CONCEPTUL DE ,,CAS Ă INTELIGENT Ă” 1.1 Memoriu justificativ ………………………….. …………………………….. [625455]

CUPRINS
CAPITOLUL I

CONCEPTUL DE ,,CAS Ă INTELIGENT Ă”

1.1 Memoriu justificativ ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………
1.2 Introducere in microcontrolere ………………………….. ………………………….. …………………………
1.2.1 Ce este un microcontroler ? ………………………….. ………………………….. ………………..
1.2.2 Deosebirea dintre Microprocesoare si Microcontrolere ………………………….. ………
1.3 Arhitectura Microcontolerului ………………………….. ………………………….. ………………………….
1.3.1 Unitatea centrala de procesare ………………………….. ………………………….. …………….
1.3.2 Unitatea de memorie ………………………….. ………………………….. ………………………….
1.3.3 Magistrala ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………
1.3.4 Unitatea de intrare/iesire paralela ………………………….. ………………………….. ………..
1.3.5 Unitatea de intrare/iesire seriala ………………………….. ………………………….. …………..
1.3.6 Unitatea timer ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………
1.3.7 Watchdog -ul ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………..
1.3.8 Convertorul Analog – Digital ………………………….. ………………………….. ……………..
1.3.9 Progra mul ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………
1.4 Internet of Thing s ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….

CAPITOLUL II

REALIZAREA PROIECTULUI

2.1 Prezentare generala. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………
2.2 Platforma de dezvoltare Arduino Uno ………………………….. ………………………….. ……………….
2.2.1 Privire de ansamblu ………………………….. ………………………….. ………………………….. .
2.2.2 Specificatii tehnice ………………………….. ………………………….. ………………………….. ..
2.2.3 Memoria ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………
2.2.4 Intrarile si iesirile digitale ………………………….. ………………………….. …………………..
2.2.5 Intrarile analogice ………………………….. ………………………….. ………………………….. …

2.2.6 Interconectarea cu alte dispozitive ………………………….. ………………………….. ……….
2.2.7 Programarea ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………
2.3 Senzori ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …
2.3.1 Senzor de temperatura si umiditate ………………………….. ………………………….. ……..
2.3.2 Senzor de gaz ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….
2.3.3 Senzor miscare ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….
2.2.4 Senzor ultrasonic ………………………….. ………………………….. ………………………….. …..
2.2.5 Senzor nivel apa ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……
2.4 Modul Relee ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………
2.5 Interconectarea modulelor ………………………….. ………………………….. ………………………….. …..

CAPITOLUL III

DESCRIERE SUPPORT SOFTWARE

3.1 Mediul de dezvoltare Arduino IDE. ………………………….. ………………………….. …………………..
3.1.1 Generalitati ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………..
3.1.2 Crea rea programelor ………………………….. ………………………….. ………………………….
3.1.3 Bibliotecile utilizate de catre Arduino IDE ………………………….. ……………………….
2.2.4 Aplicatia realizata in cadrul proiectului ………………………….. ………………………….. ..
3.2 Platforma Cayenne

CAPITOLUL I

CONCEPTUL DE ,,CASA INTELIGENT Ă”

1.1 Memoriu justificativ .

Ne intrebăm tot mai des ,,Cum arată casa viitorului?” , evident cât mai multă aparatură
electrocasnică, telefoane, monitoare si sunete de înaltă calitate, toate acestea legate la
microprocesoare ce permit comunicarea între ele si cu locuitorii casei.
Putem spune că inteligența unei case este produsul realizat de instalarea și
configurarea unor sisteme capabile să solicite anumite comenzi . Una din aceste comenzi
poate fi ace ea de a aprinde lumina folosind un sistem de comandă, care permite controlul de
la distanță .
Cu ajutorul unor sisteme automate, configurate corespunzător , se pot controla toate
echipamentele electrice dintr -una sau mai multe încăperi ale imobilului.Un aspect important
pentru o clădire cu mai multe încăperi este controlul instalațiilor de aer condiționat, încălzire
si iluminare.

Lucrarea de față își propune să prezinte conceptul de casă intelige ntă, urmărind o serie de
facilități, care ajută la creșterea confortului și a siguranței locuirii oamenilor.
Conceptul de casă inteligentă prezintă următoarele avantaje:

 posibilitatea de a monitoriza și de a regla temperatura înainte de a ajunge la domiciliu;
 senzorii condiționează aprinderea luminilor din baie, treptat încălzirea pardoselei
pornește , iar ventilator de aerisire este pus în funcțiune;
 atât ușile cât și ferestrele au senzori pentru acți onarea ala rmei, care va transmite un
mesaj pe adresa de e -mail sau pe telefonul proprietarului;
 pentru o utilizarea eficientă a energiei electrice, exista posibilitatea programării
instalației electrice în funcție de consum ;
 se pot aplica motorașe pentru automatizarea jaluzelelor;
 închiderea automată a ferestrelor poate fi programată pentru anumite perioade de timp
sau în fu ncție de nivelul de umiditate mă surat de senzor.

 pe perioada concediului , se pot activa automat instalațiile de irigare , iar datorită
senzo rului de umiditate nu vor fi acț ionate în zilele ploioase

Interfața de calculator se poate programa să trimită secvențe pentru toate
echipamentele din încăpere și să comande individual fiecare modul. De exemplu , o primă
secvenț ă activează instalația de încălzire atunci când temperatura a scăzut sub valoarea
stabilită în prealabil de către utilizator . A doua secvență are rolul de a aprinde toate l uminile
din casă atunci când afară se întunecă. În acest fel se pot inițializa mai multe secvențe , fiecare
având o sarcină stabilită.

1.2 Introducere î n microcontrolere

Domeniul microcontrolerelor a progresat odată cu dezvoltarea tehnologiei circuitelor
integrate . Această evolutie a făcut posibilă stocarea a sut e de mii de tranzistoare într -un
singur cip, fiind o premiera pentru productia de microprocesoare. Astfel , primele calcula toare
au fost realizate prin adă ugarea perifericelor cum ar fi memorie , linii de intrare -iesire și
altele.
Creștere volumului capsulei a dus la crearea circuitelor integrat e. Circuitele integrate
sunt alcă tuite atât din procesor cât ș i din periferice. Prin urmare, primul cip, care conținea un
microcalculator, să fie cunoscut mai târziu sub numele de microcontroler.

1.2.1 Ce este un microcontroler?

În general , un control ler (controller – termen de origine anglo -saxonă , cu un domeniu
de cuprindere foarte larg) este un sistem electronic, care are rolul de a controla un proces sau
o interacț iune cu mediu exterior, fără a fi necesară intervenț ia directă a operatorului uman.
Primel e controlere au fost realizate î n tehnologii pur analogice, utilizâ ndu-se componente
electronice discrete ș i/sau componente electromecanice (ex: relee).
Microncotrolerele care utilizează tehnica numerică moderna au fost realizate pe baza
circuite lor integra te numerice standard SSI si MSI ș i a unei electronici analogice , de cele mai
multe ori complexe, evidenții ndu-se prin dimensiunil e mari, consumul energetic pe măsură ș i,
de cele mai multe ori , a fiabilității scăzut e.
Rezultatul utilizării micropro cesoarelor de uz general poate fi înregistrat în reducere a
consistenta a consturilor, dimensiunilor, consumului si a imbunatatirii fiabilitatii. In prezent ,

inca mai exista o serie de astfel de controlere de calitate, realizate pe structura unor
microproce soare de uz general , cum ar fi Z80 (Zilog), 8086/8088 (Intel) sau 6809 (Motorola) .
Odata cu dezvolta rea procesului de miniaturizare , a fost posibila ca ma joritatea
componentelor necesare un ei astfel de structuri sa fie integrate la nivelul unui singur
microcircuit (cip).
In ceea ce privește denumirile si acronimele utilizate, asa cum un microprocesor de uz
general este desemnat prin MPU (MicroProcessor Unit), un microcontroler este, de regula,
desemnat MCU, desi semnificatia initiala a acestui acronim este MicroComputer Unit.
Daca am defini , in sens larg , un microcontroler am putea spune ca este un
microcircuit care incorporeaza o unitate centrala ( CPU ) si o memorie impreuna cu resursele
care-i permit interactiunea cu mediu exterior.

1.2.2 Deosebirea dintre Microprocesoare si Microcontro lere

Intre microcontroler si microprocesor există mai multe diferente. In primul rand , cea
mai importa ntă diferență vizează regimul de funcționare a microcontrolerului fata de
microprocesor. In folosirea unui microprocesor este nevoie de adaugarea altor componente ,
cum ar fi memoria sau componente pentru primirea si trimiterea datelor. Microprocesorul
este considerat inima computerului, pe cand microcontrolerul este proiectat sa indeplineasca
toate acestea intr -un intreg. Nu sunt necesare alte componente externe pentru aplicarea sa ,
deoarece toate perifericile necesare sunt deja incluse in acesta.
In acest fel , economisim timpul si spatiul necesare pentru contruirea de aparate .
Atunci cand facem referire la cuvantul micro ne va duce imediat cu gandul la marimea redusa
a dispozitivului , iar cuvantul controler ne arata ca dispozitivul poate fi folosit pentru a
controla procese sau evenimente.
Microcontrolele se pot i ntalni in structura oricarui ti p de aparat. Orice aparat care
stocheaza, masoara, comanda, calculeaza sau afiseaza informatii poate fi o potentiala gazda
pentru un microcontroler. Un exemplu des intalnit este automobilul fabricat in zilele noastre,
care este echipat cu cel putin un microcontroler care comanda motorul masinii si de cele mai
multe ori si sistemele aditionale ale automobilului.
In constructia unui calculator , microprocesorul necesita memorie pentru pastrarea
datelor si a programelor, interfete de intrare – iesire (I/O) pentru realizarea comunicatiei cu
dispozitivele externe , cum ar fi tastatura sau monitorul.

1.3 Arhitectura microcontrolerului

In structura de baza a unu i microcontroler sunt prezente elementele de baza si
conexiunile interne ale microcontrolerului.
Schema bloc (fig.1.1) a unui microcontroler conține următoarele componente :

 Unitatea centrala de prelucrare ( procesare)
 Unitatea de memorie
 Magistrala
 Unitatea de intrare -iesire paralela
 Unitatea de intrare -iesire seriala
 Unitatea timer
 Watchdog -ul
 Convertorul Analog -Digital
 Programul

Unitate SerialăConvertor
A / D
Timer
WatchdogUnitate I / O
(paralelă)
Memorie
Unitate TimerC P UIn
DaDa
R / WAdDaTrRe
Ref
fig. 1.1

1.3.1 Unitatea centrala de procesare

Acesta este unul din principalele blo curi ale circuitului, prezentand functii de adunare,
inmultire, impartire si scadere. Locul unde se stocheaza informatia in CPU poarta denumirea
de registru (fig 1.2).
Prin urmare , registrele sunt locatii de memorie cu rolul de a executa anumite operatii
matematice si logice precum si alte operatii cu date oriunde se intalnesc acestea.
Conform figurii prezentate CPU face schimb:
– bidirectional de date cu componente alte microcontrolerului
– unidirectional de adrese
– unidirectional de informatii de control
Aceste transferuri (schmburi) de date si adrese se fac prin intermediul magistralelor dedicate.
Informatiile de control se transmit prin linii de control.

1.3.2 Unitatea de memorie

Memoria reprezinta o parte a microcontrolerului a carei fun ctie este de a stoca date.
Acest ansamblu poate fi imaginat ca un dulap mare cu multe sertare , care sunt notate într -un
anumit fel pentru a nu se confunda continutul lor si acesta devenind mult mai usor accesibil.
Printr -o simplă cunoaștere a denumirii sertarului , se poate accesa cu ușurință și în mod sigur
conținutul acestuia (fig1.3) .
Accesul la o locatie a unitatii d e memorie se face prin precizarea adresei acesteia si
operatia ce se va efectua. Adresa este receptionată pe magistrala de adrese și operatia se

C P UDaAdRegistrul 1
Registrul 2
Registrul 3LC
…
fig. 1.2

receptioneaza pe o linie de control R / W , iar adresarea reprezinta selectarea uneia dintre ele.
Select area loc atiei de memorie pe magistrala de date permite accesarea continutul ui ei, in
cazul in care pe linia de control se transmite o comanda de citire din memorie R / W =1. Daca
pe linia de control se transmite comanda de scriere in memorie R / W = 0 , in locatia selectata
se va inscrie informatia prezenta pe magristrala de date.
Linia de control se noteaza cu R / W barat pent ru a preciza nivelele ce activeaza
operatia de citire/scriere.
Elementele prezentate nu au conexiuni cu exteriorul microprocesorului, pentru aceasta
sunt necesare alte elemente specifice.

1.3.3 Magistrala (Bus -ul)

Calea fizica de comunicatii se numeste magistrala “ bus” (fig. 1.4). Aceasta este
alcatuita dintr -un grup de 8, 16, sau mai multe fire, egal cu numarul de biti utilizat pentru
reprezentarea datelelor / adreselor.
Avem doua tipuri de bus -uri:
– Bus de adresa
– Bus de date

Primul bus prezinta un numar de linii egal cu numarul de biti prin care reprezentam
adresa locatiei de memorie adresate si este folosit la transmiterea adreselor de la CPU la
unitatea de memorie.
MemoriaDa W/R
fig. 1.3Locație Memorie 0
Locație Memorie 15Locație Memorie 1
. . .Ad

Cel de-al doilea bus prezinta u n numa r de linii egal cu numarul de biti pri n care sunt
reprezentate datele si ajuta la interconectarea tu turor blocurilor din interiorul
microcontrolerului.

1.3.4 Unitatea de intrare/ iesire paralela

Asigurarea comunicatiei cu mediul exterior al microcontrolerului utilizeaza elemente
numite porturi .(fig 1.5.) Sunt prezente , pentru utilizare , porturi de intrare, de iesire si porturi
bidirectionale. Pentru a utiliza un port este necesara selectarea acestuia , iar apoi prec izarea
operatiei efec tuate ( transmiterea de date la sau receptionarea de la ).
Portul in timpul utilizarii are acelasi compor tament ca o locati e de memorie in sensul
în care se efectueaza citiri si inscrieri. Informatiile acestei unitati sunt accesib ile la pinii
microcontrolerului.

Memorie C P U
R / WAdDa
fig. 1.4
Unitate I /ODaDaRegistru
IntrareDa
fig. 1.5Registru
Ieșire

1.3.5 Unitatea de intrare / iesire seriala

Unitatea de intrare / iesire prezentata anterior are o insuficienta in ceea ce consta
numarul mare de linii necesar. Acest lucru poate deveni major si uneori inacceptabil in
conditiile transmiterii de date la distante mari (sute de m sau km).Solutia , in ac est caz , consta
in reducerea numarului de linii , astfel incat sa nu se afecteze functionalitatea si performantele
sistemului cu microcontroler.
Una din solutii consta in utilizarea a trei linii cu urmatoarele destinatii functionale:
– O linie pentru transmit erea de date
– O linie pentru receptia de date
– O linie de referinta utilizata atat pentru partea de intrare cat si pentru partea de
iesire
Pentru functionarea acestui sistem de comunicare este necesara stabilirea un or reguli
de schimb ale datelor, reguli des crise de protocol . Protocolul este definit in avans pentru a nu
exista neintelegeri intre partile ce comunica una cu alta.
Ca exemplu , presupunem ca stabilim urmato rul protocol:
 Pana la momentul inceperii transmisiei , pe linia de transmisie este setat nivelul
logic 1. Atunci cand incepe transmisia se aplica acestei linii nivelul logic 0
pentru un interval de timp pe care il notam cu T. Asadar , receptorul este
anuntat ca trebuie sa -si activeze procedurile de receptie. Dupa expirarea
intervalului T , se transmit la li nia de transmisie b itii corespunzatori informatiei
incepand cu bitul cel mai putin semnificativ si terminand cu cel mai
semnificativ. Fiecare bit se transmite pe o durata de timp egala cu T. Dupa
transmiterea bitului cel mai semnificativ se aplica liniei de trans mitere nivelul
logic 1, cee a ce va marca si semnaliza sfarsitul transmisiei unei date.

Protocolul pe care l-am descris mai sus este numit in literatura profesionala NRZ
(Non -Return to Zero).

Deoarece avem linii separate de receptie si transmitere, este posibila receptionarea si
transmiterea de date in acelasi timp. Blocul ce per mite acest mod de comunicare seriala se
numeste full -duplex. Fata de transmisia paralela, in acest caz datel e sunt transferate bit cu bit
sau intr -o serie de biti, de unde si denumirea de comunicatie seriala.
Dupa receptia datelor, acestea trebuie citite din locatia de receptie, transmise la
memorie in vederea stocarii in aceasta. La transmitere , procesul este invers at, in sensul ca
datele sunt trimise din memorie in bus catre locatia de transmitere si de acolo catre unitatea
de receptie, conform protocolului.

1.3.6 Unitatea Timer

Blocul sau unitatea timer are o anumita importanta , deoarece ne furnizeaza informatia
de timp, durata si protocol. O componenta de baza a timer -ului este un contor liber (free -run),
care, de fapt este un registru a carui valoare numerica creste cu o unitate la intervale de timp
egale, astfel incat comparand continutul sau la doua momente distincte T1 si T2 sa se poata
determina prin diferenta intervalului de timp care s -a scurs. Aceasta functie consuma o mare
parte din resursele Timer -ului.

Unitatea TimerContor
Liber
fig. 1.7Semnal
timp

Unitatea
SerialăDaRegistru
Tranmisie
Recepție
fig. 1.6TrRe
Ref

1.3.7 Watchdog -ul

Cel mai important lucru este functionarea fara defecte a microcontrolerului si a
sistemului realizat, in situatia exploatariii in conditii variate si dificile. Sa presupunem ca
urmare a unei anumite interferente microcontrolerul se opreste din executarea programului
sau, mai rau, incepe sa functioneze incorect.
Daca acest lucru se intampla cu un PC , situatia se rezolva printr -o resetare urmata de
continuarea lucrului. In cazul microcontrolerului nu exista acest buton de resetare care sa
rezolve problema. De accea , pentru ace asta situatie a fost introdus blocul numit Watchdog –
caine de paza . Acest bloc este de fapt un alt contor liber (free -run), unde programul trebuie sa
inscrie zero, ori de cate ori se executa corect. In cazul in care programul se blocheaza , nu se
va mai i nscrie zero, iar continutul va creste p ana la atingerea valorii maxime , moment in care
se va reseta singur. Acesta va duce la reluarea rularii programului.

1.3.8 Convertorul Analog – Digital

Deoarece semnalele de la periferice sunt substantial diferite de cele pe care le poate
intelege microcontrolerul (zero sau unu), acestea trebuie convertite astfel incat sa fie intelese
de microcontroler. Aceasta sarcina o indeplineste blocul pentru conversia analog – digitala
sau un convertor A/D.
Responsabilitatea acestui bloc este de a converti o informatie de o anumita valoare
analogica intr -un numar binar pentru a o transmite ulterior unui bloc CPU , sub forma in c are
blocul CPU o poate procesa.

WatchdogContor
Liber
fig. 1.8RESET

Convertorul
A / DDaRegistru A / D
fig. 1.9AnIn
1.3.9 Programul

Programul reprezinta partea care pune in functiune un sistem cu microcontrole r.
Programarea se poate realiza in diferite limbaje cum ar fi Assembler, C , Basic fiind, in
general cele mai folosite limbaje.
Assembler aparține limbajelor de nivel scăzut ce sunt programate lent, dar folosesc
cel mai mic spațiu în memorie și dau cele mai bune rezultate , când urmăresc viteza de
execuție a programului.
Programele în limbajul C sunt mai ușor de scris, mai ușor de înțeles, dar sunt mai
lente în executare decât programele în Assembler.
Basic este un limbaj ușor de învățat și instrucțiunile sale sunt cele mai aproape de
modul de gândire a omului, dar, ca și limbajul de programare C, este de asemenea mai lent
decât Assembler -ul. În orice caz, înainte de a decide în privința unuia din tre aceste limbaje
trebuie studiate cu atenție cerințele privind viteza de execuție, mărimea memoriei și tim pul
disponibil pentru asamblare .
Dupa scrierea programului , microcontrolerul trebuie ins talat intr -un aparat si lasat sa
lucreze. Pentru a fi posibil acest lucru , trebui e sa mai adaugam cateva componente externe
nesesare functionarii acestuia. In primul rand , pentru funcționarea microcontrolerului , trebuie
conectat la o sursa cu o tensiune necesara pentru operarea tuturor instrumentelor electronice
si la un oscilator. Odata ce este alimentat microcontrolerul va executa un scurt control asupra
sa, va analiza inceputul programului si va incepe sa -l execute.

1.4 Internet of Things

Internet of Things sau, in traducere libera , internetul lucrurilor poate fi definit ca o
interactiune intre oameni si obiecte cu diverse functionalitati, din care va rezulta un schimb
de informatii si cunostinte.
Prin urmare, Internet of Things (IoT) este suma interacțiunilor dintre dispozitivele
inteligente , unice , interconectate.

Cand facem referire la IoT ne asteptam la conectivitate si interactiuni inteligente
avansate intre dispozitive, sisteme si servicii, dincolo de ceea ce cunoastem azi ca machine –
to – machine communications (M2M). IoT include o gama larga de protocoluri, domenii si
aplicatii. Interconectarea acestor dispozitive aduce un plus in ceea ce priveste automatizarea
in aproape toate domeniile s i dezvoltarea de aplicatii complexe.
Atunci cand vor bim de obiecte in contextul IoT , vom include o gama larga de
dispozitive cum ar fi de ex emplu implanturile cardiace, c ipuri implantate sau atasate
animalelor, automobile care inglobeaza senzor i etc.
Suntem in punctul in care aceste tehnologii Internet of Things sunt dezvoltate si
utilizate, implementate tot mai mult, inclusiv de companii in propriile infrastructuri si/sau
planuri de afaceri.
Integrarea fiecarui dispozitiv cu Internetul se realizazeaza p rintr-o adresa IP unica a
device -ului, un identificator unic. Deoarece IP v4 este deja depasit si limitat, adresele folosite
vor fi IP v6. Obiectele IoT nu se adreseaza doar senzorilor ci si sitemelor care pot actiona sau

care pot fi actionate, de ace ea ad optia globala IP v6 va juca un rol decisiv in urmatorii ani
pentru IoT. Faptul ca dispozitivele IoT sunt inglobate inseamna automat miniaturizare si
simplificare, iar platformele de calcul folosite vor avea costuri reduse.
In continuare voi prezenta cateva directii importante unde IoT poate aduce schimbari
semnificative in vietile noastre si in dezvoltarea tehnologica.
 Orase si zonele industriale : Serviciile eficiente in orasele inteligente pot
contribui foarte mult la protejarea mediului inconjurator . Resursele
controlabile prin automatizare si monitorizare (cum ar fi apa, gazele sau
energia electrica sau termica) s -ar putea realiza distribuirea acestor mai
eficient in conformitate cu necesitatile reale, instalandu -se tot odata alerte in
ceea ce prive ste risipa sau problemele de infrastructura.
 Cladiri inteligente si grija pentru mediu: Consum energetic necontrolat din
cladirile de birouri, hotelu ri, sali de sport sau hale industriale reprezinta o
sursa majora de poluare.Astfel in conditii de criza eco nomica, reducerea
costurilor in paralel cu reducerea poluarii se pot face foarte eficient prin
implementarea tehnologiilor IoT. Consideram ca automatizarea sistemelor de
iluminat, de incalzire si de apa in functie de gradul de utilizare a locatiei si
condi tiile de meteo – climatice este nu doar utila ci si necesara.
 Locuintele inteligente : Acestea pot ajuta foarte mult la economisire prin
reducerea costurilor energetice inutile , asigurand incalzire si iluminare optime
in functie de activitatile locatarilor .Senzorii pot avertiza incidentele de
infrastructura (tevi, robineti, calorifere etc.) izbucnirea de incendii si inundatii.

CAPITOLUL II

REALIZAREA PROIECTULUI

2.1 Prezentare generala

Acest capitol vizeaza prezentarea cat mai detaliata si cat mai completa a suportului
hardware care a fost folosit pentru realizarea practica a proiectului. Se va prezenta amanuntit
toate componentele folosite in cadrul proiectului , atat proiectarea cat si realizarea cablajului
necesar functionarii. Se va exipl ica in mod amanuntit si modul de interconectare al tuturor
modulelor, in concordanta cu specificatiile tehnice aferente fiecaruia.

Proiectul urmareste transformarea unui imobil intr -o locuinta inteligen ta complet
automatizata. Ca acest lucru sa fie posib il, am apelat la folosirea unor anumite componente
care con ectate intr -un int reg sa indeplineasca doua lucrur i esentiale locuintei si anume :

 Siguranta
 Confort

Siguranta locuinte a fost si este o prioritate pentru majoritatea familiilor , cu atat mai
mult cu cat tehnicile si amenintarile rau -facatorilor s -au diversificat de -a lungul timpului.
Fiind un proiect care transforma un imo bil intr -o locuinta inteligenta , securitatea
trebuie sa fie pe masura. Astfel vom apela la sistem e de alarma ce se inscriu in conceptul
IoT, acestea sunt foarte eficiente deoarece se observă greu, avand forme variate si fiind usor
de camuflat. In aceasta categorie putem integra o gama larga de sensori magnetici pentru usi
si ferestre, senzori de miscare, sisteme de ac ces pe baza de cartela si camere de supraveghere
ce transmit online.
In proiectul prezentat am folosit un senzor de miscare pentru detectarea unei posibile
spargeri, cu un sistem de instintarea automata a proprietarului. La actionarea senzorului de
miscar e se va declansa o alarma. Incaperiile vor fi luminate automat, iar usile si ferestrele se
vor bloca, locuinta devenind o fortareata pentru cel care incearca să pătrundă . Sistemul de
avertizare trimite un mesaj proprietarulu i, instiintandu -l despre eventu alul pericol.
Dezarmarea sistemului se realizează cu ajutorul unui cod de siguranta transmis de proprietar.

Cel de -al doilea aspect , in ceea ce priveste siguranta locuinte , îl reprezinta eventualele
accidente de infrastructura, cum ar fi spargerea unei te vi sau pierderile de gaze. In locuinta de
fata s -a ales ca modalitate de prevenire a acestor incidente instalarea unor senzori. Senzor ul
de gaz ce indica concentratia de gaz, declansandu -se la atingerea unei anumite valori.
Declasarea acestuia va duce la intreruperea alim entarii locuintei si a pornirii in regim de
siguranta a ventilatiei.
Pentru prevenirea inundatiilor s -a instalat un senzor ce indica nivelul apei in incapere
.Atunci cand se va depasi o valoare stabilita initial, alimentarea locuinte se v a opri si se va
actiona electrovalva generala de alimentare cu apa a locuinte.

Confortul reprezinta totalitatea conditiilor materiale care asigura o existenta civilizata,
placuta, comoda si igienica. Factorii care determina confortul ambiental al locuin tei sunt :
factorii de constructie si factor ii fizici si anume compozitia ae rului, umidit atea, temperatura.
Proiectul de față pune accent ul pe cei mai importan ti factori ai unei locuinte :
umidita tea si temperatura .Pentru a tine sub control acesti factori si a oferi un mediu cat m ai
placut incaperilor locuintei s -au folosit senzori de temperatura si umiditate. Prin folosirea
acestori senzori s-a realizat o monitorizare in permanenta a val orilor regasite in incaperi,
astfel prin programare stabilindu -se niste conditii.
Aerul din spatiul interio r al locuintei nu trebuie sa aiba un continut mare de dioxid de
carbon. Acesta se poate improspa ta printr -o ventilatie naturala ( deschiderea ferestrelor) sau
printr -o ventilatie artificiala (aer conditionat) . O umiditate relativ indicata a aerului
accentueaza starea de disconfort. Umiditatea realativ scazuta (sub 30%) produce o atmosfera
uscata ce poate provoca iritari. Astfel , senzorul de umiditatea trebuie sa mentina valoare a
acestui procentaj in interiorul locuintei. Atunci cand umiditatea scade sub valoarea stabilita ,
sensorul de umiditate va actiona ventilatia locuintei pentru a restabili confortul necesar
.Procesul ia sfarsit atunci cand gradul de umiditate ajung e la valoare stabilita de catre
utilizator .
Cel de -al doilea factor prezent este temperatura. Temperatura optima in locuinta se va
situa intre 18 – 20 grade C. Pentru a mentine aceasta v aloare senzorul de temperatura va
indica in pemanenta valoarea temperaturii din incaperi. Atunci cand vom avea m o
temperatura sub 18 grade C , senzorul de temperatura va actiona treptat incalzirea locuintei
pana se va ajunge la valoarea stabilita initial. Cand temperatura locuinte depasese 20 de grade
C, senzorul de temperatura va actiona sistemul de ventilatie art ificiala (aer conditionat),
procesul se termina atunci cand se ajunge la valoarea stabilita initial.

Toate aceste module se vor amplasa intr -o camera tehnica. Aici vom intalni toate
componentele electronice ce fac posibila automatizarea locuintei. Pentru a putea avea o
comunicare cat mai buna si o monitorizare in timp real , compon entele prezentate mai sus vor
fi conectate la o placa de dezvoltare ce permite controlul deplin a l acestora .Aceasta placa de
dezvoltare este un Arduino Uno R 3.

2.2. Platforma d e dezvolatere Arduino Uno

2.2.1 Privire de ansamblu

Denumi rea de ,,Uno ‟‟ provine din limba italiana si reprezinta o emblema a
urmatoarelor versiuni ce urmeaza a fi lansate pe piata, Arduino 1.0. Arduino Uno si Arduino
1.0 ce vor deveni versiuni de refer inta pentru marca Arduino . Arduino Uno este ultima
versiune dintr -o serie de platforme de dezvoltare Arduino bazate pe comunicatie prin USB .

Platforma de dezvoltare Arduino uno are la baza un circuit integrat ce contine un
microcontroler Atmel ATmega 328.Placa de dezvoltare dispune de 14 pini digitali de
intrare/iesire (dintre care 6 pini pot fi folositi ca iesiri PWM), 6 pini analogici de intrare, un
rezonator ceramic de 16MHz, un conector de tipul USB, un conector de alimentare , un modul
programator ICSP si un buton de reset.

Prin urmare , platforma de dezvoltare Arduino Uno are la baza toate componentele
necesare pentru a pune in functiune microcontrolerul. Programarea microcontrolerului
ATmega 328 se realizeaza prin conectarea placii de dezvoltare la un calculator prin
intermediul acestuia . Versiunea Uno difera de celelalte placi de dezvoltare dinainte sa prin
faptul ca nu mai foloste un adaptor USB – magist rala seriala, in schimb are un microcontroler
programat ca un convertor USB – magistrala seriala.
Versiunea pe care o folosim in acest proiect poarta denumirea de Arduino Uno
Revizia a 3 -a, o versiune ce dispune de o serie de caracteristici diferite fata de versiunile
anterioare. Se poate observa inlocuirea microcontrolerului ATmega 16U2 cu ATmega 8U si
folosirea ca si convertor USB – magistrala seriala.Revizia a 3 -a a platformei de dezvoltare
Arduino Uno prezinta si o dispunere diferita a pinilor : au fos t adaugati pinii SDA (data line)
si SCL (clock line) alaturi de pinul AREF (referinta analogica), cat si alti doi pini alaturi de
pinul RESET si anume pinul IOREF, cu rolul de a ajuta placile de extensie pentru Arduino
(denumite shield) sa se adapteze la t ensiunea furnizata de catre platforma Arduino.
Din punct de vedere a dimensiunilor lungimea si latimea maxima a unei platforme de
dezvoltare Arduino Uno Rev 3 sunt de 6.9 cm, respectiv 5.4 cm.PCB -ul dispune si de patru
gauri pentru suruburi care au rolul de a fixa placa pe o anumi ta suprafata.

2.2.2 Specificatii tehnice

Arduino Uno se poate alimenta atat prin co nectorul USB cat si printr -o sursa externa
de tensiune. Sursa de alimentare este selectata automat de catre dispozitiv. Alimentarea
externa se poate realiza cu un adaptor de tipul curent alternativ – curent continuu, fie direct
de la o baterie.Atat adaptorul cat si bateria se poat conecta prin intermediul unui conector de
2,1 mm prevazut cu borna pozitiva in centru si masa la exterior.In caz ca n u dispunem de un
conector ,alimentarea se mai poate realiza cu ajutorul a doua fire conectate la un capat la
bornele ,,+‟‟ si ,, -„‟ ale bateriei, iar la celalalt capat la pinii Vin si GND ai placii.

Tipul microcontrolerului ATmega 328
Tensiunea de lucru 5V
Tensiunea de alimentare recomandată 7-12V
Limitele tensiunii de alimentare 6-20V

Pini digitali de intrare/ie șire 14, dintre care 6 cu ie șire PWM
Pini analogici de intrare 6
Curentul printr -un pin de intrare/ie șire 40 mA
Curentul printr -un pin 3V3 50 mA
Memorie flash 32 Kb, 0,5 Kb pentru bootloader
Memorie SRAM 2 Kb
Memorie EEPROM 1 Kb
Frecven ța de ceas 16 Mhz

Platforma de dezvoltare Arduino Uno poate opera cu o tensiune de alimentare externa
cuprinsa intre 6 si 20 V.Daca vom alimneta placa cu o tensiune de 7V, pinul de 5V ar putea
furniza o tensiune mai mica de 5V ceea ce ar oferi un dizconform platform ei.Insa daca
tensiunea de alimen tare depaseste pragul de 12V putem produce o supraincalzire a
stabilizatorului de tensiune ceea ce ar duce la avarierea placii.
Astfel se recomanda alimentarea cu o t ensiune cuprinsa intre 7 – 12V pentru evitarea
problemelor prezentate.

Pe partea de alimentare a platformei de dezvolatare Arduino Uno avem urmatorii
pini :
 Vin – pin de intrare a unei tensiuni d e alimentare data de o sursa extena de tensiune
(alta sursa de tensiune fata de 5V proveniti de la conexiunea USB).
 5V – pin prin intermediul caruia se furnizeaza la iesire o tensiune de 5V, oferita de
catre stabilizatorul de tensiune.Acest pin este import ant pentru majoritatea sensorilor
conectati la placa de dezvoltare, deoarece de la acest pin se obtine o tensiune de 5V
stabilizata, tensiune standard pentru circuitele logice TTL.
 3V3 – pin care furnizeaza la iesire o tensiune stabilizata de 3,3V generata de catre
stabilizatorul de tensiune.Consumul maxim de curent de la acest pin este de 50 mA.
 GND – reprezinta pinii de masa si ii gasim in numar de trei.
 IOREF – furnizeaza referinta de tensiune cu care opereaza microcontrolerul.

2.2.3 Memoria

Microc ontrolerul Atmel ATmega 328 are o memorie interna de 32 Kb, dintre care 0.5
Kb sunt folositi de catre bootloader (program folosit pentru incarcarea unui sistem de operare
sau a unui soft in memorie).Microcontrolerul mai dispune de 2 Kb de memorie SRAM si 1
Kb de memorie EEPROM (memorie ce poate fi scrisa si citita utilizand biblioteca EEPROM
library aferenta Arduino)

2.2.4 Intrarile si iesirile digitale

Platforma de dezvolatare Arduino Uno prezinta 14 pini digitali ce poti fi folositi atat
ca intrare, cat si de iesire cu ajutorul functilor pinMode(), digitalWrite() si digitalRead().
Tensiunea cu care opereaza intrarile si iesirile acestei platforme este de 5V si se poate primi
sau furniza curent de maxim 40 mA.
Unii pini de intrare si iesire prezinta n iste functii speciale. Pinii 0(Rx) si 1(Tx) au
rolul de a receptiona si transmite date pe magistrala seriala, acestia fiind conectati la pinii
corespunzatori cipului Atmega 8U2, folosite pentru conversia USB – magistrala seriala. Pinii
2 si 3 se pot config ura astfel incat la inregistrarea unei valori scazute sa declanseze o
intrerupere.Pentru programarea acestor intreruperi se foloseste functia attachInterrupt().Pinii
PWM, 3, 5, 6, 9, 10 si 11 furnizeaza o iesire PWM de 8 biti folosind functia analogWrite( ).
Interfata seriala SPI cu pinii 10(S S), 11(MOSI), 12(MISO), 13(SCK), asigura comu nicatia ,
folosind biblioteca SPI library aferenta Arduino.

2.2.5 Intrarile analogice

Platforma de dezvoltare Arduino Uno R3 prezinta 6 pini ce sunt folositi ca intrari
analogice cu denumirea A0 – A5, fiecare dintre acestia avand o rezolutie descrisa de un
numar de 10biti (1024 valori diferite). La fel ca si la intrarile digitale , intalnim pini cu functii
speciale si anume pinii A4 si A5 , care au posibilitatea de a lucr a ca si pin SDA sau pin SCL
pentru utilizarea acestora in comunicatia I2C.
Ca tensiune de referinta pentru intrarile analogice se poate folosi pinul AREF prin
apelarea functiei analogReference().

2.2.6 Interconectarea cu alt e dispozitive

Pentru a se rea liza comunicatia cu alte dispozitive placa de dezvoltare Arduino Uno
R3 dispune de cateva facilitati. Microcontrolerul Atmega 328 suporta comunicatia seriala de
tipul UART TTL, disponibila prin intermediul pinilor 0 (Rx) si 1 (Tx). Cipul Atmega 8U2
realize aza c onvers ia, transfo rmand platforma de dezvoltarea intr -un port COM virtual pentru
calculator. Soft-ul de programare a integratului ATmega 8U2 foloseste driverele standard ale
porturilor USB, iar soft -ul Arduino are un program de monitorizare a magistral ei seriale
(Serial Monitor).LED -urile Rx si Tx semnalizeaza atunci cand se face transmiterea de date de
la USB catre cipul serial si de la USB catre calculator.
Din punct ul de vedere al protectiei , platforma de dezvoltare Arduino are o metoda
proprie de protectie la scurtcircuituri si supracurenti si anume intoarcerea caracteristicii de
curent ce protejeaza porturile USB ale calculatorului.

2.2.7 Programarea

In ceea ce priveste programarea micro controlerului ATmega 328 , aceasta se poa te
face in doua feluri. Prima metoda de programare se realizeaza apeland la folosirea software –
ului Arduino instalat pe calculator. ATmega 328 are instalat un bootloader ce permite
utiliz atorului sa incarce codul nou pe microcontroler fara folosirea unui programator extern.
O alta medota de realizarea a programarii microcontrolerului este prin apelarea a programarea
acestuia utilizand programatorul ICSP (In Circuit Serial Programming).
Resetarea microcontrolerului se realizeaza automat prin intermediul software -ului
Arduino, ceea ce elimina apasarea butonului de reset la fiecare incarcare de program. Placa
de dezvoltare Arduino Uno R3 dispune de un traseu imprimat ce poate fi intrerupt daca se
doreste dezactivarea fu nctiei de auto – reset. Reactivarea acestei functii de reset se realizeaza
prin unirea celor doua pad -uri ce sunt inscriptionate RESET -EN pe platforma de dezvoltare.

2.3 Senzori

2.3.1 Senzor de temperatura si umiditate.

In realizarea proiectului am folosit , in ceea ce priveste monitorizarea temperaturii si a
umiditatii , un senzor de temperatura si uminidate – DHT11.
Am ales folosire a acestui tip de senzor deoarece ofera un consum redus de energie, o
transmisie de semnal pana la 20 de metri , o precizie foarte buna, simplitatea utilizarii si o
dimensiune redusa. Temperatura este masurata de un NTC, iar umiditatea relativa este
masurata folosindu -se un senzor capacitiv. Cele doua elemente sunt pre -calibrate si iesirea
este oferita de un semnal dig ital.
Masurarea umiditatii se realizeaza in intervalul 20% – 90% cu o precizie de 5% , iar
masurarea temperaturii se realizeaza in intervalul 0 – 50 grade C cu o precizie de 2 grade C.

Caracteristici Tehnice:
 Tensiune de alimentare: 3.3V – 5V;
 Curent: 2. 5mA (maxim);

 Gama de măsu rare a umidității: 20% – 95% RH
 Acurateț ea măsurării umidității: ±5% RH
 Gama de măsurare a temperaturii: 0 oC – 60°C
 Acuratetea măsurării temperaturii: ±2 oC
 Nu funcționează sub 0°C.

Senzorul de temperatura si umiditate DHT11 este o capsula cu 4 pini si anume:
– VCC reprezinta pinul de alimentare al senzorului .Alimentarea se face in intervalul
3,3V – 5V si pentru o filtrare a puterii se recomanda introducerea unui condensator cu
o valoare de 100nF.
– DATA , dupa cum spune si numele , este pinul prin care se realizeaza transmiterea
datelor catre microcontroler. La transmiterea semnalului de pornire de catre
microcontroler, senzorul trece din modul de consum redus de energie in modul de
functionare. In faza urmatoare , DHT11 trimite un r aspuns de date pe 40 de biti ce
contine informatia despre umiditatea relativa si temperatura. Dupa colectarea acestor
date, DHT11 intra di n nou in modul de consum redus. Atunci cand cablul de
conectarea este mai mic de 20 de metri se recomanda introducerea unei rezistente de 5
K in caz contrat trebuie aleasa o rezistenta adecvata.
– NC este un pin de suport (Not Connected) si nu se conecteaza.
– GND este pinul de masa al senzorului si se va conecta la pinul GND al placii de
dezvoltare Arduino Uno R3.

In con tinuare , voi prezenta modul de conectare a senzorului de temperatura si
umiditate DHT11 la placa de dezvoltare Arduino Uno R3.

Pinul de alimentare al senzorului DHT11 , reprezentat prin linia de culoare rosie , este
conectat la pinul 5V al placii de dezvoltare Arduino Uno , iar pinul de GND de la DHT11 la
GND placii de dezvoltare. Astfel , am realizat alimentarea senzorului de temperatura si
umiditate.
Pinul pentru trans miterea datelor de la senzorul de temperatura si umiditate este legat
aleator la unul din pinii digitali ai platformei de dezvoltare Arduino Uno. In cazul de fata am
ales conecatarea pinului Data al senzorului la pinul digital numarul 2 al placii de dezvoltare.
Asa cum a m precizat si mai sus , avand un cablu de conectare mai mic de 20 de metri , am
introdus intre pinul 2 si VCC o rezistenta de 5K.

2.3.2 Senzor de gaz

Pentru sistemul de alarma , ce detecteaza eventualele pierderi de gaze , am folosit un
senzor de gaz numit MQ – 2 .Acesta poate detecta piederile de gaze atat in incaperile de
demensiuni mari cat si mici, fiind o metoda de precautie pentru incendii sau intoxicatii.
Senzorul de gaz MQ – 2 are o sensibilitate ridicata , principalele gaze pe care le poate
detecta fiind GPL – ul, izobutan, propan, metan, alcool, hidrogen si fum. Avand un
comparator la baza , cu acest senzor putem citi date analogice in timp real sau putem afla daca
concentratia de gaz a depasit o anumita valoare.

Caracteristici tehnice :
 Tensiunea de alimnetare : 5V
 Curent : 150 mA
 Rezistenta heater : 33R
 Temperatura de lucru : -20 oC – 50 oC
 Iesire digitala sau analogica

Pe langa pinii de alimentare , VCC si GND , observam si cei doi pini pentru
receptionarea datele. DOUT reprezinta pinul pentru iesirea analogica , iar AOUT reprezinta
pin-ul pentu iesirea digitala a senzorului de gaz MQ – 2.
In catrul PCB -ul exista un led de semnalizare ce ne avertizeaza in legatura cu
alimentarea modului si un potentiometru pentru ajustarea sensibilitatii intre nivelele High /
Low al pin -ului digital de iesire. Prin rotirea in sensul acelor de ceas se realizeaza cresterea
sensibilitatii , iar prin rotirea inversa a acelor de ceas se realizeaza r educerea sensibilitatii.

In proiectul de fata , dupa cum se poate observa , am ales conectarea senzorului de gaz
MQ – 2 folosind pin -ul analogic de iesire al acestuia la pinul analogic de intrare al placii de
dezvol tare Arduino Uno R3 si anume A0, p entru a primi informatia despre pierderile de gaz
in timp real.

2.3.3 Senzor de miscare

Asa cum am prezentat la inceputul acestui capitol , pentru securitatea locuinte i am ales
folosirea unui senzor de miscare (PIR – Passive Infrared) HC – SR501. Acest tip de sensor
detecteaza miscarea atunci cand cineva s e deplaseaza prin aproprierea sa.
Senzorul foloseste tehnologia IR , ceea ce ne ofera fiabilitate si , in acelasi timp , o
tensiune mica de operare. Acesta suporta o tensiune de alimentare ridicata intre 5 – 20V,
astfel inregistrand un consum mare. Raza de sensibilitate este de 110 grade si poate detecta
obiecte pana la o distanta de 7 metri.

Caracteristici tehnice :
 Tensiune de operare: 5V – 20V
 Curent: 65mA;
 Output digital TTL: 3.3V / 0V
 Delay ajustabil: 0.3sec – 5min
 Range: 110 grade , 7 metri
 Trigger L/H
 Temperatură de operare: -15 oC – +70 oC

In structura sa intalnim o capsula din plastic de culoare alba functionand ca o lentila
divergenta ce va permite senzorului sa detecteze obiecte pe o raza mult mai mare. La fel ca la
senzorul de gaz MQ – 2 se obseva prezenta celor doua potentiometre ce ne permit reglarea
senzorului dupa necesitate. Primul potentiometru are rolul de a regla timpul de raspuns al

senzorului , iar cel de -al doilea potentiometru are rolul de a regla distanta de detectare a
obiectelor . Senzorul citeste la intervale de timp ajustabil e, cuprinse intre 0.3sec si 5min.
Utilizarea acestuia nu implica un grad mare de complexitate. Exista pini de alimentare
VCC si GND si un singur pin digital.

Pentru functionarea senzorului de miscarea este nevoie ca acesta sa fie alim entat.
Alimentarea se realizeaza prin conectearea pini lor VCC s i GND de la senzorul de miscare la
pinii VCC s i GND ai placii de dezvoltarea A rduino. Transmiterea informatiei se realizeaza
prin singurul pin digital de iesire al senzorului , pe care am ales sa il conectez aleator iu la unul
din pinii digitali ai pl acii de dezvoltare Arduino Uno si anume la pinul 4 prin firul de culoare
maro.

2.2.4 Senzor Ultrasonic

Senzorul ultrasonic HC – SR04 este unul dintre cei mai folosi ti senzori de distanta
datorita simplitatii utilizarii acestuia. Acesta prezinta un avantaj fata de alti senzori de
distanta si anume folosirea pinilor I/O digitali si prezenta unei imunitati mult mai mare la
zgomot.

Caracteristici tehnice:
 Tensiune de a limentare: 5V
 Curent consumat: 20 mA
 Distanță de funcționare: 2cm – 4m
 Unghiu de măsurare: 15 grade
 Eroare de doar 3 mm
 Durată semnal input: 10us.

Acest senzor are o precizie de 3mm si poate masura la un unghi de 15 grade.
Consuma putina energie , insa un dezavantaj este faptul ca are o distanta relativ mica de
masurare. Pentru c onetarea senzorului avem 4 pini, d oi pini pentru alimentare VCC si GND
si doi pini digitali. Unul din pini are rolul emiterii undei trigger , iar cel de -al doilea de a
recep tiona unda echo.
Masurarea distantei reprezinta diferenta dintre momentul de timp la care s -a transmis
trigger -ul si momentul la care acestea se detecteaza la intoarcere.

Senzorul de masurare a distantei este folosit in cadrul proiectului nostru pentru
automatizarea usi i de garaj. Atunci cand ne apropiem de garaj senzorul masoara distanta
dintre acesta si automobil, iar la o distanta aleasa de utili zator va declansa actionarea usi i de
garaj. Pinii VCC si GND ai senzorului ultrasonic au fost conec tati la pinii VCC si GND ai
platformei de dezvoltare Arduino Uno. Pinii digitali Trig si Echo au fost conectati aleator iu la
doi dintre pinii digitali prezenti pe placa de dezvoltare Arduino Uno si anume la pinii 6
respectiv 5.

2.2.5 Senzor nivel Apa

Senzorul ce indica nivelul apei este un senzor cu iesire analogica ce poate indica
nivelul apei pe o distanta de 40 mm . Acesta prezinta un consum foarte mic si o sensibilitate
ridicata.

Specificatii tehnice:
 Tensiunea de alimentare: 3 – 5V
 Curent: 25 mA
 Suprafata zonei de detectie a apei: 40 mm x 16 mm
 Temperatura de functionare: 10 oC – 40 oC
 Umiditate : 10% – 90%

Pinii de alimentare ,,+‟‟ si ,, -„‟ de la senzorul ce indica nivelul de apa au fost legati la
pinii VCC respectiv GND ai placii de dezvoltare Arduino Uno. Iesirea analogica a senzorului
este legata la unul din pinii analogici ai placii de dezvoltare Arduino Uno si anume pinul A 1.

Intrarea analogica emite o tensiune in functie de nivelul apei ce este transmisa catre
microcontroler.

2.4 Modul Relee

Inainte de a creea un sistem de monitorizare a locuinte i prin implementarea senzorilor
prezentati in paragrafele anterioare , am realizat o minim a automatizare a locuinte.
Aceasta automatizare consta in aprinderea si stingerea individuala a luminii din
fiecare incapere in parte, de schiderea usi i de garaj, declansarea sistemului de aer conditionat,
declansarea ventilatiei sau declansarea incalzirii locuintei.
Pentru a pune in practic a automatizarea fiecarui sistem in p arte am folosit module de
relee, ce pot fi controlate prin intermediul platformei de dezvoltare Arduino Uno.

In diagrama de mai sus se observa modul de functionarea a unui releu. Releu este un
comutator care este actionat electric de catre un electromagnet. Activarea elect romagnetului
se realizeaza cu o tensiune scazuta , in cazul nostru cu 5V tensiunea ce se intalneste pe placa
de dezvoltare Arduino Uno.
Conectarea modulelor de relee l a placa de dezvoltare Arduino a fost facuta aleatoriu
la cate un pin digital prezent pe p laca. Am ales pinii 13, 12, 11, 10, 8 si 7 pentru controlarea
releelor si o alimentarea extena de 5V provenita de la portul USB al calculatorului.
In realizarea automatizarii prezentate s -au mai folosit 2 coolere de dimensiuni mici cu
o tensiune d e alimen tare de 5V ce tin locul unor aparaturi de aer conditionat si al sistemului
de ventilatie. Pentru sistemul de deschidere a usii garajului s -a folosit motoras elect ric cu o
tensiune de alimentare intre 3 – 5V, iar pentru iluminarea in mod individual a fiecar ei
incaperi s -au folosite benzi de leduri alimentate la o sursa extena de 12V.

2.5 Interconectarea modulelor

In paragrafele anterioarea am prezentat modul de conectarea a fiecarui modul (senzor)
in mod individual. Se poste observa ca fiecare modul prezi nta unul sau doi pini , fie digitali fie
analogici si doi pini de alimentare .
Datorita pinilor prezenti pe placa de dezvoltarea Arduino Uno si anume 14 pini
digitali de intrare/iesire (dintre care 6 pini se pot folos i ca iesiri PWM) si 6 pini analogici de
intrare , se pot conecta toate modulele prezentate.
In elaborarea proiectului am observa t ca majoritatea modulelor prezentate mai sus au
o tensiune de alimentare cuprinsa intre 3 – 5V. Placa de dezvoltare Arduino Uno este
prevazuta cu doi pini a caror tensiuni sunt 3,3V respectiv 5V. Pin-ul de 5V prezinta un curent
maxim de 400 mA, atunci cand placa de dezvoltarea Arduino Uno este alimentata de la portul
USB al calculatorului prin conectorului USB prezent pe PCB . Daca se alege varianta
alimentarii placii de dezvoltarea Arduino Uno prin intermediul conectorului de alimentare cu
o tensiune in tre 7V – 20V, curentul maxim furnizat de catre pin -ul 5V este de aproximativ
600 mA.
Atfel , urmarind caracteristicile tehnice ale fiecarul modul in parte , obsevam ca la
punerea in functi une a acestora , impreuna cu celelate componente prezente (led -uri, motor
electric, coolere) , vom depasi curentul maxim furnizat de catre pin -ul de 5V.
Acest luc ru va duce l a nefunctionarea unor module sau inregistrarea unor valori
incorecte. Pentru a evita aceasta situatie am folosit surse externe de alimentarea.
Am folosit un alimentator cu doua iesiri. Pe una din tre iesiri este o tensiune de 12V cu
un curent m axim de 4A pentru alimentarea benzilor cu el ce fac posibila iluminarea
incaperilor . Pe cea de -a doua iesire exista o tensiune de 5V cu un curent maxim de 1,5A.
Datorita ace stei surse de alimentare extena, se realizeaza functionarea in parametri a fiecarui
modul in parte si nu se vor inregistra erori in ceea ce priveste receptionarea datelelor.