Smart Home: Temperaturmessung/-reglung & Raumfeuchtigkeitsmessung

Aus HSHL Mechatronik
Version vom 28. Dezember 2022, 11:43 Uhr von Johann Kismann (Diskussion | Beiträge) (Anpassung der Einleitung)
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Autoren: Johann Kismann & Dominik Koenig

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Einleitung

Abb. 1: Beispiel eines LED-Cube's
Abb. 2: Schema einer digitalen Temperaturanzeige

Dieser Artikel beschreibt die Realisierung eines Smart Home's (siehe Abb. 1), welches mit einem Temperatursensor und einem Luftfeuchtigkeitssensor ausgestattet werden soll. Als Grundgerüst soll hierbei ein simuliertes "Haus" dienen, welches aus Plexiglas hergestellt werden soll. Dabei soll die Soll-Temperatur im Vorfeld definiert und mit der aktuell vorliegenden Temperatur anhand des Sensors abgeglichen werden. Damit die Soll-Größe erreicht wird, sollen zwei Peltier-Elemente verwendet werden, wovon das eine zum Erwärmen und das andere zum Abkühlen genutzt werden soll. Des Weiteren dient der Luftfeuchtigkeitssensor zur Messung der sich im Haus befindenden Luftfeuchtigkeit.

Sowohl die Soll-, als auch die gemessene Temperatur und die Raumfeuchtigkeit sollen anschließend auf einem LCD-1602-Display zur Visualisierung ausgegeben werden.

Anforderungen

Tabelle 1: Anforderungen des LED-Cube's
ID Inhalt Ersteller Datum Geprüft von Datum
1 Auswahl geeigneter Sensorik Johann Kismann & Dominik Koenig 04.10.2022
2 Gezielte Ansteuerung der LEDs Johann Kismann & Dominik Koenig 04.10.2022
3 Schnittstelle zwischen Temperatursensor und Arduino erstellen Johann Kismann & Dominik Koenig 04.10.2022
4 Regelkreis zur Abfrage der Umgebungstemperatur realisieren:
  1. Geeigneten Regler definieren
  2. Messeinrichtung auswählen/einbinden (Temperatursensor)
  3. Passende Regelstrecke realisieren (digitale Anzeige)
Johann Kismann & Dominik Koenig 04.10.2022
5 Schnittstelle zwischen Infrarot-Empfänger und Arduino erstellen Johann Kismann & Dominik Koenig 04.10.2022
6 Ansteuerung mit der Fernbedienung Johann Kismann & Dominik Koenig 04.10.2022
7 Zahlenmuster definieren Johann Kismann & Dominik Koenig 04.10.2022
8 Beleuchtungsmuster einbinden
  1. Steuerung definieren
  2. Verschiedene Muster einbinden
Johann Kismann & Dominik Koenig 04.10.2022
9 Einbettung in die Arduino IDE Johann Kismann & Dominik Koenig 04.10.2022

Funktionaler Systementwurf / Technischer Systementwurf

Anhand des Systementwurfes (siehe Abb. 3) lässt sich erkennen, dass die Eingangsgröße das Infrarot-Signal ist. Dieses wird durch den Empfänger aufgenommen und an den Arduino weitergeleitet und verarbeitet. Unterschieden wird dabei zwischen zwei Modi: Der Modus "Umgebungstemperatur" oder der Modus "Beleuchtungsmusters". Diese Auswahl entscheidet die Ausgabe- bzw. Beleuchtungsart des LED-Würfels.

Abb. 3: Schematischer System-Ablaufplan