IOT Ev Otomasyonu ile Otomatik PID Kontrollü Ortam Işığı Kontrol Sistemi

Oda ışığımızın parlaklığını
ihtiyacımıza göre otomatik olarak ayarlaması şaşırtıcı olmaz mı? Veya
telefonumuzun LED ışıklarının parlaklığını kontrol edebilirsek ? Bu sadece hayatımızı daha rahat hale getirmekle kalmayacak, aynı zamanda
çok fazla enerji tasarrufu yapmamıza da yardımcı olacaktır .
Tüm bunlar PID (Oransal İntegral Türev)
kontrolör kullanılarak yapılabilir. Bu kontrolörün hesaplanması için üç adım vardır Kp, Ki, Kd.

Kp: –Burada p orantılıdır ve çıktı değeri
hata değeri ile doğru orantılıdır. Hata yüksekse, kontrollü çıkış
da yüksektir ve mevcut hata değeri ile ilgilenir.
Ki: –Burada integral kontrolü temsil ediyorum.
İstenen değeri elde edene kadar entegrasyonu kullanarak hatayı ortadan kaldırır .
Kd: –Burada d, türev kontrol anlamına gelir. Bu kontrolör,
zaman içindeki mevcut değişime dayanarak gelecekteki hatayı tahmin etmekten sorumludur .

PID kontrolörü ışık parlaklığını aşağıdaki adımlarda kontrol eder.
1. PID kontrolörü ilk önce ışık sensöründen değeri okur
2. Ardından sensörün mevcut değerinden
parlaklık için istenen ayar noktasına kadar olan hatayı hesaplar
3. Hesaplamadan sonra PID, çıkışını LED ve parlaklığı
karşılamak için verir istenen ayar noktası.

Ne yapacağız?

Bu projede, PID
kontrolör ışığı ile bir IOT Ev otomasyon sistemi yapacağız . IOT sistemimiz aşağıdaki özelliklere sahiptir:

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

Gerekli malzemeler

1 RGB LED
1 LDR
110 OHM Direnç
1 Arduino UNO
Bluetooth HC O5
1 Led
Röle Modülü

Kodlama

Arduino IDE’ye ‘PID_V1’ kütüphanesini kurduk. Bundan sonra
kodlamaya başlayabiliriz .
Kodumuzun ilk bölümünde,
projemiz için gerekli olan farklı değerleri saklamak için birkaç değişken oluşturacağız . Bundan sonra ‘PID_V1’ ve
‘SoftwereSerial’ kütüphanesini kodlamak için başlatacağız (Bakınız Şekil 2).
Daha sonra, G / Ç pimleri için pinmodları
ve Bluetooth HC 05 için baud hızını ayarladığımız bir kurulum işlevi oluşturacağız. Burada bu kodda
9600 baud hızı kullandık , ancak
Bluetooth modülü ayarınıza göre farklı baud hızı kullanabilirsiniz . (Bakınız Şekil 3).

Şekil 1. Arduino KoduŞekil 2. Pinodların ayarlanması

Daha sonra, girişleri uygulamadan alıp
‘seri’ adlı bir değişkende sakladığımız bir döngü işlevi oluşturulur . Bundan sonra
, LED ışık parlaklığını, fanı ve RGB led rengini kontrol etmek için birkaç koşul yaratılır . Bundan sonra
, led ışığı
uyarlanabilir parlaklık moduna ayarlamak için analog değeri kontrol eden bir ‘while döngüsü’ oluşturacağız . While while döngüsü 50’den küçük bir değer okursa
adaptif parlaklığa geçer.

Şekil 5. PID kontrolörü için Arduino kodu.

Uygulama Yapımı

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

Burada uygulama yapmak için kodular uygulama oluşturucuyu kullanacağız (ayrıca
MIT uygulama mucitini de kullanabilirsiniz ). Kodular uygulama oluşturucuda, uygulama için bir düzen oluşturacağız ve mizanpaja
aşağıdaki bileşenleri 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 Şekil 7’de gösterildiği gibi kod bloklarına katılın
. Kaynak kodu ve uygulamayı aşağıdaki bağlantıdan indirebilirsiniz.

İndirme Kodu

Şekil 7. Kod Blokları

Bağ

Arduino UNO	Bileşenler
Pim 7	Bluetooth TX
Pim 8	Bluetooth Rx
GND	Bluetooth GND
5V	Bluetooth VCC
3V	RGB LED Ortak Katot
Pim 5	RGB Led R pimi
Pim 6	RGB Led G Pimi
Pim 11	RGB Led B pimi
Pim 3	LED ışığı
Pim A0	Işık Sensörü LDR Pin
Pim A3	Anahtar Pimi

Şekil 10. Devre Şeması.

Test yapmak

Önce bileşenleri ve röleyi çalıştırın, ardından oluşturduğumuz uygulamayı açın.
Şimdi, uygulamanın her özelliğini tek tek test edin. Önce uygulamadaki bağlantı düğmesine dokunun
ve Bluetooth HC 05’i seçin. Başarılı 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 kapatma / açma düğmelerini kullanarak ışıkları kapatabilir / açabilirsiniz. Eğer varsa
RGB ruh ışık rengini değiştirmek istiyorum, 3., 4 th kullanmak, 5. kaydırıcı çubuklar için
istediğiniz rengi seçin.
Tatil veya ofisteyken oda ışıklarınızın otomatik olarak kapanmasını sağlamak için
sol taraftaki metin kutusundaki tarih ve saati ayarlayın . Uygulama, ayarlanan saat ve tarihte ışıkları otomatik olarak kapatır.

Şekil 12. Otomatik kapanma ışığının tarih ayarı

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

https://drive.google.com/file/d/14ZgMzrRnSy8aJVMucAfGpSrzNJd_6Rir/view?usp=sharing