Arduino je flexibilná a obľúbená embedded platforma, ktorú je možné efektívne využiť na stavbu vlastného izbového termostatu. Tento projekt predstavuje riešenie, ktoré je prístupné z miestnej (LAN) siete a je vybavené webovým rozhraním slúžiacim na konfiguráciu všetkých parametrov zariadenia.
Hardvérová špecifikácia
Základom projektu je spoľahlivá kombinácia mikrokontroléra a komunikačných modulov. Pre úspešnú realizáciu budete potrebovať nasledovné komponenty:
- Mikrokontrolér: Arduino Uno alebo Mega 2560.
- Sieťová konektivita: Ethernet shield Wiznet W5100 alebo modul W5200-W5500.
- Senzor teploty: Digitálny senzor DS18B20 pracujúci na zbernici OneWire.
- Spínací prvok: Relé modul SRD-5VDC-SL-C na spínanie kotla.
Spínanie záťaže a výkonové možnosti
Použité elektromagnetické relé SRD-5VDC-SL-C umožňuje spínanie striedavého prúdu až do 10A pri 230V (výkon 2300W). V prípade jednosmerných (DC) obvodov je maximálna záťaž 300W (10A pri 30V DC). Alternatívne možno využiť SSR relé OMRON G3MB-202P, ktoré je vhodné pre neindukčnú záťaž v striedavých obvodoch s maximálnym výkonom 460W (2A).
Webové rozhranie a softvérová architektúra
Webserver beží priamo na Arduine na porte 80 (HTTP) a umožňuje zobrazenie informácií i konfiguráciu systému. Rozhranie je plne responzívne, vďaka čomu sa prispôsobí ako širokouhlým monitorom, tak mobilným zariadeniam. Dizajn využíva CSS štýly frameworku Bootstrap, ktoré sa načítavajú z externého CDN servera, čím sa minimalizuje záťaž obmedzenej pamäte Arduina.
| Funkcia | Rozsah / Možnosti |
|---|---|
| Sledovanie teploty | Real-time dáta zo senzora DS18B20 |
| Cieľová teplota | 5 až 50 °C (krok 0,25 °C) |
| Hysteréza | 0 až 10 °C (krok 0,25 °C) |
Optimalizácia pamäte a EEPROM
Nakoľko Arduino Uno disponuje obmedzenou RAM pamäťou, statické časti HTML kódu sú uložené priamo vo flash pamäti pomocou makra F(). Nastavené hodnoty termostatu (referenčná teplota a hysteréza) sa ukladajú do EEPROM pamäte, ktorá zaručuje ich zachovanie aj po výpadku napájania. Limit prepisov EEPROM je 100 000 cyklov.
Inštalácia a nahratie firmvéru
Pre nahrávanie kódu do Arduina existujú dve hlavné cesty:
- AVRDUDE: Nástroj integrovaný v Arduino IDE, vhodný pre pokročilejších používateľov vyžadujúcich prácu cez konzolu.
- XLoader: Jednoduché grafické riešenie typu „plug & play“, ktoré umožňuje nahrať .hex súbor bez nutnosti inštalácie zložitého vývojového prostredia.
Projekt podporuje rôzne konfigurácie IP adries (statická alebo dynamická cez DHCP) a rôzne verzie Ethernet shieldov. Po úspešnom nahratí kódu je termostat okamžite pripravený na prevádzku v interiéri (zariadenie je určené pre teploty nad 0 °C).
tags: #programovatelny #termostat #s #arduinom