Como fazer uma casa inteligente usando o módulo de relé de controle do Arduino. Idéias para automação residencial: 15 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Neste projeto de automação residencial, iremos projetar um módulo de relé residencial inteligente que pode controlar 5 eletrodomésticos. Este módulo de relé pode ser controlado por celular ou smartphone, remoto IR ou remoto de TV, interruptor manual. Este relé inteligente também pode detectar a temperatura ambiente e a luz do sol para ligar e desligar o ventilador e a lâmpada.

Este relé inteligente possui os seguintes recursos:

1. Eletrodomésticos controlados por Bluetooth móvel

2. Eletrodomésticos controlados por controle remoto de TV (infravermelho)

3. Eletrodomésticos controlados por sensor de temperatura e umidade automaticamente

4. Eletrodomésticos controlados por Dark Sensor

5. Exibir a leitura de temperatura e umidade AO VIVO.

6. Eletrodomésticos controlados com interruptores manuais

7. Arduino embutido para que o código do Arduino possa ser carregado no módulo de retransmissão.

Suprimentos

Componentes necessários para os projetos de casa inteligente:

1. Microcontrolador ATMEGA328P

2. Módulo Bluetooth HC05

3. Sensor DHT11

4. Display OLED (128 X 32)

5. Receptor infravermelho 1738

6. Acoplador óptico PC817 (5 não)

7. Transistores NPN BC547 (5 no)

8. 1N4007 Diodos (5 no)

9. Diodo 1N4001 (1 não)

10. LEDs 5 mm (6 não)

11. Capacitores de 22pF (2 não)

12. Capacitor 100nF (104) (1 não)

13. Capacitor 100uF (1 não)

14. Resistores de 220 ohms (10 não) (R6 a R10)

15. Resistores de 1k (7 não) (R1 a R5)

16. Resistores de 10k (8 no)

17. Resistor de 2k (1no) e 4,7k (1no)

18. LDR (1 não)

19. Cristal de 16 MHz, 20. Botões de pressão (8 não)

21. Relés 5V (5 não)

22. Jumper (2no), conectores, base IC

23. FTDI 232 USB para placa de interface serial ou Arduino UNO

24. PCB

Etapa 1: Diagrama de Circuito

Este é o diagrama de circuito completo para este projeto de automação residencial. Eu expliquei o circuito no vídeo tutorial.

Usei o microcontrolador ATMEGA328P para controlar o módulo de relé de 5 canais. Também conectei o módulo HC05 Bluetooth, receptor 1738 IR para controlar os relés do Bluetooth e remoto infravermelho. E sensor de temperatura e umidade DHT11 e LDR para controlar o relé automaticamente.

Neste circuito, podemos usar relé de 5 V ou 12 V, mas temos que mudar os resistores conforme mencionado no circuito.

Etapa 2: Faça o circuito na placa de ensaio para teste

Antes de projetar o PCB, fiz o circuito da placa de ensaio para teste. Durante o teste, carreguei o esboço do Arduino para o microcontrolador Atmega328P usando uma placa de interface USB para serial (FTDI232) e tentei controlar os relés com Bluetooth, controle remoto de TV, sensor de temperatura, LDR, etc.

Também mapeei todos os pinos do microcontrolador usados neste circuito.

Etapa 3: modo diferente do módulo de relé inteligente

Neste projeto de casa inteligente, podemos controlar o módulo de relé em diferentes modos:

1. Modo Bluetooth

2. Modo infravermelho

3. Modo Automático

4. Modo manual

Podemos facilmente alterar o modo com os botões CMODE e SMODE instalados no PCB.

Para mudar o modo:

1. Pressione o botão CMODE.

2. Em seguida, pressione o botão SMODE para selecionar o modo.

3. Depois de selecionar o modo novamente, pressione o botão CMODE.

Etapa 4: modo controlado por Bluetooth

Aqui, usaremos o módulo HC05 Bluetooth e o aplicativo Bluetooth Arduino da Play Store para controlar o módulo de relé do smartphone. Você pode usar outros aplicativos, mas precisa modificar o código de acordo.

Como o nível lógico do HC05 é 3,3 volts, mas para o microcontrolador o nível lógico é 5 volts. Portanto, usei um divisor de tensão com resistor de 2k e 4,7k ao conectar o RX do HC05 ao TX do Atmega328P.

Etapa 5: Modo controlado por infravermelho

Aqui, usaremos o receptor infravermelho 1738 para controlar o módulo de relé do controle remoto da TV. Você pode usar qualquer controle remoto infravermelho, mas deve obter os respectivos códigos hexadecimais dos botões do controle remoto e modificar o código de acordo.

Você pode consultar o vídeo incorporado, onde expliquei como você pode obter facilmente o código hexadecimal do botão do controle remoto da TV.

Você pode usar qualquer botão não utilizado do controle remoto para controlar o módulo de relé.

Etapa 6: Modo de temperatura e luz controlada

No modo Auto, este módulo de relé inteligente pode ser controlado por temperatura ambiente predefinida e luz solar. Possui um sensor de temperatura e umidade DHT11 que detecta a temperatura e a umidade a cada intervalo de 5 segundos.

Quando a temperatura cruza o valor de temperatura máxima predefinido mencionado no código do Arduino, o relé 1 e o relé 2 são ligados.

Quando a temperatura fica mais baixa do que o valor mínimo de temperatura predefinido mencionado no código do Arduino, o relé 1 e o relé 2 são desligados.

Controle LDR

Um LDR é instalado no PCB para detectar a luz ambiente. Ele atua como um sensor escuro.

Quando o nível de brilho fica abaixo do valor predefinido, o Relé 3 e o Relé 4 são ligados.

Quando o nível de brilho cruza o valor predefinido, o Relé 3 e o Relé 4 são desligados.

Consulte o vídeo incorporado na parte superior para melhor compreensão.

Etapa 7: modo manual

O módulo de relé também pode ser controlado manualmente a partir dos botões instalados na placa de circuito impresso.

Existem 5 botões S1, S2, S3, S4, S5 para ligar e desligar o Relé1, Relé2, Relé3, Relé4, Relé5, respectivamente.

E há um botão RESET para desligar todos os relés de uma vez.

Eu expliquei a funcionalidade do circuito no vídeo tutorial.

Etapa 8: Projetando o PCB

Como vou usar o circuito diariamente, depois de testar todos os recursos do módulo de relé inteligente na placa de ensaio, podemos começar a projetar o PCB.

Você pode baixar o arquivo Gerber PCB deste projeto de automação residencial no seguinte link:

drive.google.com/uc?export=download&id=180s0bidnq6u6ilYs4vcLQwcjJ2zMrFZP

Etapa 9: solicitar o PCB

Depois de baixar o arquivo Garber, você pode facilmente solicitar o PCB

1. Visite https://jlcpcb.com e faça login / inscreva-se

2. Clique no botão CITAÇÃO AGORA.

3 Clique no botão "Adicionar seu arquivo Gerber". Em seguida, navegue e selecione o arquivo Gerber que você baixou.

Etapa 10: Carregar o arquivo Gerber e definir os parâmetros

4. Defina o parâmetro necessário, como quantidade, cor do PCB, etc.

5. Depois de selecionar todos os parâmetros para PCB, clique no botão SALVAR NO CARRINHO.

Etapa 11: Selecione o endereço de entrega e o modo de pagamento

6. Digite o endereço de entrega.

7. Selecione o Método de Envio adequado para você.

8. Envie o pedido e prossiga para o pagamento.

Você também pode rastrear seu pedido no JLCPCB.com

Minhas PCBs levaram 2 dias para serem fabricadas e chegaram em uma semana usando a opção de entrega da DHL. As placas de circuito impresso estavam bem embaladas e a qualidade era realmente boa por esse preço acessível.

Etapa 12: soldar todos os componentes

Depois disso, solde todos os componentes de acordo com o diagrama do circuito.

Em seguida, conecte o microcontrolador atmega328P, HC05, e todos os sensores.

Etapa 13: programe o microcontrolador

1. Conecte o USB à placa de interface serial (FTDI232).

2. Baixe o esboço do Arduino. (Em anexo)

3. Selecione a placa Arduino UNO e a PORTA adequada. Em seguida, faça upload do código.

Etapa 14: conectar os eletrodomésticos

Conecte os 5 eletrodomésticos de acordo com o diagrama de circuito. Tome as devidas precauções de segurança ao trabalhar com alta tensão.

Conecte a alimentação de 5 volts DC ao PCB conforme mostrado no circuito. (Eu usei meu antigo carregador de celular)

Etapa 15: finalmente

Ligue a alimentação 110V / 230V e a alimentação 5V DC.

Agora você pode controlar seus eletrodomésticos de forma inteligente.

Espero que tenham gostado deste projeto de automação residencial. Eu compartilhei todas as informações necessárias para este projeto.

Eu realmente aprecio se você compartilhar seus valiosos comentários. Além disso, se você tiver alguma dúvida, escreva na seção de comentários.

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