IOT Ev Otomasyonu ile Otomatik PID Kontrollü Ortam Işık Sistemi

Bluetooth ile, Oda ışığımızın parlaklığını ihtiyacımıza göre otomatik olarak ayarlaması şaşırtıcı olmaz mıydı ? Ya da LED ışıkların parlaklığını telefonumuzdan kontrol edebilir miyiz ? Bu sadece hayatımızı daha konforlu hale getirmekle kalmaz, aynı zamanda çok fazla enerji tasarrufu yapmamızı sağlar.
Bütün bunlar PID denetleyici kullanılarak yapılabilir. Bu kontrolör Kp, Ki, Kd hesaplaması için üç adıma sahiptir.

  • Kp: – Burada p, orantılıdır ve çıktı değeri, doğrudan 
    hata değeriyle orantılıdır. Hata yüksekse, kontrol edilen çıkış 
    da yüksektir ve mevcut hatanın değeri ile ilgilidir.
  • Ki: – Burada integral kontrolü temsil ediyorum. 
    İstenilen değeri alana kadar entegrasyon kullanarak hatayı ortadan kaldırır .
  • Kd: – Burada d türev kontrolü anlamına gelir. Bu kontrolör, 
    zaman içindeki mevcut değişime bağlı olarak gelecekteki hatayı tahmin etmekten sorumludur .
  1. PID kontrol cihazı ilk önce ışık sensöründen değeri okur
  2. Ardından sensörün mevcut değerinden hata değerini hesaplar.
  3. Hesaplamadan sonra, PID çıkışı LED’e ve parlaklığı verir.
Nasıl Yapıyoruz ?

Bu projede PID kontrol lambasıyla bir IOT Ev otomasyon sistemi yapacağız . IOT sistemimiz aşağıdaki özelliklere sahiptir:

  • Uygulama kontrollü ışık parlaklığı
  • Uygulamayı kullanarak RGB renk denetleyicisi
  • Uyarlanabilir bir parlaklık sistemi
  • Zamana dayalı Otomatik ışık / Fan kontrolörü.

Gerekli malzemeler
1 ad. RGB LED
1 ad. LDR
110 OHM Direnç
1 ad. Arduino UNO
1 ad. Bluetooth HC O5
1 ad. Led
Röle Modülü

Kodlama

‘PID_V1’ kütüphanesini Arduino IDE’ye yükledik. Bundan sonra kodlamaya başlayabiliriz . 
Kodumuzun ilk bölümünde, projemiz için gereken farklı değerleri depolamak için birkaç değişken yaratacağız . Bundan sonra ‘PID_V1’ ve ‘SoftwereSerial’ kütüphanesini kodlayacağız (Bkz. Şekil 2). 
Daha sonra, G / Ç pimleri için pin modlarını ve Bluetooth HC 05 için baudrate’i ayarlayacağımız bir kurulum işlevi oluşturacağız . Bu kodda, 
9600 baudrate kullandık , ancak Bluetooth modül ayarınıza göre farklı baudrate kullanabilirsiniz . (Bkz. Şekil 3).

Şekil 1. Arduino Kodu
Şekil 2. Pinmode’ların ayarlanması

Ardından, uygulamadan gelen girdileri aldığımız ve ‘serial’ adlı bir değişkende sakladığımız bir döngü işlevi yaratılır . Bundan sonra , LED ışık parlaklığını, fanı ve RGB led rengini kontrol etmek için koşullar yaratılırsa . Bundan sonra led ışığı uyarlanabilir parlaklık moduna ayarlamak için analog değeri kontrol eden bir ‘while döngüsü’ oluşturacağız . Bu süre boyunca döngü 50’den küçük bir değer okursa adaptif parlaklığa gider.

Şekil 5. PID kontrol cihazı için Arduino kodu.

Uygulama Yapımı

Projemizde, RGB ışık rengini, oda ışık parlaklığını, otomatik ve manuel mod adaptif ışığını ve ayrıca tarih ve saat kontrollü ışığı kontrol eden sistemlere sahibiz . Ve bu özellikleri bir android uygulaması kullanarak vereceğiz .

Burada uygulama yapmak için kodular uygulama oluşturucusunu kullanacağız (ayrıca MIT uygulama mucidini de kullanabilirsiniz ). Kodular uygulama oluşturucusunda, uygulama için bir düzen oluşturacağız ve 
aşağıdaki bileşenleri düzene ekleyeceğiz:

  • 1 Liste seçici
  •  4 düğme
  •  3 Metin Kutusu
  •  2 Saat Zamanlayıcı
  •  1 Bluetooth istemcisi
  •  4 kaydırma çubuğu
Şekil 6. Uygulama Düzeni

Uygulama düzenini oluşturduktan ve yukarıdaki bileşenleri ekledikten sonra,
kod bloklarına gidin ve kod bloklarına Şekil 7’de gösterildiği gibi katılın.
Kaynak kodunu ve uygulamayı aşağıdaki linkten indirebilirsiniz.

Kodu İndirin

Tasarım;

Şekil 7. Kod Blokları
Arduino UNO Bileşenler
Pin 7 Bluetooth TX
Pin 8 Bluetooth Rx
GND Bluetooth GND
5VBluetooth VCC
3V RGB LED Ortak Katot
Pin 5 Rgb led r pin
Pin 6 RGB Led G Pimi
Pin 11 Rgb led b pin
Pin 3 Kırmızı ışık
Pin A0 Işık Sensörü LDR Pimi
Pin A3Anahtar pin
Şekil 10. Devre Şeması.

Test ve Uygulama;

Önce bileşenleri ve röleyi çalıştırın, sonra yarattığımız uygulamayı açın. 
Şimdi, uygulamanın her özelliğini tek tek test edin. Önce uygulamadaki bağlantı düğmesine dokunun ve Bluetooth HC 05’i seçin. Başarılı bir bağlantıdan sonra, 
ilk kaydırma çubuğunu hareket ettirerek uygulamanın LED ışığının parlaklığını kontrol edebilirsiniz . 
Kaydırma çubuğunu hareket ettirin ve ışığın parlaklığını ihtiyacınıza göre ayarlayın.

Şekil 11. LED ve RGB kontrolü için kaydırma çubuğu

Ayrıca, uygulamadaki ışıkları kapat / aç düğmelerini kullanarak da ışıkları açıp kapatabilirsiniz. Eğer varsa RGB ışık rengini değiştirmek istiyorum, 3., 4 th kullanmak, 5. kaydırıcı çubuklar için istediğiniz rengi seçin. 
Tatildeyken veya bir ofisdeyken odanızın ışıklarını otomatik olarak kapatmak için 
sol taraftaki metin kutusuna tarih ve saati ayarlayın . Uygulama, ayarlanan saat ve tarihte ışıkları otomatik olarak kapatır.

Şekil 12. Otomatik kapanma ışığı için tarih ayarı

Şimdi projenin ana işlevini test edelim, yani PID uyarlanabilir parlaklık sistemi. Cihazdaki otomatik düğmeyi açın. Bu, cihazın otomatik parlaklık moduna girmesini sağlar ve LED, PID denetleyici kodundaki ayar değerine göre parlaklığını otomatik olarak değiştirir .
Not: – Sen değiştirebilirsiniz Kp, Ki, Kd için isabet ve deneme yöntemiyle kodunda değerleri daha doğru ve iyi uyarlamalı parlaklık olsun.