Smart Home

Autoren: Busskamp, Lars und Jopp, Danny
Betreuer: Prof. Schneider

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Einleitung

Smart Home soll ein System eines reaktiven Zuhauses darstellen. Dabei werden, abhängig von Temperatur oder Lichteinstrahlung, Aktionen wie "Heizung an/aus", "Lüfter an/aus" oder "Licht an/aus" realisiert. Das System soll durch Sensoren die äußeren Rahmenbedingungen erfassen und dementsprechend agieren. Visualisiert werden die Aktionen durch eine Ausgabe auf einem Display.

Anforderungen

Das Smart Home benötigt verschiedene Sensoren, um äußere Einflüsse wahrzunehmen:

• Lichtsensor: mit dem Lichtsensor soll die Helligkeit gemessen werden, um ein Licht aufleuchten zu lassen oder dieses auszuschalten.

• Temperatursensor: der Temperatursensor soll die Temperatur messen, um eine Heizung an- oder auszuschalten.

• Luftfeuchtigkeitssensor: der Luftfeuchtigkeitssensor soll die Luftfeuchtigkeit messen, um ein Lüfter an- oder auszuschalten.

Das Display gibt die SOLL-IST werte aus.

Die Parameter sollen mit einem Drehtaster definiert werden können (SOLL-Wert).

Um eine Aktion des Systems zu veranschaulichen, sollen die oben genannten Aktionen durch verschiedene LED's und einen Lüfter veranschaulicht werden.

Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf

Abb. 1: Systementwurf

Abb. 2: Programmablaufplan

Komponentenspezifikation

Anzahl	Name	Link	Anmerkung	Vorhanden
1	HSHL-Starterbaukasten von Funduino	Link	nur einzelne Teile des Kastens verwendet	Ja
1		[www.link.de Link]		Ja
1		[www.link.de Link]		Ja
1		[www.link.de Link]		Ja
4		[www.link.de Link]		Ja
1		[www.link.de Link]		Ja
1		[www.link.de Link]		Ja
2		[www.link.de Link]		Ja
2		[www.link.de Link]		Ja

Umsetzung (HW/SW)

Im Folgenden Abschnitt wird die Umsetzung des Projektes beschrieben. Dafür wird die Hardware und die Software betrachtet.

Hardware

Die genutzte Hardware ist inklusive Stückliste in der Komponentenspezifikation einzusehen. Die einzelnen Bauteile sind mit Kabeln auf einem Breadboard miteinander verbunden und Teilweise verlötet.

Skizze der Verkabelung

BILD BILD BILD BILD BILD

Anleitung zum Anschließen der einzelnen Komponenten

Sensor XY mit XY verbunden usw.

Software

"Smart Home" wurde mit Hilfe der Software Arduino IDE realisiert. Dazu wurde zunächst die folgenden Bibliotheken eingebunden: 1. 2. 3.

Eine Anleitung wie man Bibliotheken in der Arduino IDE einbindet findet man hier Link.

Der Quellcode befindet sich im SVN (Link einfügen) Zusätzlich wird der Quellcode hier erläutert.

Header

 /*
 Datei:  Smart_Home.ino
 Autor:  Lars Bußkamp, Lars.busskamp@stud.hshl.de 1150441
         Danny Jopp,   Danny.Jopp@stud.hshl.de 1234567
 Erstellung: 06.01.2021      
Letzte Änderung:11.02.2021
Implementation:   Arduino
Funktion: "Smart-Home" soll durch verschiedene Sensoren verschiedene Dinge in einem "Haus" anschalten.
           Es wird eine LED abhängig von der Helligkeit angesteuert und eine Heizung abhängig von der Temperatur.
           Außerdem wird die Luftfeuchtigkeit gemessen. 
Hardware:
           Mikrocontroller:Arduino UNO
           Sensoren:  DHT11, Fotowiderstand 1K Ohm
           sonstige Bauteile: Peltier-Element, LEDs, Mosfet, Widerstände, Kabel
 */

Bibliotheken

Einbinden der Bibliotheken

 #include <OneButton.h>
 #include <Wire.h> 
 #include <LiquidCrystal_I2C.h>
 #include <DHT.h>

Pins

Festlegen von Anschlusspins und Sensortyp

 #define DHTPIN 2 //Anschlusspin des Sensors   
 #define DHTTYPE DHT11    // Typ des Sensor
 DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); //Der Sensor wird ab jetzt mit „dht“ angesprochen
 const int  tasterPin = 12; //Anschlusspin des Tasters

Variablen

Definieren der Variablen

 int tasterZahl = 0;
 int zaehler = 0;
 int limit = 3;
 float sollTemp = 0;
 int istLicht = 0;
 int led = 9;
 int rot = 8;
 int peltier = 3;

 int eingang= A1; //„eingang“ steht jetzt für den Analogpin 0
 //int LED = 10; //Das Wort „LED“ steht jetzt für den Wert 10
 int sensorWert = 0;

Display

Display initialisieren

 LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

Setup

Setups des Programms, indem der DHT11 Sensor gestartet wird, die verschiedenen Input und Output Pins festgelegt werden und das Display sowie die Hintergrundbeleuchtung werden gestartet.

 void setup()
 {
    Serial.begin(9600);
    dht.begin(); //DHT11 Sensor starten
 //definieren der Pins als Ausgang oder Eingang
    pinMode(tasterPin, INPUT);
    pinMode(peltier, OUTPUT);  
    pinMode(led, OUTPUT);
    pinMode(rot, OUTPUT);
 // Display starten 
    lcd.begin();
 // Display Hintergrundbeleuchtung starten
    lcd.backlight();
 }

Literatur

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