This is an old revision of the document!
Smart Home Watch
Autor: Rusu Andrei-Alexandru
Grupa: 333CA
Introducere
Smart Home Watch este un ceas smart de interior pentru casă, construit pe o placă compatibilă Arduino UNO. Proiectul afișează ora, data, temperatura și umiditatea din cameră pe un ecran LCD1602 cu interfață I2C și include o funcție de alarmă semnalizată prin buzzer și LED RGB.
Scopul proiectului este realizarea unui dispozitiv compact și util pentru monitorizarea rapidă a condițiilor din locuință. Ideea de la care am pornit a fost combinarea unui ceas digital cu un mic sistem de monitorizare ambientală, astfel încât utilizatorul să poată vedea într-un singur loc informațiile importante din cameră.
Proiectul este util deoarece poate fi folosit ca ceas de birou/noptieră, indicator de temperatură și umiditate și alarmă. Pentru mine, proiectul este util și ca exercițiu practic de integrare hardware-software: comunicație I2C, citirea senzorilor, afișarea datelor și controlul unor ieșiri digitale.
Descriere generală
Sistemul este organizat în jurul plăcii compatibile Arduino UNO R3, care controlează toate modulele hardware. Modulul RTC DS3231 oferă ora și data exactă, senzorul AHT25 măsoară temperatura și umiditatea, iar ecranul LCD1602 afișează informațiile pentru utilizator. Pentru funcția de alarmă, Arduino controlează un buzzer activ și un LED RGB. Butonul este folosit pentru interacțiune, de exemplu pentru oprirea alarmei sau pentru schimbarea modului de afișare.
RTC-ul DS3231, ecranul LCD1602 și senzorul AHT25 comunică prin I2C, deci pot folosi aceleași linii SDA și SCL ale plăcii Arduino. Buzzerul, LED-ul RGB și butonul sunt conectate la pini digitali.
Hardware Design
BOM - Bill of Materials
| Componentă | Cantitate | Link | Preț unitar (RON) |
|---|---|---|---|
| Placă dezvoltare UNO R3 compatibilă Arduino, ATmega328P, CH340G | 1 | Link | 30.93 |
| Modul RTC DS3231 compatibil Arduino/Micro:Bit | 1 | Link | 33.88 |
| Ecran LCD1602 cu modul I2C/IIC | 1 | Link | 24.99 |
| Senzor temperatură și umiditate AHT25 | 1 | Link | 20.99 |
| Modul buzzer activ compatibil Arduino | 1 | Link | 3.24 |
| Set 180 mini butoane switch | 1 | Link | 30.49 |
| Modul LED RGB 3 culori | 1 | Link | 2.13 |
| Breadboard | 1 | TBD | TBD |
| Rezistențe | TBD | TBD | TBD |
| Fire Dupont | TBD | TBD | TBD |
| Preț total componente cu link exact | 146.65 RON |
Schema Electrica
Schema electrică prezintă conexiunile dintre placa Arduino UNO R3 și modulele folosite în proiect. LCD-ul 1602 cu adaptor I2C, modulul RTC DS3231 și senzorul AHT25 sunt conectate pe aceeași magistrală I2C. Acestea folosesc liniile SDA și SCL ale plăcii Arduino, împreună cu alimentarea comună de 5V și GND.
Buzzerul activ este conectat la un pin digital și este folosit pentru semnalizarea sonoră a alarmei. LED-ul RGB este conectat la trei pini digitali/PWM, câte unul pentru fiecare culoare. Cele trei butoane sunt conectate la pini digitali și la GND, urmând să fie folosite în cod cu rezistențele interne de pull-up ale microcontrollerului.
Pinout
| Componentă | Pin componentă | Pin Arduino / conexiune | Rol |
|---|---|---|---|
| LCD1602 I2C | VCC | 5V | Alimentare display |
| LCD1602 I2C | GND | GND | Masă |
| LCD1602 I2C | SDA | SDA / A4 | Date I2C |
| LCD1602 I2C | SCL | SCL / A5 | Clock I2C |
| RTC DS3231 | VCC | 5V | Alimentare modul RTC |
| RTC DS3231 | GND | GND | Masă |
| RTC DS3231 | SDA | SDA / A4 | Date I2C |
| RTC DS3231 | SCL | SCL / A5 | Clock I2C |
| AHT25 | VCC / VIN | 5V | Alimentare senzor |
| AHT25 | GND | GND | Masă |
| AHT25 | SDA | SDA / A4 | Date I2C |
| AHT25 | SCL | SCL / A5 | Clock I2C |
| Buzzer activ | S / I/O | D8 | Semnal alarmă sonoră |
| Buzzer activ | + | 5V | Alimentare buzzer |
| Buzzer activ | - | GND | Masă |
| LED RGB | R / RED | D9 | Canal roșu |
| LED RGB | G / GREEN | D10 | Canal verde |
| LED RGB | B / BLUE | D11 | Canal albastru |
| LED RGB | GND / - | GND | Masă |
| Buton MODE | pin 1 | D2 | Schimbare mod / meniu |
| Buton MODE | pin 2 | GND | Intrare cu INPUT_PULLUP |
| Buton NEXT / PLUS | pin 1 | D3 | Navigare / creștere valoare |
| Buton NEXT / PLUS | pin 2 | GND | Intrare cu INPUT_PULLUP |
| Buton OK / STOP | pin 1 | D4 | Confirmare / oprire alarmă |
| Buton OK / STOP | pin 2 | GND | Intrare cu INPUT_PULLUP |
Bibliografie/Resurse
Resurse Hardware
- Placă UNO R3 compatibilă Arduino, ATmega328P, CH340G - Sigmanortec: https://sigmanortec.ro/Placa-dezvoltare-UNO-R3-Arduino-Compatibil-ATmega328p-CH340G-cu-bara-pini-p170362384
- Modul RTC DS3231, compatibil Arduino/Micro:Bit, Keyestudio - Bitmi: https://www.bitmi.ro/electronica/modul-rtc-ds3231-compatibil-arduino-si-micro-bit-keyestudio-11162.html
- Ecran LCD1602 cu modul I2C/IIC - Bitmi: https://www.bitmi.ro/electronica/ecran-lcd1602-cu-modul-i2c-iic-10487.html
- Senzor temperatură și umiditate AHT25 - Bitmi: https://www.bitmi.ro/electronica/senzor-de-temperatura-si-umiditate-aht25-10684.html
- Modul buzzer activ compatibil Arduino - Bitmi: https://www.bitmi.ro/electronica/modul-buzzer-activ-compatibil-arduino-10397.html
- Set mini butoane switch - Bitmi: https://www.bitmi.ro/componente-electronice/set-180-mini-butoane-switch-10523.html
- Modul LED RGB 3 culori - Bitmi: https://www.bitmi.ro/electronica/modul-led-rgb-3-culori-10401.html
