Lakás automatizálás, és védelmi rendszer

Átírás

1 MyDAQ pályázat: Lakás automatizálás, és védelmi rendszer Készítette: Lövei Félix Brassai Sámuel Gimnázium és Műszaki Szakközépiskola 1/13c Mechatronika

2 Tisztelt National Instruments! Az én pályamunkám egy lakás, amelyben automatizált a fűtés, a világítás, és tartalmaz egy riasztó és kamera rendszert. A főbejárat USB kulcs segítségével nyitható és zárható. A Front Panel könnyen átlátható, informatív, és funkciói nagyon könnyen kezelhetők. Igyekeztem úgy csinálni a programot, hogy a funkciói minél jobban testre.szabhatóak.legyenek..a.front.panel: Hogy ezeket a funkciókat kellőképpen szemléltetni tudtam készítettem egy lakás makettet tető nélkül, motor hajtású ajtóval, LED világítással. A makett tartalmaz 4 Darab mozgásérzékelőt, amely a világítást vezérli, és a riasztót beindítja illetéktelen behatolás esetén. A program minden funkcióját be fogom mutatni a következő oldalakon. Ahhoz hogy ezt mind szemléltetni tudjam a következő panelt készítettem, ami összeköti az eszközöket.mydaq-al:

3 Fűtés Rendszer: Ezen a kezelő felületen láthatunk egy hőmérőt, amely közvetlenül a szenzor hőmérsékletét jelzi ki. Felül a Fűtés elnevezésű kapcsoló kapcsolja a fűtés rendszert. Kikapcsolva feltételtől függetlenül a fűtés nem üzemelhet. A fűtés aktivitás az izzószál működését jelzi, fűtőszál izzik, állásban pedig nem izzik. állásban a A rendszer hiszterézissel fűt. Az adott hőmérséklettől tovább fűti a lakást 2 C-al, és csak akkor kapcsol be újra hogyha a hőmérséklet szintén 2 C-al a beállított érték alá megy. Ezzel kiküszöböljük az értelmetlen sűrű ki-be kapcsolását a fűtőszálnak, amely csökkentené az élettartamát. A Fűtés típusa lenyíló menüben megadhatjuk, hogy milyen feltételekkel kapcsoljon be a fűtés. Érkezés előtti fűtés: Ez a funkció egy órával érkezés előtt elindítja a fűtést, így a felhasználó már egy kellemesen fűtött lakásba térhet haza, anélkül hogy távolléte alatt energiát pocsékolt volna. Ez a funkció 3 feltétellel fűt, ha be van kapcsolva a kapcsoló, ha a hőmérséklet 2 C-al aláesett a beállított értéknek, és ha az érkezés időpontja közelebb van mint egy óra, vagy már eltelt. Állandó hőmérséklet: Ez a beállítás kizárólag csak a pillanatnyi hőmérséklet alapján dönt a fűtés bekapcsolásáról. Csak fagyvédelem: Ez esetben a beállított hőmérséklet egy konstans 5 C, amely a csövek elfagyásának megakadályozására szolgál. Kézi vezérlés: Egyszerűen a fűtés kapcsolóval ki-be kapcsolható a fűtőszál, minden feltétel nélkül. Világítás rendszer A világítást a házban mozgásérzékelők kapcsolják, de természeteset átállítható manuális módra is, így a Front Panel-en tudjuk a világítást kapcsolni a kék LEDek melletti nyomógombokkal. A lenyíló menüben a következő funkciók válaszhatók ki: Kézi kapcsolás: A front panelen kapcsolhatók a lakás világításai. Mozgáskapcsoló (1fő) : Ezt a beállítást akkor érdemes használni, ha egyedül tartózkodunk a lakásban. Azt figyeli, hogy hol volt az utolsó mozgás a lakásban. Hátránya: A mozgásérzékelő 2 másodpercig ad jelet a MyDAQ bemenetére, és ha ez a jel nem kapcsol le még mielőtt visszamennénk az előző szobába, akkor azt a rendszer nem tudja érzékelni. Előnye: Nagyon energiatakarékos és kényelmes megoldás.

4 Időzített mozgáskapcsoló: A mozgás után, az időzítőn beállított ideig van bekapcsolva a világítás. Szerintem egy családos házban ez a leg jobb beállítási lehetőség. Zár kezelés: Az ajtó egy Pen drive segítségével nyílik, amelynek a gyökér könyvtárában egy usbkey.txt file van, ami tartalmazza a belépéshez szükséges karaktersorozatot. A program folyamatosan keresi a Pen drive betűjelét, amíg meg nem találja valamelyiken a txt file-t. Ekkor a következő képet láthatjuk: A bal oldali LED a file-t jelzi, a jobb oldali pedig a kulcs helyességét. Ezután átvált az ajtó állapotát jelző LED, majd egy kis késleltetés után elindul az ajtó tényleges bezárása. A kis LED-ek a motor forgását jelzik. A nyitás is ugyan így történik, először leválasztjuk a Pen drive-ot, majd újra csatlakoztatjuk. Természetesen az ajtót manuálisan is lehet kezelni a Front Panelről, amennyiben beírjuk a jelszót. A jelszónak több funkciója is van, amire a későbbiekben fogok kitérni. A jelszó helyességét a nyomógomb melletti kicsi LED jelzi. Ebben az esetben a jelszó a kulcs készítésében is szerepet játszik. A bekeretezett részben ki kell választani a Pen drive betűjelét. Visszajelzés képen mellette egy számkijelző kijelzi a kiválasztott tárhely méretét, a LED pedig akkor világít, ha az adott betűjel alatt van meghajtó. Fokozottan ügyelni kell arra, hogy ne másoljunk a merevlemezre a jelszó file-t, mert amíg a program egy meghajtón érzékeli, addig nem keresi a következőt, tehát nem fog nekünk ajtót nyitni/zárni. Ha ki van választva a megfelelő meghajtó, és be van írva a jelszó már csak egy gombnyomás a kulcs elkészítése.

5 Riasztó Rendszer: A bal felső sarokban a mozgásérzékelők visszajelző LED-jei láthatók, ezek egy szintben vannak a lámpa kapcsoló soraival, így tudhatjuk, hogy melyik helyiségben érzékelte a mozgás. A Riasztó bekapcsolása gomb megnyomásakor a visszaszámláló el kezd vissza számolni. A visszaszámláló értékét az alatta lévő csúszkán lehet beállítani. Amikor lenullázódik, akkor lesz aktív a riasztó: A vízszintes zöld sáv, ha betörést érzékel a rendszer, akkor vörösre változik: A nyomógombok világos kék állapotban vannak bekapcsolva: Funkciók : Sziréna: Riasztáskor lejátszódik egy riasztóhang a számítógép saját audio kimenetén. Riasztás után a riasztó hangot már csak jelszó beírásával lehet leállítani, az alsó stop gombbal. értesítés: Riasztó beindulásakor t küld a beírt címre, a beállított gyakorisággal. Ha a sávszélesség engedi, akkor ki lehet pipálni a kameraképek küldés funkciót, így riasztáskor friss képet kaphatunk a lakás pillanatnyi állapotáról. A rendszer egyéni SMTP beállítás nélkül saját G-mailos címet használ. Hibaként felmerülhet, hogy a router vagy az internet szolgáltató nem engedélyezi az egyéni SMTP szerver használatát. Ez esetben általában lehet kérni a szolgáltatót az egyéni SMTP engedélyezésére. Amennyiben ez nem lehetséges az SMTP beállítások fül alatt: Betörő bezárása: Ez az egyik kedvenc beállításom. A ház leg belső szobája el van látva egy motor hajtású ajtóval. Ha a riasztó érzékeli ebben a szobában a mozgást, akkor vár pár másodpercet, hogy a

6 betolakodó mohón elkezdjen rámolni. Ezután a motor elindul és bezárja az ajtót, amit majd később jelszóval lehet kinyitni. A középső sárga led jelzi, hogy valaki beleesett a csapdába. A két szélső LED a motor mozgását jelzi. Piros a zárás, zöld a nyitás. Felvétel készítése: A program a VI indításakor létrehoz a 4 kamerához 4.avi file-t. Amikor riaszt a rendszer, akkor a képkockákat rögzíti az AVI file-ba. Ha nem adunk meg az avi file-nak elérési utat, akkor alapértelmezetten a VI mappájában lévő avi mappába menti. Az összes világítás felkapcsolása a kamera fényviszonyai miatt szükséges. Riasztás leállítása & jelszó beírása: A jelszó beírásával engedélyezve lesznek a következő funkciók: - Riasztó leállítása - Ajtó nyitások - Kulcs file készítése Kamera Rendszer

7 A program 4 kamerát képes kezelni. A VI indítása előtt ki kell választani a kamerákat. Riasztáskor jelez a felvétel LED, és természetesen felveszi a kamrán látottakat. A kamerákat a VI elindítása után már sajnos nem tudjuk megválasztani. Rendszer diagnosztika A meghibásodható programrészek gyűjtőhelye. Ahol a LED nem világít, ott nincs hiba, ahol pirosan világít, ott valamilyen hibát jelzett a program. 2 oka volt az elkészítésnek: 1. hogy nem áll le a VI hiba esetén, 2. pedig hogy a fejlesztő munkáját is megkönnyíti. A hardver, és a makett: A MyDAQ és a makett közé mindenképp szükség volt egy panelre, mivel a MyDAQ áramerőssége és feszültsége elég korlátozott. Szükség volt relékre, és annak húzására egy tranzisztorra, és a relé visszaütésének meggátolására, egy diódára. Túlnyomórészt ezek foglalnak helyet a panelen. 4 relé felel a világítás kapcsolásáért, egy a fűtés kapcsolásáért, 4 relé pedig 2 darab motor forgatásáért. Ezen felül van még egy hangfrekvenciás 10 W-os erősítő, amely a sziréna hangját erősíti, és egy mikrofon erősítő, amelyet csak szükség esetére építettem bele, de végül nem lett rá szükség. A nyák lemezen minden kapcsolási rajz alapkapcsolás, kivéve a motor drive rész. Ezt a részt a MyDAQ 2 analóg kimenete irányítja, amelynek jó tulajdonsága az, hogy képes negatív feszültséget is létrehozni. Ezzel én megspóroltam 2 kimenetet. Láthatunk a képen 4 darab optocsatolót, ami gyakorlatilag úgy működik, mint egy LED. Ha kép optocsatolót bekötünk egy analóg kimenetre ellentétes irányban, akkor pozitív feszültség esetén az egyik fog kapcsolni, negatív feszültség esetén pedig a másik. Ezt kihasználva gyakorlatilag egy analóg kimenetről tudok vezérelni 2 relét, ami ellentétesen kapcsolja a 12V-ot a motornak. 2 együtt semmiképp nem tud működni, mert az analóg kimeneten nem tud egyszerre pozitív és negatív feszültség kijönni.

8 Úgy gondoltam, hogy nem illene beadnom ezt a panelt megfelelő burkolat nélkül, ezért terveztem rá egy borító fóliát a fontos információkkal és egy kis designal, majd egy nyomdában kinyomtattam műanyag vízálló fóliára. Fúrás után az alkatrészek beültetése előtt felragasztottam a fóliát a nyák-ra, majd fény alatt a forrasztási pontokon tűvel átszúrtam, és beültettem az alkatrészeket. A panel bekötése: Jelölés Megnevezés Irány Feszültség MyDAQ kapcsolat V - gnd Tápegység csatlakozás Bemenet 0V AGND, DGND +5 5V - gnd Kimenet 0V AGND, DGND, m. in1 1. mozgásérzékelő Bemenet 3,3V DIO-3 +5 Kimenet 5V - gnd Kimenet 0V AGND, DGND m. in2 2. mozgásérzékelő Bemenet 3,3V DIO-2 +5 Kimenet 5V - gnd Kimenet 0V AGND, DGND m. in3 3. mozgásérzékelő Bemenet 3,3V DIO-1 +5 Kimenet 5V - gnd Kimenet 0V AGND, DGND m. in4 4. mozgásérzékelő Bemenet 3,3V AI-1 +5 Kimenet 5V -

9 tmp in. Bemenet 0-5V AI-0 +5 Hőmérő szonda Kimenet 5V 5V gnd Kimenet 0V AGND, DGND lamp1 Kimenet 12V DIO-7 1. Lámpa gnd Kimenet 0V AGND, DGND lamp2 Kimenet 12V DIO-6 2. Lámpa gnd Kimenet 0V AGND, DGND lamp3 Kimenet 12V DIO-5 3. Lámpa gnd Kimenet 0V AGND, DGND lamp4 Kimenet 12V DIO-4 4. Lámpa gnd Kimenet 0V AGND, DGND speak Hangszóró Kimenet - - N Fűtés L Kimenet 230 V DIO-0 G Fűtés védőföld 0V - G Védőföld 0V - N Bemenet - Hálózati feszültség 230 V L N - Tápegység Kimenet 230 V L - Motor Drive 1 Főbejárat nyitó-záró motor Kimenet +/- 12 V AO-0 Motor Drive 2 Szoba nyitó-záró motor Kimenet +/- 12 V AO-1 Heating INPUT OUTPUT A makett A makettem bútorlapból készült lakás felszerelve 4 mozgásérzékelővel, 4 külön kapcsolható LED szalaggal, 2 kamerával, és 2 ajtóval.

10 Köszönöm a figyelmet és a lehetőséget: Lövei Félix.