MATLABを使用して家電製品を制御する方法は？

ホームオートメーションネットワーク技術は90年代後半に開発され、当時使用されていた通信プロトコルは X10 。それ以来、自動化の概念が普及し、電子デバイス間の通信を担当する最新のプロトコルが発明されました。自動化の概念を視野に入れて、MATLABとして知られる最も有名なソフトウェアを使用してすべての家電製品を制御してみませんか。このプロジェクトでは、オートメーションシステムを設計し、シリアルコマンドを指定して制御します。このシステムの操作に使用されるソフトウェアはMATLABという名前で、このプロジェクトが完了すると、ソファに座ったりベッドに横になったりするだけで電化製品を制御できるようになります。

自動化システム

MATLAB GUIを使用して家電製品を自動化する方法は？

次に、コンポーネントを収集し、それらを組み立てて回路を作成し、MATLABグラフィカルユーザーインターフェイス（GUI）を作成し、MATLABでコードを記述して家電製品を自動化します。

ステップ1：必要なコンポーネント（ハードウェア）

プロジェクトの途中で不便を避けるために、プロジェクトを開始する前に、コンポーネントについて詳しく知ることをお勧めします。以下は、使用するコンポーネントのリストです。

• 12V4チャンネルリレー
• MAX232 IC
• RS232からTTLへのシリアルポートコンバータモジュール
• 12VAC電球
• Arduino用のジャンパー線
• USB-RS232シリアルDB9オスケーブルアダプタ
• ブレッドボード

ここでは、8つのアプライアンスのみを制御するため、8つのリレーモジュールを使用しています。所有している多数のアプライアンスを自動化したい場合は、別のリレーモジュールを使用できます。市場には、シングル、8リレー、12リレーなどの多くのリレーモジュールがあります。

ステップ2：必要なコンポーネント（ソフトウェア）

ハードウェアコンポーネントを配置した後、プロジェクトで使用されるソフトウェアを探します。作業中のラップトップまたはPCに最新バージョンのMATLABをインストールします。 MATLAB 2019は最新のソフトウェアであるため、MATLAB 2019をダウンロードすることをお勧めします。ソフトウェアをダウンロードするには、Mathworksの公式Webサイトへのリンクを以下に示します。ハードウェアサポートパッケージは、32ビット、64ビットWindowsおよび64ビットLinux用のMATLAB2019で利用できます。

• Proteus 8 Professional（からダウンロードできます ここに ）
• MATLAB 2019（からダウンロードできます ここに ）

Proteus 8 Professionalをダウンロードした後、その上に回路を設計します。初心者が回路を設計してハードウェアに適切に接続するのに便利なように、ここにソフトウェアシミュレーションを含めました。

ステップ3：コンポーネントの調査

これで、このプロジェクトで使用するすべてのコンポーネントのリストが作成されました。さらに一歩進んで、すべての主要なハードウェアコンポーネントについて簡単に説明します。

Arduino UNO： ザ・ Arduino UNO は、マイクロチップATMega 328Pで構成され、Arduino.ccによって開発されたマイクロコントローラーボードです。このボードには、他の拡張ボードまたは回路と接続できるデジタルおよびアナログデータピンのセットがあります。このボードには、14個のデジタルピンと6個のアナログピンがあり、タイプBUSBケーブルを介してArduinoIDE（統合開発環境）でプログラム可能です。電源には5Vが必要です オン と Cコード 動作します。

Arduino UNO

12Vリレーモジュール： リレーモジュールはスイッチングデバイスです。信号を受信し、入力信号に応じて電子機器や電化製品を切り替えます。 2つのモードで動作します。 ノーマルオープン（NO） そして ノーマルクローズ（NC）。 ノーマルオープンモードでは、リレーへの入力信号がLOWのときに回路が最初に遮断されます。ノーマルクローズモードでは、入力信号がLOWのときに回路が最初に完成します。

12Vリレーモジュール

RS232からTTLへのシリアルポートコンバータモジュール： このモジュールはシリアル通信に使用されます。 Arduino UNOボードには、UARTまたはUSARTという名前のシリアル通信ポートが1つあります。 Arduinoボードには、シリアル通信TXとRXを担当する2つのピン（ピン0とピン1）があります。これらの2つのピンはRS232モジュールにもあります。このモジュールは5VのArduinoから電力を供給され、12Vで動作するさまざまなアプライアンスを動作させるために5Vを12Vに変換します。電子機器は5Vで動作しないため、このモジュールを使用します。

RS232ボード

ステップ4：動作原理を理解する

このプロジェクトが完了すると、コマンドを連続して実行することで、アプライアンスをリモートで制御できるようになります。 ArduinoボードはRS232とのシリアル通信に使用されます。アプライアンスはリレーモジュールに接続され、RS232はArduinoのTXピンとRXピンに接続され、MATLABでプッシュボタンが押されると、シリアルコマンドが生成され、RS232のシリアルポートに送信されます。アプライアンスのオンまたはオフ。まず、MATLABをArduinoボードとインターフェースし、次に回路をハードウェアに実装します。 MATLABとArduinoのインターフェースに関して問題がある場合は、私の記事を参照してください。 ARDUINOをMATLABとインターフェースする方法は？ そうすれば、彼/彼女はこのプロジェクトをハードウェアに実装できるようになります。このプロジェクトが完了したら、適切な場所に設置します。適切な場所は、アプライアンスの配線が配置されているソケットの近くで、リレーモジュールを簡単に設置できるようにします。

ステップ5：回路図

プロジェクトのプロテウス回路図は次のようになります。後でこの回路に従ってハードウェアコンポーネントを接続します。

回路図

ステップ6：MATLAB入門

Proteus Open MATLABで回路を設計した後、「 ガイド コマンドウィンドウの「」。ダイアログボックスが開き、そのボックスから[空白のGUI]を選択します。コンポーネントパレットが左側に表示され、GUIに配置するコンポーネントが一覧表示されます。

コンポーネントパレット

押しボタンを選択し、パネルに16個の押しボタンを配置します。まず、ONボタンを配置し、次にOFFボタンを平行に配置します。ボタンの色と名前は、プッシュボタンをダブルクリックすることで変更できます。プッシュボタンをクリックすると、インスペクターウィンドウが開き、ボタンの一部のプロパティをそこで変更できます。ボタンの名前を変更するには、 ストリング オプション書き込みON。

ボタン名の変更

ボタン名を変更した後、背景色を変更します。 （（ 注意： この手順はオプションであり、背景色を変更したくない場合はスキップできます）

背景色の変更

16個の押しボタンを配置し、インスペクターウィンドウで上記の変更を行います。リレーに名前を付けるには 静的テキスト 左側のバーにあるオプションが使用されます。私のGUIの最終的な外観を以下に示します。

最終GUI

GUIを作成した後、バックエンドで作成されたGUIコードを開き、以下に記載されているコードにいくつかの変更を加えます。

ステップ7：GUIのMATLABコード：

function varargout = final（varargin）％FINAL final.figのMATLABコード％FINALは、それ自体で、新しいFINALを作成するか、既存の％シングルトン*を上げます。 ％％ H = FINALは、ハンドルを新しいFINALに返すか、ハンドルを既存のシングルトン*に返します。 ％％ FINAL（ 'CALLBACK