Casa inteligente baseada em controladores Arduino: projeto e organização de um espaço controlado

O desenvolvimento de ferramentas de automação levou à criação de sistemas complexos que melhoram a qualidade de vida das pessoas. Muitos fabricantes conhecidos de eletrônicos e ambientes de software oferecem soluções típicas prontas para diversos locais.

Desenvolver projetos independentes e montar a “casa inteligente” com Arduino de acordo com suas necessidades pode até mesmo um usuário inexperiente. O principal é entender o básico e não ter medo de experimentar.

Neste artigo, veremos o princípio de criação e as principais funções de uma casa automatizada baseada em dispositivos Arduino. Também veremos os tipos de placas utilizadas e os principais módulos do sistema.

Criação de sistemas na plataforma Arduino

Arduino – uma plataforma para desenvolvimento de dispositivos eletrônicos com controle automático, semiautomático ou manual. É construída com princípio de kit com regras claramente definidas de interação entre os elementos. O sistema é aberto, permitindo que fabricantes terceiros participem de seu desenvolvimento.

A clássica “casa inteligente” consiste em blocos automatizados que executam as seguintes funções:

• coletam as informações necessárias através de sensores;
• analisam os dados e tomam decisões com um microprocessador programável;
• implementam as decisões tomadas, enviando comandos para vários dispositivos.

A plataforma Arduino é boa justamente por não se limitar a um fabricante específico, permitindo que o consumidor escolha por si mesmo os componentes adequados. A seleção é enorme, portanto é possível realizar praticamente qualquer ideia.

Recomendamos conhecer os melhores dispositivos inteligentes para casa.

Para aprender a trabalhar com Arduino, você pode adquirir o kit inicial (Starter Kit) no site do fabricante. O conhecimento de inglês técnico é obrigatório, pois a documentação não está em russo.

Além da diversidade de dispositivos conectáveis, a variabilidade é aumentada pelo ambiente de programação implementado na linguagem C++. O usuário pode não apenas usar as bibliotecas criadas, mas também programar por si mesmo a reação dos componentes do sistema aos eventos que ocorrem.

Elementos básicos das placas

O principal elemento da “casa inteligente” é uma ou várias placas centrais (mãe). Elas são responsáveis pela interação de todos os elementos. Somente após definir as tarefas que precisam ser resolvidas, pode-se prosseguir com a escolha do nó principal do sistema.

A placa-mãe combina os seguintes elementos:

• Microcontrolador (processador). Sua principal função é fornecer e medir tensão nas portas na faixa de 0-5 ou 0-3.3 V, armazenar dados e realizar cálculos.
• Programador (não presente em todas as placas). Com este dispositivo, um programa é gravado na memória do microcontrolador, de acordo com o qual a “casa inteligente” funcionará. Ele é conectado a um computador, tablet, smartphone ou outro dispositivo por meio de uma interface USB.
• Regulador de tensão. É necessário um dispositivo de 5 volts, necessário para alimentar todo o sistema.

Sob a marca Arduino, são produzidos vários modelos de placas. Eles diferem entre si pelo fator de forma (tamanho), número de portas e capacidade de memória. É com base nesses indicadores que se deve escolher o dispositivo adequado.

É melhor adquirir as placas Arduino e seus shields diretamente do fabricante, pois são de qualidade superior aos dispositivos compatíveis fabricados na China.

Existem dois tipos de portas:

• digitais, que são marcadas na placa com as letras “d”;
• analógicas, que são marcadas com a letra “a”.

Graças a elas, o microcontrolador realiza a comunicação com os dispositivos conectados. Qualquer porta pode funcionar tanto para receber quanto para enviar sinais. As portas digitais com a marcação “pwm” são destinadas à entrada e saída de sinais do tipo PWM (modulação por largura de pulso).

Portanto, antes de adquirir uma placa, é necessário pelo menos estimar aproximadamente o nível de carga dela com vários dispositivos. Isso permitirá determinar a quantidade necessária de portas de todos os tipos.

No entanto, é preciso entender que o sistema “casa inteligente” não precisa necessariamente estar vinculado a um bloco de controle baseado em uma única placa-mãe. Funções como, por exemplo, ligar a iluminação artificial da área externa da casa de acordo com a hora do dia e manter a reserva de água em um tanque de armazenamento são independentes umas das outras.

Do ponto de vista da garantia de confiabilidade do sistema eletrônico, é melhor distribuir tarefas não relacionadas entre si em diferentes blocos, o que o conceito Arduino permite realizar facilmente. Se muitos dispositivos forem agrupados em um só lugar, pode ocorrer superaquecimento do microprocessador, conflito de bibliotecas de software e dificuldades na localização e correção de falhas de software e hardware.

A conexão de vários dispositivos de diferentes tipos a uma única placa geralmente é usada em robótica, onde a compacidade é importante. Para a “casa inteligente”, é melhor usar uma base própria para cada tarefa.

Cada microprocessador possui três tipos de memória:

• Flash Memory. Memória principal, onde o código do programa de controle do sistema é armazenado. Uma pequena parte dela (3-12 %) é ocupada pelo programa de bootloader (bootloader) integrado.
• SRAM. Memória volátil, onde são armazenados dados temporários necessários durante a execução do programa. Caracteriza-se por alta velocidade de operação.
• EEPROM. Memória mais lenta, onde também é possível armazenar dados.

A principal diferença entre os tipos de memória para armazenamento de dados é que, quando a energia é desligada, as informações gravadas na SRAM são perdidas, enquanto as da EEPROM permanecem. No entanto, o tipo não volátil também tem uma desvantagem – um número limitado de ciclos de gravação. Isso deve ser lembrado ao criar suas próprias aplicações.

Ao contrário do uso do Arduino na robótica, para a maioria das tarefas da “casa inteligente”, não é necessária muita memória, nem para programas nem para armazenamento de informações.

Tipos de placas para montagem de casa inteligente

Vejamos os principais tipos de placas mais frequentemente usados na montagem do sistema de casa inteligente.

Tipo #1 — Arduino Uno e seus derivados

Mais frequentemente em sistemas de “casa inteligente”, são utilizadas as placas Arduino Uno e Arduino Nano. Elas possuem funcionalidade suficiente para resolver tarefas típicas.

A disponibilidade de alimentação das placas de tamanho completo a partir de uma tensão de 7-12 Volts oferece muitas vantagens. Principalmente, a possibilidade de operação autônoma prolongada com pilhas ou baterias padrão.

Principais parâmetros do Arduino Uno Rev3:

• processador: ATMega328P (8 bits, 16 MHz);
• número de portas digitais: 14;
• das quais com função PWM: 6;
• número de portas analógicas: 6;
• flash memory: 32 KB;
• SRAM: 2 KB;
• EEPROM: 1 KB.

Não faz muito tempo, foi lançada uma modificação – Uno Wi-Fi, que contém um módulo integrado ESP8266, permitindo a troca de informações com outros dispositivos pelo padrão 802.11 b/g/n.

A diferença do Arduino Nano em relação ao seu equivalente mais volumoso é a ausência de um conector de alimentação dedicado de 12 V. Isso foi feito para alcançar um tamanho menor do dispositivo, permitindo que seja facilmente escondido em um espaço pequeno. Além disso, para esses fins, a conexão USB padrão foi substituída por um chip com cabo mini-USB. O Arduino Nano, em comparação com o Uno, tem 2 portas analógicas a mais.

Existe ainda uma outra modificação da placa Uno – Arduino Mini. Ela é ainda menor que a Nano, e trabalhar com ela é muito mais difícil. Primeiro, a ausência de porta USB cria um problema com a gravação do firmware, pois para isso será necessário usar um conversor USB-Serial. Segundo, esta placa é mais exigente quanto à alimentação – é necessário garantir uma faixa de tensão de entrada de 7-9 V.

Pelos motivos descritos acima, a placa Arduino Mini raramente é usada para “casa inteligente”. Normalmente, é aplicada na robótica ou na implementação de projetos já prontos.

Tipo #2 — Arduino Leonardo e Micro

A placa Arduino Leonardo é semelhante à Uno, mas um pouco mais potente. Uma característica interessante deste modelo é que, ao ser conectada ao computador, é reconhecida como teclado, mouse ou joystick. Por isso, é frequentemente usada para criar dispositivos de jogos originais e simuladores.

Tabela de tamanhos e dimensões dos modelos Uno, Leonardo e seus equivalentes miniatura. Os desenvolvedores não seguiram a lógica nos nomes – “nano” deveria ser o menor

Os principais parâmetros do Arduino Leonardo são:

• processador: ATMega32u4 (8 bit, 16 MHz);
• número de portas digitais: 20;
• destas, com função PWM: 7;
• número de portas analógicas: 12;
• flash memory: 32 KB;
• SRAM: 2,5 KB;
• EEPROM: 1 KB.

Como visto na lista de parâmetros acima, o Leonardo tem mais portas, o que permite carregar este modelo com um maior número de sensores.

Também para o Leonardo existe um equivalente miniatura com características absolutamente idênticas chamado Micro. Ele não possui alimentação de 12 V e, em vez de uma entrada USB completa, possui um chip para cabo mini-USB.

A modificação do Leonardo chamada Esplora – é um modelo puramente de jogos e não é adequada para as necessidades de “casa inteligente”.

Tipo #3 — Arduino 101, Arduino Zero e Arduino MKR1000

Às vezes, para o funcionamento de sistemas de “casa inteligente” baseados em Arduino, é necessária uma maior capacidade de processamento que microcontroladores de 8 bits não conseguem fornecer. Tarefas como reconhecimento de voz ou imagem exigem um processador rápido e uma quantidade significativa de memória RAM para tais dispositivos.

Para resolver essas tarefas específicas, são usadas placas potentes que operam de acordo com o conceito Arduino. O número de portas é aproximadamente o mesmo que o das placas Uno ou Leonardo.

Arduino 101 tem as mesmas dimensões que Uno ou Leonardo, mas pesa quase o dobro. A razão para isso é a presença de duas entradas USB e chips adicionais

Uma das placas mais simples de usar, porém potentes – Arduino 101 tem as seguintes características:

• processador: Intel Curie (32 bit, 32 MHz);
• memória flash: 196 KB;
• SRAM: 24 KB;
• EEPROM: não.

Além disso, a placa é equipada com funcionalidade BLE (Bluetooth Low Energy) com possibilidade de conectar facilmente soluções prontas, como sensor de batimento cardíaco, obter informações sobre o clima externo, enviar mensagens de texto, etc. Também estão integrados no dispositivo um giroscópio e um acelerômetro, mas são usados principalmente em robótica.

Outra placa semelhante – Arduino Zero tem os seguintes indicadores:

• processador: SAM-D21 (32 bits, 48 MHz);
• memória flash: 256 KB;
• SRAM: 32 KB;
• EEPROM: não.

Uma característica distintiva deste modelo é a presença de um depurador integrado (EDBG). Com ele, é muito mais fácil encontrar erros ao programar a placa.

Ao escrever um código extenso, até mesmo um programador altamente qualificado comete erros. Para encontrá-los, utiliza-se um depurador (debugger).

Arduino MKR1000 – mais um modelo adequado para computação potente. Possui microprocessador e memória semelhantes ao Zero. Sua principal diferença é a presença de um chip Wi-Fi integrado com protocolo 802.11 b/g/n e um chip criptográfico com suporte ao algoritmo SHA-256 para proteção dos dados transmitidos.

Tipo #4 — modelos da família Mega

Às vezes é necessário usar um grande número de sensores e controlar uma quantidade significativa de dispositivos. Por exemplo, isso é necessário para o funcionamento automático de sistemas de ar condicionado distribuídos, que mantêm uma temperatura específica para zonas individuais.

Para cada área local, é necessário monitorar as leituras de dois sensores de temperatura (o segundo é usado como referência) e, de acordo com o algoritmo, ajustar a posição da válvula que determina o volume de ar quente que entra.

Se houver mais de 10 dessas zonas em uma casa, serão necessárias mais de 30 portas para controlar todo o sistema. Claro, é possível usar várias placas do tipo Uno sob o controle geral de uma delas, mas isso cria complexidades adicionais de comutação. Nesse caso, é aconselhável usar modelos da família Mega.

O tamanho das placas da família Mega (101,5 x 53,4 cm) é maior do que o dos modelos anteriores. Isso é uma necessidade técnica – caso contrário, não seria possível acomodar tantas portas.

A placa Arduino Mega é construída com base em um microprocessador de 8 bits e 16 mega-hertz relativamente simples, o aTMega1280.

Ela possui uma grande quantidade de memória:

• memória flash: 128 KB;
• SRAM: 8 KB;
• EEPROM: 4 KB.

Mas sua principal vantagem é a presença de múltiplas portas:

• número de portas digitais: 54;
• das quais com função PWM: 15;
• número de portas analógicas: 16.

Esta placa possui duas variantes modernas:

• Mega 2560 é baseada no microprocessador aTMega2560, que se diferencia por ter uma grande quantidade de memória flash – 256 KB;
• Mega ADK, além do microprocessador aTMega2560, é equipada com uma interface USB que permite conexão a dispositivos baseados no sistema operacional Android.

O modelo Arduino Mega ADK tem uma peculiaridade. Ao conectar um telefone à entrada USB, pode ocorrer a seguinte situação: se o telefone precisar de carga, ele começará a 'puxá-la' da placa. Portanto, há um requisito adicional para a fonte de alimentação – ela deve fornecer uma corrente de 1,5 amperes. Ao alimentar com baterias, essa condição deve ser levada em conta.

Você pode fazer a alimentação autônoma para o Arduino utilizando baterias ou pilhas conectadas. Combinando as conexões em série e paralelo, é possível obter a voltagem desejada e um longo tempo de funcionamento.

Due – mais um modelo do Arduino, que combina a potência do microprocessador e um grande número de portas.

Suas características são as seguintes:

• processador: Atmel SAM3X8E (32 bits, 84 MHz);
• número de portas digitais: 54;
• delas com função PWM: 12;
• número de portas analógicas: 14;
• memória flash: 512 KB;
• SRAM: 96 KB;
• EEPROM: não.

Os contatos analógicos desta placa podem funcionar tanto na resolução de 10 bits, comum no Arduino e feita para compatibilidade com modelos anteriores, quanto na de 12 bits, que permite obter um sinal mais preciso.

Características da interação dos módulos através das portas

Todos os módulos que serão conectados à placa possuem pelo menos três saídas. Duas delas são fios de alimentação, ou seja, “terra”, e também tensão de 5 ou 3,3 V. O terceiro fio é lógico. Por ele, os dados são transmitidos para a porta. Para conectar os módulos, são usados fios especiais agrupados em conjuntos de três, que às vezes são chamados de jumpers.

Como os modelos Arduino geralmente têm apenas 1 porta de tensão e 1-2 portas com “terra”, para conectar vários dispositivos, você precisará soldar os fios ou usar placas de prototipagem (breadboard).

À placa de prototipagem, você pode conectar não apenas a alimentação e as portas da placa Arduino, mas também outros elementos, como resistores, registradores, etc.

A solda é mais confiável e é usada em dispositivos que sofrem impactos físicos, como placas de controle de robôs e drones. Para casa inteligente, é melhor usar placas de prototipagem, pois é mais fácil tanto na instalação quanto na remoção do módulo.

Em alguns modelos (por exemplo, Arduino Zero e MKR1000), a tensão de operação é de 3,3 V, portanto, se uma tensão maior for aplicada às portas, a placa pode ser danificada. Todas as informações sobre alimentação estão disponíveis na documentação técnica do dispositivo.

Placas de expansão (shields)

Para aumentar as capacidades das placas-mãe, são usados shields – dispositivos adicionais que expandem a funcionalidade. Eles são fabricados para um fator de forma específico, o que os diferencia dos módulos que são conectados às portas. Os shields são mais caros que os módulos, porém trabalhar com eles é mais simples. Além disso, eles são fornecidos com bibliotecas de código prontas, o que acelera o desenvolvimento de programas de controle próprios para a “casa inteligente”.

Shields Proto e Sensor

Esses dois shields padrão não acrescentam funções especiais. Eles são usados para uma conexão mais compacta e conveniente de um grande número de módulos.

O Proto Shield é uma cópia quase completa do original em termos de portas, e no meio do módulo é possível colar uma placa de prototipagem. Isso facilita a montagem da estrutura. Esses acessórios existem para todas as placas Arduino de formato completo.

O Proto Shield é colocado sobre a placa-mãe. Isso aumenta ligeiramente a altura da estrutura, mas economiza muito espaço no plano.

Mas se houver muitos dispositivos (mais de 10), é melhor usar as placas de comutação Sensor Shield, mais caras.

Elas não possuem uma placa de ensaio (breadboard), no entanto, a alimentação e o terra são fornecidos individualmente para todos os pinos das portas. Isso evita confusão com fios e jumpers.

A área da superfície da placa-mãe e da placa sensor é a mesma, no entanto, no shield não há chips, capacitores e outros elementos. Portanto, muito espaço é liberado para conexões completas.

Também nesta placa existem conectores para fácil conexão de vários módulos: Bluetooth, cartão SD, RS232 (porta COM), rádio e ultrassom.

Conexão de funcionalidades auxiliares

Os shields com funcionalidade integrada são projetados para resolver tarefas complexas, mas típicas. Se for necessário implementar ideias originais, é melhor escolher um módulo adequado.

Motor Shield. Ele é projetado para controlar a velocidade e a rotação de motores de baixa potência. O modelo original é equipado com um chip L298 e pode operar simultaneamente com dois motores de corrente contínua ou um servomotor. Existe também uma peça compatível de um fabricante terceirizado, que possui dois chips L293D com capacidade de controlar o dobro de atuadores.

Relay Shield. Um módulo frequentemente usado em sistemas de “casa inteligente”. Uma placa com quatro relés eletromecânicos, cada um permitindo a passagem de corrente de até 5A. Isso é suficiente para ligar e desligar automaticamente aparelhos de quilowatts ou linhas de iluminação projetados para corrente alternada de 220 V.

LCD Shield. Permite exibir informações em uma tela integrada, que pode ser atualizada para um dispositivo TFT. Esta extensão é frequentemente usada para criar estações meteorológicas com leituras de temperatura em vários cômodos residenciais, anexos, garagem, bem como temperatura, umidade e velocidade do vento ao ar livre.

No LCD Shield, há botões embutidos que permitem programar a navegação pelas informações e a seleção de ações para enviar comandos ao microprocessador.

Data Logging Shield. A principal tarefa do módulo é gravar dados dos sensores em um cartão SD de tamanho completo de até 32 GB com suporte ao sistema de arquivos FAT32. Para gravar em um cartão micro-SD, é necessário adquirir um adaptador. Este shield pode ser usado como armazenamento de informações, por exemplo, ao gravar dados de um gravador de vídeo. Fabricado pela empresa americana Adafruit Industries.

SD-card Shield. Uma versão mais simples e barata do módulo anterior. Tais expansões são produzidas por muitos fabricantes.

EtherNet Shield. Um módulo oficial para conectar o Arduino à Internet sem a necessidade de um computador. Possui um slot para cartão micro-SD, o que permite gravar e enviar dados pela rede mundial.

Wi-Fi Shield. Permite a troca de informações sem fio com suporte ao modo de criptografia. Serve para se conectar à internet e a dispositivos que podem ser controlados via Wi-Fi.

GPRS Shield. Este módulo é geralmente usado para a comunicação da “casa inteligente” com o proprietário pelo telefone celular através de mensagens SMS.

Módulos da “casa inteligente”

A conexão de módulos de fabricantes terceiros e a capacidade de trabalhar com eles, usando a linguagem de programação incorporada, é a principal vantagem do sistema aberto Arduino em comparação com as soluções “proprietárias” para “casa inteligente”. O importante é que os módulos tenham uma descrição dos sinais recebidos ou transmitidos.

Maneiras de obter informações

A entrada de informações pode ser realizada através de portas digitais ou analógicas. Isso depende do tipo de botão ou sensor que recebe a informação e a transmite para a placa.

Para um programa de computador, o sinal digital corresponde a períodos com “0” e “1”, enquanto o analógico determina uma faixa de valores de acordo com sua dimensão.

O sinal para o microprocessador pode ser enviado por uma pessoa, que utiliza para isso duas maneiras:

• Pressionar um botão (tecla). Neste caso, o fio lógico vai para a porta digital, que recebe o valor “0” quando o botão está solto e “1” quando pressionado.
• Rotação da tampa de um potenciômetro rotativo (resistor) ou deslocamento de uma alavanca deslizante. Neste caso, o fio lógico vai para a porta analógica. A tensão passa por um conversor analógico-digital, após o que os dados são enviados ao microprocessador.

Os botões são usados para iniciar algum evento, por exemplo, ligar e desligar luzes, aquecimento ou ventilação. As maçanetas rotativas são usadas para alterar a intensidade – aumentar ou diminuir o brilho da luz, o volume do som ou a velocidade de rotação das pás do ventilador.

O potenciômetro é um dispositivo muito simples, portanto é muito barato. Suas principais características são a resistência elétrica e o ângulo de rotação.

Para a determinação automática dos parâmetros do ambiente ou da origem de algum evento, utilizam-se sensores.

Para o funcionamento da “casa inteligente”, as seguintes variedades são as mais demandadas:

• Sensor de som. As versões digitais deste dispositivo são usadas para ativar algum evento por meio de palmas ou comando de voz. Os modelos analógicos permitem reconhecer e processar o som.
• Sensor de luz. Esses dispositivos podem operar tanto no espectro visível quanto no infravermelho. Estes últimos podem ser usados como sistema de alerta de incêndio.
• Sensor de temperatura. Para casa e rua, utilizam-se modelos diferentes, pois os externos são mais protegidos contra a umidade. Existem também dispositivos remotos com fio.
• Sensor de umidade do ar. Para ambientes internos, o modelo DHT11 é adequado, e para externos, o mais caro DHT22. Ambos os dispositivos também podem fornecer a leitura de temperatura. Eles são conectados a uma porta digital.
• Sensor de pressão do ar. Para uso com placas Arduino, os barômetros analógicos da Bosh (bmp180, bmp280) têm se mostrado eficazes. Eles também medem a temperatura. O modelo bme280 pode ser chamado de estação meteorológica, pois fornece adicionalmente o valor da umidade.
• Sensores de movimento e presença. Eles são usados para fins de segurança ou para acionamento automático da luz.
• Sensor de chuva. Ele reage à entrada de água em sua superfície. Também pode ser usado para acionar um alarme de vazamento em tubulações de água ou aquecimento.
• Sensor de corrente. Eles são usados para detectar aparelhos elétricos que não funcionam (lâmpadas queimadas) ou para analisar a tensão, a fim de evitar sobrecarga.
• Sensor de vazamento de gás. É usado para detectar e reagir a concentrações elevadas de propano.
• Sensor de dióxido de carbono. É usado para determinar a concentração de CO2 em salas de estar e em ambientes especiais, como adegas, onde ocorre fermentação.

Existem ainda muitos sensores diferentes para tarefas específicas, como para medir peso, velocidade do fluxo de água, distância, umidade do solo, etc.

Alguns sensores, como o anemômetro, destinado a medir a velocidade e direção do vento, são dispositivos eletromecânicos complexos.

Muitos sensores podem ser feitos por conta própria, usando componentes mais simples. Isso sairá mais barato. Porém, ao contrário do uso de dispositivos comerciais, será necessário gastar tempo com a calibração.

Controle de dispositivos e sistemas

Além da coleta e análise de informações, a “casa inteligente” deve reagir a eventos que ocorrem. A presença de eletrônica avançada em eletrodomésticos modernos permite acessá-los diretamente, usando Wi-Fi, GPRS ou EtherNet. Normalmente, para sistemas Arduino, a comutação do microprocessador e dispositivos de alta tecnologia é realizada via Wi-Fi.

Para ligar o ar condicionado com Arduino quando a temperatura em casa estiver alta, bloquear a televisão e a internet durante a noite no quarto das crianças, ou ligar o aquecedor de água antes da chegada dos proprietários, é necessário realizar três ações:

1. Instalar o módulo Wi-Fi na placa-mãe.
2. Encontrar canais de frequência desocupados para evitar conflitos entre sistemas.
3. Compreender os comandos dos dispositivos e programar as ações (ou usar bibliotecas prontas).

Além da “comunicação” com dispositivos computadorizados, frequentemente surgem tarefas relacionadas à execução de ações mecânicas. Por exemplo, é possível conectar um servo motor ou um pequeno redutor à placa, que será alimentado por ela.

O servo acionamento consiste em um motor pequeno e várias engrenagens redutoras. Portanto, apesar da baixa corrente (5 V), ele pode desenvolver uma potência considerável, suficiente, por exemplo, para abrir uma janela.

Caso seja necessário conectar dispositivos potentes que funcionam com fonte de alimentação externa, duas opções são usadas:

1. Inclusão de um relé no circuito.
2. Conexão de uma chave de potência e um triac.

O relé eletromagnético ou o relé de estado sólido inserido no circuito elétrico fecha e abre um dos fios conforme o comando recebido do microprocessador. Sua principal característica é a corrente máxima admissível (por exemplo, 40 A) que pode passar por este dispositivo.

Quanto à conexão de uma chave de potência (MOSFET) para corrente contínua e um triac para corrente alternada, eles possuem um valor menor de corrente admissível (5-15 A), mas podem aumentar a carga gradualmente. É para isso que existem portas PWM nas placas. Essa propriedade é usada para controlar a intensidade da iluminação, a velocidade dos ventiladores, etc.

Usando relés e chaves de potência, é possível automatizar completamente todos os circuitos elétricos da casa e ligar o gerador quando não há corrente. Portanto, com base no Arduino, é possível realizar o fornecimento autônomo de um apartamento ou edifício, incluindo todas as funções especialmente importantes – aquecimento, abastecimento de água, drenagem, ventilação e sistema de segurança.

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Mais detalhes sobre casa inteligente da Xiaomi e Apple nos seguintes artigos:

• Casa inteligente Xiaomi: características de design, visão geral dos principais componentes e elementos de trabalho
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Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Exemplo de uma estrutura inicial montada por conta própria para a “casa inteligente”:

A abertura da plataforma Arduino permite usar componentes de diversos fabricantes. Isso facilita a construção de uma “casa inteligente” de acordo com as necessidades do usuário. Portanto, se você tem pelo menos conhecimentos básicos em programação e conexão de dispositivos eletrônicos, vale a pena considerar este sistema.

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