Умный дом руками ребенка

/blog/umnyj-dom-rukami-rebenka

Умный дом – это жилой дом современного типа, управляемый при помощи автоматизации и высокотехнологичных устройств. Сбылась мечта человека, уходящего на работу, уезжающего в командировку или в путешествие быть уверенным, что дома все в порядке. Умный дом состоит из умных устройств, с их помощью можно голосом выключить свет и чайник, включить музыку, обеспечить безопасность, энергосбережение и сделать многое другое.

Центром умного дома является некое устройство, управляющее всеми другими устройствами, как правило, через приложение. Например, можно прямо из машины одной фразой выключить свет и телевизор, включить отопление и сигнализацию.

Сейчас спрос на квартиры, оснащенные системами домашней автоматизации, продолжает неуклонно расти, и вскоре почти каждый дом станет «умным». Такая тенденция является мощным стимулом для родителей к обучению юных инженеров робототехнике, радиоэлектронике и программированию. Ведь оснащение электроникой сдаваемых в эксплуатацию домов весьма перспективная отрасль российской экономики.

У некоторых детей уже с детства проявляется интерес к технике и конструированию. Это и сборка машинок разных видов, настройка многоуровневой дороги, сборка роботов и динозавров, героев фильмов и мультфильмов и, конечно, конструктор Лего с его бесконечными возможностями.

 

Вам будет это интересно:«Умный дом». Программирование Ардуино

 

Дети вырастают, и перед ними открываются новые перспективы – двери многочисленных кружков по робототехнике, конструированию и программированию квадрокоптеров. Занятия в этих кружках помогут ребятам реализовать свои мечты и желания, приобрести навыки и знания по алгоритмике, программированию, электротехнике, конструированию.

Насколько близка заветная цель? Что надо знать и уметь, чтобы стать проектировщиком собственного «умного дома»? Одним из возможных вариантов реализации своего проекта являются системы, собранные на базе платформы Arduino. Ребенку необходимо:

  • изучить возможности микроконтроллера Arduino и подключения к нему датчиков и сенсоров;
  • освоить язык программирования Arduino для управления микроконтроллером;
  • спроектировать модель «Умный дом», встроив автоматическую систему контроля и управления;
  • проанализировать работоспособность датчиков, сенсоров, светодиодов, мониторов.

Это большой путь познания, порой требующий упорства и огромного желания достичь цели.

Итак, начать следует с изучения платы Arduino, воспользовавшись робототехническим набором для сборки. Для работы с этой платформой надо освоить основы электротехники и программирования, научиться собирать, налаживать и управлять электрическими схемами с помощью микроконтроллера. Ребятам должны быть знакомы слова фотодиод, процессор, такие понятия, как ток, напряжение, сопротивление, которые нужно уметь измерять. Знать, где на плате дискретные и аналоговые входы, земля, к какому порту подключиться, чтобы реализовать музыкальные возможности микроконтроллера.

И теперь можно создать первую систему на Ардуино, например, музыкальную шкатулку, которая открывается автоматически, когда подносишь руку к крышке, звучит музыка и загораются цветные светодиоды.

С чего начинается проект? Конечно, с эскиза. Надо нарисовать свою шкатулку. Можно на бумаге, можно в любимом Paint’e. Затем, по эскизу создается чертеж, по которому можно из цветного картона вырезать шкатулку, украсить наклейками, рисунками. Ну, а потом в дело идут датчики (сенсоры) Arduino и, конечно, знания программирования.

Как увлекательно мастерить шкатулку, закреплять датчики, соединять с платой, составлять и отлаживать программу. И вот шедевр готов!

Полученные навыки и знания можно использовать для автоматизации в доме. Возникает вопрос: а из чего же сделать сам дом? Можно использовать конструктор Лего. А можно, как и шкатулку, спроектировать самому. И процесс повторяется с этапа эскиза, но уже дома. У кого самый красивый? А в каком доме комфорт-нее жить? Дети соревнуются в мастерстве, помогая и подбадривая друг друга.

И вот дом готов, впереди работа по его обустройству. Вопросов и задач много: какие сенсоры выбрать, как закрепить датчик расстояния, где разместить саму плату, где в доме будет стоять торшер и из чего его сделать. Например, напечатать его с помощью 3D-принтера! А свет будет цветной, например, зеленый. И процесс обустройства пробуждает способности дизайнера и архитектора. Понятно, что параллельно надо писать программу и отлаживать датчики. А программа будет уже более сложной. И лучше уже на языке Arduino, который основан на C/C++. Здесь все уже по-взрослому. Но и это не предел творческого поиска - впереди новые проекты и творческие находки.

Современная робототехника вообще пробуждает у ребенка самомотивацию к изучению сложных технологий. Как здорово, что через предлагаемые робототехнические наборы Arduino, максимально приближающие ребенка к миру высоких технологий, можно реализовать любые задумки уже в школьном возрасте. Ребенок с легкостью программирует и управляет собранными моделями, ставя перед роботом сложные технические задачи. Одним словом, появляется масса возможностей реализовать свои мечты.

 

Другие статьи

10.06.2020

Современные дети родились и выросли в компьютерную эру, и воспринимают все вычислительные устройства и гаджеты как данность, и зачастую не думают о последствиях их использования. Но у любого явления есть обратная сторона медали, и в случае с компьютером – это риски безопасности детей.

09.06.2020

Ни для кого не новость, что прежде чем построить здание, сконструировать автомобиль или сделать современный дизайн интерьера в квартире, необходимо создать проект. Во все времена это было трудоёмким и сложным делом.