تم تطوير تقنية شبكة أتمتة المنزل في أواخر التسعينيات وكان بروتوكول الاتصال المستخدم في ذلك الوقت X10 . منذ ذلك الحين ، اكتسب مفهوم الأتمتة شعبية وتم اختراع أحدث البروتوكولات المسؤولة عن الاتصال بين الأجهزة الإلكترونية. مع الحفاظ على مفهوم الأتمتة في الاعتبار ، فكرت في سبب عدم التحكم في جميع الأجهزة المنزلية باستخدام أشهر البرامج المعروفة باسم MATLAB. في هذا المشروع ، سوف نصمم نظام أتمتة ومن ثم نتحكم فيه بإعطاء أمر تسلسلي. يُطلق على البرنامج الذي سيتم استخدامه لتشغيل هذا النظام اسم MATLAB وبعد الانتهاء من هذا المشروع ، سنتمكن من التحكم في أجهزتنا الكهربائية بمجرد الجلوس على الأريكة أو الاستلقاء على السرير.
نظام التشغيل الآلي
كيفية أتمتة أجهزتك المنزلية باستخدام MATLAB GUI؟
دعنا الآن ننتقل نحو جمع المكونات ، وتجميعها معًا لإنشاء دائرة ، وإنشاء واجهة مستخدم رسومية MATLAB (GUI) وكتابة الكود في MATLAB لأتمتة أجهزتك المنزلية.
الخطوة 1: المكونات المطلوبة (الأجهزة)
من الأفضل دائمًا التعرف على المكونات بالتفصيل قبل البدء في المشروع وذلك لتجنب أي إزعاج في منتصف المشروع. فيما يلي قائمة المكونات التي سنستخدمها:
- مرحل 12 فولت 4 قنوات
- MAX232 إيك
- RS232 إلى وحدة محول المنفذ التسلسلي TTL
- 12V AC لمبة
- أسلاك توصيل لاردوينو
- USB إلى RS232 Serial DB9 Male Cable Adapter
- اللوح
هنا ، نستخدم وحدة 8 مرحلات لأننا سنتحكم فقط في ثمانية أجهزة. إذا كنت تريد أتمتة عدد من الأجهزة التي لديك ، يمكنك استخدام وحدة ترحيل مختلفة. هناك العديد من وحدات الترحيل المتاحة في السوق ، على سبيل المثال ، واحد ، 8 مرحل ، 12 مرحل ، إلخ
الخطوة 2: المكونات المطلوبة (البرنامج)
بعد ترتيب مكونات الأجهزة ، سنبحث عن البرنامج الذي سيتم استخدامه في المشروع. سنقوم بتثبيت أحدث إصدار من MATLAB على الكمبيوتر المحمول أو الكمبيوتر الشخصي الذي نعمل عليه. MATLAB 2019 هو أحدث البرامج لذا من الأفضل تنزيل MATLAB 2019. الرابط إلى الموقع الرسمي لـ Mathworks متاح أدناه لتنزيل البرنامج. تتوفر حزم دعم الأجهزة في MATLAB 2019 لأنظمة 32 بت و 64 بت من Windows و 64 بت من Linux.
- Proteus 8 Professional (يمكن تنزيله من هنا )
- MATLAB 2019 (يمكن تنزيله من هنا )
بعد تنزيل Proteus 8 Professional ، صمم الدائرة عليه. لقد قمت بتضمين محاكاة البرامج هنا حتى يكون من الملائم للمبتدئين تصميم الدائرة وإجراء الاتصالات المناسبة على الأجهزة.
الخطوة الثالثة: دراسة المكونات
الآن بعد أن قمنا بإعداد قائمة بجميع المكونات التي سنستخدمها في هذا المشروع. دعونا نتحرك خطوة إلى الأمام وننتقل إلى دراسة موجزة لجميع مكونات الأجهزة الرئيسية.
اردوينو أونو: ال اردوينو UNO عبارة عن لوحة تحكم دقيقة تتكون من رقاقة ATMega 328P تم تطويرها بواسطة Arduino.cc. تحتوي هذه اللوحة على مجموعة من دبابيس البيانات الرقمية والتناظرية التي يمكن ربطها بلوحات أو دوائر توسعة أخرى. تحتوي هذه اللوحة على 14 دبوسًا رقميًا و 6 دبابيس تناظرية وقابلة للبرمجة باستخدام Arduino IDE (بيئة التطوير المتكاملة) عبر كابل USB من النوع B. يتطلب 5V إلى السلطة على و أ كود C ليشغل.
اردوينو UNO
وحدة الترحيل 12V: وحدة الترحيل هي جهاز تبديل. يستقبل إشارة ويقوم بتبديل أي جهاز أو جهاز إلكتروني وفقًا لإشارة الإدخال. يعمل في وضعين ، عادة مفتوحة (NO) و عادة مغلقة (NC). في وضع الفتح العادي ، تنكسر الدائرة مبدئيًا عندما تكون إشارة الإدخال للترحيل منخفضة. في الوضع المغلق عادة ، تكتمل الدائرة مبدئيًا عندما تكون إشارة الدخل منخفضة.
وحدة ترحيل 12 فولت
RS232 إلى وحدة محول المنفذ التسلسلي TTL: تستخدم هذه الوحدة للتواصل التسلسلي. تحتوي لوحة Arduino UNO الخاصة بنا على منفذ اتصال تسلسلي واحد يسمى UART أو USART. يوجد دبابيس على لوحة Arduino مسؤولة عن الاتصال التسلسلي TX و RX (Pin 0 و pin 1). يوجد هذان الطرفان أيضًا في وحدة RS232. تعمل هذه الوحدة بجهد 5 فولت من Arduino وتحول 5 فولت إلى 12 فولت لتشغيل الأجهزة المختلفة التي تعمل على 12 فولت. نستخدم هذه الوحدة لأن الأجهزة الإلكترونية لا تعمل بجهد 5 فولت.
مجلس RS232
الخطوة 4: فهم مبدأ العمل
بعد الانتهاء من هذا المشروع ، سنتمكن من التحكم في الأجهزة عن بُعد من خلال إعطاء الأمر بشكل متسلسل. تُستخدم لوحة Arduino للتواصل التسلسلي مع RS232. يتم توصيل الأجهزة بوحدة الترحيل ويتم توصيل RS232 بدبابيس TX و RX في Arduino وعندما يتم الضغط على زر ضغط على MATLAB ، يتم إنشاء أمر تسلسلي وإرساله إلى المنفذ التسلسلي لـ RS232 والذي بدوره يتحول تشغيل أو إيقاف تشغيل الجهاز. أولاً ، يتم توصيل MATLAB بلوحة Arduino ثم يتم تنفيذ الدائرة على الجهاز. إذا كان لدى أي شخص مشكلة فيما يتعلق بتفاعل MATLAB مع Arduino ، فيمكنه الرجوع إلى مقالتي المسماة كيف تواجه ARDUINO مع MATLAB؟ وبعد ذلك سيكون قادرًا على تنفيذ هذا المشروع على الأجهزة. بعد الانتهاء من هذا المشروع ، قم بتثبيته في مكان مناسب ، يكون الموقع المفضل بالقرب من المقبس حيث يتم وضع أسلاك الأجهزة بحيث يمكن تركيب وحدة الترحيل بسهولة هناك.
الخطوة 5: مخطط الدائرة
سيبدو مخطط دارة البروتيوس للمشروع على هذا النحو. قم بتوصيل مكونات الأجهزة وفقًا لهذه الدائرة لاحقًا.
مخطط الرسم البياني
الخطوة 6: البدء مع MATLAB
بعد تصميم الدائرة على Proteus Open MATLAB واكتب ' يرشد 'في نافذة الأوامر. سيتم فتح مربع حوار ومن هذا المربع حدد Blank GUI. ستظهر لوحة مكونة على اليسار وستقوم بسرد المكونات التي تريد وضعها في واجهة المستخدم الرسومية.
لوحة مكونة
حدد زر الدفع وضع 16 زر ضغط على اللوحة. أولاً ، ضع الزر ON ثم ضع الزر OFF بالتوازي معه. يمكن تعديل ألوان وأسماء الأزرار بالنقر المزدوج فوق الأزرار الانضغاطية. بعد النقر على الأزرار الانضغاطية ، ستفتح نافذة المفتش ويمكن تعديل بعض خصائص الزر هناك. لتغيير اسم الزر ابحث عن خيط خيار الكتابة فيه.
تغيير اسم الزر
بعد تغيير اسم الزر قم بتغيير لون الخلفية. ( ملحوظة: هذه الخطوة اختيارية ويمكنك تخطيها إذا كنت لا تريد تغيير لون الخلفية)
تغيير لون الخلفية
ضع 16 زرًا انضغاطيًا وقم بإجراء التغييرات المذكورة أعلاه في نافذة المفتش. لتسمية المرحلات نص ثابت يتم استخدام الخيار الموجود في الشريط الأيسر. يظهر الشكل النهائي لواجهة المستخدم الرسومية أدناه:
واجهة المستخدم الرسومية النهائية
بعد إجراء واجهة المستخدم الرسومية ، افتح رمز واجهة المستخدم الرسومية الذي تم إنشاؤه في الواجهة الخلفية وقم بإجراء بعض التعديلات في الكود المذكور على النحو أدناه.
الخطوة 7: كود MATLAB الخاص بواجهة المستخدم الرسومية:
دالة varargout = final (varargin)٪ كود FINAL MATLAB لـ final.fig٪ FINAL ، من تلقاء نفسها ، تنشئ نهائيًا جديدًا أو ترفع قيمة٪ مفرد *. ٪٪ H = FINAL إرجاع المقبض إلى نهائي جديد أو المقبض إلى٪ المفرد الموجود *. ٪٪ نهائي ('رد
