Alexandru Cristian Maican

Scopul proiectului este implementarea unei prize inteligente care va avea următoarele funcționalități:

• Închiderea/Deschiderea circuitului folosind comenzi vocale date către Amazon Alexa,
• Închiderea/Deschiderea circuitului în funcție de curentul care trece prin circuit,
• Iluminarea prizei cu o bandă de led-uri adresabile, în funcție de puterea curentului,
• Protecție pentru supratensiune.

1. Arduino MKR WiFi 1010 - folosit ca modul de control
2. Arduino MKR ENV Shield
3. Amazon Echo Dot - folosit pentru receptarea comenzilor vocale și transmiterea unei instrucțiuni către Arduino
4. Breadboard - pentru realizarea circuitelor
5. RGB Strip - pentru iluminarea variabilă
6. MOSFET - pentru a limita voltajul trimis către banda RGB
7. Priză obișnuită - punctul de start al proiectului
8. Modul releu de protecție supratensiune
9. Releu - pentru cuplarea și decuplarea circuitului
10. Fire - pentru realizarea cricuitelor
11. Rezistențe - pentru realizarea circuitelor

Acest senzor este conectat în serie pe linia nulă ce vine de la alimentarea de la rețeaua electrică. Ieșirea din acest senzor este conectată la linia nulă a prize. Senzorul este alimentat la 5V folosind linia pozitivă de pe breadboard. Ground-ul este conectat la linia negativă a breadboard-ului. Output-ul senzorului este conectat la pinul A0 de pe Arduino MKR WiFi 1010.

A fost folosit un singur releu dintr-un modul de 2. La cei 2 pini ai jonctiunii normally closed (NC) de pe releu sunt conectate linia pozitivă ce vine de la rețeaua electrică și cea pozitivă conectată la priză. Releul este alimentat cu 5V de la linia pozitivă de breadboard, iar ground-ul este conectat la linia negativă de pe breadboard. Pin-ul de input este conectat la pin-ul 5 de pe Arduino.

LED-ul este conectat prin rezistențe de 220 de ohmi la pinii 2 (RED), 3 (BLUE) și 4 (GREEN). Pin-ul liber al LED-ului este conectat la linia negativă de pe breadboard.

Pentru a controla circuitul folosind Amazon Alexa, a fost folosită platforma Arduino IoT Cloud, unde au fost adăugate variabile pentru controlul luminii și o variabilă pentru controlul releu-ului. Aceste varibile pot fi interpretate de Alexa și furnizând comenzi în limbaj natural, se pot modifica.

Valoarea măsurată de senzorul ACS712 este citită de pe pin-ul A0 folosind Analog Read. Intrucât senzorul oferă o măsura sub forma de undă, se citesc valorile de la acest pin într-un interval de 1 secundă și se rețin valorile minime și valorile maxime. Pentru a obține tensiunea între peak to peak, se înmulțește diferența dintre valoarea maximă și valoarea minimă cu valoare tensiunii de alimentare (5V) și se împarte la 1024 (valoarea maximă ce poate fi citită pe pin. Se calculează tensiunea RMS prin împărțirea la 2 și înmulțirea cu 0.707. Intensitatea se calculează din valoarea tensiunii înmulțită cu un factor dat de sensitivitatea senzorului. Puterea folosită de consumator este dată de produsul dintre tensiunea RMS și intensitatea RMS calculată anterior. S-a ales valoarea de 400W ca fiind limita superioară la care se decuplează circuitul.

Culoarea LED-ului poate fi schimbată folosind comenzi vocale doar când releul este deschis, deci în momentele în care priza nu furnizează curent electric către consumatori. Când releu este închis, iar circuitul furnizează curent către consumatori, culoarea led-ului este determinată în funcție de puterea măsurată de senzorul ACS712. Pentru aceasta am setat 5 trepte pentru care diferă distribuția de culori pe componentele de culoare.

Pentru a controla modulul cu releu se folosește o varibilă ce poate fi modificată folosind Alexa. Când este setată pe true, circuitul se deschide, decuplând alimentarea prizei. Când este setată pe false, circuitul este închis, iar priza poate alimenta un consumator.

smart_plug.pdf

Smart Plug