Ahorro de energía para el hogar Arduino: 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Está construyendo un sistema de energía para el hogar que está destinado a monitorear la energía de su hogar para reducir las facturas de electricidad y otros servicios públicos. En este modelo, su dispositivo podrá verificar la temperatura de su casa y ajustarla en consecuencia, verificar si hay puertas o ventanas abiertas para ahorrar en calefacción y aire acondicionado, y permitir que el usuario controle manualmente el brillo de las luces de tu hogar. ¡Empecemos!

Paso 1: Piezas y materiales

Necesitará una variedad de piezas para completar este sistema. En primer lugar, necesitará un kit de inicio Sparkfun Redboard, impulsado por Arduino. Este kit y el hardware en el interior será el lugar donde configurará todo el sistema. En segundo lugar, necesitará una copia de MATLAB en su computadora de escritorio o portátil, así como todas las cajas de herramientas necesarias para que sea compatible con Redboard. Para hacerlo, abra MATLAB. En la pestaña Inicio de MATLAB, en el menú Entorno, seleccione Complementos Obtener paquetes de soporte de hardware Seleccione el "Paquete de soporte de MATLAB para hardware Arduino" y descargue el Paquete de soporte de hardware Arduino.

El resto de las piezas que necesitará se incluyen en el paquete Sparkfun Redboard. Necesitará cables, un LED, resistencias, un diodo, un elemento piezoeléctrico (altavoz), un sensor de temperatura, un transistor, un fotoresistor y un motor de CC. Afortunadamente, todas estas piezas se encuentran en tu paquete de inicio.

Paso 2: Configurar sus controles de luz

En este sistema, una luz LED será la iluminación de nuestro hogar. Se adjunta una imagen del circuito necesario para configurar el control LED en su Redboard. En este escenario, NO necesitará la pieza azul en el circuito.

El siguiente código configurará su control sobre la luz LED. Al ejecutar el código, aparecerá un menú que le permitirá al usuario seleccionar el brillo entre alto, medio, bajo o apagado. Dependiendo de lo que elija, el código configurará el LED para que tenga un cierto nivel de brillo o atenuación. Este será un bucle infinito.

%% luces

choice = menu ('¿Qué tan brillantes le gustaría sus luces?', 'Alto', 'Medio', 'Bajo', 'Apagado')

si elección == 1

writePWMVoltage (a, 'D10', 5)

elseif elección == 2

writePWMVoltage (a, 'D10', 3)

elseif opción == 3

writePWMVoltage (a, 'D10', 1)

elseif opción == 4

writePWMVoltage (a, 'D10', 0)

fin

Paso 3: Configuración de la alarma de puerta y ventana

El primer circuito adjunto le mostrará cómo configurar un pequeño altavoz en su Redboard. Este altavoz actuará como una alerta para que el usuario sepa que una ventana o puerta de su casa se ha dejado abierta durante más de 10 segundos. Este circuito utiliza cables, el elemento piezoeléctrico y 3 cables.

El segundo circuito adjunto es el fotorresistente. Esto puede indicar si el área circundante es oscura o clara. La exposición a la luz le permitirá al código MATLAB saber si la puerta está abierta o cerrada, y transmitirá la información al elemento piezoeléctrico, indicándole que emita un sonido. En este circuito, NO necesitará conectar el LED, el cable violeta o la resistencia a la derecha.

El siguiente código leerá la cantidad de luz del fotorresistente, luego pausará el código para ver si la puerta se deja abierta por más de 10 segundos. Leerá el fotorresistor nuevamente, luego le dirá al piezo que emita un zumbido si el nivel de luz sigue siendo demasiado alto.

%% fotorresistor

mientras 0 == 0

photov = readVoltage (a, 'A1')

si fotov> 4

pausa (10)

photov = readVoltage (a, 'A1')

si fotov> 4

playTone (a, 'D3', 500, 5)

rotura

fin

fin

fin

Paso 4: Configuración de sensores de temperatura

El primer circuito adjunto configurará su sensor de temperatura. Esto recopilará datos de temperatura de donde sea que esté ubicado su sistema. Enviará esta información a MATLAB.

El siguiente circuito adjunto configura el motor de CC. Este motor actúa como ventilador. Si las lecturas del sensor de temperatura son demasiado altas, el ventilador se encenderá e intentará enfriar su casa.

El siguiente código permitirá que el sensor de temperatura lea datos durante un período de tiempo determinado. Este código está configurado para que se repita 100 veces, pero se puede ajustar fácilmente para que se repita muchas más veces, por lo que el sensor puede funcionar durante todo el día. A medida que recopila datos de temperatura, el código verifica si la temperatura supera la temperatura establecida. Si lo hace, el ventilador se encenderá automáticamente. Cuando finalice el tiempo establecido, producirá un gráfico que te indica la temperatura durante todo el período de tiempo que puedes analizar para ajustar la calefacción y el aire acondicionado de tu casa.

%%Sensor de temperatura

temps =

veces =

para i = 1: 100

v = readVoltage (a, 'A0')

tempC = (v-0.5). * 100

tempF = 9/5. * tempC + 32

si tempF> 75

writeDigitalPin (a, 'D9', 1)

fin

temps = [temps, tempF]

veces = [veces, i]

trama (tiempos, temperaturas)

xlabel ('Tiempo (segundos)')

ylabel ('Temperatura (F)')

title ('Temperatura de su hogar a lo largo del tiempo')

fin

Paso 5: Conclusión

¡Estás listo! ¡Disfrute de su nuevo ahorrador de energía para el hogar y asegúrese de usarlo a su favor!