Älykkäät kodinkoneet

Abstract

Opinnäytetyö toteutettiin Oulun seudun ammattikorkeakoulun toimesta. Työn aiheena oli tutkia Smart Grid ja Smart Home -teknologioita ja hyödyntää niitä testiympäristössä. Smart Grid tarkoittaa älykästä sähköverkkoa, jossa tiedonsiirto on kaksisuuntaista eli se kulkee sekä sähköntoimittajalta asiakkaalle että päinvastoin. Smart Home tarkoittaa rakennusta, jossa laitteet pystyvät kommunikoimaan keskenään ja tiedonsiirto kulkee esimerkiksi PLC:n avulla pistorasioita pitkin huoneesta toiseen. Työssä jatkettiin Marko Vesalan tekemää opinnäytetyötä, jossa hän oli tutkinut ja rakentanut PLC-yhteydet ja tehnyt testiympäristön tälle.

Työn tavoitteena oli tutkia Arduinon toimintaa ja sen hyödyntämistä Smart Home -teknologiassa. Työssä oli tarkoitus rakentaa jääkaapin toimintoja, kuten energian kulutusta seuraava laite, jolla pystyisi myös ohjaamaan sen toimintoja Internetin välityksellä. Työssä käytettiin Marko Vesalan opinnäytetyötä varten tilattuja ZyXEL PLA4211, ZyXEL PLA4201 PLC-testaukseen sekä testiympäristöön Arduino Mega 2560 ja Arduino Ethernet Shield -piirilevyjä.

Työssä ei pystytty tekemään pääaihetta eli jääkaapin kulutuksen seuraamista ja sen päälle ja pois kytkemistä, koska siihen tarvittavaa laitteistoa ei saatu käyttöön vielä. Työssä kuitenkin saavutettiin nämä testiympäristön avulla eli Internet-sivun kautta toimiva päälle/pois-kytkin, joka sytytti ja sammutti LED-valon, sekä se, että Internet-sivulta pystyi seuraamaan jääkaapin oven aukaisuja ja lämpötilaa. Ongelmaksi koituivat Arduinon rajalliset käyttöominaisuudet. Esimerkiksi hälytyksen alkamisajankohtaa ei pystytty tekemään sillä tavalla, että asiakas voisi itse määrätä, koska Arduino-ohjelmointiympäristö ei tue tarvittavaa Javascriptiä.

Jatkossa kannattaisi vaihtaa Arduino useampaa ohjelmointikieltä tukevaan alustaan. Tämä edesauttaisi jatkokehitystarpeita, joissa ohjelmaa voitaisiin jatkaa muihinkin laitteisiin ja Internet-sivujen parannus olisi helpompaa.

This bachelor’s thesis was assigned by Oulu University of Applied Sciences. The subject of the thesis was to research Smart Grid and Smart Home concepts and utilize them in the test environment. The Smart Grid means grid where the data transfer is two-way, which means that the data transfer goes from the supplier of electricity to the customer and the other way round. The Smart Home connect all the devices and the appliances in your home so they can talk to each other for example with PLC but there is also other options for that. The thesis was continuing Marko Vesala’s thesis where he had researched and built PLC connections and made a test environment for this.

The aim of this thesis was to examine Arduino’s properties and utilize them in Smart Home technology. Purpose of thesis was to build a device to follow the parameters of a fridge which might also be able to control its functions over the Internet. In the thesis was used ZyXEL PLA4211, PLA 4201 for testing of PLC connections and Arduino Mega 2560 with Ethernet Shield for the test environment.

Main subject of the thesis was not possible to reach, which would have been to follow energy consumption of the fridge and switching the power on and off because the necessary equipment was not made available yet. However, in the thesis these accomplishments were achieved by using the test environment which turns a LED off/on and follows the opening of the door and the temperature of the fridge via a Web page. Another big problem was a limited performance of Arduino. For example, the timeout when an alarm begin, could not be done such a way that the customer could set it by himself/herself because Arduino programming environment does not support required Javascript.

In the future Arduino should be replaced with another device which could be used more freely with different programming languages. This would provide advantages for further development in which the program could be extended to other home applications and the development of web page would be easier.