Kuinka hallita kodinkoneita MATLAB: n avulla?

Kotiautomaatioverkkoteknologia kehitettiin myöhemmissä 90-luvuissa ja tuolloin käytetty viestintäkäytäntö oli X10 . Sittemmin automaation käsite on kasvamassa suosiotaan ja keksitty uusimmat protokollat, jotka vastaavat elektronisten laitteiden välisestä viestinnästä. Pitäen automaation käsitteen mielessä ajattelin, miksi en hallitse kaikkia kodinkoneita tunnetuimmalla MATLAB-ohjelmistolla. Suunnittelemme tässä projektissa automaatiojärjestelmän ja ohjaamme sitä sitten antamalla Sarjakomento. Ohjelmistoa, jota käytetään tämän järjestelmän käyttämiseen, kutsutaan nimellä MATLAB, ja tämän projektin päätyttyä voimme hallita sähkölaitteitamme vain istumalla sohvalla tai makaamalla sängyllä.

Automaatiojärjestelmä

Kuinka automatisoida kodinkoneitasi MATLAB-käyttöliittymän avulla?

Siirrytään nyt kohti komponenttien keräämistä, niiden kokoamista yhteen piirin muodostamiseksi, MATLAB-graafisen käyttöliittymän (GUI) tekemistä ja koodin kirjoittamista MATLABiin kodinkoneidesi automatisoimiseksi.

Vaihe 1: Tarvittavat komponentit (laitteisto)

On aina parempi tietää komponentit yksityiskohtaisesti ennen projektin aloittamista, jotta vältetään hankkeen keskellä olevat haitat. Alla on luettelo komponenteista, joita aiomme käyttää:

• 12 V: n 4-kanavainen rele
• MAX232 IC
• RS232 - TTL-sarjaporttimuunninmoduuli
• 12 V AC-polttimo
• Neulalangat Arduinolle
• USB-RS232-sarja DB9-uroskaapelisovitin
• Leipälauta

Tässä käytämme 8 rele moduulia, koska hallitsemme vain kahdeksaa laitetta. Jos haluat automatisoida useita laitteitasi, voit käyttää toista relemoduulia. Markkinoilla on monia relemoduuleja, esimerkiksi yksi-, 8-releinen, 12-releinen jne.

Vaihe 2: Tarvittavat komponentit (ohjelmisto)

Laitteistokomponenttien järjestämisen jälkeen etsimme projektissa käytettäviä ohjelmistoja. Asennamme viimeisimmän MATLAB-version kannettavaan tietokoneeseemme tai tietokoneeseemme, jolla työskentelemme. MATLAB 2019 on uusin ohjelmisto, joten sen on parempi ladata MATLAB 2019. Alla oleva linkki Mathworksin viralliselle verkkosivustolle on ladattavissa ohjelmistoon. Laitteistotukipaketit ovat saatavilla MATLAB 2019: ssä 32-, 64-bittiselle Windows- ja 64-bittiselle Linuxille.

• Proteus 8 Professional (voidaan ladata osoitteesta Tässä )
• MATLAB 2019 (voidaan ladata osoitteesta Tässä )

Kun olet ladannut Proteus 8 Professional, suunnittele piiri siihen. Olen sisällyttänyt tähän ohjelmistosimulaatiot, jotta aloittelijoille voi olla kätevää suunnitella piiri ja tehdä asianmukaiset yhteydet laitteistoon.

Vaihe 3: Komponenttien tutkiminen

Nyt kun olemme laatineet luettelon kaikista komponenteista, joita aiomme käyttää tässä projektissa. Siirrytään askeleen pidemmälle ja käydään läpi lyhyt tutkimus kaikista tärkeimmistä laitteistokomponenteista.

Arduino UNO: Arduino UNO on mikro-ohjainkortti, joka koostuu mikrosirusta ATMega 328P ja jonka on kehittänyt Arduino.cc. Tässä kortissa on joukko digitaalisia ja analogisia datanastoja, jotka voidaan liittää muihin laajennuskortteihin tai piireihin. Tässä kortissa on 14 digitaalista nastaa, 6 analogista nastaa ja se voidaan ohjelmoida Arduino IDE: n (integroitu kehitysympäristö) kanssa tyypin B USB-kaapelilla. Se vaatii 5 V: n virran PÄÄLLÄ ja a C-koodi operoida.

Arduino UNO

12 V: n relemoduuli: Releyksikkö on kytkinlaite. Se vastaanottaa signaalin ja kytkee minkä tahansa elektronisen laitteen tai laitteen tulosignaalin mukaan. Se toimii kahdessa tilassa, Normaalisti auki (EI) ja Normaalisti suljettu (NC). Normaalisti avoimessa tilassa piiri rikkoutuu aluksi, kun releen tulosignaali on matala. Normaalisti suljetussa tilassa piiri on aluksi valmis, kun tulosignaali on MATALA.

12 V: n releyksikkö

RS232 - TTL-sarjaporttimuunninmoduuli: Tätä moduulia käytetään sarjaliikenteeseen. Arduino UNO -kortillamme on yksi sarjaportti nimeltä UART tai USART. Arduino-kortissa on kaksi nastaa, jotka vastaavat sarjaliikenteestä TX ja RX (nastat 0 ja nastat 1). Nämä kaksi nastaa ovat myös RS232-moduulissa. Tämä moduuli saa virtansa 5 V: n Arduinosta ja se muuntaa 5 V 12 V: ksi käyttämään erilaisia ​​laitteita, jotka toimivat 12 V: lla. Käytämme tätä moduulia, koska elektroniset laitteet eivät toimi 5 V: n jännitteellä.

RS232-kortti

Vaihe 4: Toimintaperiaatteen ymmärtäminen

Tämän projektin suorittamisen jälkeen voimme hallita laitteita etänä antamalla komennon sarjaan. Arduino-korttia käytetään sarjaliikenteeseen RS232: n kanssa. Laitteet on kytketty relemoduuliin ja RS232 on kytketty Arduinon TX- ja RX-nastoihin, ja kun MATLAB-näppäintä painetaan, sarjakomento generoidaan ja lähetetään RS232: n sarjaporttiin, joka vuorostaan ​​kääntyy PÄÄLLE tai POIS PÄÄLTÄ. Ensinnäkin MATLAB on liitetty Arduino-korttiin ja sitten piiri toteutetaan laitteistoon. Jos jollakin on ongelmia MATLABin liittymisestä Arduinoon, hän voi viitata nimelleni artikkeliin Kuinka liittää ARDUINO MATLABiin? ja sitten hän pystyy toteuttamaan tämän projektin laitteistolla. Asennettuasi tämän projektin päätökseen sopivaan paikkaan, ensisijainen paikka on lähellä pistorasiaa, johon laitteiden johdotus on sijoitettu, jotta relemoduuli voidaan helposti asentaa sinne.

Vaihe 5: Piirikaavio

Projektin proteus-piirikaavio näyttää tältä. Liitä laitteistokomponentit tämän piirin mukaisesti myöhemmin.

Piirikaavio

Vaihe 6: MATLABin käytön aloittaminen

Kun olet suunnitellut piirin Proteukselle, avaa MATLAB ja kirjoita opas ”Komentoikkunassa. Valintaikkuna avautuu ja valitse siitä ruudusta Tyhjä käyttöliittymä. Komponenttivalikoima ilmestyy vasemmalle ja siinä luetellaan komponentit, jotka haluat sijoittaa käyttöliittymään.

Komponenttipaletti

Valitse painike ja aseta paneeliin 16 painonappia. Aseta ensin ON-painike ja aseta sitten OFF-painike sen rinnalle. Painikkeiden värejä ja nimiä voidaan muuttaa kaksoisnapsauttamalla painikkeita. Napsautettuasi painikkeita tarkastusikkuna avautuu ja joitain painikkeen ominaisuuksia voidaan muokata siellä. Etsi painikkeen nimen muuttamiseksi merkkijono vaihtoehto kirjoittaa PÄÄLLE siihen.

Painikkeen nimen muuttaminen

Vaihda painikkeen nimen taustaväri. ( merkintä: Tämä vaihe on valinnainen ja voit ohittaa sen, jos et halua muuttaa taustaväriä)

Taustan värin vaihtaminen

Aseta 16 painonappia ja tee yllä olevat muutokset tarkastusikkunaan. Releiden nimeämiseksi staattinen teksti vasemmassa palkissa olevaa vaihtoehtoa käytetään. GUI: n lopullinen ilme on esitetty alla:

Lopullinen käyttöliittymä

Kun olet tehnyt GUI: n avoimen GUI-koodin, joka luodaan taustalla, ja tee koodiin joitain muutoksia, jotka on ilmoitettu alla.

Vaihe 7: GUI: n MATLAB-koodi:

function varargout = final (varargin)% FINAL MATLAB -koodi final.fig% FINAL: lle luo itsessään uuden FINAL: n tai nostaa nykyisen% singletonin *. %% H = FINAL palauttaa kahvan uuteen FINAL tai kahva% nykyiseen singletoniin *. %% FINAL ('PALAUTUS