HIGH);
	flag=1;
	break;
	case '5':digitalWrite(Loads[2], LOW);
	flag=1;
	break;
	case '6':digitalWrite(Loads[3], HIGH);
	flag=1;
	break;
	case '7':digitalWrite(Loads[3], LOW);
	flag=1;
	break;
	case '8':digitalWrite(Loads[0], LOW);
	digitalWrite(Loads[1], LOW);
	digitalWrite(Loads[2], LOW);
	digitalWrite(Loads[3], LOW);
	flag=1;
	break;
	}
	}

*********************************************************************

Hardware

Input
- สมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ต (เปิดใช้งาน Bluetooth)

- โมดูลบลูทู ธ HC - 05

Output

- Relay ที่ Load ต่อเข้าเพื่อใช้งาน

Software

Flow Chart