IoT circuit board and application for smart home systems

Abstract

A network of hardware, communication and electrical interfaces, defined as home automation, connects ordinary devices through wired connections or wireless devices using the Internet. Thanks to this automation, whether you are at home or thousands of kilometers away, you can control any device from your smartphone or tablet with sensors and internet connection. In this study, the application will be focused on the application of home appliance control over the wired and wireless system with the proposed model. The main idea behind the project design is to provide user flexibility, energy efficiency, ease of access and comfort. In the concept of smart home, which is defined as smart living spaces, these controls can be easily done by using Arduino and WiFi module to control the light, fan or any other electrical item in any room. In this thesis, circuit board design is planned for smart applications of smart home systems, the usage of which is increasing day by day. By programming the processor used in the designed circuit board, various controls were provided with relays such as water (on-off), electricity (on-off), gas (on-off). Light, temperature, fan, motors, inverters etc. Environment data were obtained by using sensors depending on modern techniques such as Wifi, and in the circuit designed using these data, control units for those techniques or communication with GSM module were provided. Proteus program was used to simulate the designed circuit board. Simulation tests of the designed circuit board were first performed with the Proteus program and after optimum results were obtained, the physical printed circuit board was created using the Ares program. Three-dimensional images of the printed circuit board created in the Ares drawing were created to provide a better understanding of the circuit board. The circuit was run on the simulation with the code written in C++ for the processor determined by the number of inputs and outputs. Arduino IoT Cloud Remote App has been created and commissioned to show the actual status of the device when the (ON/OFF) command is given to the device from the user wired module or telephone.

Ev otomasyonu şeklinde tanımlanan donanımlar, iletişim ve elektrik arayüzleri ağı, sıradan cihazları kablolu bağlantılar veya İnternet kullanan kablosuz cihazlar aracılığıyla birbirine bağlamaktadır. Bu otomosyon sayesinde ister evde ister binlerce kilometre uzakta olun, akıllı telefonunuzdan veya tabletinizden herhangi bir aygıtı sensörler ve internet bağlantısı ile kontrol edebilirsiniz. Bu çalışmada önerilen model ile kablolu ve kablosuz sistem üzerinden ev aletleri kontrolünün uygulanmasına yönelik uygulamalar odaklanılacaktır. Proje tasarlamanın ardındaki ana fikir, kullanıcı esnekliği, enerji verimliliği, erişim kolaylığı ve konfor sağlamaktır. Akıllı yaşam alanları olarak tanımlanan akıllı ev konceptinde herhangi bir odadaki ışığı, vantilatörü veya diğer herhangi bir elektrikli öğeyi kontrol etmek üzere Arduino ve Wifi modülü kullanmakla söz konusu kontroller kolaylıkla yapılabilmektedir. Bu tezde, kullanımı her geçen gün artan akıllı ev sistemlerinin akıllı uygulamaları için devre kartı tasarımı planlanmıştır. Tasarlanan devre kartında kullanılan işlemci programlanarak su (on-off), elektrik (on-off), gaz (on-off) gibi röleler ile çeşitli kontroller sağlandı. Işık, sıcaklık, fan, motorlar, invertörler vb. Wifi gibi modern tekniklere bağlı olarak sensörler kullanılarak ortam verileri elde edilmiş ve bu veriler kullanılarak tasarlanan devrede bu teknikler için kontrol üniteleri veya GSM modülü ile haberleşme sağlanmıştır. Tasarlanan devre kartının simülasyonu için Proteus programı kullanılmıştır. Tasarlanan devre kartının simülasyonu için Proteus programının kullanıldı. Tasarlanan devre kartının simülasyon testleri öncelikle Proteus programı ile yapıldı ve optimum sonuçlar elde edildikten sonra Ares programı kullanılarak fiziksel baskı devre kartı oluşturuldu. Ares çiziminde oluşturulan baskılı devre kartının üç boyutlu görüntüleri oluşturularak devre kartının daha iyi anlaşılmasını sağlandı. Giriş çıkış sayısına göre belirlenen işlemci için C++ dilinde yazılan kod ile devre simülasyon üzerinde çalıştırıldı. Kullanıcı kablolu modülünden veya telefondan cihaza (ON/OFF) komutu verildiğinde cihazın gerçek durumunu göstermek için Arduino IoT Cloud Remote App oluşturulmuş ve devreye alınmıştır.