Arduino Powered Home (3 / 10 steg)

Steg 3: Planera vad till kontroll med Arduino och hur man gör.

Du bör planera exakt vad du vill att kontrollera med din Arduino och exakt där du vill placera alla delar av ditt projekt. Att veta att och hur du tänker använda ditt projekt är nyckeln till att ha alla delar som du behöver. I mitt fall, när det gäller saker som kräver byte av hus nuvarande, planerar jag bara att styra lampor och takfläktar, så 8-kanals reläet var mitt val av gränssnitt mellan Arduino och elektriska kretsar.

Om du bara vill styra mycket låg-ström, låg spänning kretsar som lysdioder, så du behöver inte relay board. Tänk på att den Arduino IO pinnar är klassade för en mycket liten mängd av strömmen vid 40 mA, om mängden ström som krävs för att belysa 2 små lysdioder med ordentlig ström-begränsa motstånd. Jag mätte oavgjort 1,5 mA (förvånansvärt låg) från min Sainsmart reläer, vilket gör dem idealiska för min ansökan. Men relay board 5 V power drar över 150 mA, vilket gör den idealisk för en separat nätadapter egen. Jag har inte hittat ström-hantering specifikationer för något mer än de IO pinnar. Jag har kört min relay board drivs från Arduino's 5 v stift för ett par månader kontinuerligt utan problem, men detta kan vara oklokt. Du vill inte överbelasta Arduino med högre strömförbrukning än det klassas för eftersom du kommer att bränna den snabbt (antingen inre kretsen till överbelastade PIN-koden eller hela styrelsen) eller förkorta sitt liv betydligt. Jag upplevde reläer som inte skulle engagera sig när jag använde en annan strömadapter.

Uppdatera augusti 2014:

Jag bestämde mig att driva min relay board separat för att ta onödig belastning av den Arduino spänning regulator krets. För att göra detta, använde jag två AC-DC adapter (vägg vårtor); en för Arduino och en för relay board och byta kretskortet i kombination. Jag hade en extra 7.5vdc adapter från en iHome iPod docka/alarm clock/radio som är dimensionerade för 2A; Jag använder detta för Arduino, ansluten till dess DC power jack. Jag räddade en 5vdc adapter från en Iomega zip-enhet har en effekt på 1A; här en befogenheter relay board och byta kretskort. Jag hade en extra DC power uttag från ett projekt från år sedan på storleken på fat på zip drive adapterns sladd. Jag lödde och värme krympt ledningar till som jack och sprang de till ett + och - järnväg på min Lödfritt set av brödunderläggen. Jag har kopplat in kablarna som ansluter till garderoben monterade relay styrelsens VCC och marken styrelsens relay i garderoben till respektive järnväg på bakbord, samt en jumper från marken pin av Arduino som - järnväg, och den + och - på kretskortet som innehåller min nya takt växlar till att järnvägen. Två - anslutningar måste knytas ihop och till Arduino marken för att detta ska fungera korrekt.

-Slutet av update-

En säkerhetsfunktion i Sainsmart styrelsen är att varje relä kräver en digital "Låg" signal eller marken att utlösa reläet att engagera sig, medan frånvaron av en signal inte bedriva den. Detta är så att din Arduino återställer om du förlora/återfå makt eller av någon anledning, alla reläer bör starta upp i OFF eller inaktiverad position. Men din Arduino skiss måste också ta hänsyn till. Varje utgångsstiftet för Arduino som kommer att styra ett relä kopplad till en apparat som körs på hus nuvarande bör initieras i en "Hög" av din skiss, som säkerställer dess relay lösgöras. Annars, när du är hemifrån, om ditt hus tappar kraft av någon anledning (storm, power pole påkörd av bil), när strömmen återkommer Arduino skulle utlösa alla dina relay-kontrollerade lampor för att komma på, utgör en potentiell risk för brand.

Här är layouten för mitt projekt:

Arduino ombord och Ethernet-shield uppehåller sig på ett bröst i mitt sovrum. En ny breaker box dölja min relay board installerad i en garderob vägg ca 12' från Arduino. Mitt kontor, är där PC och MV sitter, ca 25' från rutan breaker. Master bedroom takfläkt och ljus kontrolleras av Arduino ligger i anslutning till garderoben där min relay board/breaker låda finns. Två 14-2 NMB kablar med marken kör från en skarv på vinden ovanför växeln sovrum vägg till en punkt cirka 10' bort, där de släpper ner closet väggen och in i rutan brytare där styrelsen relä monteras. Vardagsrum takfläkt kontrolleras av Arduino ligger också i anslutning till garderoben där min relay board/breaker låda finns. Två 14-2 NMB kablar med marken kör från en skarv på vinden nära takfläkt till en punkt ca 15' bort, där de släpper ner closet väggen och in i rutan breaker. En av dessa kablar är för "framtida användning" i fall jag lägga en ljus kit till takfläkt. Två 4-par kablar mellan Arduino och Sainsmart relay board power relay board och kontrollerar dess individuella reläer och lämna alternativet att lägga till en annan 4-kanals relay board i framtiden. En 4-par kabel löper mellan Arduino och kontor till kontroll av bildformat på/av PC och MV genom att ansluta till en befintlig lågspänning krets. En befintlig Ethernetkabel (Cat5) går mellan Arduino och kontoret att ansluta Arduino Ethernet shield till min router. Jag hade redan en ethernet-kabel för en dator som jag tidigare använt i detta läge, så jag behövde inte köra en annan kabel.

Den första bilden ovan visar denna grundläggande layouten av ledningar och placering av utrustning i hela mitt hem. Jag kan få kritik om alla ledningar som jag valde att köra. År sedan, fast jag mitt hem för 10/100 ethernet när alla andra slösa pengar på 802.11a / b Wi-Fi som var långsam och hade lite utbud. Jag uppgraderade ledningarna under åren för att stödja gigabit ethernet för min MV och ett par St Wi-Fi-routrar/access punkter är mycket bättre nu, och jag använder 2 av dem i mitt hem. Men ofta är det mycket billigare att åka fast än trådlöst. Jag planerar några uppgraderingar och framtida tillägg till detta projekt med RF moduler om jag kan hitta komponenter som jag gillar till rimliga priser, men mestadels detta används endast för hög-aktuell enheter. Den andra bilden ovan illustrerar ledningar som nätverk och kontroll av mitt projekt. Tredje visar den elektriska ledningar i projektet.

Efter att ha spelat med relay board att se det framgångsrikt slå på en lampa, blev det ännu mer uppenbar än innan att reläet måste döljas någonstans säkert eftersom det kommer ha levande hus nuvarande och några kala kontakter. Jag kunde inte tänka mig ett bättre sätt att dölja reläet samtidigt medveten om riskerna än att sätta det i sitt eget elektriska service panel/breaker rutan. Även något enkelt som kontrollera tätheten av skruvplintar på relay board med en JUVELERARAFFÄR skruvmejsel "tänds du" om du inte isolera dig själv ordentligt eller stänga brytaren först. Tanken att detta händer är hur jag beslutat om rutan brytare monterad i garderoben.

För att driva reläet är ganska enkel. Min 8-kanals styrelse har ett huvud av 10 manliga stift. Med huvudet sidan av styrelsen mot dig, är från vänster till höger de pins:

1. Marken
2. Relä 1 trigger
3. Relay 2 trigger
4. Relä 3 trigger
5. Relay 4 trigger
6. Relä 5 trigger
7. Relä 6 trigger
8. Relay 7 trigger
9. Relay 8 trigger
10. + 5 v

Fjärde bilden ovan illustrerar layout av Sainsmart relay Board, även om sedd från motsatt sida av styrelsen som pin header.

Arduinoen har en PIN-kod + 5 v och fem marken stift. Med en nätadapter eller USB driva Arduino, förbereder ansluter den Arduino + 5 v och en marken pin till + 5 v och marken i Sainsmart styrelsen styrelsen för tjänsten. Allt för att aktivera någon av dess reläer alltså ansluta en digital "låg" eller mark signal från en Arduino utgångsstiftet rätt utlösa nålen på relay board. Varje relä är opto-isolerade, isolera din Arduino från nedströms kretsar anslutna till reläet. När de får en digital "Låg" signal, kommer dess NO (normalt öppen) terminal i elektrisk kontakt med sin COM (vanligt) terminal. Medan reläet inte är strömförande, antingen när den Arduino och relay board är makt "OFF" eller Arduino tillhandahåller en digital "hög", NC (normalt sluten) terminalen är i elektrisk kontakt med COM terminalen, så vara säker du tråd yours vägen du tänker undvika överraskningar. Reläet är i grunden en SPDT (single pole double kast) växel, vilket innebär den ansluter en pol, COM terminal med en av två andra kontakter. COM är alltid i kontakt med antingen NC (digital "hög") eller någon terminal (digitala "låg").

Jag har min reläer bredband på verksamheten slutet med makt kommer från växeln väggen ansluter till relay s ingen terminal, och lasten (takfläkt eller ljus jag vänder från reläet) ansluter till relay s COM terminalen. Stäng alltid din hoat binda, Byt aldrig neutral. Genom att endast ansluta en tråd som fungerar som HOT till en switch terminal, minska du chanserna att någon att vara stöt när du arbetar med eller ens bara använder kretsen. Växla aldrig en krets med dess neutral, eftersom trots att tar bort neutral från en 110 v apparat kan stänga av, det kommer fortfarande att ha levande spänning på det fram till den punkt där den neutrala sökvägen är öppet på växeln. Och byta neutrala på en apparat korrekt kopplad till en 3-stift kontakt att ansluta apparaten till HOT, NEUTRAL och marken kommer nästan aldrig vända apparaten.