elektro.info

Jak chronić się przed przepięciami w instalacjach?

Jak chronić się przed przepięciami w instalacjach?

Miedź przejmuje kontrolę nad samochodami elektrycznymi »

Miedź przejmuje kontrolę nad samochodami elektrycznymi »

news Konferencja „Zasilanie budynków oraz samochodów elektrycznych w energię elektryczną”

Konferencja „Zasilanie budynków oraz samochodów elektrycznych w energię elektryczną”

Zapraszamy Państwa na kolejną konferencję techniczno-szkoleniową organizowaną przez redakcję „elektro.info”, która została poświęcona dwóm problemom: zasilaniu budynków w energię elektryczną w warunkach...

Zapraszamy Państwa na kolejną konferencję techniczno-szkoleniową organizowaną przez redakcję „elektro.info”, która została poświęcona dwóm problemom: zasilaniu budynków w energię elektryczną w warunkach normalnych i w czasie pożaru oraz ładowaniu samochodów elektrycznych. Konferencja odbędzie się 1 kwietnia (to nie prima aprilis!) w Warszawie, Centrum Konferencyjne WEST GATE, Al. Jerozolimskie 92.

Prototypowy system kontroli i sterowania układami zabezpieczeń i oszczędności energii domu jednorodzinnego

W artykule przedstawiona została część elektroniczna prototypowego systemu kontroli i sterowania układami zabezpieczeń i oszczędności energii domu jednorodzinnego. Urządzenie opracowano na podstawie zestawu Arduino Leonardo z procesorem AVR.


Rys. redakcja EI

Charakterystykę i perspektywy rozwojowe systemów zabezpieczeń i automatyki budynku opisano w „Charakterystyka i perspektywy rozwojowe systemów zabezpieczeń i automatyki budynku”. System „otwarty” powinien zatem wyróżniać się szczegółowym schematem połączeń elektrycznych i wykazem zastosowanych układów elektronicznych.

Zobacz także

Sterowniki programowalne w układach automatyki

Sterowniki programowalne w układach automatyki

Sterowniki programowalne stosowane są w automatyce od ponad 30 lat. Jednymi z pierwszych produkowanych seryjnie były m.in. duże sterowniki SIEMENS Simatic S3 i Allen- Bradley PLC-2. Sterowniki te nazwano...

Sterowniki programowalne stosowane są w automatyce od ponad 30 lat. Jednymi z pierwszych produkowanych seryjnie były m.in. duże sterowniki SIEMENS Simatic S3 i Allen- Bradley PLC-2. Sterowniki te nazwano w skrócie PLC (ang. Programmable Logic Controller). Programowalny oznacza, że program sterowania jest tworzony dla każdego zastosowania sterownika przez jego użytkownika i może być wielokrotnie zmieniany.

Teoria sterowania - podstawy

Teoria sterowania - podstawy

W wielu gałęziach współczesnego przemysłu stosowane są zaawansowane układy automatyki, służące do kontroli i monitorowania procesów oraz obiektów (urządzeń, układów itp.). Najlepszym tego przykładem są...

W wielu gałęziach współczesnego przemysłu stosowane są zaawansowane układy automatyki, służące do kontroli i monitorowania procesów oraz obiektów (urządzeń, układów itp.). Najlepszym tego przykładem są sterowniki PLC (ang. Programmable Logic Controller), czyli mikroprocesorowe układy zbierające informacje na temat sygnałów w badanym systemie i podejmujących na tej podstawie decyzję o zmianie wartości sygnałów sterujących tym systemem.

Enkodery - dostępne rozwiązania

Enkodery - dostępne rozwiązania

Konkurencja w branży przemysłowej zmusza producentów do ulepszania procesów produkcyjnych, czego efektem jest produkcja detali charakteryzujących się małymi tolerancjami wykonania i krótkim czasem wytwarzania....

Konkurencja w branży przemysłowej zmusza producentów do ulepszania procesów produkcyjnych, czego efektem jest produkcja detali charakteryzujących się małymi tolerancjami wykonania i krótkim czasem wytwarzania. Podobne wymagania stawia się maszynom produkcyjnym, które muszą być coraz dokładniejsze i bardziej wydajne.

W artykule:

• Opis działania systemu
• Regulacje oświetlenia i ogrzewania
• System zabezpieczeń antywłamaniowych
• Przykładowe modyfikacje systemu

Producent powinien udostępnić kod programu z opisem przykładowych modyfikacji i możliwością jego zmiany przez użytkownika, zarówno w zakresie wykonywanych procedur, jak i ich parametrów oraz obsługiwanych podzespołów. Takie rozwiązanie zapewnia elastyczność systemu i gwarantuje pełno kontrolę użytkownika nad jego funkcjonalnością.

Do konstrukcji prototypu systemu kontroli i sterowania układami zabezpieczeń i oszczędności energii domu jednorodzinnego wykorzystano zestaw procesora AVR ­ATmega32u4 o nazwie Arduino Leonardo [2, 3].

  • Każdy produkt jest wyposażony w specjalistyczne oprogramowanie zapewniające obsługę wszystkich elementów zestawu, przez co do zaprogramowania samego urządzenia należy ograniczyć się jedynie do wgrania napisanego programu za pomocą aplikacji dostarczonej przez producenta [2].
  • Komunikacja między płytką a komputerem odbywa się za pomocą złącza magistrali szeregowej [4].
  • Systemy Arduino zawierają kilka rodzajów pamięci:
    - ulotną SRAM, w której przechowywane są wyniki obliczeń procesora,
    - nieulotną programowaną blokowo Flash do przechowywania kodu programu zawierającą także kod producenta umożliwiający programowanie tej pamięci,
    - nieulotną EEPROM na dane programu.
  • System może być zasilanych z dwóch źródeł:
    - z zasilacza prądu stałego
    - lub poprzez złączę USB z komputera lub innego urządzenia aktywnego.
  • System oferuje kilka rodzajów wyprowadzeń, jakimi są wejścia analogowe podłączone do 10-bitowego przetwornika analogowo-cyfrowego, porty cyfrowe oraz złącze magistrali szeregowej.
  • Poziomy napięć zależą od napięcia zasilania procesora: 5 V lub 3,3 V.
  • Dodatkową opcją niektórych wersji Arduino są wyjścia PWM, umożliwiające modulacje szerokości impulsu, przy użyciu których można sterować np. jasnością świecenia diody LED, czy też sterować silnikami krokowymi.
  • Złącze USB w urządzeniach Arduino obsługiwane jest na dwa sposoby, albo przez dodatkowo zainstalowany mikrokontroler, albo mikrokontroler główny, co pozwala na emulacji takich urządzeń jak mysz czy klawiatura [4].

Opis działania systemu

W opracowanym systemie kontroli i sterowania układami zabezpieczeń i oszczędności energii domu jednorodzinnego do wyboru użytkownik ma trzy tryby pracy:

  • tryb normalnej pracy, w którym możliwe jest zadanie dowolnej temperatury w każdym pomieszczeniu;
    - Urządzenie steruje ogrzewaniem, aby utrzymać zadaną temperaturę, której wartość może być dodatkowo inna o zaprogramowanych porach.
    - Domyślnie procesor jest zaprogramowany w taki sposób, że w godzinach od 9:00 do 16:00 oraz od godziny 23:00 do 5:00 temperatura zostaje automatycznie obniżona o 2°C.
    - Włączanie oświetlenia następuje po wykryciu ruchu w pomieszczeniu przez zainstalowane w nich czujniki.
  • tryb specjalny, sterowanie temperaturą przebiega w analogiczny sposób jak w trybie normalnym natomiast po wykryciu ruchu lub otwarcia drzwi/okien następuje włączenie alarmu.
  • tryb energooszczędny, w którym następuje zmniejszenie ogrzewania we wszystkich pomieszczeniach do zaprogramowanej temperatury minimalnej i włączenie zabezpieczeń zainstalowanych w systemie.

Regulacja oświetlenia

Temat regulacji oświetlenia jest bardzo szeroki, ponieważ obejmuję nie tylko sam sposób sterowania, lecz także samego planowania instalacji.

Ogromne znaczenie dla finalnego efektu ma sposób, w jaki rozmieszczona jest instalacja zasilająca oświetlenie. Nie ma możliwości np. stworzenia scen świetlnych [1], przy założeniu, że jedynym źródłem światła jest centralnie umieszczona lampa.

Kolejnym przykładem, w którym również nie istnieje możliwość sterowania zainstalowanym już oświetleniem, jest przypadek, w którym wszystkie źródła światła są zasilane z jednego przyłącza. Jedyną możliwością jest wtedy załączanie, czy też wyłączanie wszystkich punktów świetlnych jednocześnie.

W tych i wielu innych przypadkach jedynym rozwiązaniem jest modernizacja dotychczasowej instalacji, lub zainstalowanie dodatkowej.

Przy założeniu, że oświetlenie jest kompatybilne z systemem sterującym i źródeł światła zasilanych z odrębnych przyłączy jest kilka w pomieszczeniu, opracowany system umożliwia automatyczną regulację mocy sztucznego oświetlenia i zdalne jego włączanie i wyłączanie.

  • Na przedstawionym etapie realizacji systemu prototypowego płynna regulacja mocy źródeł światła została ograniczona do oświetlenia LED zasilanego bezpośrednio napięciem stałym.
  • Sterowanie pozostałym oświetleniem ograniczone jest do załączania i wyłączania punktów świetlnych.
  • W pomieszczeniach zainstalowane są czujniki ruchu, które podłączone są do odpowiednich wejść cyfrowych mikrokontrolera.
  • Po wykryciu ruchu czujnik wysyła sygnał do układu Arduino.
    - Jedynka logiczna, czyli wartość napięcia równa od 3,5 V do 5 V (stan wysoki) pojawia się na wejściu cyfrowym mikroprocesora.
    - Na sygnał ten system reaguje wysterowaniem odpowiedniego przekaźnika poprzez wystawienie na odpowiednim, ze względu na lokalizację źródła światła, wyjściu mikrokontrolera sygnału wysokiego.
  • Jednocześnie możliwe jest zaprogramowanie na jak długi czas, po zaniku ruchu, czyli pojawieniu się na odpowiednim wejściu cyfrowym procesora stanu niskiego (od 0 V do 1,5 V) światło ma pozostać włączone.
  • Jest także możliwość zaprogramowania procesora co do godziny, o której powinien automatycznie włączyć lub wyłączyć zadane źródło światła.
  • Sterowanie oświetleniem LED odbywa się natomiast za pomocą wyjść PWM mikrokontrolera. Sterowanie to polega na modulacji szerokością impulsu, co w praktyce stanowi regulację czasu trwania stanu wysokiego.

W efekcie można zmieniać natężenie źródła światła LED.

Podsumowując, system umożliwia:

  • automatyczne włączenie oświetlenia po wykryciu ruchu oraz zaplanowanie czasu zwłoki do jego wyłączenia,
  • włączanie/wyłączanie całego lub części oświetlenia o zaprogramowanej godzinie,
  • za pomocą jednego urządzenia, np. pilota, włączanie/wyłączanie całego lub części oświetlenia z dowolnego miejsca,
  • sterowanie natężeniem światła w przypadku oświetlenia LED.

Regulacja ogrzewania

W ramach regulacji ogrzewania opracowany system automatycznie wykonuje pomiar temperatury, sprawdzenie, czy aby wszystkie okna i drzwi są zamknięte i sterowanie grzejnikami poprzez elektrozawory.

System został zaprojektowany w sposób, który daje użytkownikowi możliwość zaprogramowania dwóch trybów pracy. W obu przypadkach wykorzystywane są te same podzespoły systemu.

  • W pierwszym trybie użytkownik ma możliwość zaprogramowania w każdym monitorowanym pomieszczeniu określonej temperatury, która jest stale utrzymywana przez system.
    - Wstępnie temperatura została zaprogramowana na 20°C w każdym pokoju dziennym.
  • W drugim trybie system samoczynnie obniża temperaturę w określonych pomieszczeniach o określonej porze dnia. Działanie to uzasadnia fakt, że obniżenie temperatury nawet o 1°C generuje oszczędności finansowe i podnosi energooszczędność ogrzewania.

Realizacja tych zadań od strony sprzętowej przebiega następująco:

  • Po wybraniu konkretnego przycisku na pilocie, zaczyna emitować on sygnał świetlny w paśmie podczerwieni.
  • Odbiornik IR podłączony do cyfrowego portu w mikrokontrolerze przetwarza odebrany sygnał na wartość cyfrowa zapisaną w systemie szesnastkowym.
  • Jeśli wartość ta pokrywa się z zaprogramowaną w systemie, zostaje zainicjowany określony tryb pracy. W tym momencie zaczyna się pomiar temperatury poprzez czujnik DS18B20.
  • Transmisja danych pomiędzy czujnikiem a mikrokontrolerem odbywa się za pomocą protokołu komunikacyjnego 1Wire.
  • Jeśli odebrana wartość temperatury jest różna od zadanej, to procesor wystawia stan wysoki na przekaźnik sterujący elektrozaworem.
  • W przypadku kiedy temperatura jest zgodna z zadaną lub za wysoka to na wejściu przekaźnika pozostaje stan niski. Reakcją jest powrót elektrozaworu do stanu początkowego, w którym dopływ ciepłej wody do grzejnika jest zamknięty.

W przypadku pomiar zamknięcia okien i drzwi proces wygląda następująco:

  • Kontaktron w przypadku kiedy okno jest zamknięte wystawia sygnał wysoki na wejście cyfrowy procesora w urządzeniu, jeśli jednak zaistnieje sytuacja, że okno jest otwarte, to w obwodzie czujnika pola magnetycznego występuje przerwa i na wejściu cyfrowym urządzenia z kontaktronu pojawia się stan niski.
  • System zareaguje podając stan wysoki na głośnik, który zacznie emitować dźwięk świadczący o niezamknięciu któregoś z okien lub drzwi.
  • Poza wspomnianymi możliwościami sterowania użytkownik po wybraniu drugiego trybu pracy urządzenia może zaprogramować wartość, o jaką ma być obniżona temperatura i o której godzinie ma to nastąpić.

Domyślnie procesor jest zaprogramowany w taki sposób, że w godzinach od 9:00 do 16:00 oraz od godziny 23:00 do 5:00 temperatura zostaje automatycznie obniżona o 2°C.

Podsumowując, system zapewnia:

  • utrzymywanie temperatury w pomieszczeniach na określonym, wcześniej zaprogramowanym poziomie,
  • samoczynne obniżenie temperatury oraz utrzymywanie jej o określonych godzinach, a następnie przywrócenie jej do zadanej wcześniej wartości,
  • sprawdzanie stanu otwarcia drzwi i okien.

System zabezpieczeń antywłamaniowych

Realizacja systemu została ograniczona do pewnych założeń, które na etapie prototypowym wydawały się najistotniejsze.

  • W przypadku nieobecności domowników, urządzenie poprzez czujniki ruchu zapewnia kontrolę pomieszczeń pod względem wtargnięcia niepożądanych osób, a w przypadku obecności intruza sygnalizuje o takim zajściu.
  • Także w przypadku obecności domowników możliwe jest zaprogramowanie systemu, aby na otwarcie drzwi i okien wykrywanym przez czujniki kontaktronowe, reagował emitowaniem dźwięku odstraszającego intruza.

Sprzętowo wszystkie te założenia realizowane są w następujący sposób:

  • po wybraniu konkretnego przycisku na pilocie Arduino aktywuje tryb ochrony;
    - w tym ­momencie reakcją procesora na sygnał z czujników ruchu nie jest wystawianie sygnałów logicznych na przekaźniki zapalając oświetlenie, lecz włączenie syreny alarmową (symulowaną przez głośnik sprzętowy), która zaczyna emitować dźwięk do momentu dezaktywacji programu.

Podsumowując system wyposażony jest w następujące układy zabezpieczeń:

  • kontrolę ruchu w pomieszczeniach,
  • kontrola otwarcia drzwi i okien,
  • odstraszającą syrenę alarmową w przypadku wykrycia intruza.

Schemat blokowy i elektryczny urządzenia

Schemat blokowy opracowanego systemu przedstawiono na rys. 1.

Kontaktron

Układ MC-21S, czyli kontaktron, którego stan logiczny na wyjściu zmienia się pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego [5].

Obwód jest domyślnie rozwarty, po zbliżeniu do magnesu obwód zostaje zamknięty, co powoduje przepływ prądu i zmianę odczytanego poziomu logicznego.

Jedno wyprowadzenie kontaktronu oznaczone „+” jest połączone z wejściem cyfrowym linii D4 układu Arduino natomiast drugie wyprowadzenie, połączona jest do wspólnej masy całego układu.

b prototypowy system rys1

Rys. 1. Schemat blokowy opracowanego systemu, gdzie: nadajnik IR – pilot sterujący systemem, cz. ruchu – czujnik ruchu HC-SR501, cz. magnet – kontaktron, odbiornik IR – układ TSOP2236, mod. zegar – zegar czasu rzeczywistego DE1307, termometr – cyfrowy czujnik temperatury DS18B20, dioda syg. – dioda sygnalizująca tryb pracy systemu (kolor czerwony), el. zaw. – elektrozawór. Na schemacie blokowym wszystkie połączenia między podzespołami zakończone są strzałkami. Oznaczają one kierunek przepływu informacji; rys. archiwum autorów (M. Łukasiński, M. Kaczmarek)

Czujnik ruchu

Pasywnej podczerwieni (PIR) [2‑3], [5], układu HC-SR501 który podłączony jest do linii D5 układu Arduino. Jest to pasywny detektor podczerwieni z wbudowanym mikrokontrolerem.

Układ pozwala na ustawienie czułości detekcji promieniowania podczerwonego oraz czasu, w jakim utrzymać ma się sygnał logiczny świadczący o zadziałaniu czujnika. Zasilany jest napięciem stałym systemu o wartości 5 V.

Zegar czasu rzeczywistego

Układ DS1307 podłączony jest do linii SCL i SDA portu komunikacyjnego I2C układu Arduino. Możliwy jest odczyt daty i czasu. Po podłączeniu zasilania czas mierzony jest od ustawionej przez producenta daty 1.01.1970 i godziny 00.00.00 lub wartości ustawionych przez użytkownika po starcie systemu.

Dodatkowo moduł umożliwia zainstalowanie czujnika temperatury DS18B20.

Układ zasilany jest wspólnym napięciem stałym systemu o wartości 5 V.

Przekaźniki

Cztery układy SRD-05VDC-SL-C zasilane są napięciem stałym o wartości 5 V z optoizolacją cyfrowych wejść sterujących podłączonych do linii D13, D12, D9 oraz D10 układu Arduino.

Podanie stanu wysokiego na wejście sterujące powoduje przepływ prądu przez cewkę, która wytwarza pole magnetyczne [2], [5]. W wyniku jego działania następuje przyciągnięcie kotwicy (zwory) styku zamykającej obwód, tworząc połączenie pomiędzy wyprowadzeniami C i NO (rys. 2.).

Przełączenie stanu przekaźnika jest sygnalizowane przez zaświecenie diody LED.

Termometr

Układ DS18B20 zainstalowany jest w module zegara czasu rzeczywistego jednak nie jest do niego podłączony.

Czujnik komunikuje się bezpośrednio z układem Arduino za pomocą linii D0 i interfejsu komunikacyjnego 1-wire, który do działania wymaga rezystora 4,7 kW łączącego linię transmisyjną z zasilaniem 5 V [2].

Nadajnik/odbiornik IR

Nadajnikiem jest pilot, odbiornikiem zasilany wspólnym napięciem stałym systemu o wartości 5 V czujnik TSOP2236 podłączony do linii D6 układu Arduino.

Głośnik systemowy (Buzzer)

Układ HCM12 został podłączony do linii D8 układu Arduino i wspólnej masy systemu.

Pozostałe elementy systemu

Diody sygnalizacyjne LED zostały podłączone przez rezystory 220 W do zasilania i do linii D11 i D7 układu Arduino.

Pasek oświetleniowy z diodami RGB LED 5050, podłączony został do linii D3 układu Arduino.

Schemat elektryczny opracowanego systemu przedstawiono na rys. 2.

b prototypowy system rys2

Rys. 2. Schemat elektryczny opracowanego systemu, gdzie: +12V – źródło zasilania 12 V dla oświetlenia LED, VCC – źródło zasilania 5 V dla procesora i pozostałych elementów systemu, VCC1 – źródło zasilania 5 V dla przekaźników, RELAY 1234 – przekaźnik 1234, LED_CLOCK – dioda sygnalizująca pracę zegara, 230V RECEIVER – zewnętrzny odbiornik, którego załączenie włączenie zasilania jest sterowane przez procesor (źródło światła 230 V AC); rys. archiwum autorów (M. Łukasiński, M. Kaczmarek)

Przykładowe modyfikacje systemu

Obecnie sterowanie systemem odbywa się za pomocą transmisji danych w zakresie podczerwieni. Rozwiązanie to wymaga zainstalowania odbiorników podczerwieni w każdym pomieszczeniu, gdzie chcemy sterować urządzeniem.

Dodatkowo transmisja musi odbywać się w linii prostej i w przypadku zastosowanych nadajnika i odbiorników nie przekracza 5 m. Z tych właśnie powodów korzystne jest zastosowanie transmisji bezprzewodowej Wi-Fi. Stwarza to przede wszystkim możliwość sterowania systemem już nie tylko z jednego nadajnika, jakim był do tej pory specjalny pilot, lecz z każdego urządzenia, które ma specjalne oprogramowanie oraz obsługuje ten rodzaj transmisji.

Co więcej, w przypadku podłączenia systemu do internetu zasięg komunikacji staje się nieograniczony. Koszty, jakie generuje, to rozszerzenie nie przekraczają 200 zł.

Zamierzony efekt można osiągnąć na dwa sposoby:

  • poprzez zastosowanie jako podstawy systemu rozszerzonej wersji Arduino Leonardo z wbudowaną kartą Ethernetową lub platformę RasperryPi 2.
    Pierwsze rozwiązanie ma ogromną zaletę, jaką jest bezproblemowe przeniesienie działającego już oprogramowania na nową platformę sprzętową.
    Platforma RasperryPi 2 jest to zupełnie inny układ sprzętowy, przez co oprogramowanie należałoby zmienić w celu zapewnienia poprawnego działania systemu.
    RasperryPi 2 jest to miniaturowy komputer wielkości karty kredytowej, służący do nauki programowania lub przeglądania stron internetowych. Ma on wbudowane karty do obsługi obrazu, dźwięku, modemów oraz co najważniejsze w układzie wyprowadzone jest 40-pinowe złącze GPIO. Dzięki możliwości przeglądania stron internetowych po zastosowaniu tej platformy sprzętowej powstanie możliwość sterowania urządzeniami poprzez stronę internetową.|
    Następnym udogodnieniem tej platformy jest przygotowane złącze do podłączenia kamery.
  • Drugi sposób wprowadzenia komunikacji Wi-Fi polega na instalacja modułu o nazwie ESP8266, który jest układem scalonym z zainstalowanym odbiornikiem/nadajnikiem sygnałów w transmisji Wi-Fi.
    Kosz tego urządzenia nie przekracza 30 zł, co jest jego ogromną zaletą.
    W przypadku urządzeń sterujących pracą systemu przez Wi-Fi preferowanym rozwiązaniem jest stworzenie aplikacji na platformę Android z licencją wolnego i otwartego oprogramowania, ponieważ jest to jeden z najpopularniejszych systemów obsługujących smartfony i tablety.

Problem zabezpieczeń została dosyć uproszczona w przedstawionym prototypie systemu. Wynikało to głównie z faktu, że wymaga to instalacji nowych czujników, których obsługa w większości odbywa się przez odczytanie stanu logicznego odpowiedniej linii wejściowej procesora.

Dodatkowym problemem jest zabezpieczenie transmisji sygnałów sterujących.

  • W przypadku zainstalowania w systemie czujnika dymu reakcją systemu na zaistniałe zdarzenie powinna być sygnalizacja niebezpieczeństwa i odłączenie od sieci zasilającej działających w strefie pożaru urządzeń.
  • W przypadku kontroli ograniczenia dostępu do wybranych pomieszczeń proponowanym rozwiązaniem jest zainstalowanie elektrozaczepów drzwi i okien również sterowanych przekaźnikami.
    Istnieje wiele gotowych rozwiązać, a jednym z nich jest moduł RFID RC522, który jest obsługiwany przez dedukowaną bibliotekę środowiska Arduino IDE.
    Kosz modułu dostępu wraz z kartą to zaledwie 30 zł.
    Elektrozaczepy kosztują natomiast w granicach 50 zł w zależności od producenta.

W przypadku rozszerzenia systemu o sterowanie oświetleniem w zależności od natężenia światła naturalnego wymagane jest jedynie zainstalowanie czujników, np. fotorezystorów do detekcji natężenia światła w danym pomieszczeniu.

Podobnie w przypadku wprowadzenia nowego trybu pracy systemu przeznaczonego do automatycznego przygotowania warunków w danym pomieszczeniu do oglądania filmu na ekranie komputera lub z projektora. W chwili włączenia źródła obrazu wszystkie okna w pomieszczeniu powinny samoczynnie się zasłonić, światło powinno ustawić się na określonym poziomie jasności, a sterowanie obrazem i dźwiękiem powinno odbywać się za pomocą jednego urządzenia.

Rozwiązanie z platformą ­RasperryPi 2 stwarza możliwość podłączenia wyświetlacza, czy też projektora poprzez gniazdo HDMI.

Podsumowanie

W artykule zostały zawarte szczegółowe informacje na temat budowy i działania prototypowego systemu kontroli i sterowania układami zabezpieczeń i oszczędności energii domu jednorodzinnego. Opisano działanie zastosowanych komponentów i sposób ich podłączenia do układu sterującego i zasilania.

Opracowane rozwiązanie jest w pełni modyfikowalne przez użytkowania w zakresie zainstalowanych podzespołów i funkcjonalności. Stanowi stabilną bazę do dalszej rozbudowy.

Przedstawiona analiza problematyki związanej z opracowaniem i działaniem systemu pozwala także na rozszerzenie wiedzy z zakresu koniecznych wymagań w stosunku do komercyjnych rozwiązań systemów służących do sterowania oświetleniem, ogrzewaniem i zabezpieczeniami pomieszczeń.

Literatura

  1. M. Łukasiński, M. Kaczmarek, Charakterystyka i perspektywy rozwojowe systemów zabezpieczeń i automatyki budynku, „elektro.info” 6/2016), s. 80–83.
  2. T. Karvinen, Getting Started with Sensors, Kimmo Karvinen, Helion S.A., 2015.
  3. E. Williams, Make: AVR Programming, Hellion, 2014.
  4. https://www.arduino.cc, dostęp 10.01.2016.5. M. Riley, Inteligentny dom, Helion, 2013.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

Galeria zdjęć

Tytuł
przejdź do galerii

Powiązane

Zastosowanie algorytmów ewolucyjnych do wielokryterialnej optymalizacji rozwoju sieci dystrybucyjnej SN

Zastosowanie algorytmów ewolucyjnych do wielokryterialnej optymalizacji rozwoju sieci dystrybucyjnej SN

Część sieci dystrybucyjnych wymaga modernizacji poprzez np. zastosowywanie nowoczesnej aparatury łączeniowej, zastosowanie telemechaniki, lokalizatorów zwarć, a także przebudowę części linii napowietrznych...

Część sieci dystrybucyjnych wymaga modernizacji poprzez np. zastosowywanie nowoczesnej aparatury łączeniowej, zastosowanie telemechaniki, lokalizatorów zwarć, a także przebudowę części linii napowietrznych SN na linie kablowe. Długoterminowe prognozy energetyczne przewidują w najbliższej przyszłości znaczny wzrost zużycia energii elektrycznej, ale wskazują również na duże możliwości jej oszczędzania. Wiele dokumentów i uregulowań na poziomie światowym, unijnym i krajowym mówi o konieczności zmniejszania...

Symulacyjne metody analizy funkcjonowania układów automatyki elektroenergetycznej

Symulacyjne metody analizy funkcjonowania układów automatyki elektroenergetycznej

Warunki, w jakich współcześnie pracują sieci i systemy elektroenergetyczne, mimo dużego postępu technologicznego, jaki niewątpliwie dokonał się na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat, wcale nie uległy...

Warunki, w jakich współcześnie pracują sieci i systemy elektroenergetyczne, mimo dużego postępu technologicznego, jaki niewątpliwie dokonał się na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat, wcale nie uległy poprawie. Paradoksalnie, można zaryzykować stwierdzenie, że ów postęp technologiczny, jaki obserwujemy we wszystkich dziedzinach techniki, po części sam się przyczynił do tego stanu.

Inteligentne algorytmy służące do zdalnego testowania układów zasilania i nadzorowania ciągłej pracy urządzeń elektronicznych

Inteligentne algorytmy służące do zdalnego testowania układów zasilania i nadzorowania ciągłej pracy urządzeń elektronicznych

Do jednych z ważniejszych wyzwań, jakie stoją przed zespołami tworzącymi i wdrażającymi zaawansowane urządzenia elektroniczne, należy stworzenie takiej platformy sprzętowo-programowej, która zapewni możliwość...

Do jednych z ważniejszych wyzwań, jakie stoją przed zespołami tworzącymi i wdrażającymi zaawansowane urządzenia elektroniczne, należy stworzenie takiej platformy sprzętowo-programowej, która zapewni możliwość zdalnego testowania tych urządzeń, nie tylko na etapie produkcji, ale również w czasie ich pracy ciągłej. Duży wybór rozwiązań w zakresie transmisji danych (popularne sieci lokalne, technologie specjalizowane la przemysłu, sieci komórkowe….) oraz różnorodne aplikacje infrastrukturalne dają szerokie...

Właściwości eksploatacyjne ogniw litowych

Właściwości eksploatacyjne ogniw litowych

Akumulatory zbudowane z ogniw litowych pojawiły się w komercyjnym zastosowaniu na początku lat 90. i szybko zaczęły się upowszechniać. Dziś dostępne są różne odmiany akumulatorów litowych, a ich popularność...

Akumulatory zbudowane z ogniw litowych pojawiły się w komercyjnym zastosowaniu na początku lat 90. i szybko zaczęły się upowszechniać. Dziś dostępne są różne odmiany akumulatorów litowych, a ich popularność bardzo szybko rośnie.

Układy zasilania z wbudowaną automatyką SZR

Układy zasilania z wbudowaną automatyką SZR

Zapewnienie bezprzerwowej pracy urządzeń elektrycznych lub minimalizacja czasu przerwy, w przypadku zaniku napięcia sieci zasilającej, często stanowi jeden z głównych wymogów dla wielu gałęzi przemysłu....

Zapewnienie bezprzerwowej pracy urządzeń elektrycznych lub minimalizacja czasu przerwy, w przypadku zaniku napięcia sieci zasilającej, często stanowi jeden z głównych wymogów dla wielu gałęzi przemysłu. Oczywiste jest, że przerwa w zasilaniu powoduje straty materialne związane z zatrzymaniem produkcji bądź wydobycia surowców, ale istnieją sytuacje, w których może być przyczyną bardziej dotkliwych skutków, tj. uszkodzenia wykorzystywanej aparatury i maszyn lub zagrożenia dla zdrowia i życia personelu...

Jaka jest cena inteligentnego domu i co się na nią składa?

Jaka jest cena inteligentnego domu i co się na nią składa?

Technologia inteligentnego domu nie jest już odległą przyszłością ani barierą finansową nie do pokonania. Minimalizacja urządzeń i postęp techniczny sprawiły, że rozwiązanie jest już w zasięgu każdego...

Technologia inteligentnego domu nie jest już odległą przyszłością ani barierą finansową nie do pokonania. Minimalizacja urządzeń i postęp techniczny sprawiły, że rozwiązanie jest już w zasięgu każdego posiadacza domu. Co więcej, zgodnie z prawem, po roku 2020 będzie to konieczność w każdym nowo powstałym budynku.

Niskonapięciowy przemiennik częstotliwości w awaryjnych stanach pracy napędu

Niskonapięciowy przemiennik częstotliwości w awaryjnych stanach pracy napędu

Artykuł analizuje przypadkowo zachodzące reakcje i odporność przemiennika częstotliwości na zdarzenia awaryjne w torze prądowym napędu. Autor proponuje stanowisko badawcze wymuszające awaryjne stany pracy...

Artykuł analizuje przypadkowo zachodzące reakcje i odporność przemiennika częstotliwości na zdarzenia awaryjne w torze prądowym napędu. Autor proponuje stanowisko badawcze wymuszające awaryjne stany pracy przemiennika częstotliwości, zarówno po jego stronie zasilania, jak i silnikowej oraz omawia wyniki badań wpływu tych wymuszeń na pracę przemiennika częstotliwości.

Dobór urządzeń sterujących dla adaptacyjnego systemu sterowania (część 1.) - kryteria doboru urzadzeń

Dobór urządzeń sterujących dla adaptacyjnego systemu sterowania (część 1.) - kryteria doboru urzadzeń

W artykule przedstawiono wymagania techniczne i analizę właściwości technicznych programowalnych elementów kontrolera automatyki oraz układów mikroprocesorowych, porównanie IPC, PLC, PAC i MC. Wymieniono...

W artykule przedstawiono wymagania techniczne i analizę właściwości technicznych programowalnych elementów kontrolera automatyki oraz układów mikroprocesorowych, porównanie IPC, PLC, PAC i MC. Wymieniono też czynniki wpływające na eksploatację systemów.

Zastosowanie enkoderów w serwonapędach - wprowadzenie

Zastosowanie enkoderów w serwonapędach - wprowadzenie

W artykule omówione zostały podstawowe zalety stosowania enkoderów w serwonapędach.

W artykule omówione zostały podstawowe zalety stosowania enkoderów w serwonapędach.

Wymagania i zadania współczesnych systemów informatycznych sterowania i wspomagania pracy jednostek wytwórczych w Krajowym Systemie Energetycznym

Wymagania i zadania współczesnych systemów informatycznych sterowania i wspomagania pracy jednostek wytwórczych w Krajowym Systemie Energetycznym

Głównym celem artykułu jest przybliżenie wymagań i zadań wybranych systemów teleinformatycznych mających na celu pozyskiwanie danych i informacji oraz właściwe zarządzanie pracą węzłów wytwórczych i jednostek...

Głównym celem artykułu jest przybliżenie wymagań i zadań wybranych systemów teleinformatycznych mających na celu pozyskiwanie danych i informacji oraz właściwe zarządzanie pracą węzłów wytwórczych i jednostek generacyjnych w KSE.

Oblicza nowoczesnej automatyki - targi Hannover Messe 2017 - część 2

Oblicza nowoczesnej automatyki - targi Hannover Messe 2017 - część 2

Targi poświęcone automatyce i robotyce, które odbyły się w dniach 24-28 kwietnia w Hannover Messe, były okazją do prezentacji oferty setek firm i produktów, systemów oraz usług, bez których wdrożenie istnienie...

Targi poświęcone automatyce i robotyce, które odbyły się w dniach 24-28 kwietnia w Hannover Messe, były okazją do prezentacji oferty setek firm i produktów, systemów oraz usług, bez których wdrożenie istnienie i rozwój idei "Industry 4.0" nie byłby możliwy. W halach centrum targowego w Hanowerze przedstawiono zatem najnowsze osiągnięcia w dziedzinie narzędzi przeznaczonych dla elektroinstalatorów, kabli i przewodów oraz wszelkiego osprzętu instalacyjnego, ochrony przeciwporażeniowej, ochrony przeciwpożarowej,...

Oblicza nowoczesnej automatyki - targi Hannover Messe 2017 - część 1

Oblicza nowoczesnej automatyki - targi Hannover Messe 2017 - część 1

W dniach 24-28 kwietnia, Hanower znalazł się w centrum zainteresowania szeroko rozumianej branży automatyki. Olbrzymie hale Hannover Messe, istnego miasta w mieście, wypełniały technologiczne nowości oraz...

W dniach 24-28 kwietnia, Hanower znalazł się w centrum zainteresowania szeroko rozumianej branży automatyki. Olbrzymie hale Hannover Messe, istnego miasta w mieście, wypełniały technologiczne nowości oraz gwar rozmów ekspertów i specjalistów z każdego możliwego sektora automatyki, przedstawicieli świata biznesu i nauki oraz mediów branżowych, wykonawców, konstruktorów, projektantów i pasjonatów.

Automatyka SZR w nowoczesnych układach zasilania

Automatyka SZR w nowoczesnych układach zasilania

W artykule przedstawiono wymagania stawiane układom zasilania oraz przedstawiono najczęstsze rozwiązania układowe. Zaprezentowano także cechy nowoczesnego automatu SZR na przykładzie urządzenia opracowanego...

W artykule przedstawiono wymagania stawiane układom zasilania oraz przedstawiono najczęstsze rozwiązania układowe. Zaprezentowano także cechy nowoczesnego automatu SZR na przykładzie urządzenia opracowanego w Instytucie Tele- i Radiotechnicznym.

Regulacja temperatury oleju prasy hydraulicznej w zakładzie produkcji papieru

Regulacja temperatury oleju prasy hydraulicznej w zakładzie produkcji papieru

Autorzy przeanalizowali optymalne warunki pracy prasy hydraulicznej pracującej w zakładzie wytwórstwa papieru w oparciu o pomiary temperatury czynnika roboczego, jakim jest olej hydrauliczny. Analiza służyć...

Autorzy przeanalizowali optymalne warunki pracy prasy hydraulicznej pracującej w zakładzie wytwórstwa papieru w oparciu o pomiary temperatury czynnika roboczego, jakim jest olej hydrauliczny. Analiza służyć ma optymalnej regulacji nastaw dla pracy układu chłodzenia w stosunku do obciążenia maszyny oraz warunków otoczenia zewnętrznego w celu zapewnienia najdłuższego możliwego okresu eksploatacji maszyny ze szczególnym uwzględnieniem pracy elementów hydraulicznych wysokiego ciśnienia, które stanowią...

Integracja elementów instalacji klasycznej z systemami automatyki budynkowej na przykładzie LCN i KNX

Integracja elementów instalacji klasycznej z systemami automatyki budynkowej na przykładzie LCN i KNX

W artykule przedstawiono wybrane aspekty integracji urządzeń „klasycznych” z systemami BAS na przykładzie elementów LCN i KNX.

W artykule przedstawiono wybrane aspekty integracji urządzeń „klasycznych” z systemami BAS na przykładzie elementów LCN i KNX.

Optymalizacja współpracy prosumentów z wykorzystaniem IoT - Internetu Rzeczy

Optymalizacja współpracy prosumentów z wykorzystaniem IoT - Internetu Rzeczy

Autorzy artykułu zajęli się problematyką tzw. Internetu Rzeczy (ang. Internet of Things – IoT). Kolejno opisują jego istotę, aplikacje zaimplementowane w systemie operacyjnym licznika, sprawy wymiany...

Autorzy artykułu zajęli się problematyką tzw. Internetu Rzeczy (ang. Internet of Things – IoT). Kolejno opisują jego istotę, aplikacje zaimplementowane w systemie operacyjnym licznika, sprawy wymiany informacji między urządzeniami zainstalowanymi u prosumenta i proces przetwarzania danych pozyskanych z jego instalacji oraz dobór obciążenia związanego z minimalizacja kosztu energii z KSE.

Charakterystyka zaawansowanych architektur sterowników PLC (cz. 1 – sprzęt)

Charakterystyka zaawansowanych architektur sterowników PLC (cz. 1 – sprzęt)

W artykule przedstawiono współczesne zaawansowane sterowniki PLC, oferowane przez większość producentów tego rodzaju sprzętu. Dokonano w szczególności porównania ich z prostszymi odpowiednikami, a także...

W artykule przedstawiono współczesne zaawansowane sterowniki PLC, oferowane przez większość producentów tego rodzaju sprzętu. Dokonano w szczególności porównania ich z prostszymi odpowiednikami, a także szczegółowo opisano parametry czyniące z nich zaawansowane komputerowe systemy przemysłowe.

Porównanie mediów transmisyjnych w systemach automatyki budynkowej

Porównanie mediów transmisyjnych w systemach automatyki budynkowej

Artykuł omawia różne typy mediów transmisyjnych stosowanych w systemach automatyki budynkowej. W obiekcie rzeczywistym zbadano zachowanie się całego systemu przy symulacji różnych zakłóceń. Zebrano również...

Artykuł omawia różne typy mediów transmisyjnych stosowanych w systemach automatyki budynkowej. W obiekcie rzeczywistym zbadano zachowanie się całego systemu przy symulacji różnych zakłóceń. Zebrano również opinie wśród instalatorów tego typu systemów dotyczące funkcjonalności stosowanych rozwiązań.

Mechanizmy automatycznej identyfikacji, konfiguracji i wymiany danych z modułami wewnętrznymi inteligentnego urządzenia kontrolno-pomiarowego

Mechanizmy automatycznej identyfikacji, konfiguracji i wymiany danych z modułami wewnętrznymi inteligentnego urządzenia kontrolno-pomiarowego

W artykule opisano koncepcję identyfikacji i konfiguracji jednostki centralnej i modułów wewnętrznych w systemie rozproszonym.

W artykule opisano koncepcję identyfikacji i konfiguracji jednostki centralnej i modułów wewnętrznych w systemie rozproszonym.

Precyzja synchronizacji czasu w sieci Ethernet z wykorzystaniem protokołu IEEE 1588 dla potrzeb wytwarzania synchrofazorów

Precyzja synchronizacji czasu w sieci Ethernet z wykorzystaniem protokołu IEEE 1588 dla potrzeb wytwarzania synchrofazorów

Artykuł przedstawia technologię synchronizacji czasu pomiędzy urządzeniami w sieci Ethernet, z wykorzystaniem protokołu IEEE 1588. Opisuje układ, w którym zaimplementowano synchronizację czasu za pomocą...

Artykuł przedstawia technologię synchronizacji czasu pomiędzy urządzeniami w sieci Ethernet, z wykorzystaniem protokołu IEEE 1588. Opisuje układ, w którym zaimplementowano synchronizację czasu za pomocą IEEE 1588 oraz przedstawia wyniki testów uzyskanej dokładności synchronizacji czasu. Uzyskana precyzja synchronizacji pozwala wykorzystać metodę do synchronizacji czasu w celu wyznaczania synchrofazorów.

Charakterystyka i perspektywy rozwojowe systemów zabezpieczeń i automatyki budynku

Charakterystyka i perspektywy rozwojowe systemów zabezpieczeń i automatyki budynku

Autorzy scharakteryzowali systemy zabezpieczeń budynku przed włamaniem, napadem i pożarem. Opisali stosowane rozwiązania i ich dodatkowe funkcje umożliwiające automatyzację i sterowanie pracą przyłączonych...

Autorzy scharakteryzowali systemy zabezpieczeń budynku przed włamaniem, napadem i pożarem. Opisali stosowane rozwiązania i ich dodatkowe funkcje umożliwiające automatyzację i sterowanie pracą przyłączonych urządzeń i oświetlenia. Przedstawili też wykorzystywane w tych systemach podzespoły i czujniki oraz omówili ich możliwe zastosowanie w celu zapewnienia energooszczędności cieplnej i elektrycznej budynku.

Systemy sterowania i nadzoru w stacjach elektroenergetycznych

Systemy sterowania i nadzoru w stacjach elektroenergetycznych

Autor przedstawił problematykę systemów sterowania i nadzoru w stacjach elektroenergetycznych. Omówił ich architekturę, komunikację sieciową oraz stosowane w nich technologie i topologie sieciowe, nadto...

Autor przedstawił problematykę systemów sterowania i nadzoru w stacjach elektroenergetycznych. Omówił ich architekturę, komunikację sieciową oraz stosowane w nich technologie i topologie sieciowe, nadto przedstawił urządzenia i funkcjonalności systemów sterowania i nadzoru, rodzaje realizacji oraz zwrócił szczególną uwagę na trendy rozwiązań tych systemów i ich wykorzystanie w ramach Smart Grid.

Zastosowanie standardu IEC 61850 w elektroenergetyce

Zastosowanie standardu IEC 61850 w elektroenergetyce

W artykule o wykorzystaniu standardu IEC 61850 „Systemy i sieci komputerowe w stacjach elektroenergetycznych” w elektroenergetyce. Autorzy m.in. przybliżają podstawowe informacje zawarte w normie IEC 61850,...

W artykule o wykorzystaniu standardu IEC 61850 „Systemy i sieci komputerowe w stacjach elektroenergetycznych” w elektroenergetyce. Autorzy m.in. przybliżają podstawowe informacje zawarte w normie IEC 61850, omawiają wymagania stawiane standardowi IEC 61850, sposób modelowania parametrów automatyki elektroenergetycznej w stacji oraz węzły logiczne reprezentujące funkcje lub urządzenia występujące w elektroenergetyce. Poruszają też temat komunikacji poprzez mechanizmy zdefiniowane w modelu GSE, a w...

Enkodery liniowe i obrotowe - wybrane rozwiązania

Enkodery liniowe i obrotowe - wybrane rozwiązania

Publikacja traktując o enkoderach charakteryzuje optoelektroniczne enkodery inkrementalne. Ponadto przedstawia przykłady praktycznego wykorzystania enkoderów wykorzystujących magnetyczną detekcję przesunięcia...

Publikacja traktując o enkoderach charakteryzuje optoelektroniczne enkodery inkrementalne. Ponadto przedstawia przykłady praktycznego wykorzystania enkoderów wykorzystujących magnetyczną detekcję przesunięcia lub kąta obrotu oraz zastosowanie enkoderów w rozwiązaniach turbin wiatrowych.

Komentarze

Copyright © 2004-2019 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
Portal Budowlany - Elektro.info.pl

Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień przeglądarki dotyczących cookies. Nim Państwo zaczną korzystać z naszego serwisu prosimy o zapoznanie się z naszą polityką prywatności oraz Informacją o Cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności oraz Informacji o Cookies. Administratorem Państwa danych osobowych jest Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp.K., nr KRS: 0000537655, z siedzibą w 04-112 Warszawa, ul. Karczewska 18, tel. +48 22 810-21-24, właściciel strony www.elektro.info.pl. Twoje Dane Osobowe będą chronione zgodnie z wytycznymi polityki prywatności www.elektro.info.pl oraz zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016r i z Ustawą o ochronie danych osobowych Dz.U. 2018 poz. 1000 z dnia 10 maja 2018r.