Inspirația pentru “CasaMonitor” a venit din nevoia de a-mi îmbunătăți confortul din cameră. Acest proiect îmi permite să ajustez condițiile ambientale direct de pe computer, ceea ce face munca de acasă mai eficient energetic. Proiectul ajustează consumul de energie ⚡ în funcție de necesitățile exacte în timp real.

Proiectul CasaMonitor își propune să ofere un mediu de dezvoltare a unui sistem integrat de monitorizare și control al condițiilor ambientale și al consumului energetic într-un spațiu locuit sau cel puțin des accesat.

Sistemul utilizează senzori și un µC conectat permanent la un dispozitiv prin intermediul unui cablu USB 2.0 de tip A-B pentru a colecta date în timp real despre temperatură, umiditate și consumul de energie al diferitelor aparate prin intermediul unui senzor monitor de curent-tensiune bidirecțional, permițând astfel utilizatorilor să ajusteze aceste condiții prin intermediul unei interfețe grafice.

Scopul proiectului este acela de a oferi utilizatorilor un control mai bun asupra mediului în care își desfășoară activitățile zilnice, optimizând confortul și eficiența energetică. Prin utilizarea acestui sistem, se pot reduce costurile energetice și contribuie la un mediu de viață mult mai sustenabil, având totodată posibilitatea de a personaliza condițiile ambientale.

Utilizarea panoului de control CasaMonitor este multiplă:

• îmbunătățirea confortului prin ajustarea automată a temperaturii și umidității;
• monitorizarea și gestionarea eficientă a consumului pe locuință;
• optimizarea utilizării resurselor disponibile;

Sistemul folosește Node-RED pentru a gestiona logica și fluxul datelor între dispozitive. Acest instrument de programare conectează dispozitivele hardware. L-am ales pentru facilitățile pe care le oferă ca editor bazat pe browser pentru conectarea fluxurilor folosind noduri, care pot fi implementate în timpul execuției.

Senzorul de temperatură și umiditate DHT22 măsoară valorile de temperatură și umiditate din încăpere. Acesta este conectat la placa Arduino și furnizează date digitale despre temperatura și umiditate. Pe baza acestor date, algoritmul de control va stabili dacă temperatura este în afara intervalului stabilit. Ventilatorul se pornește pe baza variației dintre temperatura reală și cea dorită.

Consumul de energie este gestionat prin protocolul I2C, această integrare va facilita implementarea funcțiilor de economisire a energiei, cum ar fi diminuarea și stingerea automată a luminilor atunci când nu este detectată nicio mișcare.

Luminile de bandă LED sunt controlate prin intermediul unui întrerupător fizic ON-OFF, detectarea mișcării sau a obstacolelor puse în fața senzorului infraroșu. Modulul IRF520, controlat prin semnale PWM, gestionează alimentarea benzii LED în funcție de intrările de la senzorul IR sau de la întrerupătorul fizic. De asemenea, un timer este folosit pentru a controla durata în care luminile rămân aprinse după detectarea ultimei mișcări, asigurând o utilizare eficientă a energiei.

La secțiunea de măsurare a curentului/tensiunii în timp real folosesc un timer pentru a înregistra frecvența datelor, sistemul poate identifica rapid orice schimbare în consumul de energie, pentru a lua decizii rapide.

Comunicarea serială USB cu placa Arduino UNO asigură transferul de date fiabil. Această configurare mă va ajuta să actualizez și să manipulez ușor setările direct din interfața cu utilizatorul.

Toate datele sunt colectate de la senzori, apoi semnalele de control sunt trimise către un port USB al laptopului. Interfața laptopului va permite vizualizarea datelor înregistrate de senzori în timp real și ajustarea setărilor de sistem, cum ar fi pragurile de temperatură și umiditate.

Pentru a fi mai usor de urmarit cablajul am incercat sa realizez un design cat mai modular cu putinta, fiecare mdoul: de la sursa de alimentare, la senzori si µC. Dar cat si sa clarific modul in care se vor distrbui voltajele, intregul sistem va devine mult mai accesibil pentru urmatoare modificari. Toti senzorii vor fi alimentati la 12V de la sursa de tensiune comparativ cu μC care va fi conectat la laptop prin USB de unde primeste 5V.

[DE REVERIFICAT + Mentionat despre Timere…]

In centrul sistemului se afla Arduino UNO R3, ales pentru compatibilitatea larga cu multe tipuri de senzori si module. Placuta Arduino echipata cu un µC ATmega328P care proceseaza informatiile din mediul exterior primite prin intermediul pinilor GPIO pentru a regla parametrii de mediu in concordanta cu referintele setate de utilizator.

Furnizeaza date precise despre temperatura si umiditate prin senzorul DHT22 din camera. Senzorul va fi pozitionat intr-un loc reprezentativ pentru a masura acuratetea conditii ambientale, evitand sursele direct de caldura sau de umiditate, la conectivitatea cu uC, senzorul va avea o rezistenta de pull-ul intre pinul de date si alimentare pentru a stabiliza semnalul.

Modulul de INA219 utilizeaza interfata I2C pentru a comunica cu µC. In privinta masuraratorilor poate detecta curent de pana la -3.2A pana la 3.2A, aceste masuratori sunt posibile cu o rezolutie de pana la 10µA, astfel se pot detecta pana si cele mai mici variatii in consumul de curent.

Driverele MOSFET IRF520 vor fi utilizate cu scopul de a controla alimentarea benzii de LED-uri care necesita reglare precisa a puterii. Potrivit pentru a comutare de sarcini si pentru pierderi reduse de putere sub forma de caldura, eficientizeaza consumul de energie.

Acest senzor este folosit pentru detectarea obiectelor și prezenței până la o distanță de 30 cm. Utilizat în sisteme de automatizare pentru controlul accesului sau iluminatului, DS30P1 are un output PNP care facilitează integrarea cu circuite de control logic.

Banda LED oferă iluminare ajustabilă și eficientă. Controlată prin MOSFET IRF520, permite ajustarea intensității în funcție de preferințe.

Aceasta sursa asigură energia necesară pentru toate componentele sistemului. Este capabilă să alimenteze toate modulele conectate, de la senzori la sistemele de iluminat și de control ventilatie.

Ventilatorul contribuie la menținerea unei temperaturi optime în proximitatea componentelor care generează căldură. Activat printr-un control PWM de pe Arduino, răspunde eficient la variațiile de temperatură detectate de senzori.

Folosit pentru a conecta Arduino la calculator, cablul USB permite nu doar alimentarea cu energie dar și transferul de date între µC și PC, esențial pentru monitorizare.

Acest întrerupător oferă o metodă simplă de a opri sau a porni sistemul fără a necesita deconectarea de la sursa de alimentare principală, facilitând operarea sigură și convenabilă a întregului sistem de iluminare.

Breadboard-ul este utilizat pentru prototipare și testare, oferind o modalitate flexibilă de a aranja și a modifica circuitele. De asemenea, facilitează preluarea semnalelor direct de pe breadboard, evitând necesitatea de a lipi firele între ele, ceea ce simplifică semnificativ experimentarea și ajustarea conexiunilor.

[DE COMPLETAT…]

Export to PDF