Розробка розумного будинку на платформі Raspberry Pi

Пилипенко, Андрій Олександрович

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7992

Full metadata record

DC Field	Value	Language
dc.contributor.advisor	Палагін, Володимир Васильович	-
dc.contributor.author	Пилипенко, Андрій Олександрович	-
dc.date.accessioned	2026-03-12T11:32:03Z	-
dc.date.available	2026-03-12T11:32:03Z	-
dc.date.issued	2022	-
dc.identifier.uri	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7992	-
dc.description.abstract	Робота присвячена проєктуванню та реалізації системи «розумного будинку» на базі одноплатного комп'ютера Raspberry Pi. У дослідженні проведено аналіз сучасних технологій автоматизації житла, обґрунтовано вибір апаратних засобів та мережевих протоколів для забезпечення надійної взаємодії між датчиками та виконавчими пристроями. Особливу увагу приділено використанню протоколу MQTT для організації бездротового керування та середовища Node-RED для налаштування логіки автоматизації. Практичним результатом роботи є діюча модель системи, яка дозволяє здійснювати моніторинг параметрів приміщення та віддалено керувати електроприладами з будь-якої точки світу, що забезпечує підвищення комфорту та енергоефективності оселі.	uk_UA
dc.language.iso	uk	uk_UA
dc.subject	розумний будинок	uk_UA
dc.subject	node-red	uk_UA
dc.subject	raspberri pi	uk_UA
dc.subject	mqtt	uk_UA
dc.title	Розробка розумного будинку на платформі Raspberry Pi	uk_UA
dc.type	Bachelor Thesis	uk_UA
Appears in Collections:	172 Електронні комунікації та радіотехніка (Радіотехніка та робототехнічні системи)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
Б_172_Пилипенко_Палагін.pdf Restricted Access		5.84 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show simple item record

Extracted text

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ЕЛЕКТРОННИХ ТЕХНОЛОГІЙ І РОБОТОТЕХНІКИ
КАФЕДРА РОБОТОТЕХНІЧНИХ І ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМ ТА
КІБЕРБЕЗПЕКИ

До захисту допущено
завідувач кафедри РТСК
д.т.н., професор
_______________ В.В. Палагін
"_____" _____________ 2022 року

Пояснювальна записка
до дипломного проекту (роботи)
бакалавра

(освітньо-кваліфікаційний рівень)
на тему Розробка розумного будинку на платформі Raspberry Pi

Виконав: студент 4 курсу, групи РТ-86+ск
напряму підготовки (спеціальності)
172 – телекомунікації та радіотехніка
(шифр і назва напряму підготовки, спеціальності)

Пилипенко А.О.
(прізвище та ініціали)
Керівник Палагін В.В.
(прізвище та ініціали)
Рецензент Гальченко В.Я.
(прізвище та ініціали)

Черкаси – 2022 року
Форма № Н-9.01

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Факультет електронних технологій і робототехніки
Кафедра робототехнічних і телекомунікаційних систем та кібербезпеки
Освітньо-кваліфікаційний рівень бакалавр
Спеціальність 172 – телекомунікації та радіотехніка

ЗАТВЕРДЖУЮ
Завідувач кафедри В.В. Палагін
“_____” ___________________ 2022 року

ЗАВДАННЯ
НА ВИПУСКНУ РОБОТУ СТУДЕНТУ

Пилипенка Андрія Олександровича ____________
(прізвище, ім’я, по батькові)
1. Тема проекту (роботи) Розробка розумного будинку на платформі Raspberry Pi

керівник проекту (роботи) Палагін Володимир Васильович
(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)
затверджені наказом вищого навчального закладу від «18» лютого 2022 року № 58/04

2. Термін здачі студентом закінченої роботи “ 25 ” травня 2022 року _________

3. Вихідні дані до роботи: Система розумного будинку з використанням платформи
Raspberry Pi. Можливість дистанційного керування. Автономна робота частини
системи. Використання новітніх програмних рішень

4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що їх належить розробити)
Аналіз побудови та реалізації розумного будинку; Побудова структурної схеми розумного
будинку; Проектування та реалізація системи; Охорона праці; Додатки.

5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень, плакатів)
1. Схема структурна пристрою; 2. Схема функціональна пристрою; 3 Схема електрична
принципова;
.
6. Консультанти з проекту (роботи) із зазначенням розділів проекту, що їх стосуються
Підпис, дата
Прізвище, ініціали та посада
Розділ завдання завдання
консультанта
видав прийняв
Охорона праці Кожем’якін О.С.
старший викладач кафедри

безпеки життєдіяльності

7. Дата видачі завдання 18 лютого 2022 року

КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН

Термін
№ Назва етапів дипломного проекту
виконання етапів Примітка
з/п (роботи)
проекту (роботи)
1. Аналіз технічного завдання та
пошук літератури 11.01.22 – 18.02.22
2. Аналіз методів побудови
пристрою 19.02.22 – 04.03.22
3. Побудова та обґрунтування
схеми функціональної пристрою 05.03.22 – 24.03.22
4. Побудова та обґрунтування
схеми структурної пристрою 25.03.22 – 06.04.22
5. Побудова та обґрунтування
схеми електричної пристрою 07.04.22 – 30.04.22
7. Виконання розділу охорони праці 01.05.22 – 15.05.22
8. Оформлення пояснювальної записки 16.05.22 – 29.05.22
9. Оформлення плакатів 30.05.22– 05.06.22

Студент Пилипенко А.О.
( підпис ) (прізвище та ініціали)

Керівник проекту (роботи) Палагін В.В.
( підпис ) (прізвище та ініціали)

ЗМІСТ
ВСТУП .......................................................................................................................... 5
РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ ПОБУДОВИ ТА РЕАЛІЗАЦІЇ РОЗУМНОГО БУДИНКУ .... 7
1.1 Аналіз концепції «розумний будинок» ............................................................ 7
1.2 Аналіз функціональних можливостей розумного будинку ............................ 11
1.3 Аналіз існуючих рішень «Розумного будинку» ............................................... 13
1.4 Віддалене управління розумним будинком ...................................................... 23
1.5 Висновок .............................................................................................................. 25
РОЗДІЛ 2 ПОБУДОВА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ РОЗУМНОГО БУДИНКУ ... 26
2.1 Принципи роботи головних блоків системи .................................................... 26
2.2 Модулі і датчики розумного будинку ............................................................... 27
2.3 Аналіз плати Raspberry Pi ................................................................................... 44
2.4 Реалізація бездротове керування системи ........................................................ 47
2.5 Розробка структурної схеми розумного будинку ............................................ 49
2.5 Висновок .............................................................................................................. 51
РОЗДІЛ 3 ПРОЕКТУВАННЯ ТА РЕАЛІЗАЦІЯ СИСТЕМИ ............................... 52
3.1 Постановка задачі ................................................................................................ 52
3.2 Вибір засобів реалізації ...................................................................................... 53
3.3 Алгоритми реалізації системи ........................................................................... 54
3.4 Налаштування віддаленого керування .............................................................. 63
3.5 Приклад реалізації системи розумний будинок ............................................... 70
3.6 Висновок .............................................................................................................. 71
РОЗДІЛ 4 ОХОРОНА ПРАЦІ .................................................................................. 73
4.2 Аналіз небезпек та шкідливостей, які вникають в лабораторії під час
розробки системи розумного будинку на базі Raspberry Pi. ................................. 73

РТ86+ск.022085.000 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розроб. Пилипенко А.О. Літ. Арк. Акрушів
Розробка розумного
Перевір. Палагін В.В. 3 9805
Реценз. Гальченко В.Я.
будинку на платформі
Н. Контр. Палагін В.В. ЧДТУ
Затверд. П алагін В.В. Raspberry Pi

4.3 Засоби захисту працівників лабораторії від ураження електричним
струмом ...................................................................................................................... 77
4.3 Висновок ............................................................................................................ 85
ВИСНОВОК ............................................................................................................... 86
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ .......................................................... 87
ДОТАТКИ .................................................................................................................. 90

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
4
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

ВСТУП
Розумний дім — це спільна робота технологій та послуг через мережу для
покращення якості життя. Розумний дім дозволяє автоматизувати весь будинок, а
отже забезпечує легкість і зручність у повсякденній діяльності в домі. Ця
технологія використовується для того, щоб усі електронні пристрої працювали
«розумно». Найближчим часом майже всі електронні пристрої будуть
використовувати цю технологію через домашні мережі та інтернет. Багато людей
вважають цю технологію чистою мережею. Інші думають, що ця технологія
зменшить їх робоче навантаження, але технологія розумного дому — це
комбінація обох і багато іншого. Технологія розумного дому в даний час
впроваджується для всього будинку, зокрема кухні та вітальні. По суті, розумний
дім забезпечує користувачам безпеку, комфортне проживання та функції
керування енергією, а також додаткові переваги для людей з обмеженими
можливостями.
Ця технологія може здатися новою, але вона просто використовує існуючі
технології. Розумний пристрій – це звичайний пристрій, на якому встановлено
набагато складніший комп’ютер, щоб надати йому більше функціональних
можливостей. Саме ці функції роблять його таким різним. Кабельний
широкосмуговий доступ, DSL, Bluetooth і бездротові технології дають можливість
створити домашню мережу, щоб пристрої могли спілкуватися один з одним, а
також Інтернет. Ці провідні або бездротові технології створюють основу, на якій
буде працювати розумний дім.
Дослідницькі стандарти вже передбачили розумний дім, де кілька пристроїв
співпрацюють, щоб задовольнити побажання користувачів без будь-яких зусиль.
Наприклад, у будинку з дистанційно керованим освітленням, камерами та
замками має бути легко автоматично змінювати освітлення залежно від погоди та
часу доби, а також дистанційно переглядати, хто стоїть біля дверей, перш ніж їх
розблокувати. Але такі прямі домашні завдання надзвичайно недоступні серед
звичайних людей, незважаючи на те, що необхідні апаратні пристрої (такі як
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
5
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

бездротові вимикачі світла, дверні замки та камери) мають розумну ціну. Багато
аналітиків прогнозують, що розумний дім майбутнього, швидше за все, міститиме
від 15 до 30 підключених пристроїв і датчиків, усі підключені через домашню
мережу та підключені до Інтернету.
Повне бачення послуг розумного дому буде реалізовано поступово. На
даний момент вбудоване підключення є новинкою в кількох домашніх пристроях
високого класу. У якийсь момент у майбутньому підключення стане повсюдним і
буде властивістю практично всіх побутових пристроїв. Послуги «Розумний
будинок» пройдуть щонайменше три різні етапи розвитку ринку, як показано
нижче:
Етап 1 – підключені автономні пристрої
Етап 2 – підключені сервіси
Етап 3 - інтегрований розумний дім
Ці етапи не обов’язково є послідовними. У деяких сферах, таких як
домашня автоматизація, постачальники вже підключають кілька підключених
пристроїв, щоб надавати рішення в окремих постачальниках. Нові та потенційні
учасники ринку, тим не менш, можуть зіставити свої стратегії з кількома
помітними характеристиками кожного етапу.
Ці етапи не обов’язково є послідовними. У деяких сферах, таких як
домашня автоматизація, постачальники вже підключають кілька підключених
пристроїв, щоб надавати рішення в окремих постачальниках. Нові та потенційні
учасники ринку, тим не менш, можуть зіставити свої стратегії з кількома
помітними характеристиками кожного етапу.

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
6
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

РОЗДІЛ 1
АНАЛІЗ ПОБУДОВИ ТА РЕАЛІЗАЦІЇ РОЗУМНОГО БУДИНКУ

1.1 Аналіз концепції «розумний будинок»
Що таке концепція розумного будинку?
Слово «розумний дім» насамперед використовується для опису будинку,
повного телевізорів, комп’ютерів, кондиціонерів тощо, якими можна дистанційно
керувати за допомогою телефону чи Інтернету в будь-якому місці. Але будь-яка
сфера життя, в якій технології є в домі, включаючи лампочки, посудомийні
машини тощо, натхненна реалізацією концепції розумного будинку. Давайте
подивимося на ідею розумного будинку.
Розумний дім — це зручний будинок, де пристроєм можна дистанційно
керувати за допомогою смартфона або іншого мережевого пристрою з будь-якого
місця. Розумні домашні пристрої з’єднані між собою через Інтернет, що дозволяє
користувачам контролювати доступні функції безпеки, такі як вхід до дому,
температура, освітлення та домашній кінотеатр.
Наведемо п’ять переваг концепції розумного будинку.
1. Підвищення безпеки будинку. Ви можете використовувати автоматизовану
домашню систему, щоб мати автоматичні дверні замки, які покращують безпеку
вашого будинку. Комп’ютер із підтримкою Інтернету, наприклад смартфон,
планшет або ПК, допомагає віддалено отримати доступ до цих дверних замків.
Чи можете ви завжди гарантувати, що закриєте свої двері, лише одним
натисканням на пальці? Це відмінний спосіб перестати закривати двері, коли ви
йдете з дому або йдете на роботу, поки ваші діти не лягають спати.
Таким чином, виключається загроза виходу з дому через електронні двері.
Завдяки веб-доступу ви все ще можете захистити свій дім.
2. Економія енергії та грошей
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
7
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Створення системи домашньої автоматизації убереже вас від непотрібних
витрат енергії та усуне енергоспоживання пристроїв і приладів без нагляду. І
електричні, і опалювальні системи також можна вимикати, поки ви не вдома, не
витрачаючи енергію.
Більшість домашніх майстрів дозволяють відстежувати корисне
використання електроенергії або масла. Ви можете ввести необхідні зміни зі
зібраних вами даних, щоб знизити енергоспоживання системи, заощадити гроші
та зменшити рахунки за електроенергію.
3. Більше зручності
Ще одна велика перевага, яку ви можете отримати, - це простота
встановлення системи домашньої автоматизації. Керування або підтримка
потужності вашого світла, опалення та джерел живлення за допомогою мобільної
системи керування живленням.
У вас також є доступ до Інтернету, якщо у вас є доступ до всієї роботи
вдома з будь-якої точки світу. Щоб запустити освітлення, змінити обігрівач тощо,
використовуйте свій смартфон, iPhone, iPad, планшет або ПК. Домашня
автоматизація забезпечує комфортне повсякденне життя.
4. Нові засоби та гнучкість обладнання
У зв’язку з позиціонуванням модної техніки та іншими інноваціями
послуги розумного дому здаються неймовірно універсальними. Незалежно від
сучасного вигляду ваших комп’ютерів, з часом створюватимуться нові, більш
вражаючі версії.
Можливо, ви будете доповнювати свій пакет, замінюючи старі пристрої або
тестуючи нові технології для підтримки ваших внутрішніх і зовнішніх приміщень.
Правильне включення цих новачків робить роботу набагато комфортнішою,
оскільки власники будинків продовжують оновлювати новітні технології способу
життя, щоб підтримувати нове задоволення.
5. Сприяє душевному спокою
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
8
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Життя в розумному домі дасть вам спокій не тільки тому, що вони
безпечніші у вашому домі, але й тому, що це також дає вам повний контроль за
всіма вашими домашніми речами.
Перед сном переконайтеся, що всі двері зачинені, що всі гаджети зачинені, а
також краще відчуття захисту. Розібравшись з перевагами вітчизняної системи
автоматизації, можна вважати, що досить уточнити цінник.
Тепер наведемо п’ять основних недоліків концепції розумного будинку.
1. Постійна потреба в Інтернеті
Ще одним недоліком інтелектуальних будинків є те, що для коректної
роботи потрібне безпечне інтернет-посилання.
Наприклад, якщо ви живете в районі, де інтернет-сервіс жахливий, можуть
виникнути серйозні проблеми з підключенням до Інтернету, оскільки їхні розумні
домашні машини можуть не реагувати.
2. Це дорого
Пристрій розумного дому стикається з найбільш значними проблемами, як
із сторонами, так і з недоліками. Небагато компаній мають систему розумного
дому, але всі вони дуже дорогі. Тільки жменька може собі це дозволити.
Щоб встановити цей пристрій, ви отримаєте значну економію та прибуток.
Коли до будівлі додаються сучасні елементи, ціна нерухомості стає вищою.
Витрати на проживання, включаючи електроенергію, ремонт і технологічний
ремонт, також можуть бути дорогими.
3. Комплексна технологія
Інша проблема інтелектуальних будинків полягає в тому, що вони є дуже
складними технологічними конструкціями і, отже, відносно чутливі до технічних
труднощів.
Наприклад, якщо ваш мобільний телефон має проблеми з підключенням до
домашнього комп’ютера, ви більше не можете m
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
9
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

відстежуйте свій розумний будинок. Оскільки технічні проблеми
розвиваються або стають довшими, питання щодо програмного забезпечення
часто ускладняються, і ніщо не протидіє стократно — майже жодне.
Концепція розумного будинку для майбутнього способу життя
4. Питання сумісності
Не всі ваші пристрої будуть сумісні з комп’ютером у вашому розумному
домі. Вам часто доведеться використовувати різне програмне забезпечення та
програми для роботи з технологією.
Доступний централізований інтерфейс, який дозволяє керувати всіма
процесами.
5. Побоювання щодо конфіденційності
Критики розумних будинків найчастіше стверджують, що технологія
інтелектуального будинку також може викликати серйозні проблеми з
конфіденційністю.
Наприклад, коли ви використовуєте обчислювальну технологію
розпізнавання голосу, ці організації отримають доступ до даних, і ви можете не
знати, що відбувається з цими даними і з якої причини вони можуть бути
використані.
Є ще кілька питань щодо конфіденційності в поєднанні з розумними
будинками, і ви можете вирішити, чи передавати дані третім сторонам.
Ринок розумного будинку неймовірно широкий і різноманітний для
інструментів і послуг. Деякі фермери працюють над покращенням певної зони
домашнього середовища, наприклад, шляхом регулювання температури.
Інші створюють цілісні центри для інтелектуального дому з багатьма
точками контакту і можуть спілкуватися з іншими розумними пристроями,
такими як Amazon Alexa і Google Home.
За даними Statista, майбутнє розумних будинків захоплююче – до 2020 року
налічується близько 31 мільярда пристроїв, підключених до Інтернету, і, як
очікується, до 2025 року ця цифра зросте до 75,4 мільярда. Сьогодні промислові
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
10
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

та комерційні об’єкти оснащені Інтернетом речей Power over Ethernet. технології
(PoE).

1.2 Аналіз функціональних можливостей розумного будинку
Розумний будинок має масу переваг. Система керування дозволяє
власникам створювати безліч складних і інтелектуальних процедур
функціонування, тому що всі працюючі системи можуть працювати злагоджено і
спільно. Звідси випливає реалізація великої кількості ресурсозберігаючих
процедур:
 контроль доступу та забезпечення безпеки
 облік і контроль практично всіх параметрів систем і оперативне
реагування на їх критичні зміни, причому реакція є комплексною і миттєвою
 віддаленого контролю і управління будинком, тому що всі
інформаційні та керуючі канали зв'язку в такій системі є цифровими.
Одним дотиком можна перетворити порожнє житло в затишний гостинний
будинок: буде включено освітлення, встановлено комфортний мікроклімат,
опустяться штори, наповниться ванна ...
Втомилися і хочете відпочити біля екрану телевізора або "домашнього
кінотеатру". Торкніться панелі або пульта дистанційного керування - і жалюзі
закриються, світло плавно згасне, висунеться екран і включиться проектор.
Не піднімаючись розігріти вечерю - тільки заздалегідь потрібно поставити
на плиту. Керувати "домашнім кінотеатром", а також аудіо та відео - апаратурою
можна за допомогою сенсорних панелей.
Створювати світлові сценарії з необмеженого числа джерел світла з різною
яскравістю, включати їх одночасно або із затримкою, імітуючи, наприклад, ефект
"біжать вогнів".
Використовуючи спеціальні світлорегулятори можна не тільки міняти
яскравість, на яку загоряється лампа при включенні, а й час, за яке буде досягнута
ця яскравість.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
11
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Функція постійного контролю освітленості, призначена в основному для
офісних приміщень, дає можливість підтримувати задану освітленість робочої
поверхні незалежно чи світить сонце чи небо приховано хмарами.
Автоматичне включення зовнішнього сповіщення в залежності від часу
доби і присутності людей не тільки забезпечить додатковий комфорт, але і
відлякує непрошених гостей.
Система постійно вимірює температуру індивідуально в кожній кімнаті і
підтримує її на заданому рівні, керуючи безпосередньо клапанами радіаторів або
заслінками кондиціонера, а також, при необхідності, автоматично включає або
вимикає вентиляцію.
Кожен день допомагає економити кошти завдяки різним режимам роботи
системи: комфортний режим, нічний режим, режим "нікого немає в будинку".
Зміна режимів відбувається за розкладом або по команді. Досить лише одного
разу задати температуру на дисплеї сенсорної панелі в кімнаті для кожного з
режимів.
Система опалення / кондиціонування вимкнеться автоматично для
заощадження енергії, якщо вікна кімнати будуть відкриті для провітрювання
(сигнал про це відправиться між рамним контактам).
У літню пору їх ламелі автоматично повертаються під певним кутом і
запобігають потраплянню всередину кімнати зайвого сонячного світла, не
зменшуючи світлового потоку. Тим самим вони перешкоджають нагріванню
приміщення і допомагають економити електроенергію, що витрачається
кондиціонером.
Розумний будинок відзвітує перед про всі події, які відбувалися в ньому за
час відсутності господарів: хто і коли приходив, скільки часу знаходився в
будинку, які підозрілі особи довго крутилися біля нього. Їхні обличчя і дії
зафіксовані в його пам'яті.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
12
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Непрошених гостей чекають неприємні сюрпризи у вигляді сліпучого світла
і звукової сирени. Крім того, про їх проникненні в будинок повідомить по
телефону і покличе охорону.
При виникненні аварійних ситуацій (наприклад, протікання води) не тільки
проінформує і відповідну службу, а й вжив необхідних заходів по локалізації
аварії (припинить подачу води).
В час вашої відсутності Будинок може імітувати звичний спосіб життя
господарів, включаючи вечорами світло і музику, тим самим створюючи ефект
присутності .
Бути в курсі всього, що відбувається в будинку і керувати ним незалежно
від відстані? За допомогою сучасних засобів комунікації легко вирішує цю задачу.
Встановивши на домашньому комп'ютері програму візуалізації і
використовуючи модем, зможете з портативного комп'ютера як відключити
залишений кимось світло, так і впустити в будинок раптово наскочили гостей.
Забезпечує надійний зв'язок навіть тоді, коли немає під рукою комп'ютера:
для цього достатньо набрати номер домашнього телефону.
Через тональний набір входите в зону управління будинком. Кожен
пристрій системи має свій порядковий номер. Викликаючи його, можете віддати
різні команди: включити опалення, прогріти сауну, наповнити ванну ...
Сучасні технології дозволяють використовувати стільниковий телефон в
якості інструменту управління, контролю і діагностики системою
Не встаючи з дивана за допомогою інфрачервоного пульта легко
відрегулюєте яскравість освітлення в кімнаті, виставить жалюзі і наддасть
потрібну температур.

1.3 Аналіз існуючих рішень «Розумного будинку»
Нині існує велика кількість пристроїв розумного будинку, що охоплює
майже будь-які сценарії щоденного життя типової людини. В основному це
пристрої невідомих брендів, що не здаються особливо зручними для користувачів,
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
13
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

проте існує і багато пристрої відомих брендів (Amazon, Google, Xiaomi), які
головним чином мають більш зручний інтерфейс керування і мають досить
суттєво менше недоліків при порівнянні з незнайомими пристроями незнайомих
брендів.
Якщо розглянути картину ринку систем розумного будинку в цілому, то
більш правильно буде розділити всі пристрої на три великі сімейства:
 сімейство пристроїв, які створюються навколо голосового помічника;
 сімейство пристроїв, що керується мобільним додатком;
 сімейство пристроїв, що керується за допомогою шлюзу, який в свою
чергу керується за допомогою мобільного додатку.
До першого сімейства здебільшого відносяться бренди, що мають власного
голосового помічника (Amazon, Google, etc.) , а до третього бренди, що націлені
на бюджетного покупця (Xiaomi, etc.) . В свою чергу друге сімейство базується
навколо типізованих пристроїв, що мають більш конкретне використання (камери,
освітлення, розетки, тощо). Загалом комерційні системи розумного будинку не
мають прямих переваг над некомерційними, окрім можливості використання їх
одразу після купівлі з урахуванням випадків, коли пристрій потребує додаткової
купівлі шлюзу цього виробника. За результатом проведеного аналізу
сформульовано переваги і недоліки комерційних рішень для систем розумного
дому.
Переваги:
 швидка побудова інфраструктури системи розумного дому;
 легкість налаштування системи розумного дому;
 оптимізоване використання енергії.
Недоліки:
 одноманітний дизайн у більшості виробників;
 обмежена кольорова гама (зазвичай, тільки чорні та білі кольори);
 завищена ціна, особливо на найпростіші пристрої;
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
14
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

 необхідність у використанні неймовірної кількості мобільних додатків для
управління всіма пристроями за умовами створення системи розумного дому, що
буде відповідати сценарію користування, при якому користувач зможе
задовольнити найбільшу кількість своїх вимог;
 дані користувача, зазвичай, обробляються на серверах виробниках, що
хоча й зменшує навантаження на пристрої користувача, проте може завдати
шкоди його приватності;
 відсутність прямої сумісності між пристроями різних виробників.
Прикладом таких систем буде розумний будинок від компанії Xiaomi яка
являє собою комплекс пристроїв та датчиків для створення розумного будинку.
Всі пристрої і датчикі цієї системи здебільшого налаштовуються і керуються
через фірмовий додаток на смартфоні (Android чи IOS). Приведено приклад на
рисунку 1.1.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
15
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 1.1 Пристрої і датчики системи розумного будинку Xiaomi

На рисунку приведено приклад пристроїв і датчик системи розумного
будинку від Xiaomi. Але це тільки мала частина всіх пристроїв від Xiaomi. Ціна на
подібні пристрої досить висока як для пересічного громадянина України і
коливається в межах від сотень гривень за найпростіший датчик температури до
десятків тисяч за повноцінні набори з різних пристроїв.
Переваги:
1. Готові рішення пристроїв та датчиків;
2. Простота налаштування;
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
16
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

3. Керування через смартфон;
4. Відносна дешевизна.
Недоліки:
1. Виробництво Китай;
2. Дешеві матеріали ;
3. Брак ;
Також з більш якісних і дорого вартісних систем розумного будинку на
ринку це системи від фірми Apple. Відмінність полягає в тому що
використовується так звана екосистема Apple, яка потребує всіх пристроїв від цієї
фірми. Але це дає високу стабільність системи.
Розумний будинок від Apple для керування потребує не тільки фірмовий
додаток, ай фірмовий пристрій: смартфон, планшет, ноутбук, час, тощо. Ця
система потребує додаток під назвою Home. За допомогою Home власник може
легко й безпечно керувати своїми аксесуарами HomeKit з усіх своїх пристроїв
Apple. Вимкнути світло, подивитися, хто біля вхідних дверей, відрегулювати
температуру у вітальні, увімкніть музику та багато іншого. Також передбачена
можливість керування пристроями від інших компаній, якщо пристрій має
підтримку цієї системи. Вигляд приведено на рисунку 1.2.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
17
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 1.2 Пристрій Apple Smart Home і додаток Home

Переваги:
1. Готові рішення пристроїв та датчиків;
2. Простота налаштування;
3. Керування через смартфон;
Недоліки:
1. Обмежений вибір пристроїв;
2. Висока ціна ;
3. Потреба пристроїв від Apple ;
Ціновий діапазон такої системи в межі з декількох тисяч гривень до
десятків тисяч.
На противагу Apple досить недавно Google розпочав розвивати і
виготовляти свою систему розумного будинку. Яка в багатьох аспектах подібна
до системи Apple за виключенням використання екосистеми Google.
В цій системі також використовується фірмові пристрої і датчики, також
використовується фірмовий додаток Google Home. Цінова політика також
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
18
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

співставна з Apple. Вигляд пристроїв системи від Google приведено на рисунку
1.3.

Рисунок 1.3 Пристрої системи розумного будинку від Google

Переваги:
1. Готові рішення пристроїв та датчиків;
2. Простота налаштування;
3. Керування через смартфон;
Недоліки:
1. Обмежений вибір пристроїв;
2. Висока ціна ;
3. Потреба пристроїв Google;
Дивлячись на некомерційні рішення можна сказати, що існує велика
кількість проектів з відкритим кодом (OSP), що охоплюють більшість сценаріїв,
які можуть знадобитись користувачу. Головної перевагою таких рішень є якраз те,
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
19
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

що будь-який користувач має доступ до коду системи. Це дозволяє користувачу
отримувати інформацію про все, що творить його «розумний» прилад, тим самим
не переживати про приховані дії, які міг приховати виробник, але й редагувати
програму таким чином, щоб вона виконувала дії, які необхідні користувачу :
тобто надає користувачу легкий спосіб розробки нових пристроїв. Звісно
користувачі можуть зіткнутися зі значними складнощами через недостатній
досвід в цій сфері, проте навіть користувач з мінімальними знаннями може
досягнути бажаного результату завдяки добре розвиненій спільноті, яка не тільки
не відштовхує, але й надихає на майбутні успіхи. Загалом в некомерційній системі
можна виділити дві категорії пристроїв:
1) пристрої, побудовані за допомогою конструктора;
2) пристрої, побудовані з вихідного коду.
До першої категорії відноситься проект Blynk . Він має значну перевагу для
користувачів з нульовим досвідом програмування, оскільки не потребує ніякого
програмування – користувач може досягнути своєї мети за допомогою програми-
конструктора, яка охоплює значну кількість базових сценаріїв використання
пристроїв системи «розумний дім». Варто зауважити, що відсутність можливості
програмувати ці пристрої також є і недоліком цього проекту, оскільки
унеможливлює не тільки гнучке налаштування пристроїв, але й погіршує
розуміння системи користувачем. Також до недоліків варто віднести, те що для
кожного пристрою створюється окремий додаток, тим самим збільшуючи
загальну кількість встановлених додатків для керування пристроями розумного
дому до кількості пристроїв в системі. Проте цей недолік втрачає свою вагу для
користувачів, які вирішили просто спробувати автоматизувати невелику кількість
їхньої домашньої рутини, для таких користувачів цей варіант є ідеальним через
простоту використання та низьку ціну, яка має тільки апаратну складову . Вигляд
системи приведено на рисунку 1.4.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
20
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 1.4 Система Blynk

Для другої категорії не вдалось знайти який-небудь проект, що значно
спрощує розробку цих самих пристроїв. В цьому випадку більшість проектів
мають власно розроблені програми для управління пристроями, і тому
користувачам необхідно вже мати мінімальний досвіт програмування для
створення бажаних пристроїв на основі вже існуючих. Звісно ситуації коли
користувачу потрібно ввести значні правки до програми дуже рідкі, що
пояснюється використанням платформи Arduino або будь якої іншої. Це
призводить до значного зменшення навантаження на нових розробників,
створюючи оптимально простий підхід до програмування мікроконтролерів, що
започаткувало велику спільноту розробників і як результат – безліч проектів, які
охоплюють більшість сценаріїв роботи розумного дому. Інтерфейс управління
пристроями розумного дому можна розділити на два типи.
1. WEB-інтерфейс.
2. Мобільний додаток.
При створенні системи, що складається лише з одного чи невеликої
кількості простих пристроїв, доречно застосувати перший тип інтерфейсу . При
збільшенні кількості пристроїв чи їх складності розробка інтерфейсу першого
типу сильно ускладняється, а простота використання таких пристроїв сильно
зменшується. В цьому випадку з’являється потреба у створенні мобільного
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
21
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

додатку під одну з популярних операційних систем, як, наприклад, Android. В
цьому випадку зростає не тільки зручність використання системи розумного
дому, але й її гнучкість. Загалом для некомерційних пристроїв системи розумного
дому можна виділити наступні переваги та недоліки.
Переваги:
 зменшення вартості пристроїв до вартості їх компонентів, за рахунок
відсутності комерційної складової;
 можливість досягти будь-якого рівня гнучкості в обмін на час розробки;
 відсутність закритого програмного забезпечення забезпечує
впевненість користувача в безпечності його приватності;
 користувач обробляє дані напряму в пристрої без використання сторонніх
серверів, тим самим зменшуючи небезпеку втрати приватності;
 дозволяє максимально змінювати систему розумного дому.
Недоліки:
 збільшення складності створення системи розумного дому;
 збільшення часу необхідного для створення системи розумного дому.
Також нині існують такі системи розумного будинку такі як Home Assistant
і OpenHAB які виправляють основний недолік інших відкритих рішень, це
збільшення часу розробки системи. Але з’являється інший, потреба у пристрої з
пристойними розрахунковими можливостями(Raspberry Pi, Orange Pi, інші).
Але ці системи дають можливість поєднувати датчики і пристрої більшості
брендів які знаходяться на ринку. Але в кожної з цих систем є різні нюанси для
різних пристрої. Головне вікно системи Home Assistant приведено на рисунку 1.5.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
22
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 1.5 Головне вікно Home Assistant

1.4 Віддалене управління розумним будинком
Користувач може керувати розумним будинком або домівкою за допомогою
кількох засобів управління, розміщених в самій домівці або околицях, але
ввімкнених в ту ж мережу, що і всі інші компоненти системи. Але існує велика
кількість випадків, коли необхідно або бажано віддалене керування підсистемами
розумного будинку. Перерахуємо основні: Користувач хоче отримати можливість
контролювати стан свого будинку при тривалій відсутності і при необхідності
керувати різними системами в разі непередбачених ситуацій (пожежа, повінь
тощо) будинок повинен отримати можливість сповістити про це свого власника і
відповідні міські служби при несправності в якомусь модулі чи підсистемі,
діагностика і певні ремонтні або налаштовані процедури можуть бути проведені
фахівцями з сервісних центрів віддалено без безпосередньої присутності, що
економить значні кошти і сприяє різноманітності доступних технічних засобів
Концепція розумного будинку передбачає можливість створення в рамках
системи керування підсистеми віддаленого керування.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
23
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Ця підсистема дозволяє отримувати інформацію про події та стани інших
підсистем і віддалено надсилати команди керування всією системою або її
окремими компонентами. Щодо глибини реалізації такої можливості в розумному
будинку можна виділити наступні форми:
Автономний і керований предмет, що включає в себе різноманітну
автоматику, але не має з’єднання з «собі подібними». Це найбільш примітивна
модель штучного інтелекту, на яку робиться акцент в засобах масової інформації.
Де «розумний будинок» показують дивом техніки, що обіцяє масу зручностей і
задоволень багатому ледареві, якому ліньки встати з дивана, щоб клацнути
вимикачем.
При підключенні розумного будинку до мережі, що об’єднує окремі
предмети в єдине ціле, що дозволяє реалізувати моніторинг систем
життєзабезпечення, енергозбереження ресурсів, безпеки і т.д. Рішення будь-яких
питань, пов'язаних зі згаданими системами, а також доставка різних послуг через
мережу стане набагато простіше і ефективніше .
Чистою формою розумного житла: є обмін інформацією як усередині
будинку, так і поза ним здійснюється за допомогою стандартних цифрових
протоколів. Всі компоненти системи інтегровані в єдиний мережевий простір.
Системи «розумний будинок», які ми бачимо на сьогоднішній день, з'явилися не
більше 10 - 15 років тому. На початку зв'язок між органами керування
підсистем, їх датчиками і керуючим комп'ютером «розумного будинку»
здійснювався через проводи. Вслід розвитку інтернету призвів до розвитку
бездротового керування. Наразі системою «розумний будинок» керуються через
локальні мережі Wi-Fi з будь-якій позиції на Землі, за умови наявності там мережі
Інтернет.
Основним мінусом при встановленні системи «розумний будинок»,
являється висока собівартість обладнання. Для багатьох людей які чули про
універсальність і ефективність системи, даний показний являється гальмуючим
фактором при купівлі. При цьому якщо враховувати високу ціну обладнання, то
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
24
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

при виході зі строю частини системи, витрати на відновлення цілісності системи
можуть виявитися нездійсненними.

1.5 Висновок
В даному розділі розкрито тему концепції «розумний будинок» та
виникнення цієї концепції. Проведено аналіз функціональних можливостей
розумного будинку. Також було здійснено огляд наявних рішень, як комерційних
так і не комерційних. І в кінці було розкриту тему віддалене управління розумним
будинком. Розкриття цих всіх тем і є аналізом побудови та реалізації розумного будинку.

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
25
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

РОЗДІЛ 2
ПОБУДОВА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ РОЗУМНОГО БУДИНКУ

2.1 Принципи роботи головних блоків системи
Систему розумного будинку умовно ділять на наступні блоки.
1. Розумне освітлення
До складу блока розумного освітлення входять; світлодіодні стрічки,
світлодіоди і блоки реле. Система «Розумного будинку» дозволяє управляти
джерелами освітлення через запрограмовані варіанти активації певних світлових
груп. Освітлення реалізовано як на подвір’ї так і в кожній кімнаті будинку.
У додатку під кожен сценарій є своя кнопка. В результаті використання
перемикачів користувач отримує можливість керування освітленням.
2. Клімат контроль
До складу блока клімат контролю входять системи вентиляції, опалення і
датчики температури та вологості. Вся ця система вимагає постійного контролю і
уваги: налаштування режимів роботи, включення і виключення, і так далі. Однак,
за допомогою контролю клімату системи «Розумного будинку» усіма пристроями
можна керувати через додаток на телефоні або іншими методами.
Система «Розумного будинку» позбавляє від зайвих заходів і дозволяє
використовувати кліматичний комплекс максимально корисно - працюватимуть
лише ті пристрої та прилади, які повинні працювати в даний момент.
В цій роботі застосовується:
 Для вентиляції включення або вимкнення невеликого вентилятора;
 Для опалення прокладено теплу підлогу і встановлено терморегулятор
з заданими параметрами і віддаленою можливість ввімкнення або вимкнення;
 Для контролю параметрів використовується датчик температури і
вологості.
 Дані датчиків і перемикачі станів виведені в додаток.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
26
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

3. Гаражні двері
До цієї системи входить один модуль реле і механіка від старого CD
привода.
Електронна частина привода залишилась без змін, було припаяно дротики
до кнопки відкриття приводу. За допомогою реле і провідників відбувається такий
же процес як при нажатій кнопці. Це призводить до того що при використанні
кнопки в додатку гаражні двері виїжджають.
4. Система безпеки
До складу цього блоку входять світлодіодна стрічка червоного кольору,
геркон і модуль карткового доступу. Це одна з найважливіших підсистем системи
«Розумного будинку» . Принцип роботи дуже простий. Коли система активна то
при відкриттю дверей (магніт перестає діяти на геркон) і вмикається мерехтіння
червоного кольору. А коли до модуля доступу підноситься картка з вірним кодом
то система безпеки вимикається і можна відкрити двері. Після закриття система
знову вмикається.

2.2 Модулі і датчики розумного будинку
8-ми канальний модуль реле 5В 10А Вигляд модулю наведений на
рисунку 2.1.

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
27
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 2.1 Вигляд зверху 8-ми канального модуля реле

Модуль може керуватись безпосередньо з виводів мікроконтролера (Arduino
і подібних).
Максимальний струм навантаження 10А при напрузі 250В.
Розміри модуля: 13.9 x 5.2 x 1.7 см.
Якщо потрібна повна оптична ізоляція підключається "Vcc" до виходу +5В
Контролера, але не підключати до Gnd. І прибрати джампер Vcc to JD-Vcc. А
якщо підключити окремо +5В до виводу "JD-Vcc" і окреме Gnd. Це дасть
живлення для транзисторів і обмотки реле. Якщо достатньо ізоляції реле то
дозволено живити модуль від виводів контролера + 5В і Gnd та залишити
джампер Vcc to JD-Vcc на своєму місці.
Важливо: для замикання реле потрібно подати на керуючий вхід низький
логічний рівень (LOW), тоді реле замкнеться і світлодіод загориться, для
розмикання реле потрібно подати рівень логічної одиниці (HIGH). Також на
рисунку 2.2 приведено схему одного з восьми каналів.

Рисунок 2.2 схема одного з каналів

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
28
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Датчик вологості та температури DHT11 вигляд датчика приведено на
рисунку 2.3.

Рисунок 2.3 Вигляд датчика DHT11

Датчик DHT11 – це цифровий датчик температури та вологості, що
дозволяє калібрувати цифровий сигнал на виході. Складається з ємнісного
датчика вологості та термістора. Також, датчик містить в собі АЦП для
перетворення аналогових значень вологості та температури.

Характеристики:
 Модель : DHT11
 Межі виміру вологості: 5 - 95% RH ± 5% (макс.)
 Межі виміру температури: -20 ~ +60 ºC ± 2% (макс.)
 Живлення: 3.5-5.5 В
 Частота опитування: не більше 1 Гц
 Розміри 15.5 x 12 x 5.5 мм
Виводи:
1. VCC (3-5в живлення)
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
29
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

2. Data Out - вивід даних
3. NC - не використовується
4. Загальний
При підключенні до контролера, можливо між виводами Vcc і Data
розмістити підтягуючий pull-up резистор номіналом 10 кОм. Плата Raspberry pi
має вбудовані pull-up, на будь якому виводі. Також існує версія з трьома
виводами.
ІЧ датчик руху для Arduino HC-SR501 вигляд датчика приведено на
рисунку 2.4.

Рисунок 2.4 ІЧ датчик руху HC-SR501

Інфрачервоний датчик руху для мікроконтролерів. Дає змогу виявляти
рух людини або домашньої тварини на відстані до 7 метрів (є можливість
регулювання). Має два входи живлення (+5 В і Земля) і один цифровий вихід, з
якого знімаються дані. Якщо перешкод немає - на ньому буде високий рівень
(3.3В), якщо є - низький (0В).
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
30
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Якщо перемичка встановлена в положення H, то на виході буде високий
рівень весь час, поки датчик буде вловлювати рух, якщо в стан L, то стан виходу
буде переключатися з високого на низький і назад приблизно раз в секунду. Для
більшості проектів положення H більш детально визначене, але якщо ви керуєте
чимось, що перемикається по фронту, можливо краще пі дійде положення L.
Характеристики:
 дальність виявлення: 0 - 7 м
 кут спрацьовування: 110 ° на дистанції до 7 м
 напруга живлення (рекомендована): 4.5 - 12 В
 вихідна напруга логічного рівня: 0 - 3.3 В
 час затримки: 0.3 - 300 секунд (регулюється)
 метод спрацьовування: L є повторюваною перемикання; H
повторюване перемикання
 споживаний струм: 65 мА
 робочі температури: -20 - +50 град. Цельсія
 розміри: 32х24 мм
Модуль датчика Холла A3144 вигляд модуля приведено на рисунку 2.5.

Рисунок 2.5 Модуль датчика Холла A3144

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
31
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Являє собою плату з розпаяним на ній уніполярним датчиком Холла 3144
серії. Сам датчик А3144 вже містить: стабілізатор напруги, детектор магнітного
поля, компаратор напруги та ключ з відкритим колектором. А також додатково на
платі зазвичай розташований світлодіод стану.
Характеристики:
 Тип датчика: уніполярний, A3144
 Напруга живлення: 4,5 - 24В
 Терморегулятори (з боку роз'єму): 1-пін: (-) живлення, 2-пін: (+)
живлення, 3-пін: сигнальний
 Розміри: 15 х 20 мм
 Вага: 1,5 г
Ультразвуковий датчик відстані HC-SR04 вигляд датчика приведено на
рисунку 2.6.

Рисунок 2.6 Датчик HC-SR04

Ультразвуковий датчик HC-SR04 - це стабільний та точний ultrasonic
sonar (сонар) датчик відстані який не має "сліпих зон". Може вимірювати відстань
від 0 см до 1500мм, точність досягає 3 мм.
Характеристики
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
32
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

 Робоча напруга: 3.8 - 5.5В
 Тип: HC-SR04
 Струм: 8 мА
 Частота: 40 кГц
 Максимальна дистанція: 1500 мм
 Мінімальна дистанція: 0 см
 Роздільна здатність: 3 мм
 Ширина імпульсів: 10 мкс
 Кут: 15 градусів
 Зовнішні габарити: 37x20x15 мм
Принцип роботи
1. На вихід trig (тригер) відправимо високий рівень протягом як мінімум
10мкс
2. Модуль починає відправляти ультразвукові імпульси з частотою 40 кГц і
приймає їх назад, якщо в зоні видимості є будь-які перешкоди
3. Якщо сигнал повертається, модуль встановлює низький рівень на виході
echo на 150мс. За часом, який минув з п.1 до низького рівня на виході echo можна
розрахувати відстань до перешкоди за формулою:
Відстань = (time * sound velocity)/2
де time - виміряний час імпульсу, sound velocity - швидкість звуку (340 м/с)
Серводвигун SG90 вигляд модуля приведено на рисунку 2.7.

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
33
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 2.7 Серводвигун SG90

Серводвигун SG90 2кг - це досить поширений серводвигун серед багатьох
виробів з використанням мікроконтролерів. Його використовують в авіа
моделюванні, в судно моделюванні, в робототехніці та в інших виробах. Легкий,
якісний міні серводвигун SG90 з пусковим моментом 2 кг / см.
Всередині корпусу знаходиться невеликий модуль керування, який під дією
вхідного сигналу подає живлення відповідної полярності електродвигуну.
Вхідний сигнал керування містить дані про потрібне положення валу. Для
визначення поточного положення валу редуктор з'єднаний із двигуном змінного
резистора. Електроніка Tower Pro SG90 обчислює різницю між поточним
положенням редуктора та необхідним. Модуль управління орієнтуючись на опір
змінного резистора подає живлення необхідної полярності на двигун для
повороту редуктора, що приводить у відповідність положення, що передається
сигналом управління.
Інформація про необхідний стан валу знаходиться у шпаруватості імпульсів
керуючого сигналу. Частота сигналу, що керує, повинна бути постійна і становити
50 Гц. Добре - відношення тривалості імпульсу до періоду. Найчастіше при
аналізі параметрів сигналу, що керує, розглядають тривалість імпульсу. Для
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
34
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

формування такого сигналу зручно використовувати мікроконтролер, що має
функцію широтно-імпульсної модуляції вихідного сигналу.
Характеристики:
 швидкість без навантаження: 0.12 сек / 60 град. при живленні 4.8В
 крутний момент: 2 кг / см
 температурний діапазон: 0 to + 50'C
 ширина мертвої зони: 4 мікросекунди
 робоча напруга живлення: 3.5-5 В
 споживаний струм в русі: 50-80 мА
 споживаний струм в утриманні: 5-10 мА
 кут повороту 180 градусів
 розміри: 3.3 см x 3 см x 1.3 см
 вага: 9 г
RFID модуль RC522 вигляд модуля приведено на рисунку 2.8.

Рисунок 2.8 RFID-модуль RC522

RFID-модуль 13.56 МГц з SPI-інтерфейсом. Модуль такого типу може
бути використаний для різних радіоаматорських і комерційних застосувань, в
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
35
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

тому числі для контролю доступу, автоматичної ідентифікації, робототехніки,
відстеження речей, платіжних систем і т.д. У комплекті до модуля йде 2 RFID-
мітки - у вигляді карти і брелку.
Колір плати може відрізнятися від представленого на малюнку, також
модуль може поставлятися з незапаяною гребінкою, в цьому випадку в комплекті
буде пряма і Г-подібні гребінки для самостійної пайки.
Основні характеристики:
 Побудований на мікросхемі MFRC522
 Напруга живлення: 3.3V
 Струм: 13-26mA
 У режимі очікування: 10-13ma
 У сплячому режимі: менше 80 мкА
 Робоча частота: 13.56MHz
 Дальність зчитування: 0 ~ 60 мм
 Інтерфейс: SPI, максимальна швидкість передачі 10Мбіт / с
 Розмір: 40мм х 60мм
 Читання і запис RFID-міток
Призначення виводів модуля приведено на рисунку 2.9.

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
36
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 2.9 значення кожного виводу

Живлення для контролера є як і постійне так і автономне
постійне
Блок живлення імпульсний 5В 3А, microUSB вигляд приведено на
рисунку 2.10.

Рисунок 2.10 Блок живлення 5В 3А

Універсальний імпульсний блок живлення 5В 3А (віддає 2.5А при падінні
напруги не нижче 4.6В) зі штекером micro-USB. Розроблений саме для живлення
міні-комп'ютерів Raspberry Pi, Orange Pi і ін.
Характеристики:
 Вихідна напруга: 5 В
 Вихідний струм, не більше: 3 А
 Довжина проводу: 90 см
 Кількість фаз: 1
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
37
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

 Максимальна вхідна напруга: 240 В
 Матеріал корпусу: Пластик
 Мінімальна вхідна напруга: 100 В
 Тип: Імпульсний
 Тип корпусу: напівгерметичний
 Тип стабілізації: По напрузі
Блок живлення ATX 300W вигляд приведено на рисунку 2.11.

Рисунок 2.11 ATX 300W

Характеристики ATX 300W
Основні характеристики
Форм-фактор ATX
Вихідна потужність 300 Вт
Підключення кабелів без модульне
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
38
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Максимальне навантаження по лініям
+3.3 В 16 А
+5В 18 А
+12В(1) 10 А
+12В(2) 14 А
-12В 0.3 А
+5Вsb 2.5 А
Характеристики живлення
Напруга 110/230 В
Частота 50/60 Гц
Вихідні конектори

Живлення материнської плати
20+4pіn
Живлення процесора 4 pin
PATA (Molex) 4 шт.
SATA 1 шт.
FDD (Floppy) 1 шт.

Автономне
USB 5V 2A модуль повербанка з можливостю підключення сонячної
панелі вигляд модуля приведено на рисунку 2.12.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
39
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 2.12 Плата повербанка з підтримкою сонячних панелей

Характеристики приладу
1. Підтримка сонячних панелей з напругою : 4,5-5,5 V
2. Вхід: 5V ~ 1.5A
3. Вихід: 5V ~ 2A 5V ~ 1A
4. Цей продукт підходить для полімерної акумуляторної літієвої батареї з
будь-якої напруги батареї 3,7 ~ 4,2 V.
5. Особливості: подвійне інтелектуальне управління IC, синхронне
випрямлення, висока швидкість перетворення, підтримка бокового заряду.
Сонячна панель
Сонячний модуль 1.2W 5V/240mA 110x69mm полікристалічний
(Buheshui, class A) вигляд модуля приведено на рисунку 2.13.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
40
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 2.13 Сонячний модуль 1.2W 5V/240Ma

Полікристалічна сонячна панель 1,2Вт.
Потужність/Максимальний струм: 1,2 W
Напруга: 5 V
Розмір: 110x69 mm
Струм короткого замикання: 240 mA

Тепла підлога
Терморегулятор DM-W3001 вигляд модуля приведено на рисунку 2.14.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
41
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 2.14 Терморегулятор DM-W3001

Терморегулятор 12 Вольт 120 Ватт з водонепроникним датчиком
температури контролює та підтримує температуру із заданою точністю. Має три
кнопки для налаштування (вибір режиму - нагрівання або охолодження, робочі
межі, межі регулювання, затримка увімкнення/вимкнення реле та ін.).
Модуль термостата XH-W3001 використовується для підтримки заданої
температури в приміщенні, для контролю та підвищення ефективності теплої
підлоги та ін.
Технічні характеристики:
Регулятор температури: DM-W3001
Живлення: 12 Вольт
Температурний діапазон: -50 ~ 110 C
Точність виміру: ± 0.2 C
Точність температури: ±0.1 C
Вимірювальний вхід: NTC 10 К L = 1 М водонепроникний зонд
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
42
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Навантаження: до 10 А (120 Ватт)
Розмір: 61х45х31 мм

Налаштування терморегулятора:
Терморегулятор оснащений двома кнопками управління для встановлення
та налаштування параметрів, працює у двох режимах: нагрівання та охолодження.

Режим нагріву:
Щоб задати температуру включення (нижній поріг включення) необхідно,
на кілька секунд, затиснути ліву клавішу, після чого двома кнопками можна
виставити потрібне значення температури.
Щоб задати температуру відключення (верхній поріг відключення)
необхідно на кілька секунд затиснути праву клавішу, після чого двома кнопками
можна виставити потрібне значення температури.
Режим охолодження:
Щоб задати температуру увімкнення (верхній поріг увімкнення) необхідно,
на кілька секунд, затиснути ліву клавішу, після чого двома кнопками, можна
виставити потрібне значення температури.
Щоб задати температуру відключення (нижній поріг відключення)
необхідно на кілька секунд затиснути праву клавішу, після чого двома кнопками
можна виставити потрібне значення температури.
Для підтвердження вибору нічого тиснути не потрібно – вибір відбудеться
після кількох секунд у режимі спокою.
Одночасне натискання та утримання обох кнопок, до появи на індикаторі
значення "888" - повернення до заводських настройок.

Живлення
Живлення поділена на автономне і постійне
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
43
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

В якості постійного живлення використовується блок живлення формату
ATX на 300Вт.
А в якості автономного живлення виступає система з 4 сонячних панелей ,
модуля повербанка і 6 акумуляторів формфактору 18650.
Постійне живлення здійснюється через шини +5В і +12В
При постійному живленні здійснюється повноцінна робота системи.
А автономне живлення здійснюється через виходи плати повербанка.
При автономному живленню всі функції які живляться не від виводів GPIO
перестануть працювати до відновлення постійного живлення.
Переключання живлення проводиться в модулі повербанка який в свою
чергу живиться від блоку живлення +5В.
При відсутності живлення +5В модуль переходить на живлення від
акумуляторів і сонячних панелей. Сонячні панелі не дають повної автономності
через малу потужність , зате значно збільшують час автономної роботи.

2.3 Аналіз плати Raspberry Pi
Raspberry Pi – одно платний комп'ютер розміру з банківську карту, спочатку
розроблений як бюджетна система для навчання інформатики, потім згодом
отримав набагато більш широке застосування і популярність, ніж очікував його
автори. Мета автора Ебен Апто полягала у створенні недорогого пристрою, що
дозволив би поліпшити навички програмування і розуміння апаратного
забезпечення на до університетському рівні. Але завдяки своєму невеликому
розміру і доступною ціною, він був швидко прийнятий, майстрами, виробниками і
ентузіастами електроніки для проектів, які вимагають більше, ніж основний
мікроконтролер. Raspberry Pi працює повільніше, ніж сучасний ноутбук або
комп’ютери, але все таки є повноцінним комп'ютером Linux і може забезпечити
всі очікувані можливості, які мають на увазі, низький рівень енергоспоживання.
Raspberry Pi має відкрите апаратне забезпечення, за винятком основної
мікросхеми на Raspberry Pi, Broadcomm SoC (System on Chip), який керує
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
44
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

багатьма основних компонентами плати центрального процесора, графіку,
пам'ять, контролер USB, і т.д. Багато з проектів, виконаних із використанням
Raspberry Pi відкриті і добре задокументовані. Є дві моделі Raspberry Pi 3, А+ і B.
Модель A+ поставляється із 512 Мб оперативної пам'яті і одним портом USB. Він
є дешевим і споживає менше енергії, ніж B. Поточна модель B поставляється з
чотирма портами USB, портом Ethernet для підключення до мережі, а також 1 Гб
оперативної пам'яті. А також є версія B+ яка відрізняється потужнішим
процесором. Також в усіх моделях Raspberry Pi 3 встановлюється 64 розрядний
процесор Broadcom BCM2837 який є потужною системою на кристалі. Також
присутні сучасні бездротові інтерфейси Wi-Fi 802.11n і Bluetooth 4.1.
Raspberry Pi розроблена для операційної системи Linux, і багато версій
дистрибутивів Linux є оптимізованими для Raspberry Pi. Два з найбільш
популярних варіантів є Raspbian, який базується на операційній системі Debian, і
Pidora, який базується на операційній системі Fedora. Для початківців одна із цих
двох систем буде найкраще для початку роботи . Переваги Raspberry Pi:
 повний контроль над сервером, при критичній несправності достатньо
просто вийняти шнур з розетки;
 програмне забезпечення встановлюється на свій вибір;
 дисковий простір – на скільки велику пам’ять підключимо, стільки і
отримаємо;
 Дозволено заливати будь-які файли, без обмежень за типом і розміром
 резервування даних – достатньо мати резервну флеш пам’ять і в разі збою
зробити відкат за 30 секунд змінивши флеш пам’ять в платі сервера.
Недоліки:
 вартість Raspberry, флеш пам’ять, корпусу, радіатора, блоку живлення,
мережевого кабелю, кабелю до монітора – приблизно 55 $;
 необхідно місце для постійно діючого мікрокомп'ютера;
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
45
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

 необхідно працювати із програмним забезпеченням сервера на рівні
досвідченого користувача;
 постійно використовувати захищене програмне забезпечення від злому
сервера;
 мати постійну IP адресу .
Таким чином, переваги та недоліки збалансували один одного.
Використання Raspberry Pi дає можливість побудувати старт-систему для
розумного будинку. Вигляд плати і розташування всіх компонентів на ній, також
призначення кожного виводу приведено на рисунку 2.15.

Рисунок 2.15 Raspberry Pi 3 B

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
46
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

2.4 Реалізація бездротове керування системи
Бездротове керування здійснюється двома способами локально або
хмарною. Для цього задіяна технологія MQTT.
MQTT: стандарт для обміну повідомленнями IoT MQTT — це OASIS
стандартний протокол обміну повідомленнями для Інтернету речей (IoT). Він
розроблений як надзвичайно легкий засіб обміну повідомленнями для способом
публікації/підписки, який ідеально підходить для підключення віддалених
пристроїв з невеликим кодовим слідом і мінімальною пропускною здатністю.
Легкий та ефективний. Клієнти MQTT вимагають мінімальних ресурсів,
тому їх можна використовувати на невеликих мікроконтролерах. Заголовки
повідомлень MQTT займають мало місця для оптимізації пропускної здатності
мережі.
Двонаправлений зв'язок. MQTT дозволяє обмінюватися повідомленнями
між пристроєм і хмарою і хмарою на пристрій. Це полегшує передачу
повідомлень групам речей.
Масштабування до мільйонів речей. MQTT може масштабуватися для
підключення до мільйонів пристроїв IoT.
Надійна доставка повідомлень. Надійність доставки повідомлень важлива
для багатьох випадків використання Інтернету речей. Ось чому MQTT має 3
визначені рівні якості обслуговування: 0 - максимум один раз, 1 - принаймні один
раз, 2 - рівно один раз
Підтримка ненадійних мереж. Багато пристроїв IoT підключаються через
ненадійні стільникові мережі. Підтримка MQTT для постійних сеансів скорочує
час на повторне з’єднання клієнта з брокером.
Безпека. MQTT дозволяє легко шифрувати повідомлення за допомогою TLS
та аутентифікувати клієнтів за допомогою сучасних протоколів автентифікації,
таких як OAuth.
Архітектура публікації/підписки MQTT приведена на рисунку 2.16.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
47
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 2.16 Архітектура MQTT

Клієнти MQTT публікують повідомлення брокеру MQTT, а інші клієнти
MQTT підписуються на повідомлення, які вони хочуть отримувати. Реалізації
клієнтів MQTT зазвичай вимагають мінімального розміру, тому добре підходять
для розгортання на невеликих пристроях із обмеженими можливостями та дуже
ефективні у своїх вимогах до пропускної здатності.
В свою чергу Брокери MQTT отримують опубліковані повідомлення та
відправляють повідомлення клієнтам MQTT, які підписалися. Повідомлення
MQTT містить тему повідомлення, на яку підписуються клієнти MQTT, а брокери
MQTT використовують ці списки підписок, щоб визначити, які клієнти MQTT
отримають повідомлення.
Виходячи з усіх цих даних маємо що протокол MQTT має просту структуру
через це його дуже просто застосовувати в будь яких проектах, дуже легко
масштабувати і він як раз підходить для реалізації бездротового керування.
Переміщення Брокера в хмару дає можливість керувати з будь якої частини світу.
У цьому випадку використовується два брокери один локальний (Raspberry
pi, Mosquitto) і хмарний (HiveMQ Cloud).
Це дає більшу надійність за рахунок можливості перемикання між
брокерами, наприклад якщо пропаде доступ до мережі інтернет то є можливість
перемкнутися на локальний брокер і керування буде відновлено.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
48
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

В якості клієнта використовується додаток на платформі Android який
називається MQTT Dash. В ньому заздалегідь створюється конфігурації для обох
брокерів і у кожній створюється блоки для керування і перегляду даних.

2.5 Розробка структурної схеми розумного будинку
При розробці структурної схеми розумного будинку використовувалися
сучасні засоби розробки, а також рекомендації і настанови з нормативних
документів.
Схема складається з головного блока у вигляді плати Raspberry Pi. Також
блоків які відносяться до живлення. Це блок живлення який живить всі прилади,
блок автономного живлення який являє собою плату повер банка і акамулятори і
також модулі сонячних панелей.
Далі використовується блок реле який керує як освітленням так і гаражними
дверима, також керує живленням геркона і терморегулятора. В свою чергу
терморегулятор керує температурою теплої підлоги.
Далі в схемі присутні різноманітні датчик, такі як датчик температури і
вологості, датчик руху, геркон, і модуль RFID.
Також для реалізації бездротового керування на схемі зображено мережеву
інфраструктуру.
Готово схема приведена на рисунку 2.17.

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
49
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
50
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рисунок 2.17 Структурна схема приладу

2.5 Висновок
В цьому розділі було проведено висвітлення теми принципів роботи
головних блоків системи. В якій було приведено основні підсистеми і короткий
принцип роботи. Далі було приведено всі модулі і датчики системи розумного
будинку. Їхні короткі теоретичні відомості, параметри і інше. Також було
приведено і описано схему живлення системи.
Далі було проведено аналіз головної в цій системі плати, а саме Raspberry
Pi. Також приведено призначення виводів GPIO.
Наступним було приведено опис роботи системи бездротового керування.
І в кінці було приведено опис і рисунок структурної схеми системи
розумного будинку.

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
51
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

РОЗДІЛ 3
ПРОЕКТУВАННЯ ТА РЕАЛІЗАЦІЯ СИСТЕМИ

3.1 Постановка задачі
Ставлячи перед собою мету спроектувати цю систему, були сформульовані
наступні завдання: аналіз технічних і програмних засобів розробки, створення
програми автоматизації, реалізація віддаленого керування.
Функціональні вимоги до системи «Розумний будинок»:
1. Контроль температурою і вологістю повітря в приміщенні за
допомогою мобільного додатку
2. Створення системи автономного живлення електроживлення.
3. Контроль і керування освітленням за допомогою мобільного додатку
4. Реалізація доступу до керування з будь якого місця планети
5. Доступ з будь якого пристрою крім телефону
6. Реалізація теплої підлоги і вентиляції
Не функціональні вимоги до системи «Розумний будинок»: На стороні
користувача
1. Наявність мобільного пристрою під управління Android або Ios.
2. Наявність підключення до локальної мережі або мережі інтернет.
На стороні системи (вимоги до контролера та програмного забезпечення).
Програмні вимоги:
 Операційна система Raspbian або Pidora.
 Брокер Mossquito MQTT
 Система автоматизації Node-Red
 Доступ до локальної мережі
 Доступ в інтернет
Вимоги до обладнання:
 Raspberry pi
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
52
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

 USB Wi-Fi (якщо плата не підтримує)
 Наявність блока живлення не менше 2A
 Не менше 1Гб ОЗУ
 Не менше 10 клас карти пам’яті

3.2 Вибір засобів реалізації
Було вибрано операційну систему для Raspberry pi а, саме Raspbian OS Lite
64-Bit. З налаштуваннями користувача, віддаленого з’єднання і також під’єднання
до бездротової мережі.
При виборі засобів були переглянуті багато різних варіантів але самим
найкращим виявився засіб Node-Red.
Node-Red – це інструмент візуального програмування для з’єднання різних
пристроїв, сервісів, іншого в єдину систему.
Він дає графічне середовище для швидкого написання програми
автоматизації між різними апаратними пристроями. В редакторі є безліч так
званих блоків з яких складається програма. В базовій версії є вбудований клієнт
MQTT і вбудований модуль для виводів GPIO (Raspberry pi). Так же є можливість
встановлення додаткових модулів з репозиторію. Також при використанню MQTT
є можливість використання TLS з’єднання для більшої безпеки.
Локальним брокером MQTT був вибраний Mosquitto.
Mosquitto — це брокер повідомлень з відкритим кодом (ліцензований
EPL/EDL), який реалізує протокол MQTT версії 5.0, 3.1.1 та 3.1. Mosquitto легкий
і підходить для використання на всіх пристроях від малопотужних одно платних
комп’ютерів до повноцінних серверів. Протокол MQTT забезпечує легкий метод
обміну повідомленнями за допомогою моделі публікації/підписки.
Хмарним брокером був вибраний HiveMQ Cloud.
Це програмно той самий брокер, як і Mosquitto тільки знаходиться у хмарі.
Також свої послуги він надає за підпискою, у випадку цієї роботи
використовується безкоштовна підписка. Обмеження які діють у вибраній моделі
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
53
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

полягають в кількості трофіку який доступний для користування. Але для цього
проекту це не головне.

3.3 Алгоритми реалізації системи
Алгоритм першочергового налаштування.
В першу чергу потрібно комп’ютер або ноутбук під керуванням сучасною
операційної системи (Windows, macOs, або Linux ).
Потім проводиться завантаження і встановлення фірмового програмного
забезпечення Raspberry Pi Imager вигляд наведений на рисунку 3.1.

Рисунок 3.1 Головне вікно Raspberry Pi Imager

Після відкриття програми потрібно під’єднати карту пам’яті (не нижчу ніж
10 клас). Далі проводиться вибір потрібної операційної системи. В цьому випадку
вибираємо Raspberry Pi OS Lite (Raspbian Lite) 64 розрядну. Меню вибору
наведено на рисунку 3.2.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
54
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 3.2 Вибір потрібної операційної системи

Після вибору системи проводиться вибір потрібної карти пам’яті. Також
обов’язково проводиться додаткове налаштування у спеціальному меню. Меню
відкривається командою CTRL + SHIFT + X.
Де задається:
 Ім’я і пароль користувача ;
 Хост ім’я плати;
 Параметри SSH;
 Параметри мережі;
 Параметри часової зони, розкладки клавіатури;
 Інше.
І нарешті проводиться запис системи на обрану флеш карту.
Після запису карту пам’яті фактично готова до роботи. Для початку роботи
карта пам’яті приєднується в спеціальний слот на платі.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
55
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Після підключення подаємо живлення на плату. Для першого і подальших
запусків платі потрібно декілька секунд на запуск. Потім для віддаленої роботи з
платою потрібно завантажити і встановити програмне забезпечення Putty. Воно
собою являє клієнтом для бездротового з’єднання по протоколу SSH . Вікно
програми приведено на рисунку 3.3.

Рисунок 3.3 Головне вікно програми Putty

Після запуску програми в головному вікні вибираємо тип з’єднання SSH,
вводимо порт 22 і вводимо локальний адрес плати(192.168.0.10X). Адрес плати
знаходимо, або перебором всіх локальних адрес, або в налаштуваннях
маршрутизатора. При вірній адресі з’єднані до плати пройде швидко. Також
надійде запит на ім’я і пароль користувача заданих при записі системи. Приклад
авторизованого терміналу наведено на рисунку 3.4.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
56
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 3.4 Під’єднаний та авторизований термінал плати у програмі Putty

Після проходження авторизації потрібно провести першочергове оновлення
системи а саме командами:
 sudo apt-get update;
 sudo apt-get upgrade.
Після оновлення системи проведемо встановлення програмного
забезпечення: Node-Red, Mosquitto.
Встановлення Node-Red проводиться за допомогою команд:
 bash <(curl -sL https://raw.githubusercontent.com/node-red/linux-
installers/master/deb/update-nodejs-and-nodered).
Після цієї команди відбудеться автоматичне встановлення програми. Далі
потрібно запустити програму у вигляді сервісу який буде працювати у фоні. Для
цього є два шляхи або запуск вручну командою:
 node-red-start.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
57
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Ця команда проведе запуск програми в поточній сесії користувача. Це
значить що після перезапуску плати програму потрібно повторно запускати, але
для того щоб цього уникнути потрібно додати в автозапуск командою:
 sudo systemctl enable nodered.service.
Після запуску програми вона буде доступна у виді Web додатку по адресі
http://192.168.0.10X:1880 або http://localhost:1880. Вигляд додатку наведено на
рисунку 3.5.

Рисунок 3.5 Головне вікно Node-Red

Головні налаштування готові залишилось налаштувати брокери але вони
будуть налаштовані в іншому розділі.
Алгоритм системи освітлення.
Система освітлення складається з 12В led стрічок і 5В світло діодів.
Освітлення складається з Зовнішнього світлодіодного на крильці і внутрішнього
led стрічки в гаражі і кімнаті, також світлодіодне на горищі.
Керування здійснюється через модуль реле який підключений до
відповідних виводів GPIO плати. Потім створюється програма керування в
програмному середовищі Node-Red. Програма керування реле в середовищі Node-
Red наведена на рисунку 3.6.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
58
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 3.6 Програма керування реле

Програма керування складається з трьох блоків:
1. mqtt in – Блок входу по протоколу MQTT;
2. rpi-gpio out– Блок виходу конкретного порту GPIO;
3. debug – Блок виводу даних діагностики.
Алгоритм керування досить простий. Блок mqtt in налаштовується на
потрібний брокер і потрібну тему(туж що у додатку віддаленого керування), вихід
блоку підключається до наступного блоку. На виході блоку формується сигнал
який потрапляє туди з налаштованого заздалегідь додатку, а саме для керування
реле сигнали високого(+3,3В) і низького рівнів(0В). Або відповідні сигнали
високого(1) і низького(0). При появі високого рівня на блоці GPIO
встановлюється високий рівень (3,3В на Raspberry pi) і реле вмикається, а при
низькому реле вимикається. Таким чином відбувається керування освітленням.
Процес наведено на рисунку 3.7.

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
59
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 3.7 Процес керування освітленням
Алгоритм системи гаражних дверей.
Керування гаражними дверима програмно аналогічне керування світла за
винятком того що на стороні клієнта(у додатку) використовується кнопка без
фіксування показника. Тобто при натисканні в додатку дається короткочасно
високий рівень і двері відкриваються при повторі закриваються.
Механіка дверей використовується зі старого комп’ютерного приводу CD.
Контакти підводяться до кнопки на платі і замикаються за допомого реле. Процес
наведено на рисунку 3.8.

Рисунок 3.8 Процес керування гаражними дверима

Алгоритм системи теплої підлоги і вентиляції.
Система складається з реле для теплої підлоги, реле для вентиляції і датчика
температури. Керування реле відбувається за той же програмою. Відмінність в
тому що ввімкнення вентиляції і теплої підлоги задано в програмі від температури
і вологості що відображає датчик.
Датчик температури і вологості DHT11 використовує для зняття даних
програму приведеній програмі. Програма приведена на рисунку 3.9.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
60
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 3.9 Програма отримання даних з датчика

В цій програмі використовується додатковий модуль node-red-contrib-dht-
sensor який додає блок для цього датчика.
Програма керування складається з семи блоків:
1. Inject – задає час опитування датчика в 1с;
2. Rpi-dht22 – налаштовує датчик і віддає дані з нього;
3. Function – виділяє дані температури і вологості в окремі стрічки;
4. Measurements – перекладає у формат JSON;
5. Change – вибирає виводити дані вологості;
6. Mqtt out x2 – виходи даних у вибрану тему MQTT.
Вивід даних проводиться у двох різних темах, які у додатку підключені до
шкал або значень. Процес наведено на рисунку 3.10.

Рисунок 3.10 Процес виводу значень

Значення з датчика як потрапляють у додаток так і у систему керування
теплої підлоги і вентиляції. Програмне рішення наведено на рисунку 3.11.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
61
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 3.11 Програма керування теплої підлоги і вентиляції.

Процес зводиться до перемикання реле при заданих значеннях. Тобто при
потраплянні значення 34 через блок MQTT наступний блок Change ви дасть на
виході задане значення і перемкне реле вентиляції.

Алгоритм системи безпеки.
Ця система реалізується за допомогою цифрового геркона і RFID модуля.
Підключення RFID модуля являє собою програмне встановлення модуля
node-red-contrib-rc522 який вже в свою чергу потребує підключення до
визначених портів. Порти:
SDA 24 (BCM 8);
SCK 23 (BCM 11);
MOSI 19 (BCM 10);
MISO 21 (BCM 9);
IRQ -;
GND 20 ;
RST 22 (BCM 25);
VCC 17 (3v3 PWR).
Після підключення модуля на виході отримуємо код картки(коли карта
знаходиться на визначеній відстані від модуля). Цей код записуємо і потім
зрівнюємо з кодом карток які будуть піднесені . У програму коли код співпадає з
кодом картки то програма дає команду на відключення сигналізації на деякий час.
Відключення сигналізації це переривання живлення геркона. А коли на геконі
сигнал змінюється тоді сигналізація вмикається. Ввімкнення сигналізації це
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
62
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

мерехтіння червоним кольором і повідомлення у додаток. Програма наведена на
рисунку 3.12.

Рисунок 3.12 Програма керування сигналізацією.

3.4 Налаштування віддаленого керування
Віддалене керування ділиться на локальне і хмарне. А саме реалізується
використання брокера або на базі плати(локальне) або у хмарі. А також
використовується клієнт на платформі Android. Локальним брокером вибраний
Mosqutto він встановлюється за допомогою кількох команд і також
налаштуванням спеціального файлу параметрів.
Команди для встановлення:
 Sudo apt-get install mosquitto.
Після цього додаємо брокер в авто запуск системи командою:
 sudo systemctl enable mosquitto.
Для запуску використовуємо команду:
 sudo systemctl restart mosquitto.
Для налаштування редагуємо файл mosquitto.conf командою:
 sudo nano /etc/mosquitto/mosquitto.conf.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
63
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Ця команда запускає редактор nano в якому відкривається цей файл
файл після редагування має вигляд:
 pid_file /run/mosquitto/mosquitto.pid;
 persistence true;
 persistence_location /var/lib/mosquitto/;
 log_dest file /var/log/mosquitto/mosquitto.log;
 log_dest topic;
 log_type error;
 log_type warning;
 log_type notice;
 log_type information;
 connection_messages true;
 log_timestamp true;
 listener 1883 192.168.0.107;
 allow_anonymous true;
 include_dir /etc/mosquitto/conf.d.
Головне що додано це:
 allow_anonymous true – ввімкнення входу для будь якого користувача;
 listener 1883 192.168.0.10X – прослуховування локальної адреси для
роботи локально(адреса плати).
Також потрібно задати користувача і пароль це робиться командою:
 sudo mosquitto_passwd -c /etc/mosquitto/passwd <username>.
В поле username вводиться ім’я користувача якому дається доступ і потім
вводиться потрібний пароль.
Після цього налаштування вже можна працювати з брокером локально.
Налаштування хмарного брокера HiveMQ Cloud відбувається наступними
шагами.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
64
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Переходимо на сайт хмари і проводимо реєстрацію. Вікно реєстрації або
входу хмари наведено на рисунку 3.13.

Рисунок 3.13 Поле реєстрації або входу хмари

Після реєстрації в хмарі відкривається веб-консоль. Для початку роботи
потрібно перейти у вкладку Access Management і створити користувача для
доступу. Поле створення нового користувача наведено на рисунку 3.14.

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
65
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 3.14 Поле створення користувача

Після додавання користувача переходимо на вкладку Overview і записуємо
Cluster URL і порт. Він використовується для бездротового керування.
Далі підключаємо брокери до платформи Node-Red.
Додаванні брокера у систему Node-Red проводиться способом додавання
блока MQTT (in або out) в якому є можливість додавання брокера. Параметри
блока mqtt in наведені на рисунку 3.15.

Рисунок 3.15 Параметри блока mqtt in

А параметри додавання брокера mqtt наведені на рисунку 3.16.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
66
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 3.16 параметри додавання брокера mqtt

Потрібно всього чотири поля для роботи це:
1. Server адреса брокера;
2. Port порт брокера;
3. User name ім’я користовуча;
4. Password пароль користувача.
Адреси брокерів це:
1. 192.168.0.10X:1883 локальний;
2. e8bbd65022b8462b836774c571f459c7.s2.eu.hivemq.cloud хмарний.
Додаток для керування використовується на платформі Android і має ім’я
MQTT Dash. Вигляд наведено на рисунку3.17.

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
67
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 3.17 головне вікно і вікно додавання брокера MQTT Dash
При налаштуванні використовується поля:
1. name ім’я відображається в додатку;
2. address адреса брокера;
3. port порт брокера;
4. user name ім’я користувача;
5. user password пароль користувача.
Коли всі поля заповнені ми попадаємо у поле в якому додаємо потрібні
кнопки, поля, графіки. Після додавання потрібних елементів підписуємо кожний
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
68
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

елемент на потрібні теми. Поля для приведених налаштуваннь наведені на
рисунку 3.18.

Рисунок 3.18 вікно налаштування кнопки і графіка MQTT Dash

В цих налаштуваннях головне підписатись на потрібну тему і правильно
налаштувати додаткові параметри кнопок, графіків, полів, іншого.

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
69
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

3.5 Приклад реал ізації системи розумний будинок
Готова реалізація виглядає як макет будинку зроблений з дерева з
встановленими модулями, датчиками, іншим. А також мобільний додаток в якому
реалізовано функції моніторингу і керування. Вигляд макету будинку системи
розумного дому приведений на рисунку 3.19.

Рисунок 3.19 Вигляд системи

Також вигляд системи дистанційного керування з додатку на смартфоні
приведено на рисунку 3.20.

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
70
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 3.20 Вигляд системи дистанційного керування з додатку на
смартфоні.
Керування і перегляд реалізовано у додатку. У висновку можна сказати що
система вийшла досить вдалою. Всі функції реалізовані. Віддалене керування з
будь якої локації де присутня мережа інтернет реалізовано.

3.6 Висновок
В цьому розділі було тему проектування і реалізації системи. А саме була
поставлена задача яку повинна виконувати система розумного будинку. Далі були
приведені засоби і інструменти якими буде реалізована система.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
71
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Потім наведені алгоритми по налаштуванню і програмуванню системи. Далі
приведено спосіб налаштування бездротового керування. І в кінці приведено
приклад реалізованої системи.

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
72
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

РОЗДІЛ 4
ОХОРОНА ПРАЦІ
4.2 Аналіз небезпек та шкідливостей, які вникають в лабораторії
під час розробки системи розумного будинку на базі Raspberry
Pi.
В даній роботі проводиться розробка системи розумного будинку на базі
мікрокомп’ютера Raspberry Pi. Роботи над системи такого типу проводиться в
радіотехнічній лабораторії підприємства. Налаштування подібних систем
неможливе без сучасних комп’ютерних систем, а також сучасних вимірювальних
радіоелектронних пристроїв на робочому місці наладчика. Тому необхідно
створити раціональні та безпечні умови праці цього працівника під час роботи з
обладнанням в лабораторії.
Проаналізуємо фактори, що впливають на здоров’я і працездатність
співробітника, який працює в лабораторії. За рівнем фізичних навантажень дана
робота відноситься до категорії ІІ а, оскільки потребує фізичного навантаження
при налаштуванні системи.
Робоче місце співробітника лабораторії є постійним і представляє собою
стіл (використано рухоме крісло для вільного руху інженера, яке повторює
анатомію тіла людини), на якому в лівій та правій частині встановлено
електровимірювальні та інші прилади: тестер, осцилограф, паяльна станція, блок
живлення, мікроскоп та персональний комп’ютер. Робоче місце знаходиться в тій
же лабораторії, з столами на яких встановлено обладнання. Монітор комп’ютера
розміщено так, щоб відстань від очей користувача до екрану складала не менше
70 см, кут зору 30о, для мінімізації впливу шкідливого випромінювання на
зоровий апарат.
Розмір лабораторії становлять: ширина 4 м, довжина 7 м, висота стелі 3 м,
площа приміщення складає: 28 м2. Лабораторія розрахована на максимальну
кількість 2 особи. Звідси площа, яка припадає на одну людину, дорівнює: 14 м2.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
73
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Об’єм приміщення складає: 84 м3. Звідси об’єм, який припадає на одну людину,
дорівнює: 42 м3, що відповідає вимогам нормативних документів.
Лабораторія розташована в східній частині корпусу підприємства, стіни
мають світле забарвлення із коефіцієнтом відбиття світла 40-45%, колір має світло
утримуючі властивості.
В лабораторії в холодний період року функціонує система центрального
водяного опалення, яка відповідає ДБН В.2.5.67-2013 «Норми проектування.
Опалення, вентиляція та кондиціювання повітря». Для її забезпечення
встановлено 2 труби по периметру кімнати, що підтримують температуру повітря
в холодний період року 20-26 оС.
Фактори мікроклімату в робочому приміщенні мають дуже важливе
значення, оскільки вони безпосередньо впливають на здоров’я та самопочуття
співробітника. Згідно з ДСН 3.3.6.042-99 нормативні значення основних факторів
мікроклімату наступні
1. Температура повітря:
 В теплий період року 23-25 оС (допустима 20-28 оС);
 В холодний період року 22-24 оС (допустима 20-28 оС).
2. Вологість повітря:
 В теплий період року 40-60 %;
 В холодний період року 40-60 %.
3. Швидкість руху повітря:
 В теплий період року 0,1 м/с (допустима 0,1-0,2 м/с);
 В холодний період року 0,1 м/с (допустима менше 0,1 м/с).
Фактичні значення даних параметрів становлять відповідно:
1. Температура повітря:
 В теплий період року 23-27 оС;
 В холодний період року 20-26 оС.
2. Вологість повітря:
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
74
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

 В теплий період року 4 4-51 %;
 В холодний період року 45-47 %.
3. Швидкість руху повітря:
 В теплий період року 0,08-0,14 м/с
 В холодний період року 0,02-0,15 м/с.
Фактичні параметри мікроклімату повністю відповідають нормативним
вимогам згідно ДСН 3.3.6.042-99.
Радіотехнічна лабораторія це приміщення двобічним природним
освітленням, північно-східною і південно-східною орієнтацією віконних отворів.
Природне освітлення забезпечується крізь вікна. Розміри двох вікон приміщення
однакові і становлять 1x1,7 м.
Згідно з ДБН В.2.5-28-2018 нормування природного освітлення проводиться
за допомогою коефіцієнта природного освітлення (КПО), розряд зорової праці І ,
найменший об’єкт розрізнення 1мм, що відповідає високому ступеню точності
зорової праці. Контрастність найменшого об’єкту розрізнення та фонів: між
текстом на моніторі та фоном, між текстом на аркуші паперу та аркушем, букв на
клавіатурі, між платою та деталями є середньою. Фактичне значення КПО
становить 30-40% що відповідає вимогам ДБН В.2.5-28-2018.
Для темного часу доби передбачено штучне освітлення. При штучному
освітленні нормується освітленість в люксах(Лк), яка вибирається в залежності
від характеристик зорової праці з урахуванням найменшого розміру об’єкта
розрізнення, фону, контрасту об’єкта розрізнення з фоном.
Лабораторія обладнана два світильником ЛСП03Вех-1х36-611 УХЛ2, які
мають по дві люмінесцентні лампи. Фактичний рівень штучного освітлення
складає 124 лк. Отже, рівень штучного освітлення на робочому місці не відповідає
ДБН В.2.5-28-2018 тому система загального штучного освітлення потребує
модернізації.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
75
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Головними джерелами шуму в приміщенні є вентилятор охолодження блоку
живлення комп’ютера, а також мало помітний свист на частоті 100гц блоків
живлення монітора, осцилографі, паяльної станції.
Згідно з ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми рівнів шуму на робочих місцях
» нормативне значення еквівалентного рівня шуму при даному виді діяльності і
типу робочого місця складає 50 Дба, а рівень фактичного шуму становить 47-54
дБА, що не відповідає нормативному і потребує усунення причин.
На робочому місці величина напруженості електромагнітного поля не
перевищує нормативних значення, визначене в НАОП 0.03-3.31-91 «Санітарні
норми та правила виконання робіт в умовах впливу полів промислової частоти (50
Гц)» та НАОП 0.03-3.16-86 «Граничні допустимі рівні впливу полів частот від
0,06 до 300МГц».
Умови праці інженерів розробників при роботі з обладнанням крім стану
параметрів виробничого середовища, визначаються також характеристиками
використовуваного устаткування, якістю робочих матеріалів у робочій зоні,
конструкцією робочих меблів та її розмірними характеристиками. Тип робочого
крісла обирається у відповідності ДСТУ 7951-2015 та в залежності від тривалості
роботи: при тривалій масивне, при короткочасній крісло легкої конструкції, в
якому легко пересуватися. Ширина столу 1,2 м, усі предмети, що знаходяться на
ньому розташовані на відстані не більше 75 см від працівника, отже вони
знаходяться в робочій зоні.
За ступенем небезпеки ураження струмом приміщення відноситься до
приміщень з підвищеною небезпекою. Для запобігання ураження струмом всі
прилади мають заземлення, інструменти мають діелектричні покриття, металеві
частини обладнання, здатні призвести до ураження струмом, вкриті додатковим
шаром ізоляції, на робочих місцях присутні гумові килимки, що відповідає ДСТУ
Б В.2.5-82:2016 «Електробезпека в будівлях і спорудах. Вимоги до захисних
заходів від ураження електричним струмом».
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
76
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

За оцінкою вибух пожежонеб езпеки приміщення відноситься до категорії В.
При недотриманні правил протипожежної безпеки, при необережній експлуатації
будь-якого устаткування, через наявність різних агресивних та легкозаймистих
речовин (кислоти, спирт) на ділянці може виникнути пожежа. Засобами боротьби
з пожежами на ділянці є вогнегасники ОХП-10, ОУ-5.
Оскільки паяльна станція має захист від статичної електрики а також
заземлення, можна обійтися без антистатичного браслету. При проведенні
монтажу елементів обов’язковою є наявність серветки та пінцета.
З усіма працівниками перед допуском до роботи проводиться вступний та
первинний інструктаж згідно типового положення про навчання з питань охорони
праці (НПАОП 0.00-4.12-05). Допуск до роботи відбувається після проведення
перевірки знань із вступного та первинного інструктажів. Перевірка здійснюється
згідно затвердженого переліку запитань.
Вступний інструктаж з питань охорони праці проводиться з усіма
працівниками, які щойно прийняті на роботу (постійну або тимчасову) незалежно
від їх освіти, стажу роботи за цією професією або посади. Первинний інструктаж
проводиться з працівниками та студентами на робочому місці до початку роботи.
Запис про проведення інструктажу робиться у спеціальному журналі.
Повторний інструктаж проводиться на робочому місці з усіма працівниками
та студентами: на роботах з підвищеною 1 раз у квартал, на інших роботах 1 раз
на півріччя.
В результаті проведеного аналізу можливо зробити висновок про те, що
найбільш важливим чинником, що впливає на безпеку праці інженера-розробника
є можливість його ураженням струмом. Тому необхідно розробити заходи захисту
працівників від ураженням електричним струмом.
4.3 Засоби захисту працівників лабораторії від ураження
електричним струмом
Для забезпечення захисту від ураження електричним струмом в
електроустановках повинні використовуватися технічні способи і засоби захисту.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
77
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Основними заходами захисту від ураження електричним струмом є:
 забезпечення недоступності струмопровідних частин для випадкового
дотику;
 застосування електроенергії з безпечними величинами напруги;
 усунення небезпеки ураження людей струмом у разі появи напруги на
частинах конструкцій електроустаткування;
 застосування індивідуальних захисних засобів від ураження
електричним струмом.
Недоступність струмопровідних частин для випадкового дотику досягається
ізоляцією їх струм непровідними матеріалами. Провідники електричного струму
повинні мати робочу ізоляцію. Передбачено застосування в деяких випадках
додаткової, підсиленої чи лінійної ізоляції.
Недоступність розташування струмопровідних частин досягається
розміщенням їх на висоті, під підлогою чи приховано в стінах. Незахищені
струмопровідні частини, до яких можливий дотик людей, надійно огороджують у
всіх випадках, якщо напруга перевищує:
o 65 В – в приміщеннях без підвищеної небезпеки;
o 42 В – в приміщеннях з підвищеною небезпекою;
o 12 В – в приміщеннях особливо небезпечних.
У випадку напруги понад 250 В огороджують не тільки незахищені, але й
ізольовані струмопровідні частини.
Застосування малих напруг дуже ефективний захист від ураження
електричним струмом. Для живлення кіл управління технологічним обладнанням,
встановленим в особливо небезпечних приміщеннях і приміщеннях з підвищеною
небезпекою; кіл управління пересувного устаткування і для живлення ручного
інструменту використовують напругу не вище 42 В. На шафах і пультах
управління обладнанням розміщують штепсельні розетки з напругою не вище 12
В для включення переносних світильників, які використовуються під час
періодичних оглядів наявних в них важкодоступних місць.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
78
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Захисне заземлення, занулен ня і відключення – основні заходи захисту
людей від ураження електричним струмом у разі появи напруги на частинах
конструкцій електроустаткування.
Основні ізоляційні електрозахисні засоби здатні довгий час витримувати
робочу напругу електроустаткування, тому ними дозволяється торкатися до
струмопровідних частин. До таких засобів відносять: діелектричні гумові
рукавиці, інструменти з ізольованими ручками та струм шукачі– в
електроустаткуванні напругою до 1000 В; ізоляційні штанги, ізоляційні і струм
вимірювальні кліщі, показники високої напруги – в електроустаткуванні з
напругою вище 1000 В.
Додаткові ізоляційні електрозахисні засоби мають недостатню електричну
міцність і призначені для підсилення дії основних ізоляційні засобів. До таких
засобів відносять діелектричні гумові калоші, боти, килимки та ізоляційні
підставки.
Огороджувальні електрозахисні засоби призначені для тимчасового
огородження струмопровідних частин (тимчасові переносні огородження – щити,
клітки, ізоляційні накладки і ковпаки); для тимчасового заземлення відключених
струмопровідних частин і усунення небезпеки ураження працівників струмом у
разі випадкової появи напруги (тимчасове захисне заземлення).
Застосування і випробування електрозахисних засобів регламентується
відповідними правилами.
Електрозахисні засоби перевіряють перед кожним їх застосуванням і, крім
того, періодично піддають випробуванню змінним струмом частотою 50 Гц:
гумові діелектричні рукавички 1 раз на 6 місяців, гумові діелектричні калоші – 1
раз на 12 місяців; гумові діелектричні боти – 1 раз на 36 місяців.
На електрозахисні засоби, що витримали періодичні електричні
випробування, наносять спеціальний штамп. На електрозахисних засобах, що не
витримали випробування струмом, або стали непридатними з інших причин, цей
штамп перекреслюється червоною фарбою. Всі електрозахисні засоби з гуми
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
79
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

(рукавички, боти, калоші, килимки , доріжки) слід зберігати в темному приміщенні
за температури 5…20°С і вологості повітря не більше 70 %.
Захисне вимкнення – швидкодійний захист, що забезпечує автоматичне
відключення електроустаткування, коли в ньому виникає небезпека ураження
струмом. Така небезпека може виникнути у випадку:
· замикання фази на корпус електроустаткування,
· пониження опору ізоляції фаз відносно землі,
· появи в мережі більш високої напруги,
· торкання людини до струмопровідних частин.
У цих випадках у мережі змінюються деякі електричні параметри (напруга,
струм, опір), що може бути імпульсом, який викликає спрацьовування захисту –
відключення пристрою. Принципову схему захисного вимкнення наведено на
рисунку.
З появою напруги на корпусі електроустаткування спрацьовує
електромагнітне реле, яке втягує сердечник, звільняючи шток вимикача. Останній
під дією пружини вимикає устаткування від мережі. Вимоги до захисного
вимикання викладено в ДСТУ 7237:2011.
Так як найбільшу загрозу несе напруга електромережі 220В то буде
використано пристрій захисного вимкнення або вимикач керований різницевим
струмом або коротка назва ПЗВ.
Використання ПЗВ залежить від системи захисного заземлення (TN-C, TN-
S, TN-C-S), яка організована у даній електричній мережі.
В Україні застосовується система TN-C або TN-C-S, в якій відкриті провідні
частини електроустановки (корпуси, кожухи електрообладнання) з’єднані з
заземленою нейтраллю джерела поєднаним нульовим захисним і робочим
провідником PEN. Однак в системах TN-C заборонено використовувати ПЗВ без
поєднання з автоматичними вимикачами. Ця вимога обумовлена тим, що
встановлюючи комутаційні апарати в PE- і PEN- провідники, тим самим
зініціюється пошкодження PEN-провідника.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
80
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Будова ПЗВ і способи їхнь ого приєднання до мережі показані на рис.
4.1. ПЗВ випускають у двох модифікаціях: для фіксованого монтажу
в розподільних щитах і мобільні (переносні) для індивідуальних приймачів,
що вмикаються у розетку.
ПЗВ характеризують і вибирають за такими параметрами:
 кількість полюсів (двополюсні для використання в однофазних
мережах і чотириполюсні для використання у трифазних мережах);
 номінальна напруга ;
 номінальний робочий струм ;
 номінальний диференційний струм спрацювання ;
 допустимий наскрізний струм ;
 час вимкнення (визначається типом ПЗВ) .
ПЗВ випускають на струми = 10, 30, 100, 300, і 500 мА без
витримки часу, а також з витримкою часу – селективні.
Відомо, що для виникнення загорання (займання) в точці
ушкодження ізоляції достатньо 60 Вт потужності. У такому разі значення струму
у місці ушкодження дорівнює 300 мА у мережі напругою 220 В. Ушкодження з
таким значенням струму в мережі може виявити та вимкнути тільки ПЗВ. Тільки
так можна запобігти виникненню пожежі від ушкодження ізоляції. Також
приведено конструкція, характеристики, принципова схема двополюсного та
чотириполюсного вимикача навантаження з ПЗВ на рисунку 4.1.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
81
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 4.1. Конструкція, характеристики, принципова схема двополюсного
та чотириполюсного вимикача навантаження з ПЗВ

Бажано використовувати ПЗВ суміщені з автоматичним вимикачем.
Використання ПЗВ без автоматичних вимикачів на групових лініях
не допускається.
Сумарне значення струму витоку мережі не повинно перевищувати
1/3 номінального струму ПЗВ.
За цими всіма вимогами вибираємо ПЗВ ВД1-63 2P 63 А 30 мА тип A.
Реагує не тільки на синусоїдальні змінні диференційні струми, а й на пульсуючі
постійні диференційні струми. Джерелом пульсуючого струму є, наприклад,
пральні машини з регуляторами швидкості, регульовані джерела світла,
телевізори, відеомагнітофони, персональні комп’ютери та ін.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
82
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Диференційний вимикач ВД 1-63 тип А відповідно чинним нормативних
документів як диференційний вимикач, що «функціонально не залежить від
джерела живлення».
Диференційний вимикач ВД1-63 тип А призначений для захисту людини від
ураження електричним струмом при випадковому ненавмисному дотику до
струмоведучих частин електроустановок в мережах змінного струму напругою
230/400 В і частотою 50 Гц. Фото наведено на рисунку 4.2.

Рисунок 4.2. Фото ПЗВ ВД1-63 2P 63 А 30 мА тип A

 Переваги
 Диференційний вимикач ВД1-63 тип А є надійним перешкодостійким
ПЗВ, здатним, на відміну від ПЗВ типу АС, забезпечити універсальний захист від
ураження струмом при випадковому ненавмисному дотику до провідника, і захист
від струмів витоків.
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
83
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

 Висока електрична знос остійкість – не менше 4000 включень.
 Номінальний умовний струм короткого замикання 4500 А
 Срібловмісні напайки на контактах
 Широкий асортимент номінальних струмів (16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50
А, 63 А) і номінальних диференційних струмів відключення (10 мА, 30 мА, 100
мА)
 Індикатор положення контактів.
 Розширений діапазон робочих температур від -25 °С до +40 °С.
 Насічки на контактних затискачах знижують теплові втрати і
збільшують механічну міцність з’єднання.
 Ергономічна кнопка ТЕСТ для перевірки працездатності пристрою і
правильності підключення.
 Навантаження можна підключати як до верхніх, так і до нижніх
затискачів
 Широкий діапазон робочих напруг пристрою експлуатаційного
контролю (від 110 до 265 В – в 2-х полюсному виконанні, і від 200 до 460 В – у 4-
х полюсному контактному виконанні).
 Головні контакти 4-х полюсного диференціального вимикача ВД1-63
тип А сконструйовані так, що нейтральний контакт замикається раніше і
відключається пізніше, що дозволяє уникнути перекосу фаз напруги
навантаження, аналогічно «обриву нуля» в мережі.
Схеми підключення в цьому розділі наведено не буде.
Висновком при розробці засобів захисту працівників лабораторії від
ураження електричним струмом стало використання системи захисного
вимкнення (ПЗВ) і також використання: заземлення, інструментів що мають
діелектричні покриття, металеві частини обладнання вкриті додатковим шаром
ізоляції, на робочих місцях присутні гумові килимки, ці заходи відповідають
ДСТУ Б В.2.5-82:2016 «Електробезпека в будівлях і спорудах. Вимоги до
захисних заходів від ураження електричним струмом» і ДСТУ 7237:2011
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
84
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

«Система стандартів безпеки п раці. Електробезпека. Загальні вимоги та
номенклатура видів захисту».

4.3 Висновок
У даному розділі було висвітлено тему охорони праці при розробці системи
розумного будинку. А саме було проведено аналіз небезпек та шкідливостей, які
вникають в лабораторії під час розробки системи розумного будинку на базі
Raspberry Pi.
Також було проведено розробку засобів захисту від ураження електричним
струмом.

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
85
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

В исновок
У дипломній роботі проведено розробку системи розумного будинку на
платформі Raspberry Pi.
У процесі роботи над ДП було визначено концепцію розумного будинку,
його можливості, аналіз існуючих систем, концепції бездротового керування.
У розділі " Структура розумного будинку " було розглянуто принципи
роботи блоків системи, плата Rapberry Pi. Було проведено огляд і опис всіх
датчиків і приладів задіяних у роботі, розглянуто систему живлення, систему
бездротового керування. І виходячи з усього цього було побудовано структурну
схему пристрою.
У наступному розділі було проведено опис роботи підсистем, вибір рішень
для їх реалізації і поетапно описано налаштування системи. А також були
приведені програмні рішення підсистем за допомогою програмного забезпечення
Node-Red.
Також приведено налаштування системи бездротового керування і вигляд
вже реалізованої системи.
У останньому розділі було проведено аналіз небезпечних чинників які
можуть зашкодить інженеру при розробці системи. А також приведені способи
виправлення цих небезпек.
Таким чином всі заплановані пункти технічного завдання були виконані.

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
86
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

СПИСОК ВИ КОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. . Arduino.ua [Электронный ресурс] – URL: https://arduino.ua/prod203-8-mi-
kanalnii-modyl-rele-5v-10a
2. . Arduino.ua [Электронный ресурс] – URL: https://arduino.ua/prod416-
servoprivod-sg90-
3. . Arduino.ua [Электронный ресурс] – URL: https://arduino.ua/prod185-datchik-
vlajnosti-i-temperatyri-dht11
4. . Arduino.ua [Электронный ресурс] – URL: https://arduino.ua/prod193-ik-
datchik-dvijeniya-dlya-arduino-hc-sr501
5. . Arduino.ua [Электронный ресурс] – URL: https://arduino.ua/prod1210-modyl-
datchika-holla-a3144
6. . Arduino.ua [Электронный ресурс] – URL: https://arduino.ua/prod182-
yltrazvykovoi-datchik-rasstoyaniya-hc-sr04
7. . Arduino.ua [Электронный ресурс] – URL: https://arduino.ua/prod649-rfid-
modyl-rc522-s-kartochkoi-dostypa-dlya-arduino
8. . Arduino.ua [Электронный ресурс] – URL: https://arduino.ua/prod2252-blok-
pitaniya-impylsnii-5v-3a-microusb
9. . Prom.ua [Электронный ресурс] – URL: https://prom.ua/ua/p395901988-blok-
pitaniya-300w.html
10. Bigl.ua [Электронный ресурс] – URL: https://bigl.ua/ua/p1381342558-plata-
power-bank
11. rcscomponents.kiev.ua [Электронный ресурс] – URL:
https://www.rcscomponents.kiev.ua/product/sonyachnij-modul-1-2w-5v-240ma-
110x69mm-polikristalichnij-buheshui-class-a_178339.html
12. . o-mega.com.ua [Электронный ресурс] – URL: https://o-
mega.com.ua/ua/p759494357-termoregulyator-tsifrovoj-w3001.html
13. . mqtt.org [Электронный ресурс] – URL: https://mqtt.org/
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
87
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

14. . ПОБУДОВА СМАРТ-СИСТ ЕМ ЗА ДОПОМОГОЮ RASPBERRY PI
[Электронный ресурс] – URL: http://irbis-nbuv.gov.ua/cgi-
bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?C21COM=2&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN
&IMAGE_FILE_DOWNLOAD=1&Image_file_name=PDF/suntz_2017_3_20.p
df
15. . Raspberry Pi Imager [Электронный ресурс] – URL:
https://www.raspberrypi.com/software/
16. . mosquitto.org [Электронный ресурс] – URL:
https://mosquitto.org/blog/2013/01/mosquitto-debian-repository/
17. . nodered.org [Электронный ресурс] – URL: https://nodered.org/docs/getting-
started/raspberrypi
18. . putty.org [Электронный ресурс] – URL: https://www.putty.org/
19. . hivemq.com [Электронный ресурс] – URL: https://www.hivemq.com/
20. ДБН В.2.5-67:2013 Опалення, вентиляція та кондиціонування [Электронный
ресурс] – URL: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-
page.html?id_doc=50154
21. ДСН 3.3.6.042-99 Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень
[Электронный ресурс] – URL: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-
page.html?id_doc=14283
22. ДБН В.2.5-28:2018 Природне і штучне освітлення [Электронный ресурс] –
URL: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=79885
23. ДСН 3.3.6.037-99 Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та
інфразвуку [Электронный ресурс] – URL:
http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=48147
24. ДСТУ Б В.2.5-82:2016 Електробезпека в будівлях і спорудах. Вимоги до
захисних заходів від ураження електричним струмом [Электронный ресурс]
– URL: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=65395
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
88
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

25. ДСТУ 7237:2011 Система ста ндартів безпеки праці. Електробезпека.
Загальні вимоги та номенклатура видів захисту [Электронный ресурс] –
URL: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=30045
26. 001.com.ua [Электронный ресурс] – URL: ttps://001.com.ua/uk/prystriy-
zahysnogo-vidklyuchennya-pzv-vd1-63-2p-63-a-30-ma-typ-a-iek

Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
89
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

ДОТАТКИ

Перелік елементів
Специфікації
Арк.
РТ86+ск022085.000 ПЗ
90
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Поз.
Найменування Кіл. Примітка
познач.

Акумулятори

GB1-GB6 INR18650A250 6

Вмикачі

SA1 Вимикач круглий зелений 6А 220В 1

Датчики

B1 RFID модуль RC522 1
B2 ІЧ датчик руху HC-SR501 1
B3 Ультразвуковий датчик відстані HC-SR04 1
B4 Модуль датчика Холла A3144 1
B5 Датчик вологості та температури DHT11 1

Джерела живлення

G1 Плата Повербанка з підтримкою сонячних панелей 1
G2-G5 Сонячний модуль 1.2W 5V/240mA 110x69mm
полікристалічний (Buheshui, class A) 4

Мікрокомп’ютер

DD1 Raspberry Pi 3 B 1

Пристрої

РТ86+ск.022085.000 ПЕ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розроб. Пилипенко А.О. Літ. Арк. Аркушів
Розробка розумного
Перевір. Палагін В.В. 1 3
будинку
Реценз. Гальченко В.Я.
Н. Контр. Палагін В.В. на платформі ЧДТУ
Затверд. Палагін В.В. Raspberry Pi

Поз.
Найменування Кіл. Примітка
познач.

DA1 1 канальний модуль реле 5В 10А 1
DA2 8-ми канальний модуль реле 5В 10А 1
DA3 Механізм гаражних дверей 1
DA4 DM-W3001 1
DA5 Тепла підлога 12В 2А 1

Резистори

R1 Резистор 330 Ом 5% 0,5 Вт вив. 1
R2 Резистор 330 Ом 5% 0,5 Вт вив. 1
R3 Резистор 330 Ом 5% 0,5 Вт вив. 1
R4 Резистор 10 Ом 5% 15 Вт вив. 1
R5 Резистор 10 Ом 5% 15 Вт вив. 1
R6 Резистор 10 Ом 5% 15 Вт вив. 1

Роз’єми

XS1 Блок живлення 5В 3А роз’єм microUSB 1
XS2 Блок живлення ATX 300Вт роз’єм molex 1
XS3 Блок живлення ATX 300Вт роз’єм 20pin 1

Світлодіоди

HL1 Світлодіод 10мм червоний ультра яскравий
HL2, 12В біла LED стрічка
HL5,
HL9,
HL14,
HL16. 1
HL3, 12В червона LED стрічка

Арк.
РТ86+ск.022085.000 ПЕ
2
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Поз.
Найменування Кіл. Примітка
познач.

HL7,
HL10,
HL15,
HL17. 1
HL4, 12В зелена LED стрічка
HL6,
HL8
HL13
HL18. 1
HL11, Світлодіод 10мм білий ультра яскравий
HL12. 2
HL19, Світлодіод 10мм білий ультра яскравий
HL20. 2

Арк.
РТ86+ск.022085.000 ПЕ
3
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Обозначение Наименование Примечание
Документація

А1 РТ86+ск.022085.000 Е1 Схема структурна 1
А1 ЕРТ1 86+ск.022085.000 Е2 С стхермукат фуурнкац іональна 1
А1 ЕРТ1 86+ск.022085.000 Е3 сСтхермукат еулренкта рична 1
А4 ЕРТЗ 86+ск.022085.000 ПЕ пПреирнецлиікп оелвеам ентів 3

Стандартні вироби

Акумулятори

INR18650A250 6 GB1-GB6

Вмикачі

Вимикач круглий зелений 6А 220В 1 SA1

Датчики

RFID модуль RC522 1 B1
ІЧ датчик руху HC-SR501 1 B2
Ультразвуковий датчик відстані 1 B3
HC-SR04
Модуль датчика Холла A3144 1 B4
Датчик DHT11
1 B5
Джерела живлення

РТ86+ск.022085.000 СП
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розроб. Пилипенко А.О. Літ. Арк. Акрушів
Розробка розумного
Перевір. Палагін В.В. 1 3
будинку
Реценз. Гальченко В.Я.
Н. Контр. Палагін В.В. на платформі ЧДТУ
Затверд. Палагін В.В. Raspberry Pi

Формат
Зона
Поз
Кол.

Обозначение Наименование Примечание

Плата Повербанка 1 G1
Сонячний модуль 1.2W 5V 4 G2-G5

Мікрокомп’ютер

Raspberry Pi 3 B 1 DD1

Пристрої

1 канальний реле 5В 10А 1 DA1
8-ми канальний реле 5В 10А 1 DA2
Механізм гаражних дверей 1 DA3
DM-W3001 1 DA4
Тепла підлога 12В 2А 1 DA5

Резистори

Резистор 330 Ом 5% 0,5 Вт вив. 3 R1-R3
Резистор 10 Ом 5% 15 Вт вив. 3 R4-R6

Роз’єми

Блок живлення 5В 3А роз’єм
роз’єм microUSB 1 XS1
Блок живлення ATX 300Вт
роз’єм molex 1 XS2
Блок живлення ATX 300Вт
роз’єм 20pin 1 XS3

Лист
РТ86+ск.022085.000СП
2
Змін. Лист № докум. Підпис Дата

Формат
Зона
Поз
Кол.

Обозначение Наименование Примечание

Світлодіоди

Світлодіод 10мм червоний
ультра яскравий 1 HL1
12В біла LED стрічка HL2,HL5,
HL9,HL14,
1 HL16
12В червона LED стрічка HL3,HL7,
HL10,HL15,
1 HL17
12В зелена LED стрічка HL4,HL6,
HL8,HL13,
1 HL18
Світлодіод 10мм білий HL11,HL12,
ультра яскравий 4 HL19,HL20,

Лист
РТ86+ск.022085.000СП
3
Змін. Лист № докум. Підпис Дата

Формат
Зона
Поз
Кол.
ВІДГУК
на роботу студента групи РТ-86+ск Пилипенка А.О. на тему:
«Розробка розумного будинку на платформі Raspberry Pi»

Дипломний проект виконано на 3 аркушах формату А1 з
пояснювальною запискою на 90 сторінках.
Основна мета даного дипломного проекту полягала в розробці розумного
будинку на платформі Raspberry Pi. Виконання дипломного проекту включило в
себе наступні етапи: огляд літератури з існуючих підходів при розробці даного
типу пристроїв та постановка задачі, розробка та опис загальної структурної схеми,
проектування та реалізація системи, розробка схеми електричної принципової.
Актуальність проекту полягає в тому, що спроектований пристрій вирішує
задачі розумного будинку із зазначеними функціями, характеризується
можливістю бездротового керування з будь якої частини світу де присутня
мережа інтернет та побудований з використанням сучасних програмних і
апаратних рішень, що дозволило підвищити його надійність та якість.
Завданням даного дипломного проекту повністю виконано та спрямоване на
вдосконалення існуючих прототипів, зниження собівартості, спрощення
виготовлення, зниження енергоспоживання.
Зміст виконаної роботи в цілому відповідає поставленому технічному
завданню. Робота має чітку структуру, відповідає усім вимогам нормативних
документів: ГОСТ, ДСТУ та ЕСКД. Отримані результати забезпечують
перспективність та конкурентоспроможність даної розробки.
Під час виконання дипломного проекту студент Пилипенко А.О. виявив
високий рівень теоретичних знань та практичних навиків, зарекомендував себе як
самостійний та працелюбний виконавець. Проявив вміння самостійно працювати
та грамотно розв‘язувати поставлені у дипломному проекті завдання.
В цілому робота відповідає вимогам до оформлення дипломних проектів, а її
автор Пилипенко А.О. заслуговує оцінки “відмінно” і присвоєння кваліфікації
бакалавра з радіотехніки.

Науковий керівник проекту
Завідувач кафедри робототехнічних і
телекомунікаційних систем та кібербезпеки
Черкаського державного технологічного
університету, д.т.н., професор В.В. Палагін

РЕЦЕНЗІЯ

на випускну роботу
освітньо-кваліфікаційного рівня «бакалавр»
(назва ОКР)

студента Черкаського державного технологічного університету
факультету електронних технологій кафедри робототехнічних і
телекомунікаційних систем та кібербезпеки
зі спеціальності 172 – телекомунікації та радіотехніка

Пилипенка Андрія Олександровича
(прізвище, ім’я, по батькові)

на тему “ Розробка розумного будинку на платформі Raspberry Pi ”
Дипломний проект складається з розрахунково-пояснювальної записки, яка містить 90 сторінок;
графічного матеріалу – 3 листів креслення.

Відповідність проекту спеціальності та завданню. Дипломний проект присвячений розробці
розумного будинку на платформі Raspberry Pi. В результаті виконання дипломного проекту було
проведено вивчення необхідних джерел інформації та ретельний аналіз сучасного стану розвитку
систем розумного будинку, розроблені відповідні технічні рішення, проведено розробку
програмного рішення.. Зміст виконаної роботи відповідає поставленому завданню, а розроблений
прилад повністю відповідає поставленим до нього вимогам.

Актуальність теми проекту. Спроектований пристрій має ряд технічних переваг при невисокій
собівартості порівняно з існуючими технічними рішеннями. Окрім цього, пристрій володіє
великою кількістю функціональних можливостей, що забезпечують його універсальність і
дозволяють вирішувати широкий спектр задач при його використанні.

Відповідність сучасному рівню розвитку науки і техніки. При розробці пристрою було
застосовано сучасну елементну базу та технічні рішення. В процесі проектування та розробки
технічної документації широко застосовувались сучасні програмні пакети.

Загальна характеристика проекту Оформлення пояснювальної записки та графічної частини
повністю відповідає вимогам ДСТУ, ГОСТ і ЄСКД. Зміст виконаного дипломного проекту
(правильність застосування методів аналізу і розрахунків, відображення передових методів праці, оцінка оригінальних
вирішень, практична цінність і техніко-економічна доцільність; якість оформлення проекту, відповідність вимогам
(ДСТУ, ГОСТ і ЄСКД)
відповідає завданню, а розроблений пристрій усім технічним вимогам, поставленим до нього. При
розробці пристрою були застосовані оптимальні схемні і програмні рішення із використанням
сучасної апаратної і програмної бази. Завдяки цьому було отримано максимальна
функціональність пристрою, невисоку порівняно з іншими собівартість та велику гнучкість в
налаштуванні, що дозволяє застосовувати пристрій при будь яких ситуаціях в побуті, також
можливо і в промисловості. Слід підкреслити, що унікальні авторські рішення та нестандартний
підхід роблять побудований пристрій універсальним, з можливостями адаптації до особливостей
приміщення. Матеріал, викладений в пояснювальній записці до дипломного проекту, чітко
структурований, супроводжується великою кількістю ілюстративного матеріалу.

Зауваження до проекту. В роботі спостерігаються деякі стилістичні помилки.________
_____________________________________________________________________________________
Висновок про міру економічної та інженерної підготовки студента Зміст роботи засвідчує про
високий рівень професійної підготовки студента в області спеціальних дисциплін. Крім того,
студентом засвоєно життєво необхідні правила, пов’язані з охороною праці, зокрема проведений
аналіз шкідливих та небезпечних факторів, що виникають в приміщенні при роботі з
електрообладнанням.
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
Загальний висновок Оформлення та зміст дипломного проекту свідчить про те, що він в
повній мірі відповідає поставленій задачі. Дипломний проект виконана чітко, послідовно та
логічно. Враховуючи всі наведені аргументи, можна зробити висновок, що дипломний проект
заслуговує на оцінку “відмінно”, а автор роботи Петренко П.П. заслуговує на присвоєння йому
кваліфікації бакалавра з радіотехніки.

Рецензент
Гальченко Володимир Якович
(прізвище, ім'я, по батькові, місце роботи, посада, учен. ступінь, звання)
Професор кафедри приладобудування, мехатроніки та комп’ютерних технологій Черкаського
державного технологічного університету, д.т.н., професор

“___” ________________________2022 р.
___________________________________
(підпис)

РЕЗЮМЕ
Пояснювальна записка 90 стор., 44 рис., 26 джерел.
Об’єкт дослідження – Розробка розумного будинку на платформі Raspberry
Pi.
Метою даної роботи є розробка розумного будинку з використанням
платформи Raspberry Pi та аналіз особливостей реалізації.
Методи дослідження – патентний пошук та огляд існуючих рішень,
обґрунтування технічного завдання, аналіз блоків розумного будинку та їх
ефективності, застосування технологій MQTT для реалізації бездротового
керування будь якої частини планети.
В роботі також застосовується сучасне програмне рішення під назвою
Node-Red для проведення налаштування і автоматизації. Проведено застосування
та реалізацію цих засобів при розробці системи розумний будинок.
Розглянуті питання охорони праці щодо аналізу умов праці інженера-
проектувальника при роботі в технічній лабораторії та модернізована система
електробезпеки.

РОЗУМНИЙ БУДИНОК, NODE-RED, RASPBERRI PI, MQTT.

ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets