Σχεδιασμός και μετατροπή μιας απλής οικιακής συσκευής σε επαναπρογραμματιζόμενη συσκευή IP

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία τροποποιήθηκε μια κοινή οικιακή συσκευή αρτοπαρασκευαστή σε μια έξυπνη συσκευή με σύνδεση στο διαδίκτυο διατηρώντας όλα τα αρχικά της χαρακτηριστικά. Η τροποποίηση έγινε με την αντικατάσταση του εργοστασιακού κυκλώματος ελέγχου, που υπήρχε στον αρτοπαρασκευαστή, με ένα κύκλωμα ειδικά σχεδιασμένο για αυτό το λόγο. Η καρδιά αυτού του κυκλώματος είναι ένας μικροελεγκτής Arduino Uno ο οποίος είναι προγραμματισμένος με κώδικα ανεπτυγμένο ειδικά για αυτή την εφαρμογή. Επιπλέον, υλοποιήθηκαν κυκλώματα με κουμπιά-μπουτόν, θερμοστάτη, οθόνης υγρών κρυστάλλων και βομβητή. Τέλος, ο μικροελεγκτής είναι συνδεδεμένος σε μία Ethernet πλακέτα επέκτασης Arduino (Arduino Shield), ειδικά φτιαγμένη για αυτόν, η οποία εξυπηρετεί τις δυνατότητες διασύνδεσης μέσω δικτύου και με δύο ηλεκτρονόμους οι οποίοι ελέγχουν τις επιμέρους συσκευές του αρτοπαρασκευαστή, τον κινητήρα και την αντίσταση. Στο λογισμικό μέρος, σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε ένας ιστοχώρος, ο οποίος επιτρέπει στους χρήστες του την πλήρη διαχείριση της συσκευής απομακρυσμένα χρησιμοποιώντας μια πολύ απλή διεπαφή. Ο κάθε χρήστης μπορεί να δημιουργήσει μια καινούρια συσκευή, να την προγραμματίσει, να ελέγξει την πρόοδο της διαδικασίας που εκτελεί ή να την ακυρώσει.

In this thesis, a common bread maker home appliance was modified into a smart device in order to be able to connect to the internet while at the same time maintaining all of its previous features. This modification was implemented by replacing the factory controller circuit, which was in the bread maker, with a circuit specifically designed for this purpose. In the heart of this circuit is an Arduino Uno microcontroller running code developed especially for this application. Furthermore, button, thermostat, LCD and beeper circuits were implemented as well. Finally, the microcontroller is connected to a, specifically designed for it, Ethernet Shield which serves all the network connection capabilities and with two electrical relays which control the individual devices of the bread maker, the electrical motor and the heating element. For the software part, a website was designed and implemented, which allows its users to fully manage the device remotely using a very simple interface. Each user can create a new device, program it, control its progress or cancel it.