Умная розетка на arduino в гараж

Умная розетка на arduino в гараж

В чем идея?

Если у вас есть гараж, наверняка периодически вы  задумываетесь о том, как его обогреть или обогреть машину в нем. И казалось бы сам обогрев не проблема, воткнул в розетку обогреватель и грей себе. Но вот электричество будет мотать сутками во первых и во- вторых нет ни какого контроля за температурой в гараже.

Так же у многих автовладельцев имеется электрический предпусковой подогреватель двигателя, его тоже можно просто включить в розетку. Однако, если внимательно прочитать инструкцию к таким подогревателям, то везде описана необходимость иметь реле времени, которое будет отключать подогреватель через пол часа работы, что бы избежать поломок устройства подогрева или не дай бог пожара. А в новостях частенько появляются ролики с горящими автомобилями, причиной возгорания которых, как раз явилось бесконтрольное включение в розетку предпускового подогревателя двигателя. А если бы такое реле времени, еще позволяло самому удаленно включать подогрев или еще круче задать время включения например в 7.00 перед выездом на работу?

Что должна уметь гаражная розетка?

Так родился проект умной гаражной розетки. Розетка подключенная через реле к логическому устройству, способному выполнять определенный алгоритм действий. В розетку можно воткнуть любой обогреватель мощностью до 4-х кВт. А логическое устройство будет управлять розеткой. Помимо функций обогрева в устройство заложено еще 2-е очень полезных функции.

Требованиями к функционалу стало следующее:

  • Обогрев помещения до нужной температуры. Наличие датчика температуры помещения. Температуру можно регулировать по месту с самого устройства или с метеостанции в доме. Предусмотреть возможность управления через телефон.
  • Контроль времени работы обогревателя. Отключение через заданное время;
  • Включение освещения по датчику движения. Наличие датчика движения, по которому будет включаться освещение в гараже (или ином помещении). Так же освещение можно включать\выключать вручную по месту или удаленно с метеостанции. При наличии метеостанции освещение будет включаться только в ночное\вечернее время суток (контроль по времени).
  • Охранная сигнализация в гараже. Имея датчик движения по которому работает освещение, можно реализовать полноценную сигнализацию. Устройство будет включать сирену и раздраженно моргать светом, что явно испугает не подготовленного воришку. Так же устройство отошлет сигнал на метеостанцию и далее на телефон.
  • Контроль и управление удаленно с центрального блока управления (или метеостанции) в доме или с телефона. Все функции удаленного управления и контроля предполагается завести через метеостанцию (Центральный блок управления) по средствам радиоканала на 433 Mhz. А метеостанция в свою очередь подключена через Ethernet к Интернету и позволяет рассылать данные на телефон.

Получается некое универсальное устройство. Оно и гараж обогрет, и свет включит, и материальные ценности сохранит, во время длительного отсутствия хозяев дома.

Сигнализация в данном случае пассивная и может изрядно напугать и отпугнуть злоумышленников. А вот что бы предупредить хозяина, нужно будет грамотно наладить связь всех устройств. Потому, как есть некий «бутерброд» в организации связи: Розетка->Метостанция->Интернет->Телефон хозяина.

Что получилось на данный момент?

На данный момент умная розетка изготовлена и стоит в гараже. Умеет пока не все, что было описано выше. Но удобство от данного девайса на лицо уже сейчас и радость от материализации идеи неописуема.. 🙂

Что умеет сейчас:

  • Включать свет в темное время суток.
  • Греть гараж по температуре или времени.
  • Показывает температуру в гараже и в бане(добавил еще один датчик) на метеостанции.
  • Показывает включен ли обогрев и включен ли свет в гараже.
  • Управлять кнопочками включение\отключение света и розетки.

Остальные возможности появятся по мере высвобождения свободного времени. Аппаратно в устройстве все есть для реализации полного  функционала, осталось дописать программу.

Дин рейка для розетки в обычной распред. коробке
Дин рейка для розетки в обычной распред. коробке
Разводка в крышке диодов и кнопок
Разводка в крышке диодов и кнопок
Лицевая сторона умной розетки
Лицевая сторона умной розетки
Розетка с реле
Розетка с реле
Комплектация умной гаражной розетки
Комплектация умной гаражной розетки

 

 Умная розетка на arduino своими руками

Для изготовления умной розетки необходимо следующие комплектующие:

  • Коробка на 10 вводов;
  • Дин рейка;
  • Розетка на дин рейку;
  • Arduino nano;
  • Блок реле на 2 канала;
  • Датчик движения PIR HC-SR501;
  • Кнопка — 2шт.;
  • светодиод на 5В.
  • Выключатель;
  • Модуль nrf24 или nrf24l01;
  • Плата монтажная;
  • Блок питания на 5В, 700 мА;
  • Резистор 10 кОм — 2 шт.;
  • Резистор 4,7 кОм;
  • Резистор 1 кОм;
  • Резистор 240 Ом;
  • Датчик температуры ds18b20;
  • Реле на 30А 5В. В моем случае это:  SLA-05VDC-SL-A;
  • Оптопара PC 121 или 123 SHARP;
  • Транзистор KT972A;
  • Диод IN4007;
  • Резистор 1 кОм;
  • Резистор 240 Ом;
  • Плата монтажная;

Собираем монтажную плату согласно след. принципиальной схеме:

Принципиальная схема монтажной платы
Принципиальная схема монтажной платы

 

Arduino c развязкой и блоком питания на 5В
Arduino c развязкой, блоком питания на 5В и релейным модулем на 2 канала

Для того чтобы можно было в розетку включать обогреватели до 4 кВт, необходимо собрать свой релейный модуль. В свободной продаже я не встречал готовых релейных модулей больше чем на 10А. Поэтому собираем релейный модуль по след. принципиальной схеме:

Принципиальная схема силового модуля
Принципиальная схема силового модуля
Опторазвязка для реле на 30 А.
Опторазвязка для реле на 30 А.

Я не шипко соображаю в схемотехнике, поэтому приведенные схемы далеки от идеала и наверняка требуют доработки. Но они работают. Розетка стоит в гараже почти год и благополучно работает даже при -20 С. Если у кого-то будут идеи по улучшению, буду рад, если поделитесь.

Далее комплектующие собираем в распред. коробке. Дин-рею отрезаем по размеру, и на саморезы прикручиваем к коробке. Платы можно приклеить на термоклей или прикрутить с помощью компьютерных гаек и болтиков. Особенности монтажа можно увидеть на фото выше.

После сборки нижней части распред. коробки, необходимо подготовить крышку. Вырезаем в крышке отверстия  для наших комплектующих и элементов управления. Для того, что-бы не вымерять линейкой все отверстия. Я спроектировал для обычной распред коробки (190х140х70) лейкало.  Ссылка на файлик с лейкало будет в конце статьи. Распечатываем лейкало (в масштабе 1:1) и просто наклеиваем ровно на крышку скотчем, так чтобы угловые отверстия крышки совпадали с угловыми окружностями, изображенными на бумаге. С помощью канцелярского ножа, режем бумагу по напечатанным линиям, делая нарезки на пластике крышки. Так же делаем отметки по центрам отверстий. Убираем бумагу и по заготовленным нарезкам, аккуратно вырезаем все отверстия.

Лейкало для распред коробки
Лейкало для распред коробки

 

После сборки плат и корпуса, необходимо загрузить в arduino nano программу для розетки.

Продолжение следует…

Если, кто то не желает ждать продолжения статьи, пишите в комментариях. Я вышлю код программы.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *