Arduino и управление светом. Версия 2.0

После публикации трёх статей (первая, вторая, третья) по управлению светом, пришла идея изменить схему. В прошлой версии для управления использовалась Arduino Uno с шилдом на базе W5100 и эта сборка управляла одним реле с помощью кнопки или по веб интерфейсу. Стабильность этой сборки проверена мною на протяжении нескольких лет, однако неудобство заключалось в том, что контуров освещения в комнате, как правило, делают несколько и для каждого из контуров необходимо собирать такую схему, что усложняет и удорожает процесс построения умного дома. Новая же версия построена на базе Arduino Mega, опять же с шилдом на W5100, использует 2 реле и возможность управления светодиодной лентой с w2813 или w2812. Я настоятельно рекомендую использовать светодиодную ленту с w2813, а не w2812, дабы проблем при её эксплуатации было меньше.
В этой статье я опубликую блок схему, схему подключения всех необходимых компонентов к arduino mega, печатную плату (если захотите её изготовить), модели корпусов для всей нашей конструкции с возможностью крепления к электромонтажной рейке для печати на 3d принтере, конечно же код для arduino и покажу как выглядит веб интерфейс управления освещением. В общем получите полный комплект.
Так представим, что делаем мы ремонт и решили, что в комнате будет 3 контура освещения. Пример расположения эти контуров можно посмотреть на изображении ниже.

освещение, умный дом, arduino, светодиодная лента, w5100, w2812, w2813

3 контура освещения:
1) Жёлтый — потолочный софтбокс или люстра
2) Синий — лампочки светодиодные
3) Оранжевый — светодиодная лента

1) Первый контур освещения изображён в виде жёлтого круга по центру и представляет из себя потолочный софтбокс.
2) Второй контур освещения изображён в виде синих кругов по бокам от центрального жёлтого круга и представляют из себя светильники со светодиодными лампами.
3) Третий контур освещения изображён в виде оранжевой полосы по периметру комнаты и представляет из себя светодиодную ленту.

Блок схема работы выглядит следующим образом:
освещение, умный дом, arduino, светодиодная лента, w5100, w2812, w2813

По схеме видно, что есть одна коробка с микроконтроллером управления и вторая коробка с двумя реле. Разъём питания светодиодной лентой вынесен отдельно от питания самого микроконтроллера на корпус с управляющей частью, куда так же подключены кнопки «A»,»B»,»C». Соединение с домашней локальной сетью происходить кабелем с помощью arduino шилда на базе w5100, web-server так же запущен на arduino, а web страница управления выглядит так:
освещение, умный дом, arduino, светодиодная лента, w5100, w2812, w2813

Так же в блоке управления заклеплена печатная плата, изготовить которую можно самостоятельно с помощью лазерно утюжной технологии. На печатной плате расположены кнопки управления без фиксации и rgb-светодиоды с общим анодом (с общим плюсом) для индикации состояния освещения. Печатная плата с описанием того, что и куда припаивать выглядит так:

освещение, умный дом, arduino, светодиодная лента, w5100, w2812, w2813

печатная плата с описанием

Саму плату без описаний, готовую к изготовлению можно скачат тут в формате JPG, pdf, lay6.

Вся наглядная схема разводки и подключения всех элементов к Arduino Mega выглядит так:
освещение, умный дом, arduino, светодиодная лента, w5100, w2812, w2813
В формате pdf можно скачать здесь. Кнопок можно вывести сколько угодно, в данном проекте есть 3 кнопки на корпусе с Arduino и 3 кнопки я вынес отдельно, они будут крепиться в стену, как обычные выключатели.

После подключения необходимо загрузить скетч в arduino mega. Сделать это можно с помощью родной Arduino IDE. Скетч можно скачать в формате ino , txt и zip. Код конечно же кривой, но какой смог написать, такой и есть, главное всё работает. Для загрузки скетча в Arduino нужно будет скачать и добавить в Arduino IDE следующие библиотеки: GyverButton, Ethernet, IRremote, FastLED. Скачать их можете отсюда. На момент компиляции скетча использовал Arduino IDE версии 1.8.10.

Ну и конечно нужен корпус для нашей самоделки.
Первая коробка — это корпус для микроконтроллера с сетевым шилдом, кнопок, rgb-светодиодов и печатной платы. Выглядит следующим образом:


Скачать файлы моделей для печати на 3d принтере и их изображения можно здесь. Если надо только stl файлы, то качаем отсюда. Я печатал пластиком PETG.

Вторая коробка — это корпус для реле и выглядит он так:


Скачать файлы моделей для печати на 3d принтере и их изображения можно здесь. Если надо только stl файлы, то качаем отсюда.

Распечатав все модели на 3D принтере, скорее всего появится вопрос по расположению деталей в корпусе, поэтому сразу попытаюсь закрыть его.
Сначала общий вид всей сборки.
освещение, умный дом, arduino, светодиодная лента, w5100, w2812, w2813

Крипится корпус к DIN-рейке для электромонтажа следующим образом.
освещение, умный дом, arduino, светодиодная лента, w5100, w2812, w2813

Корпус для модуля управления с расположением креплений внутри каркаса (На изображениях я специально выделил все детали разными цветами) :
освещение, умный дом, arduino, светодиодная лента, w5100, w2812, w2813

 
Корпус для реле с расположением креплений:

Теперь у Вас есть всё, чтобы повторить проект у себя дома или доработать его. У себя я собрал тестовый стенд, на который вы можете взглянуть в этом видео.

Добавить комментарий