Transcript Arduino - ΕΠΑΛ Πάτρας

Έξυπνη
πόρτα
Παναγόπουλος Ασημάκης
Βασιλειάδης Βασίλης
Β’ τάξη 6ου ΕΠΑΛ Πάτρας
Περιγραφή
 Κλείδωμα – ξεκλείδωμα πόρτας με τη χρήση
εφαρμογής Android από Smartphone (φωνητικές
εντολές – πάτημα κουμπιών)
Υλοποίηση - Hardware
 Arduino
Υλοποίηση - Hardware
 Ρελέ (ενεργοποιεί το κλείδωμα και το ξεκλείδωμα
της πόρτας)
Υλοποίηση - Hardware
 Bluetooth module για το Arduino
Υλοποίηση - Hardware
 Smartphone (WiFi – Bluetooth – Android)
Υλοποίηση - Software
 Arduino Software (Περιλαμβάνει εκτός από το
λογισμικό εγκατάστασης, και ένα ολοκληρωμένο
περιβάλλον ανάπτυξης IDE)
 Λειτουργικό σύστημα Android, εγκατεστημένο στο
Smartphone
 App Inventor for Android (web application που
επιτρέπει τη δημιουργία εφαρμογών για το
λειτουργικό σύστημα Android)
Arduino
 Το Arduino είναι μικροελεγκτής δηλαδή ένας μικρός
υπολογιστής που περιέχει έναν επεξεργαστή, μνήμη,
εισόδους/εξόδους.
 O χρήστης μπορεί να συνδέσει επάνω του πολλαπλές μονάδες
εισόδου/εξόδου και να προγραμματίσει τον μικροελεγκτή να
δέχεται δεδομένα από τις μονάδες εισόδου, να τα
επεξεργάζεται και να στέλνει κατάλληλες εντολές στις
μονάδες εξόδου.
Arduino
Pin 13 LED
USB
connector
Ψηφιακές
είσοδοι/έξοδοι
Reset button
ATmega328 MCU
τροφοδοσία
Αναλογικοί είσοδοι
Power-ground header
Διαχείριση Arduino
 Ότι χρειαζόμαστε για την διαχείριση του Arduino
από τον υπολογιστή το παρέχει το Arduino IDE
 Το Arduino IDE είναι βασισμένο σε Java και παρέχει
το περιβάλλον για τη συγγραφή των προγραμμάτων
τα οποία ονομάζονται sketch.
 Τα sκetch φορτώνονται στο μικροελεγκτή Arduino.
Arduino IDE
Ολοκληρωμένο Περιβάλλον
Ανάπτυξης
App Inventor for
Android
 Web εφαρμογή
 beta.appinventor.mit.edu
 appinventor.mit.edu
 Απαιτεί λογαριασμό στη Google
App Inventor for
Android
 Επιτρέπει τη δημιουργία εφαρμογών για το
λειτουργικό σύστημα Android, ακόμη και σε χρήστες
που δεν έχουν εμπειρία στον προγραμματισμό.
AppInventor –
Περιβάλλον
AppInventor – Περιβάλλον
Διεπαφή (User Interface)
Σύνδεση Bluetooth
Ξεκλείδωμα πόρτας
Κλείδωμα πόρτας
Ενεργοποίηση φωνητικών
εντολών:
“Open the door”
“Lock the door”
Συνδεσμολογία
 Arduino – Bluetooth (GND, 3.3V, Serial input)
Συνδεσμολογία
 Arduino – ρελέ (GND, 5V, digital output (13))
Συνδεσμολογία
 PC – Arduino (USB cable)
Αρχή λειτουργίας
Το Arduino μέσω μιας ψηφιακής εξόδου
δίνει σήμα ON/OFF στο ρελέ το οποίο
ελέγχει το κλείδωμα και το ξεκλείδωμα της
πόρτας.
Αρχή λειτουργίας
 Πότε το Arduino δίνει την εντολή στην ψηφιακή
έξοδο για το κλείδωμα ή το ξεκλείδωμα της πόρτας;
 Κλειδώνει όταν από τη σειριακή είσοδο του, δέχεται
την τιμή 1.
 Ξεκλειδώνει όταν από τη σειριακή είσοδο του,
δέχεται την τιμή 2.
Αρχή λειτουργίας
 Ποιος στέλνει τις τιμές αυτές στη σειριακή είσοδο του
Arduino;
 Το Smartphone μέσω του bluetooth module το οποίο
συνδέεται στη σειριακή θύρα του Arduino.
Αρχή λειτουργίας
 Άρα ο αλγόριθμος που χρησιμοποιούμε στο sketch,
το οποίο ελέγχει το Arduino, είναι απλός:
(Θυμίζουμε ότι στη σειριακή θύρα είναι συνδεδεμένο
το bluetooth module και σε μία ψηφιακή έξοδο το
ρελέ.)
Επανέλαβε:
Αν η τιμή στη σειριακη θύρα είναι 1
Δώσε την τιμή 1 (ON) στην ψηφιακή έξοδο
Αν η τιμή στη σειριακή θύρα είναι 2
Δώσε την τιμή 0 (OFF) στην ψηφιακή έξοδο
Αρχή λειτουργίας
 Πώς το Smartphone στέλνει τις τιμές 1 ή 2 για το
κλείδωμα και το ξεκλείδωμα της πόρτας;
 Μέσω της εφαρμογής που κατασκευάσαμε με το App
Inventor.
Λειτουργία
router
Internet
WiFi Router
Smartphone
Bluetooth module
Ρελέ
Σειριακή είσοδος
από Bluetooth
Ψηφιακή έξοδος
προς το ρελέ
Arduino
router
Άνοιγμα της εφαρμογής
Internet
router
Click on “Σύνδεση Bluetooth
Σύνδεση του
Smartphone με το
Arduino μέσω
Bluetooth
Internet
router
Internet
Click on “unlock”
To Smartphone στέλνει
μέσω Bluetooth την
τιμή 1
To Arduino δέχεται την
τιμή 1 μέσα από τη
σειριακή θύρα του
Το ρελέ δέχεται το
σήμα και δίνει την
εντολή για το
ξεκλείδωμα της
πόρτας
Το φορτωμένο
πρόγραμμα Ανιχνεύει
την τιμή 1 και στέλνει
στην ψηφιακή έξοδο
την τιμή 1 (ΟΝ)
router
To Arduino εξακολουθεί
να τροφοδοτεί το ρελέ
μέσα από την ψηφιακή
έξοδο και η πόρτα
παραμένει ανοιχτή
Internet
router
Internet
Click on “lock”
To Smartphone στέλνει
μέσω Bluetooth την
τιμή 2
To Arduino δέχεται την
τιμή 2 μέσα από τη
σειριακή θύρα του
Το ρελέ σταματά
να δέχεται το σήμα
και δίνει την
εντολή για το
κλείδωμα της
πόρτας
Το φορτωμένο
πρόγραμμα Ανιχνεύει
την τιμή 2 και στέλνει
στην ψηφιακή έξοδο
την τιμή 0 (ΟFF)
Το Smartphone στέλνει την φωνή στην υπηρεσία “φωνητική αναγνώριση” της Google
router
Internet
Η υπηρεσία της Google αναγνωρίζει τη φωνή και
επιστρέφει το αντίστοιχο κείμενο
Click on “φωνητικές εντολές”
Talk: “open
the door”
Η εφαρμογή αναγνωρίζει το
κείμενο και στέλνει μέσω
Bluetooth την τιμή 1,
ενεργοποιώντας το
ξεκλείδωμα της πόρτας
Το Smartphone στέλνει την φωνή στην υπηρεσία “φωνητική αναγνώριση” της Google
router
Internet
Η υπηρεσία της Google αναγνωρίζει τη φωνή και
επιστρέφει το αντίστοιχο κείμενο
Click on “φωνητικές εντολές”
Talk: “lock
the door”
Η εφαρμογή αναγνωρίζει το
κείμενο και στέλνει μέσω
Bluetooth την τιμή 2,
ενεργοποιώντας το
κλείδωμα της πόρτας
Σας ευχαριστούμε
για την προσοχή
σας!