Arduino Home Energy Saver: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Você está construindo um Sistema de Energia Doméstico cujo objetivo é monitorar a energia de sua casa a fim de reduzir o consumo de eletricidade e outras contas de serviços públicos. Neste modelo, seu aparelho será capaz de verificar a temperatura de sua casa e ajustá-la adequadamente, verificar se alguma porta ou janela fica aberta para economizar aquecimento e ar condicionado, e permitir o controle manual do usuário sobre o brilho das luzes em sua casa. Vamos começar!

Etapa 1: peças e materiais

Você precisará de uma variedade de peças para completar este sistema. Em primeiro lugar, você precisará de um kit inicial Sparkfun Redboard, equipado com Arduino. Este kit e o hardware interno serão onde você configurará todo o sistema. Em segundo lugar, você precisará de uma cópia do MATLAB em seu desktop ou laptop, bem como de todas as caixas de ferramentas necessárias para torná-lo compatível com o Redboard. Para fazer isso, abra o MATLAB. Na guia MATLAB Home, no menu Environment, selecione Add-Ons Obter pacotes de suporte de hardware Selecione "Pacote de suporte MATLAB para hardware Arduino" e baixe o pacote de suporte de hardware Arduino.

O resto das peças de que você precisa estão incluídas no pacote Sparkfun Redboard. Você precisará de fios, um LED, resistores, um diodo, um elemento piezoelétrico (alto-falante), um sensor de temperatura, um transistor, um fotorresistor e um Motor DC. Felizmente, todas essas peças são encontradas em seu pacote inicial.

Etapa 2: Configurando seus controles de luz

Neste sistema, uma luz LED será a nossa iluminação doméstica. Em anexo está uma imagem do circuito necessário para você configurar o controle de LED em seu Redboard. Nesse cenário, você NÃO precisará da peça azul no circuito.

O código a seguir configurará seu controle sobre a luz LED. Ao executar o código, um menu aparecerá, permitindo ao usuário selecionar o brilho entre alto, médio, baixo ou desligado. Dependendo do que você escolher, o código definirá o LED para um determinado nível de brilho ou escurecimento. Este será um loop infinito.

%% luzes

choice = menu ('Quão brilhante você gostaria das luzes?', 'Alto', 'Médio', 'Baixo', 'Desligado')

se escolha == 1

writePWMVoltage (a, 'D10', 5)

escolha elseif == 2

writePWMVoltage (a, 'D10', 3)

escolha elseif == 3

writePWMVoltage (a, 'D10', 1)

escolha elseif == 4

writePWMVoltage (a, 'D10', 0)

fim

Etapa 3: Configurando Alarme de Porta e Janela

O primeiro circuito conectado mostrará como configurar um pequeno alto-falante no Redboard. Este alto-falante funcionará como um alerta para informar ao usuário que uma janela ou porta de sua casa foi deixada aberta por mais de 10 segundos. Este circuito usa fios, o elemento piezoelétrico e 3 fios.

O segundo circuito conectado é o da fotorresistente. Isso é capaz de dizer se a área circundante está escura ou clara. A exposição à luz permitirá que o código MATLAB saiba se a porta está aberta ou fechada e retransmitirá a informação para o elemento piezoelétrico, dizendo-lhe para fazer um som. Neste circuito, você NÃO precisará conectar o LED, o fio roxo ou o resistor à direita.

O código a seguir lerá a quantidade de luz da fotorresistente e, em seguida, fará uma pausa no código para ver se a porta permanece aberta por mais de 10 segundos. Ele lerá o fotorresistor novamente e, em seguida, instruirá o piezo a zumbir se o nível de luz ainda estiver muito alto.

%% fotorresistor

enquanto 0 == 0

photov = readVoltage (a, 'A1')

se photov> 4

pausa (10)

photov = readVoltage (a, 'A1')

se photov> 4

playTone (a, 'D3', 500, 5)

pausa

fim

fim

fim

Etapa 4: Configurando Sensores de Temperatura

O primeiro circuito conectado configurará seu sensor de temperatura. Isso reunirá dados de temperatura de onde quer que seu sistema esteja instalado. Ele enviará essas informações ao MATLAB.

O próximo circuito conectado configura o motor DC. Este motor atua como um ventilador. Se as leituras do sensor de temperatura estiverem muito altas, o ventilador ligará e tentará resfriar sua casa.

O código a seguir permitirá que o sensor de temperatura leia os dados em um determinado período de tempo. Este código é configurado para fazer um loop 100 vezes, mas pode ser facilmente ajustado para fazer um loop muito mais vezes, de forma que o sensor possa funcionar ao longo do dia. À medida que coleta dados de temperatura, o código verifica se a temperatura alguma vez está acima da temperatura definida. Se isso acontecer, o ventilador será ligado automaticamente. Quando o período de tempo definido terminar, ele produzirá um gráfico que informa a temperatura ao longo do período de tempo que você pode analisar para ajustar o aquecimento e o ar condicionado em sua casa.

%%Sensor de temperatura

temps =

vezes =

para i = 1: 100

v = readVoltage (a, 'A0')

tempC = (v-0,5). * 100

tempF = 9/5. * tempC + 32

se tempF> 75

writeDigitalPin (a, 'D9', 1)

fim

temps = [temps, tempF]

vezes = [vezes, i]

enredo (tempos, temps)

xlabel ('Tempo (segundos)')

ylabel ('Temperatura (F)')

title ('Temperatura da sua casa ao longo do tempo')

fim

Etapa 5: Conclusão

Tudo pronto! Aproveite o seu novo economizador de energia doméstico e certifique-se de usá-lo a seu favor!