เทคโนโลยีเครือข่ายระบบอัตโนมัติภายในบ้านได้รับการพัฒนาในช่วงทศวรรษที่ 90 และโปรโตคอลการสื่อสารที่ใช้ในเวลานั้นคือ X10 . ตั้งแต่นั้นมาแนวคิดของระบบอัตโนมัติได้รับความนิยมและมีการคิดค้นโปรโตคอลล่าสุดที่รับผิดชอบในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การรักษาแนวคิดของระบบอัตโนมัติในมุมมองฉันคิดว่าทำไมไม่ควบคุมเครื่องใช้ภายในบ้านทั้งหมดโดยใช้ซอฟต์แวร์ที่มีชื่อเสียงที่สุดที่เรียกว่า MATLAB ในโครงการนี้เราจะออกแบบระบบ Automation จากนั้นควบคุมโดยให้คำสั่ง Serial ซอฟต์แวร์ที่จะใช้สั่งงานระบบนี้มีชื่อว่า MATLAB และหลังจากเสร็จสิ้นโครงการนี้เราจะสามารถควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าของเราได้เพียงแค่นั่งบนโซฟาหรือนอนบนเตียง
ระบบอัตโนมัติ
วิธีทำให้เครื่องใช้ภายในบ้านของคุณเป็นอัตโนมัติโดยใช้ MATLAB GUI?
ตอนนี้เรามาดูการรวบรวมส่วนประกอบประกอบเข้าด้วยกันเพื่อสร้างวงจรสร้าง MATLAB Graphical User Interface (GUI) และเขียนโค้ดใน MATLAB เพื่อทำให้เครื่องใช้ในบ้านของคุณเป็นแบบอัตโนมัติ
ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบที่ต้องการ (ฮาร์ดแวร์)
ควรทราบรายละเอียดเกี่ยวกับส่วนประกอบโดยละเอียดก่อนเริ่มโครงการเพื่อหลีกเลี่ยงความไม่สะดวกใด ๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างโครงการ ด้านล่างนี้คือรายการส่วนประกอบที่เราจะใช้:
- รีเลย์ช่องสัญญาณ 12V 4 ช่อง
- MAX232 ไอซี
- RS232 เป็น TTL Serial Port Converter Module
- หลอดไฟ AC 12V
- สายจัมเปอร์สำหรับ Arduino
- USB เป็น RS232 Serial DB9 อะแดปเตอร์สายเคเบิลตัวผู้
- เขียงหั่นขนม
ที่นี่เรากำลังใช้โมดูลรีเลย์ 8 ตัวเพราะเราจะควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้า 8 เครื่องเท่านั้น หากคุณต้องการทำให้เครื่องใช้ไฟฟ้าจำนวนมากเป็นแบบอัตโนมัติคุณสามารถใช้โมดูลรีเลย์อื่นได้ มีโมดูลรีเลย์มากมายในตลาดเช่นเดี่ยว, รีเลย์ 8 ตัว, รีเลย์ 12 ตัวเป็นต้น
ขั้นตอนที่ 2: ส่วนประกอบที่จำเป็น (ซอฟต์แวร์)
หลังจากจัดเรียงส่วนประกอบฮาร์ดแวร์แล้วเราจะมองหาซอฟต์แวร์ที่จะใช้ในโครงการ เราจะติดตั้ง MATLAB เวอร์ชันล่าสุดบนแล็ปท็อปหรือพีซีที่เราใช้งานอยู่ MATLAB 2019 เป็นซอฟต์แวร์ล่าสุดดังนั้นจึงดีกว่าในการดาวน์โหลด MATLAB 2019 ลิงก์ไปยังเว็บไซต์อย่างเป็นทางการของ Mathworks มีอยู่ด้านล่างสำหรับการดาวน์โหลดซอฟต์แวร์ แพคเกจการสนับสนุนฮาร์ดแวร์มีให้ใน MATLAB 2019 สำหรับ 32 บิต Windows 64 บิตและ Linux 64 บิต
- Proteus 8 Professional (สามารถดาวน์โหลดได้จาก ที่นี่ )
- MATLAB 2019 (สามารถดาวน์โหลดได้จาก ที่นี่ )
หลังจากดาวน์โหลด Proteus 8 Professional แล้วให้ออกแบบวงจรบนนั้น ฉันได้รวมการจำลองซอฟต์แวร์ไว้ที่นี่เพื่อให้ผู้เริ่มต้นออกแบบวงจรและทำการเชื่อมต่อกับฮาร์ดแวร์ได้อย่างเหมาะสม
ขั้นตอนที่ 3: ศึกษาส่วนประกอบ
ตอนนี้เราได้ทำรายการส่วนประกอบทั้งหมดที่เราจะใช้ในโครงการนี้ ให้เราก้าวไปอีกขั้นและศึกษาคร่าวๆเกี่ยวกับส่วนประกอบฮาร์ดแวร์หลักทั้งหมด
Arduino UNO: Arduino UNO เป็นบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งประกอบด้วยไมโครชิป ATMega 328P และพัฒนาโดย Arduino.cc บอร์ดนี้มีชุดพินข้อมูลดิจิตอลและอนาล็อกที่สามารถเชื่อมต่อกับบอร์ดหรือวงจรส่วนขยายอื่น ๆ บอร์ดนี้มีพินดิจิตอล 14 พินอนาล็อก 6 พินและสามารถตั้งโปรแกรมได้ด้วย Arduino IDE (Integrated Development Environment) ผ่านสาย USB ประเภท B ต้องใช้พลังงาน 5V บน และก รหัส C เพื่อดำเนินการ
Arduino UNO
โมดูลรีเลย์ 12V: โมดูลรีเลย์เป็นอุปกรณ์สวิตชิ่ง รับสัญญาณและเปลี่ยนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าตามสัญญาณอินพุต ทำงานในสองโหมด ปกติเปิด (ไม่) และ ปกติปิด (NC) ในโหมดเปิดตามปกติวงจรจะเสียในตอนแรกเมื่อสัญญาณอินพุตที่จะถ่ายทอดเป็น LOW ในโหมดปิดปกติวงจรจะสมบูรณ์ในตอนแรกเมื่อสัญญาณอินพุตอยู่ในระดับต่ำ
โมดูลรีเลย์ 12V
RS232 เป็น TTL Serial Port Converter Module: โมดูลนี้ใช้สำหรับการสื่อสารแบบอนุกรม บอร์ด Arduino UNO ของเรามีพอร์ตสื่อสารแบบอนุกรมหนึ่งพอร์ตชื่อ UART หรือ USART บอร์ด Arduino มีสองพินที่รับผิดชอบการสื่อสารแบบอนุกรม TX และ RX (พิน 0 และพิน 1) หมุดทั้งสองนี้มีอยู่ในโมดูล RS232 ด้วย โมดูลนี้ใช้พลังงานจาก 5V ของ Arduino และแปลง 5V เป็น 12V สำหรับใช้งานเครื่องใช้ต่างๆที่ทำงานบน 12V เราใช้โมดูลนี้เนื่องจากเครื่องใช้ไฟฟ้าไม่ทำงานด้วย 5V
บอร์ด RS232
ขั้นตอนที่ 4: ทำความเข้าใจหลักการทำงาน
หลังจากเสร็จสิ้นโครงการนี้เราจะสามารถควบคุมอุปกรณ์จากระยะไกลได้โดยให้คำสั่งเป็นลำดับ บอร์ด Arduino ใช้สำหรับการสื่อสารแบบอนุกรมกับ RS232 อุปกรณ์เชื่อมต่อกับโมดูลรีเลย์และ RS232 เชื่อมต่อกับพิน TX และ RX ของ Arduino และเมื่อกดปุ่มบน MATLAB คำสั่งอนุกรมจะถูกสร้างขึ้นและส่งไปยังพอร์ตอนุกรมของ RS232 ซึ่งจะเปลี่ยนกลับ เปิดหรือปิดเครื่อง ประการแรก MATLAB เชื่อมต่อกับบอร์ด Arduino จากนั้นวงจรจะถูกนำไปใช้กับฮาร์ดแวร์ หากใครมีปัญหาเกี่ยวกับการเชื่อมต่อ MATLAB กับ Arduino สามารถอ้างถึงบทความของฉันที่ชื่อ จะเชื่อมต่อ ARDUINO กับ MATLAB ได้อย่างไร? จากนั้นเขา / เธอจะสามารถนำโครงการนี้ไปใช้กับฮาร์ดแวร์ได้ หลังจากเสร็จสิ้นโครงการนี้แล้วให้ติดตั้งในสถานที่ที่เหมาะสมตำแหน่งที่ต้องการจะอยู่ใกล้กับซ็อกเก็ตที่วางสายไฟของเครื่องใช้ไฟฟ้าเพื่อให้สามารถติดตั้งโมดูลรีเลย์ได้อย่างง่ายดายที่นั่น
ขั้นตอนที่ 5: แผนภาพวงจร
แผนภาพวงจรโปรตีอุสของโครงการจะมีลักษณะดังนี้ เชื่อมต่อส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ตามวงจรนี้ในภายหลัง
แผนภูมิวงจรรวม
ขั้นตอนที่ 6: เริ่มต้นใช้งาน MATLAB
หลังจากออกแบบวงจรบน Proteus Open MATLAB แล้วพิมพ์“ คู่มือ ” บนหน้าต่างคำสั่ง กล่องโต้ตอบจะเปิดขึ้นและจากกล่องนั้นให้เลือก Blank GUI จานสีส่วนประกอบจะปรากฏทางด้านซ้ายและจะแสดงรายการส่วนประกอบที่คุณต้องการวางไว้ใน GUI ของคุณ
จานสีส่วนประกอบ
เลือกปุ่มกดและวางปุ่มกด 16 ปุ่มบนแผงควบคุม ขั้นแรกให้วางปุ่ม ON จากนั้นวางปุ่มปิดขนานกัน คุณสามารถแก้ไขสีและชื่อของปุ่มได้โดยดับเบิลคลิกที่ปุ่มกด หลังจากคลิกปุ่มกดหน้าต่างตัวตรวจสอบจะเปิดขึ้นและสามารถแก้ไขคุณสมบัติบางอย่างของปุ่มได้ที่นั่น สำหรับการเปลี่ยนชื่อปุ่มให้มองหา สตริง ตัวเลือกเขียนในนั้น
การเปลี่ยนชื่อปุ่ม
หลังจากเปลี่ยนชื่อปุ่มเปลี่ยนสีพื้นหลัง ( บันทึก: ขั้นตอนนี้เป็นทางเลือกและคุณสามารถข้ามไปได้หากไม่ต้องการเปลี่ยนสีพื้นหลัง)
การเปลี่ยนสีพื้นหลัง
วาง 16 ปุ่มและทำการเปลี่ยนแปลงข้างต้นในหน้าต่างตัวตรวจสอบ สำหรับการตั้งชื่อรีเลย์ ข้อความคงที่ ใช้ตัวเลือกที่อยู่ในแถบด้านซ้าย รูปลักษณ์สุดท้ายของ GUI ของฉันแสดงไว้ด้านล่าง:
GUI ขั้นสุดท้าย
หลังจากทำ GUI เปิดรหัส GUI ที่สร้างขึ้นที่แบ็กเอนด์และทำการเปลี่ยนแปลงบางอย่างในโค้ดที่ระบุไว้ภายใต้
ขั้นตอนที่ 7: MATLAB Code of GUI:
ฟังก์ชัน varargout = รหัสสุดท้าย (varargin)% FINAL MATLAB สำหรับ final.fig% FINAL สร้าง FINAL ใหม่หรือเพิ่ม% singleton * ที่มีอยู่ %% H = FINAL ส่งคืนหมายเลขอ้างอิงไปยัง FINAL ใหม่หรือหมายเลขอ้างอิงเป็น% ของ singleton ที่มีอยู่ * %% สุดท้าย ('โทรกลับ
