ليس هناك شك أنّنا أصبحنا نعيش تطورًا تكنولوجيًا سريعًا، يمكننا أن نطلق عليه تطورًا لحظيًا، فكل ساعة تقريبًا في عالم التقنية نجد تقنيةً جديدةً أصبحت متاحةً لنا سواءً في هاتف ذكي جديد بمميزات أقوى، أو في قطعة هاردوير يمكننا برمجتها بسهولة للحصول على مشروع كامل، أو في لغة برمجة أسهل وأسرع تُمكننا من الإبداع، فذلك دائمًا ما أرى أنّ عالم التقنية يَكتظُ بالإثارة والإبداع.
ولا شك أنّ الكثير منا منذ عدة أعوام يسمع ويقرأ عن مصطلح الأتمتة وخاصةً أتمتة المنازل “Home Automation”، وهذا المُصطلح هو أساس مقالنا اليوم، بل هو ما سنقوم به عمليًا لكي تستطيع أن تتحكم في منزلك بأقل مجهود وتكاليف.
ولكن دعنا نتعرف سويًا ما معنى أتمتة المنزل “Home Automation”، يُعبر مُصطلح أتمتة المنزل عن نظام مُتكامل يتم فيه ربط الأجهزة الإلكترونية والكهربائية المنزلية مع بعضها البعض، بحيثُ يمكن التحكم بها ومُراقبتها من أي مكان داخل المنزل أو خارجه من خلال وحدة تحكم قد تكون حاسوبك الشخصي أو هاتفك الذكي.
وهذه الأنظمة تشمل تقنيات للتحكم في الإضاءة وضبط الحرارة داخل المنزل، بالإضافة إلى الأنظمة الأمنية المُخصصة للمراقبة وقفل الأبواب تلقائيًا، كما تتجه شركات الأجهزة المنزلية إلى تطوير أدوات مطبخ ذكية مثل الثلاجات أو آلات تحضير القهوة بالتحكم عن بعد، حتى وصلنا إلى “الروبوت مولي” الطباخ الذي يحمل أكثر من 2000 وصفة من جميع أنحاء العالم التابع لشركة “Moley Robotics“.
وبناءً على ذلك وبعد ما تعرفنا في سلسلة مقالاتنا التي تحمل عنوان “الدوائر الإلكترونية” على المكونات الإلكترونية وكيفية التعامل معها؟ وتعرفنا أيضًا على لوحات الأردوينو وأنوعها وكيف تختار اللوحة المناسبة لمشروعك وتُبرمجَها؟ حان الوقت لنخوض سويًا تجربة عملية كاملة حول التحكم في أجهزتك المنزلية باستخدام هاتفك الذكي.
سنتعلم اليوم كيفية استخدام الأردوينو مع البلوتوث للتحكم في المنزل؟ ونتعلم أيضًا كيفية توصيل العديد من المكونات الإلكترونية مثل: الترانزستور والريلاي مع الأردوينو وبرمجتها لتتَحكم في إضاءة المنزل، أو توزيع الهواء داخله كل ذلك باستخدام هاتفك .
الفكرة الرئيسية للمشروع هي:
التحكم في حمل 220 فولت وليكن مصباحًا أو مروحةً من خلال هاتف أندرويد عن طريق البلوتوث، وسيتم ذلك من خلال تطبيق ستقوم بتحمليه من جوجل بلاي على هاتفك يُسمى “Arduino Bluetooth Control”، وسيكون هذا التطبيق هو الوسيط بين البلوتوث و الأردوينو.
العناصر المستخدمة في المشروع
- أردوينو اونو “Arduino Uno R3”
- البلوتوث موديول “Bluetooth module HC-05”
- تحميل تطيبق “Arduino Bluetooth Control”
- الريلاي “Five pin SPDT relays like 5V relay”
- لوحة الاختبار “Prototype board or breadboard”
- دايود “Diode”
- ترانزستور “Transistor 2n2222”
- مقاومات كهربية قيمتها 330 أوم
- الحمل عبارة عن لمبة 220 فولت
- بطارية 9 فولت
- أسلاك للتوصيل “Connecting wires”
التوصيل العملي لمشروع المنزل الذكي “Smart Home”
عمليًا لا يُمكننا توصيل الحمل 220 فولت بشكل مباشر بالأردوينو. لذلك، سيكون لدينا عنصر إلكتروني وسيط بين الحمل والأردوينو، وهو الريلاي “Relay” الذي سنتحكم فيه من خلال الترانزستور المُستقبِل إشارة التحكم من الطرف رقم 13 بالأردوينو.
في البداية يجب تحديد ما إذا كان الريلاي المستخدم يعمل بجهد تغذية 5 أم 12 فولت أم غير ذلك، حتى تتمكن من تحديد جهد التغذية الذي ستحتاج إليه الدائرة.
ثم نقوم بتوصل الدايود “Diode” بالتوازي على قطبي الملف الكهربائي للريلاي كحماية للترانزستور من الشحنة المُخزنة في الملف، ثم نقوم بتوصيل القطب الآخر للملف الكهربائي بقطب المجمع “collector” للترانزستور، ونقوم بتوصيل طرف الأرضي”Gnd” بالقطب الباعث “Emitter” للترانزستور.
ثم نقوم باختيار المنفذ الذي تريده أن يكون عليه خرج الأردوينو من منافذ الإدخال/ الإخراج “Digital pins”، مثال: منفذ رقم 13، نقوم بتوصيله بطرف مقاومة قيمته 330 أوم، مع توصيل الطرف الآخر للمقاومة بقطب القاعدة “Base” للترانزستور، وبذلك يُصبح الأردوينو الخاص بك قادرًا على التحكم بالريلاي.
توصيل بلوتوث مع الأردوينو والتعرف على أطرافه
البلوتوث هي تقنية موجات راديوية تم تصميمها خصيصًا للاتصالات قصيرة المدى تبدأ من المتر الواحد، ولا تزيد عن 30 قدم أو ما يُعادل عشرة أمتار، وباستهلاك كميات ضئيلة من الطاقة، وتستخدم هذه التقنية بشكل كبير في نقل البيانات بين الأجهزة المحمولة.
ما سنقوم به هو ربط الأردوينو بالبلوتوث موديول، ونقل الأوامر من الهاتف إلى الأردوينو؟
أطراف البلوتوث موديول”HC-05″ هما: الطرف الأرضي”GND”، وطرف التغذية “VCC”، وطرف المُرسِل transmitter pin” TX”، وطرف المُستقبِل “RX “receiver pin.
توصيل البلوتوث بالأردوينو يتم كالتالي
توصيل طرف التغذية “VCC” بـ 5فولت، وطرف “GND” بالأرضي، وتوصيل طرف RXD بطرف “TXD” في الأردوينو، وتوصيل طرف “TXD” بطرف “RXD” في الأردوينو
برمجة الأردوينو وشرح الكود
كود الأردوينو لبرمجة مشروع “Smart Home”
int incomingByte = 0; // for incoming serial data
void setup()
{
Serial.begin(9600); // opens serial port, sets data rate to 9600 bps
pinMode(13, OUTPUT);
}
void loop() { // send data only when you receive data:
if (Serial.available() > 0) { // read the incoming byte
incomingByte = Serial.read() // say what you got:
Serial.print(“I received: “);
Serial.println(incomingByte, DEC);
if ( incomingByte == 65){
digitalWrite(13, HIGH);}
else if ( incomingByte == 97){
digitalWrite(13, LOW); }
}
اقتران البلوتوث مع الهاتف
سنقوم في البداية بتعريف جهاز البلوتوث “HC-05” المُتصل بالأردوينو مع الهاتف، اسم الجهاز هو “HC-05” والـ “pairing code” هو 1234، وعن طريق تطيبق “Arduino Bluetooth Control” الذي تم تنزيله على هاتفك، تستطيع إرسال الأمر المراد تطبيقه إلى الأردوينو من خلال البلوث، وسيقوم الأردوينو بتطبيقه من خلال الكود المكتوب على الميكروكنترولر الموجود على لوحة الأردوينو.
الآن يمكنك التحكم بالمصباح أو المروحة أو أي جهاز مشابه مباشرةً من خلال هاتفك الذكي، ويمكنك أيضًا الاستفادة من الكثير من المشاريع، والتطبيقات الأخرى، والإمكانيات اللامحدودة المتاحة من خلال قسم المشاريع في موقع All about circuits الذي يقدم لك شروحات تطبيقية لمشاريع مشابهة.
هل قمت بتطبيق هذه التجربة أو شيء مشابه لها؟ شاركنا تجربتك.
