მარტივი შიდა ობსერვატორია: 9 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

ეს პროექტი გაჩვენებთ თუ როგორ უნდა გააკეთოთ მარტივი ობსერვატორია არსებული და ადვილად შეძენილი სენსორებით. მართლაც, მე ავაშენე ეს ჩემი ერთ -ერთი სტუდენტისთვის. სტუდენტს სურს გაარკვიოს, როგორ მოქმედებს მზის შუქი ოთახის ტემპერატურასა და ტენიანობაზე. ამ პროექტში დაინტერესებული ფიზიკური რაოდენობაა (1) სინათლის ინტენსივობა, (2) ტენიანობა, (3) ტემპერატურა და (4) ჰაერის წნევა. ამ ინფორმაციის წყალობით თქვენ შეძლებთ შექმნათ სხვა სისტემები ან მოწყობილობები, რომლებიც აკონტროლებენ კონდიციონერს, დამატენიანებელს ან გამათბობელს ოთახის კომფორტული გარემოს შესაქმნელად.

ნაბიჯი 1: სენსორების მომზადება

თქვენ შეგიძლიათ ააწყოთ წრე შემდეგი სენსორებით ან უბრალოდ შეიძინოთ ამ სენსორების ან მოდულის დაფის მოდულის დაფები.

1. გარემოს სინათლის სენსორი TEMT6000 (მონაცემთა ცხრილი PDF)

2. წნევა და ტემპერატურა BMP085 ან BMP180 (*ისინი ძველი პროდუქტებია, შეიძლება დაგჭირდეთ სხვა ალტერნატივების პოვნა) (სასწავლო დოკუმენტი ადაფრუტიდან)

3. ტემპერატურისა და ტენიანობის სენსორი DHT11 (სასწავლო დოკუმენტი ადაფრუტიდან)

4. ულტრაიისფერი სხივების სენსორი GUVA-S12SD (მონაცემთა ცხრილი PDF)

სენსორების გამოყენებისთვის, მე დავამატე რამდენიმე საცნობარო ბმული. თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ რამდენიმე სასარგებლო გაკვეთილი და მითითება ინტერნეტში.

ნაბიჯი 2: ძირითადი პროცესორის მომზადება

მე ავირჩიე Arduino Uno დაფა სისტემისა და კოდირების შესამოწმებლად. თუმცა, აღმოვაჩინე, რომ atmega328P– ს არ აქვს საკმარისი მეხსიერება კოდის შესანახად და გასაშვებად, თუ მეტი სენსორი დაემატება. ამრიგად, მე გირჩევთ გამოიყენოთ atmega2560 Arduino დაფა, როდესაც დაგჭირდებათ 4 -ზე მეტი სენსორი.

მიკრო კონტროლერი (MCU):

· Atmega328P დაფა Arduino– სთვის

· ან Atmega2560 დაფა არდუინოსთვის

ნაბიჯი 3: სისტემის მომზადება

მინდა გავზომო ზოგიერთი ფიზიკური მახასიათებელი გარე და შიდა სივრცეში. დაბოლოს, მე დავუკავშირე შემდეგი სენსორები Atmega2560 დაფაზე.

შიდა გარემო:

1. წნევა და ტემპერატურა BMP180 x 1 ცალი

2. ტემპერატურისა და ტენიანობის სენსორი DHT11 x 1 ცალი

გარე გარემო:

1. გარემოს სინათლის სენსორი TEMT6000 x 1 ცალი

2. წნევა და ტემპერატურა BMP085 x 1 ცალი

3. ტემპერატურისა და ტენიანობის სენსორი DHT11 x 1 ცალი

4. ულტრაიისფერი სხივების სენსორი GUVA-S12SD x 1 ცალი

თქვენ შეიძლება აღმოაჩინოთ, რომ მე გამოვიყენე სხვადასხვა სენსორები წნევის გასაზომად. ეს მხოლოდ იმიტომ ხდება, რომ მე არ მაქვს BMP180 მოდულის დაფა, როდესაც წრე ვაშენებდი. მე გირჩევთ გამოიყენოთ იგივე სენსორები, თუ გჭირდებათ ზუსტი გაზომვა და სამართლიანი შედარება.

ნაბიჯი 4: მონაცემთა აღრიცხვის მომზადება

გარდა ამისა, მინდა, რომ მოწყობილობამ შეინახოს მონაცემები კომპიუტერთან დაკავშირების გარეშე. დავამატე მონაცემთა ჟურნალის მოდული რეალურ დროში. ქვემოთ მოცემულია მონაცემების ჟურნალი და მავთულის კავშირი.

· SD ბარათი

· CR1220 მონეტის ბატარეა

· მონაცემთა ჟურნალის მოდული Arduino– სთვის (სასწავლო დოკუმენტი Adafruit– დან)

ნაბიჯი 5: ინსტრუმენტების მომზადება

ქვემოთ მოცემულია რამდენიმე ინსტრუმენტი ან მოწყობილობა, რომელიც საჭირო იქნება მიკროსქემის შესაქმნელად.

• 30AWG შესაფუთი ინსტრუმენტი
• გასაყიდი რკინა
• შედუღების მავთული (ტყვიის გარეშე)
• პურის დაფა
• სათაურები 2.54 მმ
• ჯუმბერის მავთულები
• შესაფუთი მავთულები (30AWG)
• ცხელი წებო
• 3D ბეჭდვა (თუ გჭირდებათ მოწყობილობა თქვენი მოწყობილობისთვის)
• Arduino IDE (ჩვენ გვჭირდება ეს მიკრო კონტროლერის დაფის დასაპროგრამებლად)

ნაბიჯი 6: გადატვირთეთ DS1307 რეალური დროის საათი (RTC) მონაცემთა აღრიცხვის მოდულში

მე მინდა გამოვიყენო მონაცემები სამეცნიერო ექსპერიმენტისთვის. ამრიგად, მონაცემების ანალიზისთვის მნიშვნელოვანია გაზომვის სწორი დრო. პროგრამირებაში დაგვიანების () ფუნქციის გამოყენება გამოიწვევს დროის შეცვლის გაზომვის შეცდომას. პირიქით, მე არ ვიცი როგორ გავაკეთო ზუსტი დროის გაზომვა მხოლოდ არდუინოს პლატფორმაზე. შერჩევის დროის შეცდომის თავიდან ასაცილებლად ან გაზომვის შეცდომის შესამცირებლად, მსურს ავიღო ყველა გაზომვის ნიმუში დროის ჩანაწერით. საბედნიეროდ, მონაცემთა აღრიცხვის მოდულს აქვს რეალურ დროში საათი (RTC). ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ის მონაცემების აღების დროის გამოსაყვანად.

RTC– ს გამოსაყენებლად, მე ვიცავ ინსტრუქციას (ბმულს) RTC– ს გადატვირთვისთვის. მე გირჩევთ ამის გაკეთება Arduino Uno დაფაზე, პირველ რიგში. ეს იმიტომ ხდება, რომ თქვენ უნდა შეცვალოთ წრე, როდესაც გამოიყენება Atmega2560 დაფა (I2C კავშირი განსხვავებულია). RTC- ის დაყენების შემდეგ არ უნდა ამოიღოთ cr1220 ბატარეა. იმავდროულად, გთხოვთ შეამოწმოთ ბატარეის მდგომარეობა მონაცემების ჩაწერამდე.

ნაბიჯი 7: კავშირი

მე გამოვყო შიდა და გარე გაზომვები. ამრიგად, მე გავაკეთე ორი სათაური ორი განსხვავებული ჯგუფის სენსორების დასაკავშირებლად. სათაურების დასაყენებლად გამოვიყენე ცარიელი ადგილი მონაცემთა ჟურნალის მოდულზე. წრიული კავშირის დასასრულებლად, ვიყენებ როგორც შედუღებას, ასევე შეფუთვას. შეფუთვის პროცესი სუფთა და მოსახერხებელია, ხოლო შედუღების ერთობლიობა ძლიერი და დაცულია. თქვენ შეგიძლიათ აირჩიოთ მოსახერხებელი მეთოდი სქემის შესაქმნელად. თუ თქვენ იყენებთ Atmega2560 დაფას, დარწმუნდით, რომ თქვენ გაქვთ დამყარებული კავშირი SDA და SCL ქინძისთავებისთვის. RTC– ს კავშირი მონაცემთა აღრიცხვის ფარზე ხელახლა უნდა იყოს დაკავშირებული.

სენსორების დასაკავშირებლად, მე შევაერთე სათაურები სენსორის მოდულებზე და შემდეგ გამოვიყენე მავთულის შესაფუთი ყველა სენსორის სათაურებთან დასაკავშირებლად. როდესაც თქვენ იყენებთ სენსორულ მოდულებს, მე გირჩევთ, რომ ყურადღებით შეამოწმოთ სამუშაო ძაბვა. ზოგიერთი სენსორული მოდული იღებს როგორც 5 ვ, ასევე 3.3 ვ შეყვანას, მაგრამ ზოგი შეზღუდულია გამოიყენოს მხოლოდ 5 ვ ან 3.3 ვ. შემდეგ ცხრილში ნაჩვენებია გამოყენებული სენსორული მოდულები და სამუშაო ძაბვა.

მაგიდა. სენსორის მოდული და სამუშაო ძაბვა

ნაბიჯი 8: პროგრამირება MCU

საბედნიეროდ, მე შემიძლია ვიპოვო განაცხადის მაგალითები ყველა სენსორისთვის. თუ თქვენ ახალი ხართ მათი გამოყენებისას, შეგიძლიათ გადმოწეროთ ისინი ინტერნეტში ან დააინსტალიროთ ისინი ბიბლიოთეკის მენეჯერის გამოყენებით Arduino IDE– ში.

მე დაპროგრამებული სისტემის გამომავალი სიმებიანი თითოეული ნიმუში. სტრიქონი გამოვა და ინახება დამონტაჟებულ SD ბარათში. თუ თქვენ გჭირდებათ მონაცემების ნახვა, გამორთეთ მოწყობილობა და შემდეგ მოათავსეთ SD ბარათი. ამის შემდეგ, თქვენ შეგიძლიათ SD ბარათის დამაგრება ბარათის წამკითხველზე. ფაილი შეინახება როგორც csv ფაილი. მას შემდეგ რაც გადმოტვირთავთ მონაცემთა ფაილს კომპიუტერში, შეგიძლიათ ნახოთ იგი ტექსტური პროგრამით ან სამუშაო ფურცლის პროგრამით.

(შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ საწყისი კოდი თანდართულ ფაილში.)

ნაბიჯი 9: გამოსცადეთ და გამოიყენეთ

მნიშვნელოვანია გესმოდეთ მონაცემების მნიშვნელობა. შერჩევის სიხშირე ერთ -ერთი მნიშვნელოვანი პარამეტრია. გაზომვის დროის ინტერვალი არის 1 წუთი, შეიძლება დაგჭირდეთ მისი შეცვლა.

გარდა ამისა, თქვენ აღმოაჩენთ, რომ DHT11 ტემპერატურის გაზომვა არ არის ზუსტი. თუ გჭირდებათ უფრო ზუსტი მნიშვნელობა, შეგიძლიათ უბრალოდ გამოიყენოთ BMP წნევის სენსორების ტემპერატურის კითხვა.

მადლობა რომ კითხულობ ამას!