Умный дом на Arduino: макет дома, датчики, код и приложение

Проект умного дома на Arduino превращает свет, дверь, окно и сигнализацию в макете дома в систему, которая работает сама по показаниям датчиков, а при желании всем этим можно управлять ещё и с телефона. Это один из самых популярных школьных проектов, и не зря. Свет в прихожей, который включается при движении, сигнализация, которая срабатывает при утечке газа, вентилятор, который запускается, когда становится тепло, и дверь, открывающаяся по карте, вместе дают маленькую, но рабочую копию настоящей системы умного дома. С Arduino Uno или ESP32, десятком модулей и одними выходными ты тоже сможешь собрать такой дом.

В этом руководстве мы начнём с плана макета: какой модуль в какую комнату, на что уходит бюджет, как спланировать питание и распределить пины. Затем по очереди соберём и проверим каждый модуль и напишем полный скетч Arduino, который управляет ими всеми одновременно без delay(). В последних разделах ты узнаешь, как управлять домом с телефона через веб-сервер на ESP32 или Blynk, как исправить самые частые ошибки и как впечатлить жюри на школьной презентации.

Как работает система умного дома?

Любой умный дом работает по одному и тому же циклу из трёх частей. Датчики измеряют окружающую обстановку: есть ли движение, темно ли, насколько тепло, нет ли на кухне газа или пламени, какую карту поднесли к двери? Контроллер, то есть Arduino или ESP32, сравнивает эти данные с правилами: «если темно и есть движение, включи свет», «если температура выше 28 °C, запусти вентилятор». Исполнительные устройства выполняют решение: реле включает лампу и вентилятор, сервопривод поворачивает дверь и окно, зуммер подаёт сигнал, а дисплей показывает состояние. Управление с телефона просто добавляет в этот цикл ещё один вход; только на этот раз решение принимает не правило, а твоё касание экрана.

Планирование макета дома

Проектируй макет под электронику, а не пытайся втиснуть электронику потом. Основания размером примерно 50×40 см хватит на две-три комнаты и вход. Для стен легко режется канцелярским ножом пенокартон толщиной 5 мм или вспененный ПВХ (например, Forex); МДФ 3–4 мм прочнее, но для него нужны пила или лазерный резак. Хорошая отправная точка — масштаб 1:20: потолок высотой 2,6 м превращается в стену 13 см, а дверь шириной 90 см — в 4,5 см. Сделай крышу съёмной или вообще обойдись без неё: жюри захочет заглянуть в комнаты.

• Техническое помещение или двойной пол: размести Arduino, макетную плату, модуль реле и ввод питания в отсеке в задней части дома или под двойным полом высотой 3–4 см. Если накрыть его прозрачным акрилом, схема будет и защищена, и на виду.
• Кабельные каналы: просверли отверстие 6–8 мм под каждым датчиком и проведи провода под основанием в техническое помещение. Вместо того чтобы сращивать короткие провода, сразу бери провода датчиков достаточной длины.
• Дверь: закрепи дверь на стене маленькой петлёй или скотчем и соедини качалку SG90 с дверью проволокой, согнутой из скрепки. Приклей RC522 к внутренней стороне наружной стены; считыватель обычно читает карту и через плиту толщиной 5 мм.
• Кухня: в настоящих домах датчик природного газа (метана) ставят ближе к потолку, потому что метан легче воздуха, а датчик сжиженного газа (пропан-бутана) — ближе к полу, потому что он тяжелее; для макета подойдёт место под потолком. Направь датчик пламени на плиту.
• Остальные датчики: поставь PIR-датчик в угол, откуда путь от входа виден сбоку; фоторезистор — на наружную стену или окно, где на него не попадает свет лампы; а DHT11 — подальше от лампы и тёплого корпуса MQ-2.

Список деталей и стоимость

Цены часто меняются в зависимости от продавца и со временем, поэтому мы не приводим цифр; в таблице показано, какую долю бюджета занимает каждая деталь. Датчики и модули сами по себе дешёвые; большая часть бюджета уходит на плату, LCD, блок питания и материалы для макета. Если у тебя есть стартовый набор Arduino, плата, макетная плата, провода, фоторезистор, зуммер, а часто ещё сервопривод и LCD уже есть. При скромном бюджете можно отказаться от LCD и второго сервопривода: вместо дисплея используй монитор порта, а окно оставь на следующий этап. Более точный DHT22 вместо DHT11 стоит чуть дороже, зато делает твои измерения убедительнее на презентации.

План питания: зачем отдельный блок питания на 5 V?

В макетах умного дома почти любая жалоба вроде «время от времени перезагружается», «сервопривод дёргается» или «на LCD появляются странные символы» сводится к питанию. USB-порт компьютера даёт около 500 mA, и когда плата питается от USB, пин 5V у Uno тоже упирается в этот предел. Сложи значения ниже, и увидишь, что при одновременном движении обоих сервоприводов общий ток легко превышает 1 A.

План пинов: Arduino Uno и ESP32

Столько модулей почти полностью занимают пины Uno, поэтому их нужно планировать с самого начала. RC522 использует аппаратный SPI, так что его линии MOSI, MISO и SCK привязаны к D11, D12 и D13. LCD по I2C занимает только A4 и A5, поэтому мы выбрали дисплей с I2C-модулем, а не параллельный LCD. Аналоговые пины при необходимости работают и как цифровые, благодаря этому сервопривод окна можно подключить к A2. Оставь D0 и D1 свободными: эта последовательная линия используется при загрузке кода и при чтении номеров карт в мониторе порта. Расположение пинов своей платы можно посмотреть в утилите распиновки.

Сборка шаг за шагом

1. Собери корпус макета и подготовь места для модулей и отверстия для проводов; электронику устанавливай в последнюю очередь.
2. Подготовь линию питания: подключи блок питания 5 V к шинам питания макетной платы, соедини GND блока питания с GND Arduino и проверь 5 V мультиметром.
3. Подключи I2C LCD и выведи на него какой-нибудь текст. Если не удаётся найти адрес дисплея, воспользуйся скетчем-сканером из статьи I2C LCD.
4. Добавляй датчики по одному: DHT11, фоторезистор, PIR, MQ-2 и датчик пламени. Проверь каждый коротким тестовым скетчем в мониторе порта и запиши показания на чистом воздухе, в темноте и на свету.
5. Добавь исполнительные устройства: сначала проверь реле без нагрузки по щелчку и светодиоду, затем сервоприводы на внешнем питании и в конце подключи RC522. Отсканируй свои карты и запиши их номера.
6. Загрузи основной скетч и выстави пороги GAS_LIMIT, DARK_LIMIT и FAN_ON по своим записям.
7. Закрепи провода термоклеем и подпиши их, затем оставь систему включённой на полчаса и понаблюдай, нет ли перезагрузок, перегрева или ложных тревог.

Автоматический свет на PIR-датчике и фоторезисторе

PIR-датчик HC-SR501 улавливает изменения инфракрасного излучения человеческого тела и при движении выставляет на выходе HIGH. С одним только PIR-датчиком лампа загоралась бы и днём, поэтому в нашем правиле два условия: включать, если есть движение и темно. Фоторезистор вместе с резистором 10 kΩ включён как делитель напряжения (5V → LDR → A1 → 10 kΩ → GND), и показание на A1 падает по мере того, как темнеет. Код запоминает время последнего движения и выключает лампу через 20 секунд без нового движения; пока кто-то ходит рядом, таймер каждый раз запускается заново. Поставь перемычку датчика в положение H (повторный запуск), а потенциометр Tx — на минимальное время, и пусть время отсчитывает код. Подробнее — в статьях PIR-датчик движения и Фоторезистор (LDR).

Сигнализация газа и пожара

Внутри MQ-2 находится слой диоксида олова, который нагревается встроенным нагревателем; сжиженный газ, метан, бутан, водород, спирт и дым меняют сопротивление этого слоя. Пин AO модуля выдаёт напряжение, которое растёт вместе с концентрацией газа. Датчику нужно прогреваться при каждом включении, поэтому первые 60 секунд код игнорирует газовую тревогу. Датчик пламени улавливает инфракрасный свет в диапазоне 760–1100 нм, который излучает огонь; на большинстве модулей при виде пламени выход DO уходит в LOW и загорается второй светодиод на плате, но всё равно проверь свой модуль зажигалкой на расстоянии. При обнаружении газа звучит тревога и окно открывается для проветривания; при обнаружении пламени окно остаётся закрытым, потому что свежий воздух раздувает огонь. Настройка порога и другие датчики серии MQ описаны в статье Датчик газа MQ-2.

Температура, влажность и автоматический вентилятор

DHT11 измеряет температуру от 0 до 50 °C с точностью ±2 °C и влажность от 20 до 90% с точностью ±5%, а читать его можно не чаще раза в секунду; код читает его каждые две секунды. Вместо одного порога для вентилятора мы используем гистерезис: вентилятор включается при 28 °C, а выключается, только когда температура опустится до 26 °C. С одним порогом реле щёлкало бы без конца, пока температура колеблется между 27 и 28 °C, и изнашивало бы и себя, и вентилятор. Если датчику не удалось провести измерение и он вернул «nan», код пропускает это измерение и сохраняет последнее верное значение. Для более точных измерений DHT22 работает с тем же кодом; просто напиши DHT22 вместо DHT11. Подробнее — в статье Датчик температуры и влажности DHT11.

Дверь с RFID-картой и сервоприводом

RC522 читает карты и брелоки MIFARE на 13,56 MHz с расстояния 3–5 см. У каждой карты свой идентификационный номер (UID), и код сравнивает прочитанный UID со списком разрешённых карт. Если есть совпадение, сервопривод поворачивает дверь на 90 градусов, раздаётся короткий сигнал, а на LCD появляется «Hos geldin!» (по-турецки «Добро пожаловать!»); через 5 секунд дверь закрывается сама. На неизвестную карту звучит длинный сигнал. Чтобы узнать UID своих карт, загрузи код, открой монитор порта на скорости 9600 бод и приложи карту: появится строка вроде «UID: A1 B2 C3 D4». Впиши эти байты в список CARDS в виде 0xA1, добавляя ведущий ноль к байтам, показанным одной цифрой (0x05 вместо 5). Замок, который проверяет только UID, годится для обучения, но настоящей защиты не даёт; почему — объясняем в статье RFID RC522.

Окно и штора

Для окна хватит второго SG90: соедини проволокой маленькое акриловое окно на петле с качалкой сервопривода, где 0 градусов — закрыто, а 90 градусов — открыто. Вызов write(0) до attach() не даёт сервоприводу при включении дёрнуться на 90 градусов и хлопнуть окном. Шторе нужен больший ход: ткань наматывается на тонкий стержень, а стержень вращается. Для этого тихий и точный вариант — шаговый двигатель 28BYJ-48 с драйвером ULN2003, но ему нужны 4 пина; у Uno их уже не осталось, так что штору разумно оставить для версии на ESP32 или Arduino Mega. Если приходится обходиться одним пином, подойдёт и сервопривод постоянного вращения FS90R, но он не знает своего положения, поэтому открывать и закрывать штору придётся по времени. Ещё одно хорошее расширение — датчик дождя, чтобы окно само закрывалось, когда идёт дождь.

Лампа и вентилятор через реле

Пин Arduino может безопасно отдавать только около 20 mA (абсолютный предел — 40 mA), а вентилятору или лампе нужно гораздо больше. Поэтому между ними ставят модуль реле: сигнал на его пине IN подаёт ток на электромагнит, который замыкает контакты в отдельной цепи. Подключай нагрузку к клеммам COM и NO, чтобы лампа оставалась выключенной, пока Arduino выключена или перезагружается. Большинство таких модулей — с активным LOW, то есть реле включается, когда записываешь LOW; для этого в коде и есть константы RELAY_ON и RELAY_OFF. В setup() код записывает HIGH ещё до того, как сделать пин выходом, поэтому при запуске Arduino реле не щёлкает даже на мгновение. Для вентилятора мы используем гистерезис, чтобы он не включался и не выключался слишком часто, а лампа горит, пока не истечёт таймер PIR-датчика.

Полный скетч (Arduino Uno)

Главное правило кода умного дома: ни один модуль не ждёт другого. Если держать дверь открытой 5 секунд через delay(5000), всё это время не работала бы газовая сигнализация и не читался бы PIR-датчик. Поэтому каждый модуль вынесен в отдельную функцию, а loop() вызывает эти функции одну за другой сотни раз в секунду. Всё, что связано со временем, измеряется через millis(), а состояние каждого модуля хранится в переменных вроде lightOn, fanOn, doorOpen и alarmOn. Все настройки собраны в начале кода в виде констант, так что ради изменения порога не придётся копаться в коде. Логику этого подхода ты найдёшь в статье millis() или delay(). Чтобы скомпилировать код, установи через «Менеджер библиотек» (Library Manager) библиотеку MFRC522, DHT sensor library от Adafruit и LiquidCrystal I2C от Frank de Brabander, а когда спросят, установи все зависимости. Servo, SPI и Wire входят в состав Arduino IDE.

1#include <SPI.h>
2#include <MFRC522.h>
3#include <Servo.h>
4#include <DHT.h>
5#include <Wire.h>
6#include <LiquidCrystal_I2C.h>
7
8// Pinler / Pins
9const byte PIR_PIN = 2, FLAME_PIN = 3, DHT_PIN = 4, BUZZER_PIN = 5, DOOR_PIN = 6;
10const byte LAMP_RELAY = 7, FAN_RELAY = 8, RST_PIN = 9, SS_PIN = 10;
11const byte GAS_PIN = A0, LDR_PIN = A1, WINDOW_PIN = A2;
12
13// Ayarlar / Settings
14const byte RELAY_ON = LOW, RELAY_OFF = HIGH;     // aktif LOW röle / active-LOW relay
15const byte FLAME_ACTIVE = LOW;                   // alev görünce DO LOW olur / DO goes LOW on flame
16const int GAS_LIMIT = 400;                       // temiz havaya göre ayarla / tune in clean air
17const int DARK_LIMIT = 300;                      // bunun altı karanlık / below this is dark
18const float FAN_ON = 28.0, FAN_OFF = 26.0;       // fan histerezisi (°C) / fan hysteresis (°C)
19const unsigned long LIGHT_MS = 20000;            // son hareketten sonra ışık / light after last motion
20const unsigned long DOOR_MS = 5000;              // kapı açık kalma süresi / door open time
21const unsigned long WARMUP_MS = 60000;           // MQ-2 ve PIR ısınması / MQ-2 and PIR warm-up
22
23const byte CARDS[][4] = {                        // yetkili kart UID'leri / authorised card UIDs
24  {0xA1, 0xB2, 0xC3, 0xD4},
25  {0x12, 0x34, 0x56, 0x78}
26};
27
28MFRC522 rfid(SS_PIN, RST_PIN);
29Servo door, window;
30DHT dht(DHT_PIN, DHT11);
31LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
32
33float tempC = 0, hum = 0;
34int gas = 0;
35bool lightOn = false, fanOn = false, doorOpen = false, alarmOn = false;
36unsigned long lastMotion = 0, doorAt = 0, lastDht = 0, lastLcd = 0, beepUntil = 0;
37
38void setup() {
39  Serial.begin(9600);
40  digitalWrite(LAMP_RELAY, RELAY_OFF); pinMode(LAMP_RELAY, OUTPUT);  // açılışta kapalı / off at boot
41  digitalWrite(FAN_RELAY, RELAY_OFF);  pinMode(FAN_RELAY, OUTPUT);
42  pinMode(PIR_PIN, INPUT);
43  pinMode(FLAME_PIN, INPUT);
44  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);
45  door.write(0);   door.attach(DOOR_PIN);        // önce açı, sonra attach / angle first, then attach
46  window.write(0); window.attach(WINDOW_PIN);
47  dht.begin();
48  SPI.begin();
49  rfid.PCD_Init();
50  lcd.init();
51  lcd.backlight();
52  lcd.print(F("BlueGrays Ev"));
53}
54
55void loop() {
56  unsigned long now = millis();
57  handleLight(now);
58  handleClimate(now);
59  handleSafety(now);
60  handleDoor(now);
61  bool beep = (long)(beepUntil - now) > 0;
62  digitalWrite(BUZZER_PIN, beep || (alarmOn && (now / 250) % 2));   // alarmda kesik bip / pulsed beep on alarm
63  updateLcd(now);
64}
65
66// 1) Hareketle ışık / motion light
67void handleLight(unsigned long now) {
68  if (now < WARMUP_MS) return;                   // PIR ısınıyor / PIR warming up
69  if (digitalRead(PIR_PIN) == HIGH) {
70    lastMotion = now;
71    if (analogRead(LDR_PIN) < DARK_LIMIT) lightOn = true;   // yalnız karanlıkta yak / only when dark
72  }
73  if (lightOn && now - lastMotion > LIGHT_MS) lightOn = false;
74  digitalWrite(LAMP_RELAY, lightOn ? RELAY_ON : RELAY_OFF);
75}
76
77// 2) Sıcaklık ve fan / temperature and fan
78void handleClimate(unsigned long now) {
79  if (now - lastDht < 2000) return;              // DHT11'i sık okuma / don't read DHT11 too often
80  lastDht = now;
81  float t = dht.readTemperature();
82  float h = dht.readHumidity();
83  if (isnan(t) || isnan(h)) return;              // okuma hatası / read error
84  tempC = t;
85  hum = h;
86  if (tempC >= FAN_ON) fanOn = true;
87  if (tempC <= FAN_OFF) fanOn = false;
88  digitalWrite(FAN_RELAY, fanOn ? RELAY_ON : RELAY_OFF);
89}
90
91// 3) Gaz ve yangın / gas and fire
92void handleSafety(unsigned long now) {
93  gas = analogRead(GAS_PIN);
94  bool gasAlarm = now > WARMUP_MS && gas > GAS_LIMIT;
95  bool fire = digitalRead(FLAME_PIN) == FLAME_ACTIVE;
96  alarmOn = gasAlarm || fire;
97  window.write(gasAlarm && !fire ? 90 : 0);      // gazda aç, yangında kapalı tut / open on gas, shut on fire
98}
99
100// 4) RFID kapı / RFID door
101void handleDoor(unsigned long now) {
102  if (doorOpen && now - doorAt > DOOR_MS) {
103    door.write(0);                               // süre dolunca kapat / close when time is up
104    doorOpen = false;
105  }
106  if (!rfid.PICC_IsNewCardPresent() || !rfid.PICC_ReadCardSerial()) return;
107  Serial.print(F("UID:"));                       // yeni kartın UID'sini öğren / learn a new card's UID
108  for (byte i = 0; i < rfid.uid.size; i++) {
109    Serial.print(' ');
110    Serial.print(rfid.uid.uidByte[i], HEX);
111  }
112  Serial.println();
113  if (isAllowed(rfid.uid.uidByte)) {
114    door.write(90);
115    doorOpen = true;
116    doorAt = now;
117    beepUntil = now + 100;                       // kısa bip: hoş geldin / short beep: welcome
118  } else {
119    beepUntil = now + 800;                       // uzun bip: yetkisiz kart / long beep: unknown card
120  }
121  rfid.PICC_HaltA();
122}
123
124bool isAllowed(const byte *uid) {
125  for (byte i = 0; i < sizeof(CARDS) / 4; i++) {
126    if (memcmp(uid, CARDS[i], 4) == 0) return true;
127  }
128  return false;
129}
130
131// 5) Ekran / display
132void updateLcd(unsigned long now) {
133  if (now - lastLcd < 1000) return;
134  lastLcd = now;
135  lcd.setCursor(0, 0);
136  lcd.print(F("T:"));
137  lcd.print(tempC, 0);
138  lcd.print(F("C Nem:%"));
139  lcd.print(hum, 0);
140  lcd.print(F("   "));
141  lcd.setCursor(0, 1);
142  if (alarmOn) {
143    lcd.print(F("!! ALARM !!     "));
144  } else if (doorOpen) {
145    lcd.print(F("Hos geldin!     "));
146  } else {
147    lcd.print(F("Gaz:"));
148    lcd.print(gas);
149    lcd.print(F("        "));
150  }
151}

После компиляции этот код занимает около 38% памяти программ Uno и 28% её ОЗУ, так что запас памяти ещё есть, но из пинов свободным остаётся только A3. К A3 можно подключить кнопку или датчик дождя; для чего-то большего придётся перейти на Arduino Mega или ESP32. Заключать постоянный текст в F() — самый простой способ снизить расход ОЗУ.

Управление с телефона: веб-сервер на ESP32

У Uno нет Wi-Fi; проще всего управлять умным домом с телефона, если заменить «мозг» на ESP32. Код ниже подключает ESP32 к домашней сети и запускает небольшой веб-сервер. Когда телефон подключён к той же сети Wi-Fi, открой в браузере IP-адрес из монитора порта, и ты увидишь четыре большие кнопки для лампы, вентилятора, двери и окна, а также текущие температуру, влажность и показания датчика газа; страница обновляется сама каждые 10 секунд. Каждая кнопка отправляет ESP32 короткий запрос с указанием, какое устройство переключить; ESP32 меняет состояние и возвращает тебя на главную страницу. Для сервоприводов установи через «Менеджер библиотек» библиотеку ESP32Servo, потому что стандартная библиотека Servo на ESP32 не работает.

1#include <WiFi.h>
2#include <WebServer.h>
3#include <ESP32Servo.h>
4#include <DHT.h>
5
6const char* ssid = "AgAdi";                 // Wi-Fi adın / your Wi-Fi name
7const char* password = "Sifre123";          // Wi-Fi şifren / your Wi-Fi password
8
9const int LAMP_RELAY = 26, FAN_RELAY = 27;
10const int DOOR_PIN = 32, WINDOW_PIN = 33;
11const int DHT_PIN = 13, GAS_PIN = 34;       // GPIO 34: ADC1, bölücüyle / ADC1, through a divider
12const int RELAY_ON = LOW, RELAY_OFF = HIGH; // aktif LOW röle / active-LOW relay
13
14WebServer server(80);
15Servo door, window;
16DHT dht(DHT_PIN, DHT11);
17
18bool lamp = false, fan = false, doorOpen = false, windowOpen = false;
19float tempC = NAN, hum = NAN;
20unsigned long lastDht = 0;
21
22void apply() {                              // durumu donanıma uygula / push the state to the hardware
23  digitalWrite(LAMP_RELAY, lamp ? RELAY_ON : RELAY_OFF);
24  digitalWrite(FAN_RELAY, fan ? RELAY_ON : RELAY_OFF);
25  door.write(doorOpen ? 90 : 0);
26  window.write(windowOpen ? 90 : 0);
27}
28
29String button(const char* id, const char* label, bool on) {
30  return String("<a class='b ") + (on ? "on" : "off") + "' href='/set?d=" + id +
31         "&v=" + (on ? "0" : "1") + "'>" + label + (on ? ": ON" : ": OFF") + "</a>";
32}
33
34void handleRoot() {
35  String html = "<!DOCTYPE html><html><head><meta charset='utf-8'>"
36                "<meta name='viewport' content='width=device-width,initial-scale=1'>"
37                "<meta http-equiv='refresh' content='10'><title>BlueGrays Ev</title>"
38                "<style>body{font-family:sans-serif;text-align:center}"
39                ".b{display:block;margin:12px auto;padding:18px;max-width:320px;border-radius:10px;"
40                "color:#fff;text-decoration:none;font-size:20px}"
41                ".on{background:#2e7d32}.off{background:#607d8b}</style></head><body>"
42                "<h2>BlueGrays Akıllı Ev</h2>";
43  html += "<p>" + String(tempC, 1) + " °C | %" + String(hum, 0) +
44          " | Gaz/Gas: " + String(analogRead(GAS_PIN)) + "</p>";
45  html += button("lamp", "Lamba / Lamp", lamp);
46  html += button("fan", "Fan", fan);
47  html += button("door", "Kapı / Door", doorOpen);
48  html += button("window", "Pencere / Window", windowOpen);
49  html += "</body></html>";
50  server.send(200, "text/html", html);
51}
52
53void handleSet() {                          // /set?d=lamp&v=1
54  String d = server.arg("d");
55  bool v = server.arg("v") == "1";
56  if (d == "lamp") lamp = v;
57  else if (d == "fan") fan = v;
58  else if (d == "door") doorOpen = v;
59  else if (d == "window") windowOpen = v;
60  apply();
61  server.sendHeader("Location", "/");       // ana sayfaya dön / back to the main page
62  server.send(303);
63}
64
65void setup() {
66  Serial.begin(115200);
67  door.attach(DOOR_PIN, 500, 2400);
68  window.attach(WINDOW_PIN, 500, 2400);
69  pinMode(LAMP_RELAY, OUTPUT);
70  pinMode(FAN_RELAY, OUTPUT);
71  apply();                                  // her şey kapalı başlar / everything starts off
72  dht.begin();
73  WiFi.begin(ssid, password);
74  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
75    delay(500);
76    Serial.print('.');
77  }
78  Serial.println();
79  Serial.println(WiFi.localIP());           // bu adresi telefonda aç / open this address on your phone
80  server.on("/", handleRoot);
81  server.on("/set", handleSet);
82  server.begin();
83}
84
85void loop() {
86  server.handleClient();
87  if (millis() - lastDht > 2000) {          // 2 sn'de bir ölç / measure every 2 s
88    lastDht = millis();
89    float t = dht.readTemperature();
90    float h = dht.readHumidity();
91    if (!isnan(t) && !isnan(h)) {
92      tempC = t;
93      hum = h;
94    }
95  }
96}

В этот код входят только те части, которыми ты управляешь удалённо. Сюда можно перенести и функции handleLight(), handleSafety() и handleDoor() из скетча для Uno: поменяй номера пинов по столбцу ESP32 в таблице, используй ESP32Servo вместо Servo и заново измерь пороги GAS_LIMIT и DARK_LIMIT, потому что АЦП ESP32 возвращает значения от 0 до 4095. У страницы нет пароля, так что открыть дверь сможет любой в твоей домашней сети; добавить простой пароль функцией authenticate() библиотеки WebServer — хорошая привычка. Для панели, которая обновляется в реальном времени, смотри статью ESP32 и WebSocket.

Управление откуда угодно через Blynk

До веб-сервера на ESP32 можно достучаться только из той же сети. Если хочется управлять домом и снаружи, через мобильный интернет, всё упрощает облачная платформа вроде Blynk IoT: интерфейс собирается перетаскиванием в приложении на телефоне, а ESP32 подключается к серверу Blynk. Создай шаблон в Blynk.Cloud, добавь три потока данных (datastreams) — V0 (integer, 0–1, лампа), V1 (double, температура) и V2 (double, влажность), — добавь устройство и вставь выданные Template ID, Template Name и Auth Token в начало кода. В приложении достаточно привязать виджет Switch к V0 и по виджету Gauge к V1 и V2. Бесплатный тариф ограничивает число устройств, потоков данных и сообщений в месяц, поэтому мы отправляем данные датчиков каждые пять секунд, а не каждую секунду. Полная настройка описана в руководстве Blynk IoT и ESP32.

1#define BLYNK_TEMPLATE_ID "TMPLxxxxxxx"     // Blynk konsolundan kopyala / copy from the Blynk console
2#define BLYNK_TEMPLATE_NAME "Akilli Ev"
3#define BLYNK_AUTH_TOKEN "TokenBuraya"
4
5#include <WiFi.h>
6#include <BlynkSimpleEsp32.h>
7#include <DHT.h>
8
9const int LAMP_RELAY = 26;                  // aktif LOW röle / active-LOW relay
10DHT dht(13, DHT11);
11BlynkTimer timer;
12
13BLYNK_WRITE(V0) {                           // uygulamadaki anahtar / switch widget in the app
14  digitalWrite(LAMP_RELAY, param.asInt() ? LOW : HIGH);
15}
16
17BLYNK_CONNECTED() {
18  Blynk.syncVirtual(V0);                    // bağlanınca son durumu al / restore the last state
19}
20
21void sendSensors() {
22  float t = dht.readTemperature();
23  float h = dht.readHumidity();
24  if (isnan(t) || isnan(h)) return;
25  Blynk.virtualWrite(V1, t);                // sıcaklık / temperature
26  Blynk.virtualWrite(V2, h);                // nem / humidity
27}
28
29void setup() {
30  pinMode(LAMP_RELAY, OUTPUT);
31  digitalWrite(LAMP_RELAY, HIGH);           // açılışta kapalı / off at boot
32  dht.begin();
33  Blynk.begin(BLYNK_AUTH_TOKEN, "AgAdi", "Sifre123");
34  timer.setInterval(5000L, sendSensors);    // 5 sn'de bir: mesaj kotasını korur / every 5 s saves quota
35}
36
37void loop() {
38  Blynk.run();
39  timer.run();
40}

Какой способ управления выбрать?

Для школьной презентации самый надёжный выбор — веб-сервер на ESP32: он не зависит от интернета и облака и работает в собственной сети, даже если в зале нет Wi-Fi. Если хочется остаться на Uno и просто добавить Bluetooth, можно сделать своё приложение для Android в App Inventor; но у Uno не осталось свободных пинов, так что ради HC-05 придётся пожертвовать LCD или сервоприводом окна. Получать сообщение на телефон при срабатывании тревоги можно с помощью Telegram-бота на ESP32, а подключить дом к настоящим устройствам — через MQTT и Home Assistant.

Умный дом на Raspberry Pi Pico

Ту же систему можно собрать и на MicroPython с Raspberry Pi Pico, а Pico W с Wi-Fi можно управлять с телефона так же, как ESP32 (смотри веб-сервер на Pico W). Pico работает от 3,3 V, поэтому и здесь действуют правила для ESP32: питай делитель с фоторезистором от 3V3, понижай аналоговые выходы на 5 V делителем и выбирай модуль реле, который срабатывает от 3,3 V. Аналоговых входов всего три: GP26, GP27 и GP28. Код ниже — версия модуля света по движению на MicroPython:

1from machine import Pin, ADC
2import time
3
4pir = Pin(15, Pin.IN)                  # PIR OUT (3,3 V çıkış / 3.3 V output)
5ldr = ADC(26)                          # GP26: bölücü 3V3'ten / divider fed from 3V3
6relay = Pin(14, Pin.OUT, value=1)      # aktif LOW röle, kapalı başla / active-LOW relay, start off
7
8LIGHT_MS = 20000                       # son hareketten sonra ışık / light after last motion
9DARK = 20000                           # bunun altı karanlık / below this is dark
10last = time.ticks_ms()
11on = False
12
13while True:
14    now = time.ticks_ms()
15    if pir.value():
16        last = now
17        if ldr.read_u16() < DARK:      # yalnız karanlıkta yak / only when dark
18            on = True
19    if on and time.ticks_diff(now, last) > LIGHT_MS:
20        on = False
21    relay.value(0 if on else 1)
22    time.sleep_ms(50)

Советы для школьной презентации

• Начни с проблемы: опиши реальную ситуацию одной фразой, например «свет, забытый в пустом доме, утечка газа, которую никто не замечает, пожилые люди, теряющие ключи», а затем покажи, как твой макет её решает.
• Подготовь структурную схему: датчики слева, Arduino в центре, исполнительные устройства справа; подпиши стрелки правилами («темно + движение → лампа»). Жюри не будет читать твой код, но эту схему запомнит.
• Распиши живую демонстрацию: приложи карту и покажи, как открывается дверь, помаши рукой перед PIR-датчиком, поднеси к MQ-2 ватный диск, смоченный медицинским спиртом (спирт тоже вызывает срабатывание датчика), и погрей DHT11 пальцами. Каждая демонстрация — 10–20 секунд.
• Никакого открытого огня: не зажигай зажигалку или свечу внутри картонного макета. Большинство датчиков пламени реагируют и на инфракрасный свет пульта от телевизора, поднесённого близко; проверь это заранее и используй в демонстрации.
• Подстрой пороги под помещение: если в день презентации в зале 22 °C, ожидание 28 °C сорвёт демонстрацию вентилятора; выставь FAN_ON на 2–3 градуса выше комнатной температуры, чтобы вентилятор включался, когда греешь датчик пальцами.
• Измеряй и приводи цифры: например, запиши, сколько минут в день горит лампа с PIR-датчиком и без него, и укажи экономию в процентах. Результат в цифрах гораздо убедительнее, чем «оно работает».
• Держи запасной план: запиши видео работающей системы, возьми запасные провода, сервопривод и блок питания, а номера карт и настройки Wi-Fi запиши на листке.
• Подготовься к вопросам жюри: на вопрос «Как это работало бы в настоящем доме?» держи наготове короткие ответы о безопасности при сетевом напряжении, сертифицированных датчиках, защищённости RFID и о том, что происходит с дверью при отключении электричества.

Частые ошибки и как их исправить

Проект умного дома на Arduino объединяет в одной сборке чтение датчиков, принятие решений, управление моторами и реле, планирование питания и беспроводное управление, поэтому это отличная тема и для учёбы, и для презентации. Начни с одного модуля, проверяй каждый шаг и наращивай систему понемногу. В приложении BlueGrays есть пошаговые проекты умной подсветки лестницы, умного освещения с PIR-датчиком и фоторезистором, сигнализации пламени и газа, RFID-замка двери и веб-сервера на ESP32 — со схемами подключения и кодом.