Die Heimautomation-Netzwerktechnologie wurde in den späten 90er Jahren entwickelt und das damals verwendete Kommunikationsprotokoll war X10 . Seitdem gewinnt das Konzept der Automatisierung an Popularität und es wurden die neuesten Protokolle erfunden, die für die Kommunikation zwischen elektronischen Geräten verantwortlich sind. Um das Konzept der Automatisierung im Auge zu behalten, überlegte ich, warum ich nicht alle Haushaltsgeräte mit der bekanntesten Software namens MATLAB steuern sollte. In diesem Projekt werden wir ein Automatisierungssystem entwerfen und es dann steuern, indem wir einen seriellen Befehl erteilen. Die Software, mit der dieses System betrieben wird, heißt MATLAB. Nach Abschluss dieses Projekts können wir unsere Elektrogeräte steuern, indem wir einfach auf der Couch sitzen oder auf dem Bett liegen.
Automatisierungssystem
Wie automatisieren Sie Ihre Haushaltsgeräte mithilfe der MATLAB-Benutzeroberfläche?
Lassen Sie uns nun die Komponenten zusammenfassen, zu einer Schaltung zusammenfügen, eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) für MATLAB erstellen und den Code in MATLAB schreiben, um Ihre Haushaltsgeräte zu automatisieren.
Schritt 1: Erforderliche Komponenten (Hardware)
Es ist immer besser, die Komponenten vor dem Start des Projekts im Detail zu kennen, um Unannehmlichkeiten in der Mitte des Projekts zu vermeiden. Unten finden Sie eine Liste der Komponenten, die wir verwenden werden:
- 12V 4-Kanal-Relais
- MAX232 IC
- RS232 zu TTL Serial Port Converter Modul
- 12V AC Glühlampe
- Überbrückungsdrähte für Arduino
- USB-zu-RS232-serieller DB9-Stecker-Kabeladapter
- Steckbrett
Hier verwenden wir ein 8-Relais-Modul, da wir nur acht Geräte steuern. Wenn Sie eine Reihe von Geräten automatisieren möchten, die Sie haben, können Sie ein anderes Relaismodul verwenden. Es gibt viele Relaismodule auf dem Markt, zum Beispiel Einzel-, 8-Relais-, 12-Relais- usw.
Schritt 2: Erforderliche Komponenten (Software)
Nach dem Anordnen der Hardwarekomponenten suchen wir nach der Software, die im Projekt verwendet wird. Wir werden die neueste Version von MATLAB auf unserem Laptop oder PC installieren, an dem wir arbeiten. Das MATLAB 2019 ist die neueste Software, daher ist es besser, MATLAB 2019 herunterzuladen. Der Link zur offiziellen Website von Mathworks steht unten zum Herunterladen der Software zur Verfügung. Die Hardware-Support-Pakete sind in MATLAB 2019 für 32-Bit-, 64-Bit-Windows- und 64-Bit-Linux verfügbar.
- Proteus 8 Professional (Kann von heruntergeladen werden Hier )
- MATLAB 2019 (Kann von heruntergeladen werden Hier )
Entwerfen Sie nach dem Herunterladen des Proteus 8 Professional die Schaltung darauf. Ich habe hier Software-Simulationen eingefügt, damit Anfänger die Schaltung bequem entwerfen und entsprechende Verbindungen auf der Hardware herstellen können.
Schritt 3: Studieren der Komponenten
Jetzt haben wir eine Liste aller Komponenten erstellt, die wir in diesem Projekt verwenden werden. Lassen Sie uns noch einen Schritt weiter gehen und eine kurze Untersuchung aller wichtigen Hardwarekomponenten durchführen.
Arduino UNO: Das Arduino UNO ist eine Mikrocontroller-Karte, die aus einem Mikrochip ATMega 328P besteht und von Arduino.cc entwickelt wurde. Diese Karte verfügt über einen Satz digitaler und analoger Datenpins, die mit anderen Erweiterungskarten oder -schaltungen verbunden werden können. Diese Karte verfügt über 14 digitale Pins, 6 analoge Pins und kann über ein USB-Kabel vom Typ B mit der Arduino IDE (Integrated Development Environment) programmiert werden. Für die Stromversorgung sind 5 V erforderlich AUF und ein C-Code zu bedienen.
Arduino UNO
12V Relaismodul: Ein Relaismodul ist ein Schaltgerät. Es empfängt ein Signal und schaltet jedes elektronische Gerät oder Gerät entsprechend dem Eingangssignal. Es funktioniert in zwei Modi: Normalerweise geöffnet (NEIN) und Normalerweise geschlossen (NC). Im normalerweise offenen Modus wird der Stromkreis zunächst unterbrochen, wenn das Eingangssignal zum Relais LOW ist. Im normal geschlossenen Modus ist die Schaltung zunächst abgeschlossen, wenn das Eingangssignal LOW ist.
12V Relaismodul
RS232 zu TTL Serial Port Converter Modul: Dieses Modul wird für die serielle Kommunikation verwendet. Unsere Arduino UNO-Karte verfügt über einen seriellen Kommunikationsanschluss mit der Bezeichnung UART oder USART. Auf der Arduino-Karte befinden sich zwei Pins, die für die serielle Kommunikation TX und RX verantwortlich sind (Pin 0 und Pin 1). Diese beiden Pins sind auch am RS232-Modul vorhanden. Dieses Modul wird mit 5 V Arduino betrieben und wandelt 5 V in 12 V um, um verschiedene Geräte zu betreiben, die mit 12 V betrieben werden. Wir verwenden dieses Modul, da elektronische Geräte nicht mit 5 V betrieben werden.
RS232-Karte
Schritt 4: Das Arbeitsprinzip verstehen
Nach Abschluss dieses Projekts können wir Appliances fernsteuern, indem wir den Befehl seriell erteilen. Die Arduino-Karte wird für die serielle Kommunikation mit dem RS232 verwendet. Geräte werden an das Relaismodul angeschlossen und der RS232 wird an die TX- und RX-Pins des Arduino angeschlossen. Wenn ein Druckknopf auf MATLAB gedrückt wird, wird ein serieller Befehl generiert und an die serielle Schnittstelle von RS232 gesendet, die sich wiederum dreht Gerät ein- oder ausschalten. Zuerst wird MATLAB mit der Arduino-Karte verbunden und dann wird die Schaltung auf der Hardware implementiert. Wenn jemand ein Problem mit der Schnittstelle von MATLAB mit Arduino hat, kann er sich auf meinen Artikel mit dem Namen beziehen WIE SCHREIBE ARDUINO MIT MATLAB? und dann kann er / sie dieses Projekt auf Hardware implementieren. Nachdem Sie dieses Projekt abgeschlossen haben, installieren Sie es an einem geeigneten Ort. Der bevorzugte Ort befindet sich in der Nähe der Steckdose, an der die Verkabelung der Geräte angebracht ist, damit das Relaismodul dort problemlos installiert werden kann.
Schritt 5: Schaltplan
Das Proteus-Schaltbild des Projekts sieht folgendermaßen aus. Schließen Sie die Hardwarekomponenten später gemäß dieser Schaltung an.
Schaltplan
Schritt 6: Erste Schritte mit MATLAB
Nachdem Sie die Schaltung auf Proteus entworfen haben, öffnen Sie MATLAB und geben Sie „ leiten ”Im Befehlsfenster. Ein Dialogfeld wird geöffnet und in diesem Feld wählen Sie Leere GUI. Links wird eine Komponentenpalette angezeigt, in der die Komponenten aufgelistet sind, die Sie in Ihrer GUI platzieren möchten.
Komponentenpalette
Wählen Sie den Druckknopf und platzieren Sie 16 Druckknöpfe auf dem Bedienfeld. Platzieren Sie zuerst die EIN-Taste und dann die AUS-Taste parallel dazu. Die Farben und Namen der Schaltflächen können durch Doppelklicken auf die Drucktasten geändert werden. Nach dem Klicken auf die Drucktasten wird das Inspektorfenster geöffnet und einige Eigenschaften der Schaltfläche können dort geändert werden. Um den Namen der Schaltfläche zu ändern, suchen Sie nach Zeichenfolge Option darauf schreiben.
Ändern des Schaltflächennamens
Ändern Sie nach dem Ändern des Schaltflächennamens die Hintergrundfarbe. (( Hinweis: Dieser Schritt ist optional und kann übersprungen werden, wenn Sie die Hintergrundfarbe nicht ändern möchten.)
Ändern der Hintergrundfarbe
Platzieren Sie 16 Drucktasten und nehmen Sie die obigen Änderungen im Inspektorfenster vor. Zur Benennung der Relais die statischer Text Die Option in der linken Leiste wird verwendet. Das endgültige Aussehen meiner GUI ist unten dargestellt:
Letzte GUI
Nachdem Sie die GUI erstellt haben, öffnen Sie den GUI-Code, der im Backend erstellt wurde, und nehmen Sie einige Änderungen am Code vor, die unter angegeben sind.
Schritt 7: MATLAB-Code der GUI:
Funktion varargout = final (varargin)% FINAL MATLAB-Code für final.fig% FINAL erstellt selbst ein neues FINAL oder löst den vorhandenen% singleton * aus. %% H = FINAL gibt das Handle an ein neues FINAL oder das Handle an% den vorhandenen Singleton * zurück. %% FINAL ('CALLBACK
