Smart Home Automation mit Android App & IoT (Arduino Yun / Mega)

Komponenten & Materialien (umfangreiches Projekt)

• 1 × Arduino Yun (Linux-Seite für Kamera, Web, Dropbox)
• 1 × Arduino Mega 2560 (Hauptsteuerung, viele I/Os)
• 1 × Arduino UNO (für Sprachsteuerung via Bluetooth)
• 1 × HC-05 Bluetooth Modul
• 1 × RFID-Reader (RC522) + Tags
• 1 × Numerisches Tastenfeld (4×4 Matrix)
• 2 × LCD 16×2 (I2C oder parallel)
• 1 × DHT11 Temperatur/Luftfeuchte-Sensor
• 1 × Flammen-Sensor
• 1 × MQ-3 (Alkohol/Gas) & MQ-135 (Luftqualität) Sensoren
• 1 × Logitech C270 Webcam
• 1 × Servomotor
• 1 × Lüfter-Modul
• 5 × LEDs (Status)
• 1 × Relais-Modul (für Glühlampe/Last)
• 1 × Summer (Buzzer)
• 1 × Taster
• 1 × SD-Karte (für Yun)
• Steckbretter, Jumper-Kabel, Lötzubehör, Netzteile

Software & Dienste

• Arduino IDE
• Blynk App (Android/iOS) – Dashboard & Steuerung
• Temboo (Cloud-Service für Dropbox, Twilio, etc.)
• Dropbox Account (für Bilder-Upload bei Einbruch)
• Twilio Account (für SMS-Benachrichtigungen)
• PuTTY (SSH auf Arduino Yun)
• AMR_Voice App (Bluetooth-Sprachsteuerung)

Projektumfang & Features

Dies ist ein umfassendes Smart-Home-System als Abschlussarbeit. Es integriert Sicherheit, Überwachung, Umwelt-Monitoring, Gerätesteuerung, Zeitplanung, Geofencing und Sprachsteuerung.

Hauptfunktionen

1. Zwei-Stufen-Zugangskontrolle: Numerisches Tastenfeld + RFID – nur autorisierte Personen erhalten Zutritt.
2. Einbruchserkennung & Alarm: Bei unbefugtem Zugriff wird ein Foto per Webcam gemacht und via Temboo/Dropbox hochgeladen; SMS via Twilio versendet.
3. Live-Videoüberwachung: MJPG-Streamer auf Arduino Yun streamt Webcam-Bild ins LAN (Port 8080).
4. Umwelt-Monitoring: DHT11, Flammen-, MQ-3, MQ-135 Sensoren → Daten in Blynk-App (Graphen, History).
5. Gerätesteuerung: LEDs, Servo, Lüfter, Relais (Lampe) per Blynk-App (Slider, Buttons, Timer).
6. Automatische Zeitpläne: Geräte schalten basierend auf Blynk-Zeitsteuerung (Wochentage, Uhrzeit).
7. Geofencing (Heimkommen): Blynk GPS-Widget löst Aktionen aus (z. B. Wasserkocher an), wenn Nutzer Home-Zone betritt.
8. Sprachsteuerung: Arduino UNO + HC-05 + AMR_Voice App → Geräte per Sprachbefehl schalten.

Schritt-für-Schritt-Anleitung (Kurzfassung)

1. Gesamte Verdrahtung

Aufbau gemäß Schaltplan (GitHub). Wichtige Verbindungen:

• RFID (SPI) an Mega: MOSI→51, MISO→50, SCK→52, SS→9, RST→8
• I2C zwischen Mega (Pin 20/21) und Yun (Pin 2/3)
• Sensoren, Aktoren, Tastenfeld, LCDs an Mega
• Webcam an Yun (USB)
• HC-05 an UNO (SoftwareSerial Pins 10/11)

2. Temboo & Dropbox einrichten

1. Temboo-Account erstellen, erste App anlegen, App-Key & Secret notieren.
2. Dropbox-App erstellen (API v2, „App folder“ Berechtigung).
3. OAuth über Temboo Choreos durchführen (InitializeOAuth → FinalizeOAuth) → Token Key & Secret erhalten.
4. Diese Credentials in den Python-Skripten auf dem Yun verwenden.

3. Arduino Yun – Treiber & Software installieren (via SSH/PuTTY)

opkg update
opkg install kmod-video-uvc
opkg install python-openssl
opkg install fswebcam
# MJPG-Streamer für Live-Stream:
wget https://www.custommobileapps.com.au/downloads/mjpgstreamer.ipk
opkg install mjpgstreamer.ipk
# Start:
mjpg_streamer -i "input_uvc.so -d /dev/video0 -r 640x480 -f 25" -o "output_http.so -p 8080 -w /www/webcam" &

Stream im Browser: https://:8080/stream.html

4. Twilio für SMS einrichten

1. Twilio Account → Account SID & Auth Token notieren.
2. Kostenlose Nummer kaufen, Zielnummer verifizieren.
3. In Temboo: Choreo Twilio > SMSMessages > SendSMS konfigurieren, Profil speichern.
4. Profilnamen in Yun-Code (Zeile ~208) eintragen.

5. Blynk App konfigurieren

Projekt anlegen (Hardware: Arduino Yun), Auth Token per Mail erhalten. Vier Tabs erstellen:

• Home: LCD (V1), Fire Sensor Value (V11), Fire Level (V12), Notification
• HVAC: LCD (V3), Fan Slider (D9), Room1 Temp (V2), Room2 Temp (V6), History Graph (V8, V9)
• Monitoring: Room1 Humidity (V5), Room2 Humidity (V7), Graphs (V10, V9), History (V10, V7)
• Control: LCD (V4), Value Displays (V19, V20), Labeled Value (V21), Main Light Slider (0-255), Time Input (V31), GPS Trigger (V29)

6. Sprachsteuerung (Arduino UNO)

1. AMR_Voice App installieren, mit HC-05 pairen.
2. Code voice_control.ino auf UNO laden.
3. In App „Connect Robot“, Mikrofon-Icon drücken, Befehle sprechen (im Code definiert).

Code & Ressourcen

Der gesamte Code (Mega, Yun, UNO, Python-Skripte für Yun, Schaltpläne, 3D-Modelle) liegt im öffentlichen GitHub-Repository:

github.com/akib-islam/Android-App-Based-Home-Automation-System-Using-IOT

Bei Problemen: Issues im Repository erstellen oder Pull Requests für Verbesserungen senden.

Hinweis

Aufgrund der Komplexität werden nicht alle Verdrahtungsdetails hier wiedergegeben. Das Video (Link im Originalprojekt) und die GitHub-Dateien geben vollständige Anleitung. Grundkenntnisse in C, Arduino IDE, Linux (Yun) und Android-App-Konfiguration werden vorausgesetzt.