Ako ovládať domáce spotrebiče pomocou MATLABu?

Sieťová technológia domácej automatizácie bola vyvinutá koncom 90. rokov a v tom čase sa používal komunikačný protokol X10 . Odvtedy si koncepcia automatizácie získava na popularite a boli vyvinuté najnovšie protokoly zodpovedné za komunikáciu medzi elektronickými zariadeniami. Pri zachovaní konceptu automatizácie som si povedal, prečo neriadiť všetky domáce spotrebiče pomocou najuznávanejšieho softvéru známeho ako MATLAB. V tomto projekte navrhneme automatizačný systém a potom ho budeme riadiť príkazom Serial. Softvér, ktorý sa bude používať na prevádzku tohto systému, sa volá MATLAB a po dokončení tohto projektu budeme môcť ovládať svoje elektrické spotrebiče len tak, že budeme sedieť na gauči alebo ležať na posteli.

Automatizačný systém

Ako automatizovať svoje domáce spotrebiče pomocou grafického používateľského rozhrania MATLAB?

Teraz poďme k zhromaždeniu komponentov, ich zostaveniu do jedného obvodu, vytvoreniu grafického užívateľského rozhrania (GUI) MATLAB a napísaniu kódu do MATLABu na automatizáciu vašich domácich spotrebičov.

Krok 1: Potrebné komponenty (hardvér)

Pred začatím projektu je vždy lepšie podrobne poznať jednotlivé komponenty, aby sa predišlo nepríjemnostiam uprostred projektu. Nižšie je uvedený zoznam komponentov, ktoré budeme používať:

• 12V 4-kanálové relé
• MAX232 IC
• Modul prevodníka sériového portu RS232 na TTL
• 12V AC žiarovka
• Prepojovacie vodiče pre Arduino
• Adaptér USB na sériový kábel DB9 RS232 DB9
• Nepál

Tu používame 8 reléový modul, pretože budeme ovládať iba osem spotrebičov. Ak chcete automatizovať niekoľko zariadení, ktoré máte, môžete použiť iný reléový modul. Na trhu existuje veľa reléových modulov, napríklad jednoduché, 8-reléové, 12-reléové atď.

Krok 2: Potrebné komponenty (softvér)

Po usporiadaní hardvérových komponentov budeme hľadať softvér, ktorý bude použitý v projekte. Nainštalujeme si najnovšiu verziu MATLABu na náš notebook alebo PC, na ktorom pracujeme. MATLAB 2019 je najnovší softvér, takže je lepšie si stiahnuť MATLAB 2019. Odkaz na oficiálnu webovú stránku Mathworks nájdete nižšie na stiahnutie softvéru. Balíky podpory hardvéru sú k dispozícii v MATLAB 2019 pre 32-bitový, 64-bitový Windows a 64-bitový Linux.

• Proteus 8 Professional (možno stiahnuť z Tu )
• MATLAB 2019 (možno stiahnuť z Tu )

Po stiahnutí Proteus 8 Professional na ňom navrhnite obvod. Zahrnul som sem softvérové ​​simulácie, aby bolo pre začiatočníkov výhodné navrhnúť obvod a vykonať príslušné pripojenia na hardvéri.

Krok 3: Štúdium komponentov

Teraz, keď sme vytvorili zoznam všetkých komponentov, ktoré budeme v tomto projekte používať. Poďme o krok ďalej a absolvujme stručnú štúdiu všetkých hlavných hardvérových komponentov.

Arduino UNO: The Arduino UNO je doska mikrokontroléra, ktorá sa skladá z mikročipu ATMega 328P a je vyvinutá spoločnosťou Arduino.cc. Táto doska má sadu digitálnych a analógových dátových pinov, ktoré je možné prepojiť s inými rozširujúcimi doskami alebo obvodmi. Táto doska má 14 digitálnych pinov, 6 analógových pinov a je programovateľná pomocou IDE Arduino (integrované vývojové prostredie) pomocou kábla USB typu B. Na napájanie je potrebných 5V ZAP a a Zákonníka C. prevádzkovať.

Arduino UNO

12V reléový modul: Reléový modul je spínacie zariadenie. Prijíma signál a podľa vstupného signálu prepína akékoľvek elektronické zariadenie alebo prístroj. Funguje v dvoch režimoch, Normálne otvorený (NO) a Normálne zatvorené (NC). V režime normálneho otvorenia je obvod najskôr prerušený, keď je vstupný signál do relé NÍZKY. V režime normálneho zatvorenia je obvod pôvodne dokončený, keď je vstupný signál NÍZKY.

12V reléový modul

Modul prevodníka sériového portu RS232 na TTL: Tento modul slúži na sériovú komunikáciu. Naša doska Arduino UNO má jeden sériový komunikačný port pomenovaný ako UART alebo USART. Na doske Arduino sú dva piny, ktoré sú zodpovedné za sériovú komunikáciu TX a RX (pin 0 a pin 1). Tieto dva piny sa nachádzajú aj na module RS232. Tento modul je napájaný z 5V od Arduina a prevádza 5V na 12V pre prevádzku rôznych spotrebičov pracujúcich na 12V. Tento modul používame, pretože elektronické spotrebiče nepracujú na 5 V.

Doska RS232

Krok 4: Pochopenie pracovného princípu

Po dokončení tohto projektu budeme môcť prístroje ovládať na diaľku sériovým príkazom. Doska Arduino slúži na sériovú komunikáciu s RS232. Spotrebiče sú pripojené k reléovému modulu a RS232 je pripojený k pinom TX a RX Arduina a po stlačení tlačidla na MATLAB-e sa vygeneruje sériový príkaz a ten sa odošle na sériový port RS232, ktorý sa na oplátku otočí ZAPNÚŤ alebo VYPNÚŤ prístroj. Najskôr je MATLAB prepojený s doskou Arduino a potom je obvod implementovaný do hardvéru. Ak má niekto problém s prepojením MATLABu s Arduinom, môže sa obrátiť na môj článok s názvom AKO ROZHRÁVAŤ ARDUINO S MATLABOM? a potom bude schopný implementovať tento projekt na hardvéri. Po dokončení tohto projektu ho nainštalujte na vhodné miesto, uprednostňované miesto je v blízkosti zásuvky, kde je umiestnené vedenie spotrebičov, aby sa tam dal ľahko nainštalovať reléový modul.

Krok 5: Schéma zapojenia

Schéma zapojenia proteus projektu bude vyzerať takto. Neskôr pripojte hardvérové ​​komponenty podľa tohto obvodu.

Schéma zapojenia

Krok 6: Začíname s programom MATLAB

Po navrhnutí obvodu na Proteus Open MATLAB a zadaní „ sprievodca ”V príkazovom okne. Otvorí sa dialógové okno a z tohto poľa vyberte položku Prázdne grafické rozhranie. Vľavo sa zobrazí paleta komponentov, ktorá obsahuje zoznam komponentov, ktoré chcete umiestniť do grafického používateľského rozhrania.

Paleta komponentov

Vyberte tlačidlo a na panel umiestnite 16 tlačidiel. Najskôr umiestnite tlačidlo ZAPNUTIE a potom paralelne s ním umiestnite tlačidlo VYP. Farby a názvy tlačidiel je možné upravovať dvojitým kliknutím na tlačidlá. Po kliknutí na tlačidlá sa otvorí okno inšpektora, kde je možné upraviť niektoré vlastnosti tlačidla. Ak chcete zmeniť názov tlačidla, vyhľadajte struna možnosť do nej napísať ON.

Zmena názvu tlačidla

Po zmene názvu tlačidla zmeňte farbu pozadia. ( Poznámka: Tento krok je voliteľný a môžete ho preskočiť, ak nechcete meniť farbu pozadia)

Zmena farby pozadia

Umiestnite 16 tlačidiel a vyššie uvedené zmeny vykonajte v okne inšpektora. Pre pomenovanie relé the statický text je použitá možnosť umiestnená v ľavej lište. Konečný vzhľad môjho grafického používateľského rozhrania je uvedený nižšie:

Záverečné GUI

Po vytvorení grafického používateľského rozhrania otvorte kód grafického používateľského rozhrania, ktorý sa vytvorí na konci servera, a vykonajte v kóde určité zmeny, ktoré sú uvedené nižšie.

Krok 7: MATLAB Code of GUI:

funkcia varargout = final (varargin)% FINAL MATLAB kód pre final.fig% FINAL, sám o sebe vytvorí nový FINAL alebo zvýši existujúci% singleton *. %% H = FINAL vráti popisovač na nové FINÁLNE alebo popisovač na% existujúceho singletonu *. %% KONEČNÉ („SPÄTNÉ ZNOVU