В современных условиях домашняя автоматизация или просто умный дом – вовсе не роскошь или фантастика, но вполне реальный случай из потребительского пространства интернета вещей, который можно как приобрести в готовом виде, так и собрать собственными руками. Подавляющее большинство систем, поддерживающих автоматизацию широкого ряда повседневных функций умного дома, базируются на Arduino – универсальном электронном «конструкторе», который позволяет собирать и программировать различные аппараты для робототехники или автоматики. На рынке существуют целые наборы и соответствующая литература для конструирования собственных систем домашней автоматизации, но начать ознакомление с платформой можно и с отдельных плат и сопутствующих компонентов – приобрести их вы можете по ссылке: arduino купить Украина.
Что такое Arduino?
Программно-аппаратная платформа Arduino была разработана в начале 2000-х годов как простая и доступная среда для обучения программистов-новичков. Ассортимент продукции компании представлен платами с микроконтроллером и открытой архитектурой, позволяющей дополнять конструктив платформы платами расширения, также известными как шилды (от shields). В частности, под данной торговой маркой выпускают классические (Uno, Pro, Mega, Due и пр.) и миниатюрные (Nano, Nano every, Micro, Mini и т. п.) конструктивы. Эти платформы оснащены микроконтроллером, а также различными наборами интерфейсов и вспомогательных систем, которые обеспечивают работу контроллера и его взаимодействие с другими платами и периферийными компонентами. В свою очередь представленные на рынке Arduino-совместимые шилды производит как сам бренд, так и сторонние разработчики.
Для программирования систем на базе Arduino существует программная оболочка IDE – интегрированная среда разработки, в которую входит менеджер проектов, программа для создания и изменения текстовых данных, транслятор и отладчик. В качестве языка программирования выступает так называемый Arduino C – несколько видоизменённый C++. IDE позволяет пользователям как самостоятельно писать программы, так и использовать готовые решения со сценариями разной степени сложности. К слову, для загрузки программы в микроконтроллер на плате Arduino, как правило, не нужны сторонние аппаратные программаторы. В него вшиты собственные загрузчики, которые соединяются с ПК через USB-интерфейс. Открытая архитектура устройств позволяет сторонним компаниям разрабатывать свои программно-аппаратные платформы на базе Arduino IDE для создания индивидуальных наборов расширительных плат и формирования соответствующих библиотек с функциями и объектами.
Компоненты умного дома
В контексте систем умного дома платформа на базе Arduino представляет собой основной узел, например, плату Mega – своего рода мозг системы, связанный с сетью периферийных устройств, масштаб которой соответствует поставленным пользователем задачам. Мозг при помощи заданного ему набора инструкций координирует и согласовывает работу всех шилдов. Периферия системы домашней автоматизации состоит из сенсорной и исполнительной составляющих. Первая представлена всевозможными Arduino-совместимыми датчиками и кнопками, которые реагируют на те или иные события и отправляют данные в основной узел системы. Сегодня на рынке представлен чрезвычайно широкий ассортимент сенсорной продукции, который включает климатические, пространственные и аварийные датчики, а также датчики движения, открывания двери, микрофоны, пульты и т. д. Данные сенсорной части системы можно выводить как на интегрированные в неё LCD-дисплеи, так и на сторонние устройства (смартфон, ПК).
Через микрофон система «услышит» условный сигнал – хлопок – по которому необходимо включить или выключить свет, а датчики влажности зарегистрируют повышение уровня влажности до нежелательных значений, чтобы система отреагировала на это событие включением вентиляторов. За выполнение прописанных в программе задач отвечает исполнительная часть умного дома. Она может состоять из комплекса реле, электромоторчиков, манипуляторов, доводчиков дверей, диммеров, систем управления периферийными устройствами и всевозможных электрических вентилей или клапанов. К слову, в состав систем домашней автоматизации на базе Arduino можно внедрять и фирменные элементы, и компоненты от сторонних производителей. Связь между всеми составляющими системы может быть как проводной, так и беспроводной (через Wi-Fi, Bluetooth) при наличии соответствующих модулей.
Управление домашней автоматизацией
Не менее важным элементом умного дома на основе Arduino являются инструменты управления системой, в том числе и дистанционного. Благодаря открытой экосистеме сторонние разработчики реализовали для программирования и контроля сценариев домашней автоматизации немало приложений, которые отличаются друг от друга деталями интерфейса, спектром доступных функций и т. п.
При помощи приложения Bluino Loader – Arduino IDE пользователь может написать программу, транслировать её в код прямо на смартфоне и отправить на плату при помощи OTG-кабеля. Android и iOS приложения вроде Blynk, Virtuino, RemoteXY: Arduino Control, Arduino Bluetooth Control и пр. позволяют осуществлять мониторинг и / или управление сразу несколькими платами посредством Wi-Fi или Bluetooth, создавая собственные интерфейсы для местного или удалённого взаимодействия с элементами. Управлять умным домом на базе Arduino можно и при помощи веб-клиента, однако для этого нужно собрать домашний Arduino-веб-сервер. К счастью, для этого предусмотрены сетевые расширительные платы и соответствующие библиотеки. И наконец, GSM-шилды делают возможным контроль и управление системой домашней автоматизации при помощи SMS или голосовых вызовов. К примеру, с их помощью можно построить сигнализацию с уведомлениями о зафиксированном движении.
