- วัสดุที่จำเป็นสำหรับโครงการเครื่องใช้ในบ้านที่ควบคุมด้วย RF:
- โมดูลตัวส่งและตัวรับ RF 433MHz:
- ต้องการตัวเข้ารหัสและตัวถอดรหัส:
- โมดูลรีเลย์ 5V:
- แผนภาพวงจรและคำอธิบาย:
- การทำงานของเครื่องใช้ในบ้านที่ควบคุมด้วย RF:
ระบบอัตโนมัติในบ้านเป็นหัวข้อที่น่าสนใจสำหรับการเรียนรู้หรือการทำงาน การควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้า AC แบบไร้สายนั้นยอดเยี่ยมมาก มีหลายวิธีในการทำเช่นนี้และจินตนาการก็มีขีด จำกัด ในโครงการนี้เราจะเรียนรู้ที่ง่ายที่สุดและง่ายต่อการสร้างโครงการ Wireless Home Automationในการที่เราสามารถสลับโหลด AC โดยใช้เครื่องส่งสัญญาณและตัวรับสัญญาณโมดูล 433 MHz คลื่นความถี่วิทยุ โครงการนี้ไม่เกี่ยวข้องกับไมโครคอนโทรลเลอร์ใด ๆ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีการเขียนโปรแกรมและสามารถพัฒนาบนเขียงหั่นขนมได้ ฟังดูง่าย !! ให้เราสร้างมันขึ้นมา
ก่อนหน้านี้เราได้กล่าวถึงHome Automationsหลายประเภท โดยใช้เทคโนโลยีและไมโครคอนโทรลเลอร์ที่แตกต่างกันเช่น:
- ระบบอัตโนมัติภายในบ้านที่ใช้ DTMF
- ระบบอัตโนมัติในบ้านที่ใช้ GSM โดยใช้ Arduino
- พีซีควบคุมระบบอัตโนมัติในบ้านโดยใช้ Arduino
- ระบบอัตโนมัติภายในบ้านที่ควบคุมด้วยบลูทู ธ โดยใช้ 8051
- IR Remote Controlled Home Automation โดยใช้ Arduino
- โครงการบ้านอัตโนมัติโดยใช้ MATLAB และ Arduino
- ไฟ LED ควบคุมระยะไกล RF โดยใช้ Raspberry Pi
- สมาร์ทโฟนควบคุมระบบอัตโนมัติภายในบ้านโดยใช้ Arduino
- ระบบอัตโนมัติภายในบ้านที่ควบคุมด้วยเสียงโดยใช้ ESP8266 และ Android App
วัสดุที่จำเป็นสำหรับโครงการเครื่องใช้ในบ้านที่ควบคุมด้วย RF:
- เครื่องส่งและตัวรับ RF 433 MHz
- HT12D IC ถอดรหัส
- HT12E ไอซีตัวเข้ารหัส
- โมดูลรีเลย์ 5V (2Nos)
- กดสวิตช์ Push Off (2 Nos)
- 1M ohm, 47K ohm Resistor
- 7805 ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า
- แบตเตอรี่ 9V (2Nos)
- บอร์ดขนมปัง (2Nos)
- สายเชื่อมต่อ
โมดูลตัวส่งและตัวรับ RF 433MHz:
ฉันขอแนะนำสั้น ๆ เกี่ยวกับโมดูล RF เหล่านี้ก่อนเข้าสู่โครงการ คำว่า RF ย่อมาจาก“ Radio Frequency ” โมดูลตัวรับส่งสัญญาณ RF จะทำงานเป็นคู่เสมอซึ่งจำเป็นต้องมีเครื่องส่งและตัวรับเพื่อส่งและส่งข้อมูล เครื่องส่งสามารถส่งข้อมูลและเครื่องรับเท่านั้นและสามารถรับได้เท่านั้นดังนั้นข้อมูลจึงสามารถส่งจากปลายด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่งได้เสมอ
โมดูล Transmitter ประกอบด้วยสามหมุดคือ Vcc ดินแดงและพื้นดินที่แสดงข้างต้น ขา Vcc มีแรงดันไฟฟ้าอินพุตช่วงกว้างตั้งแต่ 3V ถึง 12V เครื่องส่งใช้กระแสไฟฟ้าขั้นต่ำ 9mA และสามารถไปได้สูงถึง 40mA ระหว่างการส่ง พินกลางเป็นพินข้อมูลที่มีสัญญาณที่จะส่ง จากนั้นสัญญาณนี้จะถูกมอดูเลตโดยใช้ ASK (Amplitude Shift Keying) จากนั้นส่งไปทางอากาศที่ความถี่ 433MHz ความเร็วในการรับส่งข้อมูลอยู่ที่ประมาณ 10Kbps
โมดูลรับมีสี่ขาคือ Vcc, dout เชิงเส้นออกมาและพื้นดินที่แสดงข้างต้น ขา Vcc ควรขับเคลื่อนด้วยแหล่งจ่าย 5V ที่มีการควบคุม กระแสไฟทำงานของโมดูลนี้น้อยกว่า 5.5mA หมุด Dout และ Linear out จะลัดวงจรเข้าด้วยกันเพื่อรับสัญญาณ 433Mhz จากทางอากาศ จากนั้นสัญญาณนี้จะถูก demodulated เพื่อรับข้อมูลและส่งออกผ่านพินข้อมูล
ตรวจสอบโครงการอื่น ๆ ของเราโดยใช้คู่ RF:
- หุ่นยนต์ควบคุม RF
- วงจร IR เป็น RF Converter
- ไฟ LED ควบคุมระยะไกล RF โดยใช้ Raspberry Pi
ต้องการตัวเข้ารหัสและตัวถอดรหัส:
โมดูล RF ยังสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องใช้โมดูลตัวเข้ารหัสและตัวถอดรหัส เพียงแค่เปิดโมดูลทั้งสองด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกันดังกล่าวข้างต้น ตอนนี้ทำให้พิน Din บนเครื่องส่งสัญญาณสูงและคุณจะพบว่าพิน Dout บนเครื่องรับก็สูงเช่นกัน แต่มีข้อเสียเปรียบมากในวิธีนี้ คุณสามารถมีเพียงปุ่มเดียวที่ฝั่งผู้ส่งและหนึ่งเอาต์พุตที่ด้านผู้รับ สิ่งนี้จะไม่ช่วยในการสร้างโครงการที่ดีขึ้นดังนั้นเราจึงใช้โมดูลตัวเข้ารหัสและตัวถอดรหัส
HT12D และ HT12E 4 ข้อมูลเข้ารหัสถอดรหัสบิตและโมดูล ซึ่งหมายความว่าเราสามารถสร้าง (2 ^ 4 = 16) 16 ชุดอินพุตและเอาต์พุตที่แตกต่างกัน เหล่านี้เป็น IC 18 พินซึ่งสามารถทำงานระหว่างแหล่งจ่ายไฟอินพุต 3V ถึง 12V ดังที่กล่าวว่ามีบิตข้อมูล 4 บิตและบิตที่อยู่ 8 บิตแอดเดรส 8 บิตเหล่านี้จะต้องตั้งค่าเดียวกันทั้งในตัวเข้ารหัสและตัวถอดรหัสเพื่อให้ทำงานเป็นคู่
จากบิตข้อมูล 4 บิตเราจะใช้เพียงสองบิตในโครงการนี้เพื่อการสาธิต คุณสามารถใช้ทั้งสี่เครื่องและควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้ากระแสสลับสี่เครื่องด้วยวงจรเดียวกัน คุณต้องเพิ่มโมดูลรีเลย์อีกสองโมดูล
โมดูลรีเลย์ 5V:
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้เราจะใช้โมดูลรีเลย์ 5V สองชุดเพื่อควบคุมโหลด AC คำว่า“ 5V” ในที่นี้หมายถึงแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นในการกระตุ้นรีเลย์ โมดูลรีเลย์ 5V ที่ใช้ในโครงการนี้แสดงไว้ด้านล่าง
วงจรของเราทำงานที่ 5V และเราต้องการบางอย่างเพื่อควบคุมโหลด 220V AC นี่คือจุดที่รีเลย์มีประโยชน์ รีเลย์นี้เมื่อถูกกระตุ้นด้วย 5V จะสลับสวิตช์ไฟฟ้า สวิตช์ไฟฟ้านี้สามารถต่อกระแสไฟ 220V AC ได้ถึง 10A ดังนั้นโหลด AC ของเราสามารถเชื่อมต่อกับขั้วของรีเลย์
เรายังสามารถสร้างวงจรนี้ได้โดยไม่ต้องใช้โมดูลรีเลย์ ในกรณีนี้คุณจะต้องใช้ทรานซิสเตอร์เพิ่มเติมเช่น BC547 และขับเคลื่อนโดยใช้ตัวต้านทาน จำกัด กระแสไปที่ฐาน
แผนภาพวงจรและคำอธิบาย:
มีแผนภาพวงจรสองแบบสำหรับระบบอัตโนมัติในบ้านที่ควบคุมด้วย RFนี้หนึ่งรายการสำหรับเครื่องส่งสัญญาณ RF เป็นรีโมทคอนโทรล RF สำหรับเครื่องใช้ภายในบ้านและอีกชุดหนึ่งสำหรับตัวรับสัญญาณ RF ที่เชื่อมต่อกับโหลด AC ก่อนหน้านี้เราได้อธิบายรายละเอียดวงจร RF Transmitter and Receiver ไปแล้ว
วงจรส่งสัญญาณ RF:
วงจรรับ RF:
ดังที่คุณเห็นวงจรเครื่องส่งสัญญาณประกอบด้วยตัวเข้ารหัส IC และวงจรตัวรับประกอบด้วย IC ตัวถอดรหัส เนื่องจากเครื่องส่งสัญญาณไม่จำเป็นต้องใช้ 5V ที่มีการควบคุมเราจึงใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ 9V โดยตรง ในขณะที่ด้านตัวรับเราใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 7805 + 5V เพื่อควบคุม 5V จากแบตเตอรี่ 9V
สังเกตว่าบิตที่อยู่ A0 ถึง A7 ทั้งตัวเข้ารหัสและตัวถอดรหัส IC จะต่อสายดิน ซึ่งหมายความว่าทั้งสองจะถูกเก็บไว้ที่ที่อยู่ 0b00000000 ด้วยวิธีนี้ทั้งสองแชร์ที่อยู่เดียวกันและจะทำหน้าที่เป็นคู่
หมุดข้อมูล D10 และ D11 (พิน 12 และ 13) เชื่อมต่อกับสวิตช์ที่ด้านเข้ารหัสและไปยังโมดูลรีเลย์ที่ด้านตัวถอดรหัส ตามตำแหน่งของสวิตช์ที่ด้านตัวเข้ารหัสข้อมูลจะถูกโอนไปยังตัวถอดรหัสและไฟที่เกี่ยวข้องจะถูกสลับ
โมดูลรีเลย์สองตัวใช้พลังงานจากแหล่งจ่าย 5V ที่ให้มาโดย Regulator 7805 และขาอินพุตเชื่อมต่อกับโมดูลตัวถอดรหัส โหลดจะเชื่อมต่อผ่านโมดูลรีเลย์เพื่อให้เมื่อรีเลย์ปิดการเชื่อมต่อกับโหลดเท่านั้นจึงจะเสร็จสมบูรณ์
หมายเหตุ: การใช้แบตเตอรี่ 9V เพื่อจ่ายไฟการตั้งค่าตัวรับอาจทำงานไม่ถูกต้องเนื่องจากแบตเตอรี่ไม่มีกำลังเพียงพอที่จะจ่ายกระแสไฟฟ้าเพียงพอสำหรับโมดูลรีเลย์ ในกรณีนั้นให้ใช้แบตเตอรี่ 12V หรืออะแดปเตอร์
คำเตือน:ต้องใช้ความระมัดระวังอย่างสูงในการจัดการกับแรงดันไฟฟ้า 220V AC ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อเป็นไปตามวงจรและสำหรับผู้เริ่มต้นขอแนะนำให้ใช้กล่องรวมสัญญาณ (กล่อง Spike) ที่มีฟิวส์อยู่ นอกจากนี้สายไฟของคุณควรมีมาตรวัดที่สูงขึ้นเพื่อให้สามารถรับกระแสไฟฟ้าที่ต้องการได้และอย่าเชื่อมต่อโหลดที่กินกระแสมากกว่า 8A
การทำงานของเครื่องใช้ในบ้านที่ควบคุมด้วย RF:
ขณะที่เราเห็นวงจรของโครงการเป็นเรื่องง่ายมากและสามารถเชื่อมต่อได้อย่างง่ายดายในเขียงหั่นขนม, วงจรนี้ถูกสร้างขึ้นโดยไม่ต้องไมโครคอนโทรลเลอร์ฉันใช้เขียงหั่นขนมสองอันอันหนึ่งสำหรับส่วนเครื่องส่งและอีกอันสำหรับส่วนเครื่องรับ ฉันยังใช้หลอดไฟ AC สองหลอดเพื่อสาธิตโครงการ เมื่อคุณเชื่อมต่อเสร็จแล้วการตั้งค่าควรมีลักษณะดังนี้
ที่นี่เขียงหั่นขนมที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ 9V คือวงจรเครื่องส่งสัญญาณและอีกอันที่ใช้พลังงานจากอะแดปเตอร์ 12V (ไม่แสดงในรูป) คือโมดูลตัวรับ แหล่งจ่ายไฟ AC นำมาจากกล่องแยกสีดำที่แสดงด้านบน นอกจากนี้เรายังมีรีเลย์สองตัวเพื่อควบคุมโหลด AC สองตัวแยกกัน สายสีเหลืองประกอบขึ้นเป็นส่วนเชื่อมต่อเฟสและสายสีเขียวคือการเชื่อมต่อที่เป็นกลาง
เมื่อเราเปิดทั้งสองวงจรแล้วเราสามารถเริ่มสลับโหลด AC ได้โดยใช้สวิตช์สองตัวที่มีอยู่ในวงจรเครื่องส่งสัญญาณ เมื่อปิดสวิตช์หนึ่งสวิตช์จะเชื่อมต่อพิน D13 ของตัวเข้ารหัส IC เข้ากับกราวด์และค่านี้จะถูกส่งไปยัง IC ตัวถอดรหัสผ่านสื่อ RF
หลังจากตัวถอดรหัสได้รับค่า D13 แล้วจะทำให้ขา D11 เป็นศูนย์ ซึ่งหมายความว่าจะไม่มีการจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับขาอินพุตของโมดูลรีเลย์และสายเฟสจะเชื่อมต่อผ่านขั้ว Common (Com) และขั้วต่อแบบปิด (NC) สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นในทางกลับกันเพื่อปิดการโหลด
ตอนนี้คุณสามารถเล่นกับการตั้งค่านี้ได้โดยการสลับสวิตช์และโหลด AC ของคุณก็ควรจะสลับตามนั้นด้วย ช่วงของโมดูลเหล่านี้สามารถขยายได้ (ทดสอบได้ถึง 3 เมตร) โดยใช้เสาอากาศบนโมดูลเครื่องส่งสัญญาณ ตรวจสอบวิดีโอด้านล่างสำหรับการสาธิตฉบับเต็ม
หวังว่าคุณจะชอบโครงการนี้และสนุกกับการสร้างสิ่งที่คล้ายกัน หากคุณมีข้อสงสัยใด ๆ คุณสามารถโพสต์ไว้ในฟอรัมของเราหรือในความคิดเห็นด้านล่าง เราจะพบกันในโครงการที่น่าสนใจอีกจนกว่าจะถึงเวลานั้นก็มีความสุขอัตโนมัติ