20 лучших проектов «умный дом» на Arduino

Ищете способы сделать домашнюю жизнь проще и экономичнее? Постройте свой собственный «умный дом» на Arduino с помощью этих идей!

Среди многочисленных преимуществ, появившихся благодаря Интернету, нельзя обойти вниманием разработку и использование «умных» устройств. Это бытовые предметы и техника, которые, как правило, подключаются к Интернету и могут совместно контролировать и управлять всеми элементами дома, включая температуру, освещение, системы безопасности и развлечения. А благодаря постоянному развитию этой области теперь вполне возможно создавать собственные проекты «умного дома».

Популярным микроконтроллером, используемым в проектах «умного дома» как новичками, так и профессионалами, является Arduino. Изначально плата Arduino была создана для студентов-конструкторов. Сейчас этот недорогой и доступный микроконтроллер используется во многих проектах по всему миру, от начинающих любителей до профессионалов.

В этой статье мы рассмотрим некоторые из наиболее впечатляющих проектов «умного дома», которые могут облегчить вашу жизнь или просто развлечь вас.

Улучшение дома

Эти проекты направлены на улучшение функциональности вашего дома, будь то управление термостатом, экономия электроэнергии или более простое (и веселое) включение и выключение света.

Будильник

Просыпайтесь, пора разрабатывать код! Иметь часы с указателем даты — это прекрасно, но если эти часы оснащены будильником и представляют собой проект «Сделай сам», которым можно похвастаться, то это еще лучше.

Автор этого проекта начал с более простой версии и получив отзывы, добавил несколько новых компонентов и написал простой код, в результате чего получился этот будильник на Arduino.

Программирование осуществляется с помощью среды Arduino IDE и код легко доступен, а светодиодный дисплей используется для отображения времени с помощью модуля часов реального времени. Вы также можете добавить зуммер для звукового сигнала будильника, только выберите такой, который не будет вас сильно раздражать. При этом в комментариях автор предложил использовать для выбора музыки музыкальный лист, что может быть более приятным способом проснуться.

• Разработчик: Tittiamo
• Основные компоненты: Arduino Uno, ЖК-дисплей, модуль часов реального времени (DS1307 или DS3231)
• Сложность: Начинающий
• Где найти: Hackster

Замок двери с Bluetooth

Этот проект позволяет использовать устройство на базе Android или Windows для автоматического запирания и отпирания двери через Bluetooth. Вам понадобятся Arduino Nano, модуль Bluetooth, сервопривод и сетевой адаптер на 5 В.

Дверь запирается и отпирается с помощью сервопривода, подключенного к замку-слайдеру. Хотя здесь использовался Arduino Nano, этот проект должен работать и с Arduino Uno.

• Разработчик: electronics for everyone
• Основные компоненты: Arduino Nano, серво, модуль Bluetooth, сетевой адаптер 5В, замок-слайдер
• Сложность: Начинающий
• Где найти: Instructables

Автоматическая кофеварка

Наличие собственной кофеварки — отличное начало утра, особенно если она запускается автоматически.

Как следует из названия, этот проект представляет собой автоматическую кофеварку на базе Arduino и Bluetooth. В нее встроен датчик температуры, который измеряет начальную и конечную температуру, что позволяет отслеживать процесс приготовления кофе. В зависимости от количества воды и скорости повышения температуры на экран могут быть выведены четыре различных сообщения, информирующие о наличии ошибок или о том, сколько чашек кофе может быть приготовлено.

Отличительной особенностью этой кофеварки является не то, что она автоматическая, а то, что ее можно синхронизировать со смартфоном через Bluetooth. Среди различных приложений для Bluetooth-соединения автор говорит, что использовал Serial Bluetooth Terminal, так что вы уже знаете, что такой вариант будет работать.

• Разработчик: Gyula Osi
• Основные компоненты: Arduino Nano или Uno, Bluetooth-модуль HC-05, датчик температуры DS18B20, декадный счетчик CD4017BE, ЖК-дисплей ST7920
• Сложность: Средняя
• Где найти: Instructables

Экономия энергии

Как можно догадаться из названия, этот проект помогает экономить на электроэнергии! Он подключается к GPS вашего Android-устройства и использует Arduino Uno и Blynk для автоматического отключения электроприборов, когда вы покидаете указанное место.

В качестве «мозга» проекта выступает Particle Photon, а поскольку он может выдавать только 3,3 В, Arduino Uno необходимо подключить к реле 5 В для питания. Автор отметил, что можно использовать и Arduino Nano.

• Разработчик: Dhairya Parikh
• Основные компоненты: Arduino Uno, Particle Photon, устройство Android, реле
• Сложность: Средняя
• Где найти: Hackster

Термостат

Это не просто термостат! Это умный прибор, позволяющий полностью контролировать обогреватель, освещение на кухне и даже вентиляторы в ванной. Он управляется через Bluetooth или с помощью кнопок и устройства на базе Android, а также может быть настроен, поскольку, по словам автора, можно использовать различные дисплеи.

Кроме того, в данном проекте доступны версии для температурных шкал Цельсия и Фаренгейта. Этот умный термостат имеет функции обнаружения открытых окон, обнаружения ошибок и даже расширенную версию, включающую голосовое управление.

• Разработчик: Gyula Ősi
• Основные компоненты: Arduino Nano R3, Bluetooth-модуль HC-05, 1-проводной цифровой термометр, двухцветный OLED-дисплей 1306 I2C, 4-канальный релейный контроллер
• Сложность: Средняя
• Где найти: Hackster

Дистанционный выключатель света

Установка «умных» выключателей света требует определенных инвестиций, поскольку необходимо приобрести выключатели и установить, а также изменить проводку в доме. На помощь приходит 3D-печатная система дистанционного управления.

Эта система состоит из шестеренки и стойки, которые вместе нажимают на выключатель света. Она устанавливается рядом с традиционным выключателем и срабатывает от нажатия кнопки (с дистанционным управлением). Таким образом, вам не нужно производить постоянные модификации, и вы получаете удовольствие от «автоматического» освещения!

• Разработчик: alanmerritt
• Основные компоненты: Arduino Uno, серво, приемопередатчики RF24, кнопки, 3D-печатные детали.
• Сложность: Средняя
• Где найти: Instructables

Управление лампочками

В этом проекте ваши навыки работы в Интернете будут проверены на практике и использованы для управления лампочкой, но вы можете сделать что-то другое, чем RC-выключатель.

Аппаратные компоненты довольно просты: вам понадобится только Arduino Uno с Wi-Fi шилдом и еще несколько мелких деталей. А вот с программным обеспечением все гораздо интереснее: необходим пользовательский веб-интерфейс, и здесь можно проявить максимум креативности.

Хотя автор проекта выбрал довольно простой дизайн, вы можете настроить его так, как вам захочется! А если у вас есть сомнения, то один из авторов, повторивший этот проект, оставил в комментариях подробное описание своих действий.

• Разработчик: Homer
• Основные компоненты: Arduino Uno, Wi-Fi шилд, 4-контактная релейная плата, лампочка.
• Сложность: Средняя
• Где найти: Hackster

Настольный RGB-светильник

В этом проекте с помощью простых компонентов и базового программирования Arduino вы сделаете великолепно выглядящий светильник, который танцует под любые звуки и музыку. Модуль звукового детектора будет посылать аналоговый сигнал на Arduino, который, в свою очередь, будет воздействовать на RGB-светильники. Звук будет синхронизироваться со светом и «танцевать» под музыку.

Вы можете посмотреть видео, чтобы увидеть, как выглядит эта установка. Добавьте еще больше веселья на свой стол, когда играете, слушаете музыку или делаете еще что-нибудь, что издает звук.

• Разработчик: Haziq Azri
• Основные компоненты: Arduino Nano, модуль звукового детектора, источник питания 5 В, светодиодная адресная лента
• Сложность: Средняя
• Где найти: Hackster

Камера слежения

Безопасность имеет значение. При установке камер видеонаблюдения необходимо учитывать один из основных аспектов — не оставлять слепых зон в уязвимых местах. В данной системе таких зон просто не существует.

Камера остается в фиксированном положении до тех пор, пока не обнаружит какое-либо движение, а затем направляется в сторону движения. Движение обнаруживается отдельным от камеры датчиком, поэтому для первоначального обнаружения движения камеру не нужно направлять в сторону движения.

Это надежная система для ловли дураков! (Можно обнаружить котов, но они довольно милые нарушители).

• Кто разработал: Lindsay Fox
• Основные компоненты: Arduino Uno, PIR-датчик движения, серво MG996R, камера наблюдения.
• Сложность: Средняя
• Где найти: Hackster

RGB освещение интерьера

Создайте свою собственную RGB-подсветку с Bluetooth-управлением с помощью Arduino. Несмотря на то, что данная модель была создана для салона автомобиля, та же концепция может быть использована и в домашних условиях.

Автор утверждает, что данная разработка может быть использована с приложением Bluetooth RGB, которое можно бесплатно загрузить из магазина Google Play. С помощью транзистора можно включать и выключать подсветку, когда она не используется. Есть даже эффект плавного включения при открывании двери и затухания при ее закрывании!

• Разработчик: Ardumotive_com
• Основные компоненты: Arduino Uno, светодиоды WS2812 5050 RGB, модуль Bluetooth, резисторы, транзистор 2222A NPN
• Сложность: Средняя
• Где найти: Instructables

Контроллер полива

В то время как традиционные системы полива работают по заданному расписанию и таймерам, интеллектуальные контроллеры полива обнаруживают различные условия. Данный проект как раз занимается этим: Он обнаруживает динамические водные циклы, восход солнца и температуру.

Создатель отмечает, что в данной сборке был использован расширитель входов/выходов, который упрощает конструкцию по ряду параметров. Например, отпадает необходимость писать драйверы для датчиков, и программа становится более легкой. Кроме того, устраняются проблемы с длиной кабелей, и требуется один источник питания.

• Разработчик: Christian
• Основные компоненты: Arduino Nano, расширитель входов/выходов
• Сложность: Средняя
• Где найти: Hackster

Улучшение жизни

Следующие проекты призваны облегчить вашу жизнь дома, даже если они не связаны непосредственно со стенами, потолком или дверью.

Контроллер вентилятора

Допустим, у вас есть Raspberry Pi и вы не хотите, чтобы они перегревались. Что может быть лучше, чем использовать вентилятор и управлять им, чтобы он не был слишком громким?

Хотя автор этого проекта использовал Arduino Mini 05, снятую с производства, он утверждает, что подойдет любая плата Arduino.

Чтобы воплотить эту умную идею в жизнь, вентилятор, который вы добавили к своей установке, должен иметь вывод «плюс» (красный), вывод «минус» (черный) и вывод «скорость». В инструкции подробно описано, как их подключить, а также код, с которым нужно работать, включая, что вполне предсказуемо, управление вентилятором.

Это простой проект, который может многое значить, если ваш SBC работает слишком интенсивно и постоянно потеет. А если вы столкнулись с ошибкой при настройке, то один из разработчиков, повторивший этот проект, оставил комментарий, как решить эту проблему.

• Разработчик: Monstermotte
• Основные компоненты: Arduino (любой), вентилятор (с выводом ШИМ)
• Сложность: Начинающий
• Где найти: Hackster

Трекер по подтягиваниям

Вы любите заниматься спортом, но ленитесь ходить в тренажерный зал? Тогда это устройство будет вам интересно.

Этот проект был создан для решения двух проблем. Во-первых, это отслеживание количества повторений — вы же не хотите дойти до 19, запутаться и начать все сначала. Во-вторых, он гарантирует, что спортсмен подтянется до конца — никакого мошенничества! О том, что подтягивание завершено, можно узнать по звуковому сигналу.

Arduino можно подключить к источнику питания или к 9-вольтовой батарейке — в зависимости от того, что удобнее. Что касается дизайна, то можно сделать простую картонную конструкцию, как это сделал автор, а можно подойти к делу творчески. В оригинальном варианте создатель прорезал в картоне два отверстия — для датчика и для кнопки, и с помощью клея приклеил все это на планку.

• Разработчик: rhiaan23
• Основные компоненты: Arduino Uno, ультразвуковой датчик HC-SR04, зуммер.
• Сложность: Начинающий
• Где найти: Instructables

Система напоминания о лекарствах

В этом полезном проекте, подходящем для всех уровней пользователей Arduino, вы сделаете систему напоминания о лекарствах с сигналом тревоги и светом, указывающим, какая капсула подлежит употреблению. Система отлично подойдет для вас или близкого человека, которому приходится принимать несколько лекарств через разные промежутки времени в течение дня.

Благодаря обучающему ролику на YouTube и инструкциям проект идеально подходит для начинающих, чтобы освоить работу с Arduino. На ЖК-дисплее отображается время, полученное от модуля RTC, а с помощью кнопок вы сможете установить желаемое время напоминания. После настройки напоминание будет выдаваться в заданное время каждый день.

• Основные компоненты: Arduino Nano, ЖК-дисплей, модуль RTC DS3231, кнопки, светодиоды, печатная плата
• Сложность: Новичок
• Где найти: YouTube, JustDoElectronics

Бесконтактный диспенсер для конфет

Хотите ли вы сделать полезную для жизни вещь, которая поможет вашим детям получать конфеты, не мешая вам спать, или же вы хотите побаловать себя после многочисленных подтягиваний, следующий проект будет более чем полезен для вас.

Сделать этот интересный проект можно довольно просто. Разработка схемы может оказаться немного сложной, но не стоит беспокоиться. Учебное пособие содержит всю необходимую информацию. Создатель также представил модель схемы, смоделированную в Tinkercad, так что, убедившись, что она соответствует вашим пожеланиям, вы можете скопировать код.

Что касается самого корпуса, то можно либо обратиться в сервис печати, который все сделает за вас, либо напечатать его самостоятельно. Однако прежде чем приступить к последнему варианту, рассмотрите наиболее важные аспекты безопасной для пищевых продуктов 3D-печати и ознакомьтесь с лучшими безопасными для пищевых продуктов филаментами.

• Разработчик: c26ab1
• Основные компоненты: Arduino Uno, ультразвуковой датчик HC-SR04
• Сложность: Средняя
• Где найти: Instructables

Умная таблетница

На создание этого проекта создателя вдохновили личные соображения, связанные со здоровьем, а также проблемы пожилых людей в его жизни. Он обнаружил, что нередко пациенты, принимающие лекарства, либо забывают их принять, либо принимают неправильную дозировку. С этим устройством такая проблема отпадает.

Помимо встроенного дисплея, информирующего пользователя о необходимости приема таблеток, устройство оснащено встроенным динамиком и настраиваемыми светодиодными индикаторами, которые служат той же цели, а также возможностью запрашивать ту же информацию у Alexa. Smarty Pill также может разливать воду!

• Разработчик: Matthew Swenson
• Основные компоненты: Arduino Micro, Raspberry Pi 3B, модуль Bluetooth HC-05, серво SG90
• Сложность: Продвинутый
• Где найти: Hackster

Автоматическая кормушка для рыб

Эта автоматическая кормушка запрограммирована на кормление рыбок каждый час, что избавит вас от необходимости помнить об этом и спешить домой. Большинство кормушек просто встряхивают бутылку каждые пару часов, что хорошо для маленьких рыбок, но как быть с породами, которые требуют более тщательного ухода?

Эта кормушка может нормировать точное количество хлопьев или шариков, которые получат ваши рыбки, так что вы не рискуете перекормить их. (Для этого в кормушке используется сервомотор и специально разработанный дозатор, который разделяет корм и выдает его по одному за раз. Таким образом, вы можете настроить количество шариков, которые ваша рыбка получает в каждое кормление.

• Основные компоненты: Arduino Uno, шаговый двигатель, 3D-печатные детали
• Сложность: Среднее
• Где найти: Instructables

Автономная и RC газонокосилка

Теперь о доме за пределами дома: Сад. Хотя стрижка газона не является повседневной работой, она очень утомительна. Этот умный проект под названием Mowerino отныне будет заботиться о стрижке газона. Он оснащен ультразвуковыми датчиками для обнаружения столкновений, инклинометром для предотвращения опрокидывания и вольтметром для определения процента заряда батареи. Кроме того, у него есть экран, на который выводится информация о текущем состоянии машины.

Он может работать автономно, то есть вы можете просто выпустить его в сад и позволить ему делать свое дело. Или же он может работать с дистанционным управлением через телефон благодаря модулю Bluetooth.

Но большое предупреждение! Эта система косит траву острыми ножами, поэтому ее не стоит использовать в качестве игрушки или для детей, и убедитесь, что ваш питомец не попытается с ней бороться.

• Основные компоненты: Arduino Mega, плата драйвера двигателя, мотор-редукторы, ножи газонокосилки, 3D-печатные детали
• Сложность: Продвинутый
• Где найти: Arduino Project Hub, Hackster

Система мониторинга качества воды

Качественная вода — качественная жизнь. В этом проекте вы сделаете систему для мониторинга качества воды, измеряя такие параметры, как pH, температура, содержание растворенных твердых частиц (TDS) и другие. Эти параметры могут дать достаточно данных о качестве воды, что делает это приложение полезным на водоочистных станциях и для мониторинга природных водоемов.

Помимо настройки аппаратного и программного обеспечения, подробное руководство включает в себя шаги по калибровке, советы по защите от воды, получение данных и многое другое!

Поскольку это трудоемкий проект и в нем может возникнуть множество компонентов и проблем, таких как технические трудности или программные ошибки, создатели проекта дают несколько советов по устранению неполадок.

• Основные компоненты: Arduino Uno, модуль чтения SD-карт, карта MicroSD, водонепроницаемый корпус (или 3D-печать), водонепроницаемый датчик температуры, аналоговый датчик мутности, аналоговый датчик TDS
• Сложность: Продвинутый
• Где найти: Instructables