Az otthoni automatizálási hálózati technológiát a későbbi 90-es években fejlesztették ki, és az akkor használt kommunikációs protokoll az volt X10 . Azóta egyre népszerűbb az automatizálás fogalma, és feltalálták a legújabb protokollokat, amelyek felelősek az elektronikus eszközök közötti kommunikációért. Az automatizálás fogalmát szem előtt tartva arra gondoltam, miért ne irányíthatnánk az összes háztartási készüléket a MATLAB néven ismert leghíresebb szoftverrel. Ebben a projektben megtervezünk egy automatizálási rendszert, majd egy soros parancs megadásával irányítjuk azt. A rendszer működtetésére használt szoftver neve MATLAB, és a projekt befejezése után képesek leszünk irányítani elektromos készülékeinket úgy, hogy csak a kanapén ülünk vagy ágyra fektetjük.
Automatizálási rendszer
Hogyan automatizálhatja otthoni készülékeit a MATLAB GUI használatával?
Most haladjunk az összetevők összegyűjtése, összeállítása és áramkör létrehozása érdekében, készítsünk egy MATLAB grafikus felhasználói felületet (GUI), és írjuk be a kódot a MATLAB-ba a háztartási gépek automatizálása érdekében.
1. lépés: Szükséges alkatrészek (hardver)
A projekt megkezdése előtt mindig jobb megismerni az alkatrészeket, hogy elkerüljük a kellemetlenségeket a projekt közepén. Az alábbiakban felsoroljuk azokat az összetevőket, amelyeket használni fogunk:
- 12V 4 csatornás relé
- MAX232 IC
- RS232 - TTL soros port átalakító modul
- 12 V AC izzó
- Jumper huzalok Arduino számára
- USB - RS232 soros DB9 férfi kábeladapter
- Kenyérlemez
Itt egy 8 relés modult használunk, mert csak nyolc készüléket fogunk vezérelni. Ha automatizálni szeretné számos készülékét, használhat másik relé modult. A piacon sok relé modul érhető el, például egyszeres, 8 relés, 12 relés stb.
2. lépés: Szükséges alkatrészek (szoftver)
A hardverkomponensek elrendezése után megkeressük a projektben használt szoftvert. Telepítjük a MATLAB legújabb verzióját laptopunkra vagy számítógépünkre, amelyen dolgozunk. A MATLAB 2019 a legújabb szoftver, ezért jobb letölteni a MATLAB 2019-et. Az alábbiakban elérhető a Mathworks hivatalos webhelyére mutató link. A hardvertámogatási csomagok a MATLAB 2019-ben érhetők el 32 bites, 64 bites Windows és 64 bites Linux rendszerekhez.
- Proteus 8 Professional (letölthető innen: Itt )
- MATLAB 2019 (letölthető innen: Itt )
A Proteus 8 Professional letöltése után tervezze meg rajta az áramkört. Ide illesztettem szoftverszimulációkat, hogy a kezdők számára kényelmes legyen az áramkör megtervezése és a hardver megfelelő csatlakoztatása.
3. lépés: Az alkatrészek tanulmányozása
Most, hogy összeállítottuk az összes összetevőt, amelyet ebben a projektben használni fogunk. Lépjünk tovább egy lépéssel, és végezzünk egy rövid tanulmányt az összes fő hardverelemről.
Arduino UNO: A Arduino UNO egy mikrokontroller kártya, amely egy ATMega 328P mikrochipből áll, és az Arduino.cc fejlesztette ki. Ez a kártya digitális és analóg adatcsapokkal rendelkezik, amelyek összekapcsolhatók más bővítőkártyákkal vagy áramkörökkel. Ez a kártya 14 digitális érintkezővel, 6 analóg tűvel rendelkezik, és az Arduino IDE (Integrált fejlesztői környezet) programozható B típusú USB kábelen keresztül. 5 V feszültség szükséges TOVÁBB és a C kód működtet.
Arduino UNO
12 V-os relé modul: A relé modul egy kapcsoló eszköz. Jelet fogad, és bármely elektronikus eszközt vagy készüléket a bemeneti jelnek megfelelően kapcsol. Két módban működik, Normálisan nyitva (NO) és Normálisan zárt (NC). Normálisan nyitott üzemmódban az áramkör kezdetben megszakad, amikor a relére való bemeneti jel LOW. Normál állapotban zárt üzemmódban az áramkör kezdetben kész, amikor a bemeneti jel LOW.
12V relé modul
RS232 - TTL soros port átalakító modul: Ez a modul soros kommunikációra szolgál. Arduino UNO kártyánk egy soros kommunikációs porttal rendelkezik, amelynek neve UART vagy USART. Az Arduino táblán két csap van, amelyek felelősek a soros TX és RX kommunikációért (0-as és 1-es érintkező). Ez a két érintkezõ az RS232 modulon is jelen van. Ezt a modult 5 V-os Arduino táplálja, és 5 V-ot 12 V-ra alakít át különböző, 12 V-on működő készülékek működtetésére. Ezt a modult azért használjuk, mert az elektronikus készülékek nem működnek 5 V-on.
RS232 tábla
4. lépés: A működési elv megértése
A projekt befejezése után képesek leszünk távolról irányítani a készülékeket a parancs soros megadásával. Az Arduino kártyát soros kommunikációra használják az RS232-vel. A készülékek a Relay modulhoz vannak csatlakoztatva, az RS232 pedig az Arduino TX és RX csatlakozóihoz, és amikor egy nyomógombot megnyomnak a MATLAB-on, soros parancs jön létre, és elküldik azt az RS232 soros portjába, amely viszont megfordul BE vagy KI a készüléket. Először is, a MATLAB összekapcsolódik az Arduino táblával, majd az áramkör megvalósításra kerül a hardveren. Ha valakinek problémája van a MATLAB és az Arduino interfészével kapcsolatban, hivatkozhat a megnevezett cikkemre HOGYAN KÉSZÜLJE AZ ARDUINOT A MATLAB-szal? majd képes lesz hardveren megvalósítani ezt a projektet. Miután befejezte ezt a projektet, telepítse egy megfelelő helyre, az előnyben részesített hely az aljzat közelében található, ahol a készülékek vezetékei vannak elhelyezve, hogy a Relé modul könnyen telepíthető legyen ott.
5. lépés: Áramköri ábra
A projekt proteus kapcsolási rajza így fog kinézni. Később csatlakoztassa a hardver alkatrészeket ennek az áramkörnek megfelelően.
Kördiagramm
6. lépés: A MATLAB használatának megkezdése
Miután megtervezte az áramkört a Proteus-on, nyissa meg a MATLAB fájlt, és írja be a következőt: útmutató ”A parancsablakban. Megnyílik egy párbeszédpanel, amelyből válassza az Üres GUI lehetőséget. A bal oldalon megjelenik egy összetevő paletta, amely felsorolja azokat az összetevőket, amelyeket el akar helyezni a GUI-ban.
Alkatrészpaletta
Válassza ki a nyomógombot, és helyezzen 16 nyomógombot a panelre. Először tegye az ON gombot, majd helyezze vele párhuzamosan az OFF gombot. A gombok színei és nevei a nyomógombokra történő dupla kattintással módosíthatók. A nyomógombokra kattintás után megnyílik az ellenőr ablak, és a gomb egyes tulajdonságai ott módosíthatók. A gomb nevének megváltoztatásához keresse meg húr opció beírja BE.
A gomb nevének megváltoztatása
A gomb nevének megváltoztatása után változtassa meg a háttér színét. ( Jegyzet: Ez a lépés nem kötelező, és kihagyhatja, ha nem akarja megváltoztatni a háttér színét)
A háttérszín megváltoztatása
Helyezzen 16 nyomógombot, és hajtsa végre a fenti változtatásokat az ellenőr ablakban. A relék elnevezéséhez statikus szöveg a bal sávban található opciót használjuk. A grafikus felhasználói felületem végső megjelenése az alábbiakban látható:
Végső GUI
Miután elkészítette a GUI-t, nyissa meg a háttérben létrehozott GUI-kódot, és végezzen néhány módosítást a kódban, amelyek az alábbiak szerint vannak feltüntetve.
7. lépés: A GUI MATLAB kódja:
függvény varargout = végleges (varargin)% FINAL MATLAB kód a final.fig% FINAL számára önmagában új FINAL-ot hoz létre, vagy megemeli a meglévő% singletont *. A%% H = FINAL visszahozza a fogantyút egy új FINAL-ba, vagy a fogantyút a meglévő singleton% -ába. %% FINAL ('VISSZAHÍVÁS
