Smart Home System este un proiect destinat creării unei case inteligente folosind tehnologie accesibilă și integrată. Scopul acestui sistem este de a monitoriza și controla condițiile ambientale, precum și securitatea locuinței, făcând astfel viața mai confortabilă și sigură pentru utilizatori.

Ideea proiectului a pornit de la dorința de a folosi tehnologia pentru a îmbunătăți securitatea și eficiența energetică în locuințe. Prin monitorizarea temperaturii, a umidității, a prezenței gazelor și a mișcărilor nedorite, sistemul poate oferi un răspuns rapid în cazul unei probleme sau poate informa utilizatorul de necesitatea optimizării condițiilor ambientale într-un mod ușor accesibil.

Acest sistem este util atât pentru persoanele interesate de tehnologie, care doresc să își automatizeze locuințele, cât și pentru cei care au nevoie de un sistem robust de monitorizare și control al mediului casnic, crescând astfel confortul și securitatea celor care îl folosesc.

• Arduino UNO: Este responsabil pentru coordonarea tuturor modulelor.
• Senzori: Colectează datele despre temperatură, umiditate, prezența gazelor și mișcare.
• Servomotor: Acționează ușile/ferestrele pentru ventilare automată în cazul detectării gazelor.
• Modul de releu: Controlează becurile, integrând automatizarea iluminatului.
• Buzzer pasiv: Emite alerte sonore în cazul detectării mișcărilor nedorite atunci când sistemul de securitate este activ.
• Ecran LCD: Afișează informațiile colectate și starea sistemului.

• Firmware pe Arduino: Gestionează citirea datelor de la senzori, controlul servomotorului, al buzzerului și al releului. De asemenea, actualizează informațiile afișate pe ecranul LCD.
• Modul de comunicații: Permite utilizatorilor să interacționeze cu sistemul prin intermediul unei aplicații mobile.

1. Senzorii monitorizează continuu mediul și trimit datele către Arduino UNO.
2. Arduino UNO procesează aceste date, le afișează pe ecranul LCD și, în funcție de parametrii setați în procesul de realizare al sistemului, activează servomotorul sau buzzer-ul.
3. Utilizatorii pot comanda manual sistemul de iluminat printr-un modul de comunicații.

• 2x Arduino Uno R3 ATMega328P
• 1x Breadboard HQ (830p)
• 1x Breadboard HQ (400p)
• 1x Modul LCD 1602 cu Interfață I2C și Backlight Galben-Verde
• 1x Modul LCD de 2.8” cu SPI și Controller ILI9341 (240×320 px)
• 1x Modul Senzor de Mișcare PIR HC-SR501
• 1x Modul Senzor de Gaz MQ-2
• 1x Senzor de Temperatură și Umiditate DHT11
• 3x Micro Servomotor SG90 90°
• 2x Buzzer Pasiv
• 1x Senzor Ultrasonic HC-SR04
• 4x Condensator 100uF 35V
• 1x Rezistor 10kΩ
• 1x Rezistor 4.7kΩ
• 1x Rezistor 2kΩ
• 1x Rezistor 1kΩ
• 1x Rezistor 220Ω
• 2x Rezistor 100Ω
• 1x Modul Bluetooth HC-05 cu Adaptor
• LED-uri
• Jumper Wires

Codul necesar funcționării proiectului a fost dezvoltat în Arduino IDE în fișierele:

• circuit_interior.ino
• circuit_exterior.ino

Pentru a facilita comunicarea cu modulul Bluetooth HC-05, am folosit MIT App Inventor, o platformă web concepută pentru a permite utilizatorilor să creeze aplicații mobile pentru dispozitive Android printr-o interfață simplă de tip drag-and-drop.

• Wire.h → pentru comunicația I2C între microcontroller și dispozitive periferice, cum ar fi senzori și ecrane LCD.
• Servo.h → pentru controlul servomotoarelor, permițând poziționarea precisă a acestora prin semnale PWM.
• LiquidCrystal_I2C.h → pentru controlul ecranelor LCD compatibile cu interfața I2C, facilitând afișarea de texte și date.
• dht11.h → pentru utilizarea senzorului de temperatură și umiditate DHT11, oferind metode pentru citirea valorilor de temperatură și umiditate.

• Adafruit_GFX.h → pentru desenarea formelor și textului pe afișaje, oferind funcții esențiale pentru interfețe grafice.
• Adafruit_ST7789.h → pentru controlul ecranelor TFT bazate pe driverul ST7789, facilitând afișarea de imagini și texte.
• Servo.h → pentru controlul servomotoarelor, permițând poziționarea precisă a acestora prin semnale PWM.
• SPI.h → pentru comunicația serială de mare viteză între microcontroller și dispozitivele periferice folosind protocolul SPI (Serial Peripheral Interface).

• Laboratorul 1: USART. Debugging → Utilizat pentru comunicarea serială și debugging.
• Laboratorul 3: Timere. Pulse Width Modulation (PWM) → Utilizat pentru controlul precis al servomotoarelor prin PWM.
• Laboratorul 4: Analog Digital Convertor (ADC) → Utilizat pentru citirea și procesarea datelor de la senzorii analogici (ex: senzorul de gaz MQ-2).
• Laboratorul 5: Serial Peripheral Interface (SPI) → Utilizat pentru comunicația între microcontroller și LCD-ul ST7789 în circuitul exterior.
• Laboratorul 6: Inter-Integrated Circuit (I2C) → Utilizat pentru comunicația cu LCD-ul I2C în circuitul interior.

Snippet Code:

#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <dht11.h>
#include <Wire.h> 
#include <Servo.h>
#include <Adafruit_ST7789.h>
#include <SPI.h>

#define DHT11_PIN 7
#define MQ2_PIN A0
#define LED_PIN 13
#define PIR_SENSOR 2
#define TFT_CS     10
#define TFT_RST    9   // Can also be set to -1 and connected to Arduino's reset
#define TFT_DC     8

// Temperature & Humidity Sensor - DHT11
dht11 DHT11_PIN;

// Servomotors
Servo myservo1;
Servo myservo2; 

// Gas Sensor - MQ2
int mq2Pin = MQ2_PIN;

// int pos = 0;

// LCD Display
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

// Buzzer
const int buzzer = 8;

// PIR Module
int led = LED_PIN
int sensor = PIR_SENSOR;
int state = LOW;
int val = 0;

// Ultrasonic Sensor
const int trigPin = 5;
const int echoPin = 6;
long duration;
int distance;

// 240x320 LCD Display
Adafruit_ST7789 tft = Adafruit_ST7789(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  pinMode(mq2Pin, INPUT);

  pinMode(led, OUTPUT);
  pinMode(sensor, INPUT);

  pinMode(buzzer, OUTPUT);

  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Hello!");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Welcome Home!");

  myservo1.attach(9);
  myservo2.attach(10);

  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);

  tft.init(240, 320);
  tft.fillScreen(ST77XX_BLACK);

  tft.setCursor(0, 10);
  tft.setTextColor(ST77XX_WHITE, ST77XX_BLACK);
  tft.setTextSize(2);
  tft.println("Hello, ST7789!");

  tft.drawRect(10, 50, 220, 40, ST77XX_RED);

  tft.fillCircle(120, 160, 30, ST77XX_BLUE);

  tft.drawLine(0, 250, 240, 320, ST77XX_GREEN);
}

void loop() {
  Serial.println();

  // Temperature & Humidity Sensor - DHT11
  int chk = DHT11.read(DHT11PIN);

  Serial.print("Humidity (%): ");
  Serial.println((float)DHT11.humidity, 2);

  Serial.print("Temperature  (C): ");
  Serial.println((float)DHT11.temperature, 2);

  // PIR Module
  int sensorValue = analogRead(mq2Pin);  // Read the analog value from MQ-2 sensor
  float voltage = sensorValue * (5.0 / 1023.0);  // Convert the analog reading to voltage
  Serial.print("Sensor Value: ");
  Serial.print(sensorValue);
  Serial.print(", Voltage: ");
  Serial.println(voltage);

  delay(2000);

  val = digitalRead(sensor);
  if (val == HIGH) {
    digitalWrite(led, HIGH);
    delay(100);

    if (state == LOW) {
      Serial.println("Motion detected!"); 
      state = HIGH;
    }
  } 
  else {
      digitalWrite(led, LOW);
      delay(200);
  
      if (state == HIGH){
        Serial.println("Motion stopped!");
        state = LOW;
    }
  }

  // Buzzer
  tone(buzzer, 1000);
  delay(1000);
  noTone(buzzer);
  delay(1000);

  // Servomotors
  for (pos = 0; pos <= 90; pos += 1) {
    myservo1.write(pos);
    myservo2.write(pos);
    delay(15);
  }

  for (pos = 90; pos >= 0; pos -= 1) {
    myservo1.write(pos);
    myservo2.write(pos);
    delay(15);
  }

  // Ultrasonic Sensor
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(1000);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = duration * 0.034 / 2;
  Serial.print("Distance: ");
  Serial.println(distance);
}

Export to PDF