Система умный дом в школе

Обновлено: 05.07.2024

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение

средняя общеобразовательная школа ст. Леонидовка

Пензенского района Пензенской области

ТВОРЧЕСКИЙ ПРОЕКТ

Выполнил: Федотов Кирилл

ученик 8 класса МОБУ СОШ ст. Леонидовка

Руководитель: Федотова Лиана Константиновна

учитель технологии МОБУ СОШ ст. Леонидовка

2. Практическая часть ……………………………………………………. 14-24

2.1 Проектирование чертежа ……………………………………………. 14

2.2 Деревообработка …………………………………………………. 15-16
2.3 Проектирование расположения комнат ………………………. …17-18
2.4 Интерьер ………………………………………………………. …..19-20
2.5 Расстановка мебели …………………………………………………… 21
2.6 Освещение………………………………………………………..… 22-24
Заключение ……………………………………………………………………. 25

Я решил подробнее ознакомиться с преимуществами такой системы и в дальнейшем будущем спланировать свой жилой дом с использованием современных технологий управлением дома.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

3. Выделить для себя определённые системы и предметы для её реализации;

Объект исследования : макет дома.

Сроки проведения : 3 месяца

Умный дом – это система управления и автоматизации домашних устройств. Представьте, вы открываете утром глаза, а в квартире запах только что сваренного кофе. Или вы засиделись вечером за интересной книгой, а освещение стало менее ярким, чтобы вашим глазам было комфортно. Вы можете настроить автоматическое открытие штор, включать по голосовой команде, получать оповещение на смартфон, если в ванной вдруг протечет вода. И это лишь малая часть всех возможностей.

Чтобы система работала так, как вам надо, необходимо сперва задать сценарии. Их можно поделить условно на три типа в зависимости от цели: для повышения комфорта жизни, обеспечения безопасности или экономии. Но на практике чаще всего все они пересекаются.

Например, вы можете установить отключение всех ненужных электроприборов, когда дома никого нет. Это и безопасность, и экономия электроэнергии. Более сложный уровень, когда умный дом снижает температуру отопления в пустой квартире и плавно увеличивает к вашему возвращению. Сценарии зависят только от вашей фантазии. Можно даже установить датчик открытия и закрытия на холодильник или дверцу шкафа с печеньем. И если кто-то решит перекусить после установленного времени, простой сценарий включит сирену и свет.

Все системы smart home делятся на две группы: проводные и беспроводные.

Проводная система закладывается на этапе строительства жилья или во время капитального ремонта, а все гаджеты при этом связаны между собой проводной шиной. Основные плюсы такого варианта: надежность, быстрота, устойчивость сигнала, защищенность сети, независимость от автономных источников питания и возможность подключения любых устройств.

К минусам можно отнести, пожалуй, сложный монтаж и высокую стоимость. Скорее всего вам понадобится помощь профессионалов, а сеть придется проложить по всему периметру помещения. Поэтому, если вы уже сделали ремонт или арендуете квартиру, обратите внимание на беспроводные варианты.

Такую систему намного проще и дешевле установить. Устройства обмениваются данными между собой через радиоканал, что значительно снижает количество проводов. Не потребуется ни ремонт, ни специальные знания для работы с электричеством. К тому же практически в любом магазине техники можно найти готовые комплекты со всеми необходимыми устройствами.

1.1 Из чего состоит умный дом?

Основные элементы любого умного дома:

Контроллер. Это мозг системы, принимающий сигналы с датчиков и отдающий команды исполнительным модулям.

Датчики. Они принимают информации об окружающей среде. В зависимости от того, какие функции включает в себя умный дом, это могут быть датчики температуры, освещенности, задымления, движения или, например, протечки.

Исполнительные модули. Сюда входят системы освещения, климата, безопасности и вся умная техника: кофеварки, камеры, холодильники, пылесосы и другие приборы.

Возможности умного дома широки, но не стоит пользоваться всеми сразу. Так вы только потратите кучу денег зря. Лучше подбирать комплекты исходя из своих целей. Если вы еще не определились, просто понаблюдайте в течение нескольких дней за тем, как проходит ваш день.

Обращайте внимание на любую мелочь. Возможно, вы часто переживаете, что не выключили газ. В этом случае стоит задуматься о датчиках газа или камерах наблюдения. Датчики можно даже подключить к вытяжке: при утечке газа она будет автоматически включаться, чтобы он не скапливался в квартире. Если вы забываете выключать свет в коридорах, помогут датчики движения. Больше всего боитесь ограбления? Тогда начните с датчиков движения или открытия дверей и окон.

Система smart home очень гибкая и дает возможность собирать комплект постепенно шаг за шагом.

1.2 Как управлять умным домом?

В первую очередь, это специализированные пульты дистанционного управления - наподобие привычных всем пультов управления бытовой аппаратурой. Только в отличие от последних, они чаще управляют исполнительными устройствами не посредством инфракрасного излучения, а по радиочастоте (чтобы не ходить по комнатам, а управлять домом или квартирой из любой точки). Пульт также может быть выполнен в виде обычного настенного выключателя, что позволяет закрепить его в любом удобном месте (хоть двусторонним скотчем на изголовье кровати в спальне) без прокладки кабеля.

В простейшем случае это пульт с парой кнопок (включить-выключить) и адаптер для розетки. Адаптер вставляется в розетку, а уже в адаптер включается, например, торшер. В этом случае появляется возможность включать и выключать торшер дистанционно. Адаптер может быть как просто на включение-отключение, так и со встроенным диммером - в этом случае появляется возможность управлять еще и яркостью света.
Кроме радиоадаптеров, могут быть использованы и радиовыключатели. Они предназначены для управления главным (потолочным) освещением, моторизированными жалюзи, гаражными воротами и т.д.

Может показаться, что такая упрощенная система (лампочка-пульт) не имеет отношения к системам "умный дом", но это не совсем так. Использование программируемых пультов со встроенными контроллерами позволяет не просто управлять включением различных приборов или яркостью, но и выполнять сценарии или применять схемы освещения (см. "Использование сценариев или схем освещения"). Особо "продвинутые" пульты кроме программируемого контроллера могут содержать таймер и ЖК-дисплей, что выводит нас к следующей ступени, а описаны они в разделе ручного управления только в том смысле, что всё управление буквально находится в руках пользователя.

1.3 Сколько стоит умный дом?

Стоимость будет зависеть от ваших целей и типа системы. Если взять за пример беспроводной умный дом и самые популярные датчики, то получится:

Датчик открытия и закрытия. Он устанавливается на входную дверь и запускает сценарии. Например, включает обогреватель и радио, когда вы возвращаетесь домой. А после ухода отключает все ненужные электроприборы и запускается режим охраны. Цена – от 700 рублей.

Датчик движения. Он автоматически зажигает умную лампу при любом движении и гасит ее после. Только одно такое устройство может сэкономить до 20 % электроэнергии. Цена – от 900 рублей.

Умные розетки. Такими розетками можно управлять дистанционно со своего смартфона. А также настраивать автоматическое включение и выключение приборов в заданное или измерять потребление электричества. Они играют роль переходника от обычной комнатной розетки к прибору и не требуют монтажа. Цена – от 700 рублей.

Датчик газа. Он отслеживает концентрацию газа и сможет своевременно предупредить об утечке звуковым оповещением и уведомлением на смартфон. Цена – от 2000 рублей.

Датчик протечки. Как только на него попадет вода, cиcтeмa caмa пepeкpoeт кpaн и oтпpaвит вам yвeдoмлeниe на смартфон. Цена – от 3200 рублей.

Панель управления. Позволяет объединить и управлять устройствами разных производителей, настраивать и запускать сценарии. Устройства при этом должны поддерживать функцию Smart Link. Цена – от 1200 рублей.

Можно также начать с базовых комплектов, в которые уже входит панель управления и датчики. Например:

Xiaomi Mi Smart Home. Набор состоит из контроллера, датчика движения, датчика открытия/закрытия двери/окна, беспроводного выключателя. Цена — от 5000 руб.

На сегодняшний день на рынке представлено множество производителей и вариантов на любой бюджет. Создавать свой собственный, идеально отвечающий всем потребностям, умный дом стало еще проще. Более того, такая система всегда окупается. Во-первых, она существенно сокращает расходы на электроэнергию. А во-вторых, помогает избежать таких неприятных ситуаций, как затопление, пожар или ограбление, а соответственно и потерю денег

Система автоматизации домов, офисов, квартир, включающая в себя следующие элементы:

- Контроль открытия окон и дверей;

- Фото и видео наблюдение;

- Защита от протечек воды;

- Автоматическое отключение водоснабжения;

- Защита от утечек газа;

Датчики со всех окон и дверей передают по удаленному доступу описание текущей ситуации.

Информация дополняется данными из тепловых детекторов движения, которые включены в управление температурой дома.

В случае несанкционированного входа осуществляется выбранное собственником здания действие (на подключенное системе мобильное устройство поступает соответствующий сигнал, включается сирена, охранная фирма получает оповещение, и др.)

Камеры наблюдения тщательно фиксируют все происходящее в помещении (опционально – снаружи здания так же ). Все данные, включая видео и характеристики показателей по всей системе бережно сохраняются на удаленном сервере.

Камеры слежения в умном доме можно устанавливать практически в неограниченном количестве. Однако специалисты рекомендуют не увлекаться в этом вопросе и оснащать камерами видеонаблюдения только самые важные места в доме и на близлежащей территории. Также желательно устанавливать камеры в таких местах, откуда можно будет просматривать большую часть территорию.

Датчик присутствия — электронный прибор, регистрирующий бесконтактными методами объекты определенного класса на территории своего контроля.

В зависимости от результатов регистрации он может коммутировать электрические импульсы, по сигналам которых другие устройства выполняют различного рода действия.

Основная задача пожарной сигнализации сводится к тому, чтобы при первых признаках возгорания оперативно передать информацию в дежурную службу, способную быстро прибыть на место происшествия и принять экстренные меры по тушению возникшего очага пламени, предотвратить его распространение.

Система пожарной сигнализации рассматривается как специфическая электрическая система управления, схема которой состоит из различных частей:

· Специальных датчиков — извещателей, сообщающих о начале возгорания;

· Каналов передачи сигналов о срабатывании датчика.

· Пультов контроля, приема (ПКП) и отображения информации для оперативного персонала.

· Систем оповещения людей.

Теперь мы можем быть спокойны, что не зальем соседей или свой дом. В дополнению к датчику протечки установлены специальные электромеханические краны на горячую и холодную воду, а так же для управления ими. Такая система обеспечит автоматическое перекрытие холодной и горячей воды при срабатывании датчика и уведомит нас о происшествии с помощью push-уведомлений на смартфон, письма на ваш email или смс уведомления.

Вы можете использовать водоснабжение любого типа – централизованную сеть или собственную скважину с насосом. В любом случае, за этой системой нужно тщательно присматривать: не полить цветы вовремя – это полбеды, а вот незамеченная протечка под раковиной – это уже настоящая проблема.

Сенсоры замечают протечки воды под раковиной, стиральной машиной, ванной и т.д. Электромагнитные клапаны перекрывают водоснабжение, а хозяин квартиры, коттеджа или офиса получает уведомление на смарфтон, планшет и любое другое устройство.

Управление освещением . Во-первых, включение и выключение света в зависимости от уровня освещённости в доме и на улице (с помощью датчика освещённости ) и от наличия людей в помещении (срабатывает датчик присутствия).

Во-вторых, выбор одного из нескольких вариантов освещения в соответствии с заданным сценарием. Например, в ночное время верхний свет отключается, включается подсветка, ночник и т. д. Другой вариант — при функционировании домашнего кинотеатра яркость всех включённых ламп плавно уменьшается вплоть до полного отключения.

Оптимальное решение – организация системы охранной сигнализации в доме.

Управляющий сигнал подаётся на один или все исполнительные устройства, световая и звуковая сигнализация телефонный номер домовладельца.

Удаленные пункты охраны. Отключается система с помощью специального кода, который устанавливает владелец. Способы управления системой – пульт-брелок, либо клавиатура, подключаемая к плате.

Помогаем учителям и учащимся в обучении, создании и грамотном оформлении исследовательской работы и проекта.

Темы исследований

Оформление работы

Наш баннер

Сайт Обучонок содержит исследовательские работы и проекты учащихся, темы творческих проектов по предметам и правила их оформления, обучающие программы для детей.

Код баннера:

Исследовательские работы и проекты

Подробнее о работе:

Введение

Современный человек предъявляет очень высокие требования к комфортности среды обитания:

Эстетические (дизайн и стиль интерьера, ландшафта, красота и функциональность окружающих предметов);
Климатические (тепло, холод, чистый воздух);
Общебытовые (вода, газ, электричество, радио, телевидение, интернет, телефонная связь, наличие кухонных машин и систем гигиены саун и ванн);
Требования к безопасности и контролю за ней (безопасность жилища, хозяев дома и их близких);
Требования к надежности сложных систем (компьютеры, домашние кинотеатры, посудомоечные, стиральные машины, СВЧ-печи и др.).

Для решения поставленной цели можно выделить задачи:

Современный мир невозможно представить без автоматизации. Наше жилище не исключение. В повседневной жизни в квартире или загородном доме мы производим сотни и тысячи действий, которые могли бы выполняться без нашего участия. Всё – от включения света до поддержания климата в квартире можно автоматизировать. Это стало возможной благодаря системе Умный дом.

Умный дом — жилой дом или квартира, организованный для проживания людей при помощи автоматизации и высокотехнологичных устройств. Умный дом — это система, позволяющая обеспечить ресурсосбережение, удобство и безопасность. Такая система способна распознавать различные ситуации и должным образом реагировать на них.

Коротко на вопрос, что такое умный дом, можно ответить следующим образом – это строение, в котором все происходящие процессы максимально автоматизированы и подогнаны под потребности человека. В понятие умный дом обычно вкладывают автоматизацию рутинных мероприятий.

К вашему пробуждению система нагреет полы в ванной комнате, включит музыкальный центр, настроит работу кондиционера на заданную температуру, отрегулирует оптимальную влажность в помещении и решит множество других бытовых задач. Все множество выключателей может заменить один пульт или настенный выключатель с экраном.

Основа системы умный дом — это алгоритмы. Они должны быть грамотно составлены, чтобы не было конфликта между различными видами систем. Например, система отопления подняла температуру в помещениях до того уровня, когда срабатывает система кондиционирования. Такого быть не должно. Более того, умный дом должен учитывать множество других условий: температура за окном, ветер, время суток. Неоспоримым преимуществом является возможность контролировать и управлять различными системами в доме удалённо.

Возможности умного дома

Одна из основных и самых важных возможностей системы. Её важность обусловлена не только рамками комфорта жильцов, но и возможностью экономией ресурсов.

Вы можете выставить температуру, влажность воздуха, управлять тёплым полом и другое. Умный дом будет поддерживать выбранные значения, используя систему кондиционирования, отопления, вентиляции, увлажнения.

Кроме того, можно задать различные программы микроклимата, которые будут изменяться в зависимости от заданного условия. Например, указав ваши часы работы, когда вы отсутствуете дома, система не будет попусту расходовать электроэнергию и ресурсы во время вашего отсутствия, а к моменту вашего возвращения микроклимат в доме будет таким, каким вы его задали.

Система автоматически заранее включит все необходимые приборы (отопление, тёплый пол, кондиционирование, увлажнитель воздуха), чтобы получить нужную температуру в помещении к вашему приходу.

Подробнее о проекте:

В ученическом творческом проекте по технологии об "Умном доме" ученица 7 класса изучает такие системы "умного дома", как контроль открытия окон и дверей, фото и видеонаблюдение, датчики присутствия, пожарная сигнализация, защита от протечек воды, автоматическое отключение водоснабжения, рассматривает, как осуществлять управление освещением и жалюзи, дает характеристику охранной сигнализации "умного дома".

Введение

Изучив специальную литературу, я узнала, что "умный дом" - это жилой дом современного типа, для проживания людей, с использованием автоматизированных высокотехнологичных устройств. В этом доме с помощью современных приборов можно управлять светом, смотреть, кто находится в данный момент в доме и др.

Я решила подробнее ознакомиться с преимуществами такой системы и в дальнейшем будущем спланировать свой жилой дом с использованием современных технологий управлением дома.

Задачи проекта:

Оказалось, что это система автоматизации домов, офисов, квартир, включающая в себя следующие компоненты:

Контроль открытия окон и дверей.
Фото и видео наблюдение.
Датчики присутствия.
Пожарная сигнализация.
Защита от протечек воды.
Автоматическое отключение водоснабжения.
Защита от утечек газа.
Управление освещением.
Управление жалюзи.
Охранная сигнализация.

Контроль открытия окон и дверей

Датчики со всех окон и дверей передают по удаленному доступу описание текущей ситуации.

Фото и видео наблюдение

Датчики присутствия

Пожарная сигнализация

Специальных датчиков — извещателей, сообщающих о начале возгорания;
Каналов передачи сигналов о срабатывании датчика.
Пультов контроля, приема (ПКП) и отображения информации для оперативного персонала.
Систем оповещения людей.

Защита от протечек воды

Автоматическое отключение водоснабжения

Управление освещением

Во-первых, включение и выключение света в зависимости от уровня освещённости в доме и на улице (с помощью датчика освещённости) и от наличия людей в помещении (срабатывает датчик присутствия).

Управление жалюзи

Автоматические жалюзи удобны, комфортны, надежны и долговечны. А также стоит отметить их презентабельный внешний вид, который в свою очередь сделает честь любому интерьеру.

Управление автоматическими шторами или жалюзи очень простое, и с ним может справится даже ребенок. С помощью пульта дистанционного управления Ваши шторы в помещении можно закрыть/открыть одновременно или по отдельности. Снабдив эту автоматику датчиками температуры, они могут управляться без участия хозяина.

В случае, когда изменится температура, автоматика защитит вашу мебель от выгорания, а цветы обеспечит достаточным количеством света, когда вы отсутствуете. Снабдив автоматику таймером, Вы сможете задать расписания их утреннего открытия и вечернего закрытия опять же без Вашего участия.

Охранная сигнализация

Оптимальное решение – организация системы охранной сигнализации в доме.

Рассмотрев все эти системы, подсчитав затраты на их приобретение и установку, выгоду при экономии, я остановилась только на некоторых, которые более необходимы в моем доме.

Я решила установить такие составляющие системы:

Управление освещением,
Охранную и пожарную сигнализации.
Датчики от протечки и утечки газа.
Контроль открытия окон и дверей.
Видео наблюдение.

Самооценка и оценка

Я думаю, что мне под силу будет выстроить свой будущий дом, используя эту систему. Так как это приводит не только к удобству в эксплуатации жилого дома, но и к его безопасности.

В работе описан процесс разработки и изготовления учебного макета "Умный дом". Предназначенного для изучения системы "умный дом ".

ДЕТСКОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА

Воронин Владислав Алексеевич

Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования

учащийся МБОУ СОШ №10, 11 класс

Руководитель: педагог дополнительного образования

Кабаргина Анна Алексеевна

Практическая часть 8

Список источников 15

«Не за горами день, когда окружающие нас вещи

автоматизация большинства процессов;

контроль над состоянием электроприборов, освещения, системы водоснабжения;

предотвращение несанкционированного проникновения;

снижение суммы коммунальных услуг за счет экономии электроэнергии.

Главной идеей проекта стало создание интерактивной модели дома на базе платы Arduino, которая будет реагировать с помощью датчиков на разные внешние факторы.

Задачи проекта:

Определить основные компоненты системы.

Определить конструктивные особенности макета.

Проанализировать результаты и продумать дальнейшее развитие проекта.

Исследование

Умный дом как домашняя автоматизация

Умный дом (smart home) в этом значении – система домашних устройств, способных выполнять действия и решать определенные задачи без участия человека. Наиболее распространенные примеры таких действий - автоматическое включение и выключение света, автоматическая коррекция работы отопительной системы или кондиционера и автоматическое уведомление о вторжении, возгорании или протечке воды.

Домашняя автоматизация в современных условиях – чрезвычайно гибкая система, которую пользователь конструирует и настраивает самостоятельно в зависимости от собственных потребностей. Это предполагает, что каждый владелец умного дома самостоятельно определяет, какие устройства и где установить и какие задачи и как они будут исполнять. [2]

Система умного дома включает три типа устройств:

Контроллер (хаб) - управляющее устройство, соединяющее все элементы системы друг с другом и связывающее ее с внешним миром

Датчики (сенсоры) - устройства, получающие информацию о внешних условиях

Актуаторы – исполнительные устройства, непосредственно исполняющие команды. Это самая многочисленная группа, в которую входят умные (автоматические) выключатели, умные (автоматические) розетки, умные (автоматические) клапаны для труб, сирены, климат - контроллеры и так далее (см. Рисунок 1).

В большинстве современных умных домов контроллер общается с остальными устройствами системы через радиосигналы. Самые распространенные стандарты - Z-Wave, ZigBee и Wi-Fi, в США популярен также Thread.

Система безопасности и мониторинга;

Система отопления, вентиляции и кондиционирования;

Системы управления и связи;

Система электропитания здания.

Системы безопасности и мониторинга

Датчики движения, датчики присутствия, датчики вибрации, датчики разбития стекла, датчики открытия окна или двери;

Видеодомофоны и видеоглазки;

Электронные замки (умные замки, смартлоки) и модули управления воротами;

Эти устройства позволяют сконструировать подходящую систему безопасности от сравнительно простой до достаточно сложной.

Среди основных алгоритмов:

регистрация нежелательного проникновения;

запирание входных или межкомнатных дверей (см. Рисунок 2).

Рисунок 2. Системы безопасности

Вдобавок, системы безопасности умного дома интегрируются с охранными системами, по тревоге высылающими группы реагирования. В большинстве стран рынок охранных систем существует достаточно давно, в то время как системы умного дома стали широко распространяться лишь в 2010-х годах. Отдельные поставщики охранных услуг позволяют интегрировать свою сигнализацию с умными устройствами, которые устанавливает сам пользователь, либо соглашаются высылать группы реагирования по сигналам тревоги с таких устройств. [7]

В систему безопасности и мониторинга входят следующие подсистемы:

система контроля доступа в помещения;

охранно-пожарная сигнализация (в том числе контроль утечек газа);

телеметрия - удалённое слежение за системами;

система защиты от протечек – автоматическая блокировка водоснабжения при протечке и заливе помещения;

GSM-мониторинг – удалённое информирование об инцидентах в доме (квартире, офисе, объекте) и управление системами дома через телефон. В некоторых системах при этом можно получать голосовые инструкции по планируемым управляющим воздействиям, а также голосовые отчёты по результатам выполнения действий;

Имитация присутствия. [6]

Управление освещением

Умные выключатели и диммеры;

Модули управления шторами, жалюзи и рольставнями;

RGB- и RGBW-контроллеры для управления светодиодными светильниками, прежде всего светодиодными лентами;

Датчики движения и присутствия;

Такие устройства позволяют автоматизировать управление светом и чаще всего используются, чтобы:

автоматически включать свет, когда люди входят в помещение, и выключать, когда выходят;

автоматически поддерживать освещенность на постоянном уровне, регулируя яркость светильников и положение жалюзи или штор;

автоматически регулировать освещенность в зависимости от сезона и времени суток или по другим заранее заданным правилам.

Система освещения контролирует уровень освещенности в помещении, в том числе для экономии электроэнергии за счет рационального использования естественного освещения. Некоторые подсистемы:

автоматика для включения/выключения света в заданное время суток;

датчики движения для включения света только тогда, когда в помещении кто - то находится;

автоматика для открытия/закрытия ставней, жалюзи, для регулировки прозрачности специальных оконных стекол. [6]

Управление климатом

термостаты для поддержания постоянной температуры или ее автоматического регулирования;

терморегуляторы для управления мощностью батарей отопления;

климат-контроллеры, передающие команды умного дома на технику предыдущих поколений, которая управляется обычными дистанционными пультами, прежде всего на кондиционеры;

гигростаты для поддержания постоянной влажности или ее регулирования;

Основная задача устройств умного дома в этом случае:

автоматически регулировать работу климатических систем так, чтобы одновременно обеспечить комфортный микроклимат и сократить расходы на его поддержание;

автоматически поддерживать комфортную температуру в помещениях, где находятся люди;

автоматически снижать мощность батарей и кондиционеров в отсутствие людей и ночью;

автоматически поддерживать влажность, комфортную для людей и щадящую для помещения и предметов обстановки;

автоматически вентилировать помещения и очищать воздух, поддерживая комфортное качество воздуха.

Система отопления, вентиляции и кондиционирования обеспечивает регуляцию температуры, влажности и поступление свежего воздуха. Кроме этого, экономит энергию за счет рационального использования температуры среды. Некоторые подсистемы:

управляемый через сеть кондиционеров;

механизмы автоматического открытия/закрытия окон для поступления холодного или теплого воздуха в подходящее время суток. [6]

Система управления

управление с одного места аудио-, видеотехникой, домашним кинотеатром, мультирум;

удалённое управление электроприборами, приводами механизмов и всеми системами автоматизации. Электронные бытовые приборы в умном доме могут быть объединены в домашнюю сеть с возможностью выхода в сети общего пользования;

механизация здания (открытие/закрытие ворот, шлагбаумов, электроподогрев ступеней и т.п.).[6]

Рисунок 6. Система управления

Система электропитания

Системы электропитания обеспечивают бесперебойное питание, в том числе за счет автоматического переключения на альтернативные источники электропитания. Некоторые подсистемы:

автоматический ввод резерва;

дизель - генераторы. [6]

Практическая часть

Создание макета – это изготовление предварительной модели чего-либо, которая позволит представить каким будет будущее изделие. Таким образом, макет – это уменьшенная трехмерная копия предмета в миниатюре, смотря на которую человек может составить себе полное представление о внешнем виде реального объекта или предмета, оценить все его достоинства в целом.

Использование макета в качестве экспоната на выставке – лучшее средство представления проекта. Ведь ни один буклет, каталог или иная полиграфическая продукция не сравнится с отлично выполненным макетом. Одна из наиболее распространенных областей их применения – презентации, где макет помогает сэкономить время и силы.

Последовательность выполнения макета:

Определение конструктивных особенностей макета.

Определение материалов и инструментов.

Разбивка макета на простые в изготовлении составные элементы.

Изготовление конструкционных элементов.

Разработка и написание программного обеспечения.

Сборка и отделка макета.

Основные этапы изготовления макета

I этап. Определение конструктивных особенностей макета.

Основание макета прямоугольной формы размером 450мм на 700мм. Модель жилого дома и бассейна использовали готовую из детского деревянного конструктора, гараж был изготовлен из фанеры толщиной 4 мм. На макете расположена демонстрационная панель для наблюдения за работой датчиков и модулей.

II этап. Подбор материалов и инструментов.

Основание макета: фанера и деревянные рейки. Основание оклеено самоклеящейся пленкой. Макет дома, гараж, бассейн окрашены акриловыми красками.

III этап. Изготовление всех составных элементов макета.

Основные компоненты макета

Наименование

Изображение

Плата управления Arduino UNO

Плата расширения для Arduino UNO

Модуль Bluetooth HM-10

Датчик освещенности (фоторезистор)

Датчик движения PIR

Аналоговый датчик газа

1-канальный релейный модуль

Инфракрасный модуль дистанционного управления

Плата Arduino

На плате есть пара десятков контактов, к которым можно подключать всевозможные компоненты: лампочки, датчики, моторы, чайники, роутеры, магнитные дверные замки и вообще всё, что работает от электричества.

В процессор Arduino можно загрузить программу, которая будет управлять всеми этими устройствами по заданному алгоритму. Таким образом, можно создать бесконечное количество уникальных классных гаджетов, сделанных своими руками и по собственной задумке. Arduino относится к одноплатным компьютерам. [3]

Язык программирования

Язык программирования Arduino является стандартным C++ (используется компилятор AVR-GCC) с некоторыми особенностями, облегчающими новичкам написание первой работающей программы. [4]

Программы, написанные программистом Arduino, называются наброски или скетчи и сохраняются в файлах с расширением ino. Эти файлы перед компиляцией обрабатываются препроцессором Ардуино. Также существует возможность создавать и подключать к проекту стандартные файлы C++.

Датчики и сенсоры

В макете используется платформа прототипирования ArduinoUNO, которая выполняет функции центрального контроллера, управляющего всеми системами дома. Также макет умного дома оснащен различными системами, которые контролируют функции умного дома.

Каждый сенсор, датчик, светодиод, любое подключенное устройство к плате, должно быть подключено к GND (заземлению), без этого, устройство работать не будет. [5] Так же все сенсоры (или какие-нибудь другие внешние устройства, например, вентилятор) должны быть подключены к питанию – 5Vили 3V. Но есть более простые устройства, такие как светодиод или пищалка (buzzer), которые не нужно подключать к питанию, так как им хватает энергии получаемой от пина (вход/выход) к которому он подключен. В ходе проекта показано, как подключаются сенсоры, датчики, светодиоды и т.п.

Схема подключения:

Заключительным этап работы. Сборка макета.

Изготовление деталировки и озеленения. Сборка электроники. Отладка программного обеспечения.

Макет оснащен следующими элементами автоматики:

кодовый электронный дверной замок

датчик освещенности, который включает свет на крыльце дома при наступлении темного времени суток;

датчик движения, который сообщит о нахождении постороннего на территории;

датчик пара, который управляет вытяжным вентилятором в ванной комнате;

датчик газа используется для сигнализации утечки газа на кухне.

датчик влажности, который контролирует подачу воды в бассейне или выключает подачу воды если в ванной комнате или на кухне происходит разлив;

дистанционное управление воротами гаража;

В приложении 16 кнопок управления. При программировании мы устанавливаем соответствующую функцию каждого датчика или модуля в соответствии с соответствующим управляющим символом клавиши.

После установки и открытия приложения появится интерфейс, как показано ниже:

Включает и выключает белый светодиод

Включает и выключает музыку

Включает и выключает датчик фотоэлемента

Включает и выключает датчик влажности

Включает и выключает релейный модуль

Включает и выключает музыку

Включает и выключает датчик газа

Включает и выключает датчик пара

Открывает и закрывает дверь. Ползунок управляет поворотом сервопривода для управления дверью.

Открывает и закрывает окно. Ползунок управляет поворотом сервопривода для управления окном.

Включает и выключает желтый светодиод. Ползунок управляет яркостью светодиода.

Включает и выключает вентилятор. Ползунок управляет скоростью вращения вентилятора.

практическая деятельность – проектирование, моделирование, программирование;

обучение – приобретение прикладных инженерных знаний и навыков в области электроники и программирования встраиваемых систем.

Список источников

Петин В.А. Arduino и RaspЬerтy Pi в проектах Intemet ofТhings. - СПб.: БХВ-Петербурr, 2016

//call the relevant library file

//Set the communication address of I2C to 0x27, display 16 characters every line, two lines in total

Читайте также:

Система умный дом в школе

1.1 Из чего состоит умный дом?

1.2 Как управлять умным домом?

1.3 Сколько стоит умный дом?

Темы исследований

Оформление работы

Наш баннер

Исследовательские работы и проекты

Подробнее о работе:

Оглавление

Введение

Возможности умного дома

Подробнее о проекте:

Оглавление

Введение

Контроль открытия окон и дверей

Фото и видео наблюдение

Датчики присутствия

Пожарная сигнализация

Защита от протечек воды

Автоматическое отключение водоснабжения

Управление освещением

Управление жалюзи

Охранная сигнализация

Самооценка и оценка