სახლის ტენიანობის და ტემპერატურის მონიტორინგი: 11 ნაბიჯი

2025 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2025-01-23 14:50

Გამარჯობათ ბიჭებო ! იმისათვის, რომ დავიწყოთ საუკეთესოდ, პატარა ამბავი პროექტის შესახებ. მე ცოტა ხნის წინ დავამთავრე და გადავედი ავსტრიაში ინჟინრის პირველი თანამდებობისთვის. ქვეყანა ლამაზია, მაგრამ ძალიან ცივი და ნოტიო ზამთრის სეზონზე. მე სწრაფად დავიწყე შესამჩნევი რაღაც კონდენსაცია ფანჯრებზე ყოველ დილით, როდესაც ვიღვიძებდი, ისევე როგორც რაღაც ობის ჩამოსული ულამაზესი ბინის კედლებზე, რომელსაც ვქირაობ. ეს იყო ჩემი პირველი შეხვედრა ტენიანობის ასეთ მაღალ დონესთან ერთად, რომელიც შემოვიდა სამხრეთ საფრანგეთიდან, ჩვენ ასეთი პრობლემა ნამდვილად არ გვაქვს. ასე რომ, მე ვეძებდი გადაწყვეტილებებს ინტერნეტში და გადავწყვიტე შემეგროვებინა ნაწილები და შემექმნა ჩემი მონიტორინგის სისტემა, რათა გამემოწმებინა ჩემი ბინის თითოეული ოთახის ტენიანობა, ასევე გარემოს ტემპერატურა. შემდეგ პროექტს ჰქონდა ძირითადი მითითებები:

1. იაფი უნდა იყოს.
2. ის საკმარისად ზუსტი უნდა იყოს.
3. მე მინდოდა რაღაც პატარა, მარტივი სატარებელი და ბატარეაზე მომუშავე.
4. მე მიყვარს მცენარეები და გადავწყვიტე, რომ მას შეეძლო ნიადაგის ტენიანობის შემოწმება, რათა გამეგო თუ არა მე მჭირდება ჩემი მცენარეების მორწყვა. (კონტექსტიდან გამომდინარე, მაგრამ მე უბრალოდ მომეწონა იდეა!: D)

ეს არის საკმაოდ მარტივი პროექტი, თუმცა ეს არის ყველაზე სასარგებლო, რაც კი ოდესმე გამიკეთებია. მე შემიძლია შევამოწმო ყველა ოთახის ტენიანობა და ვნახო, მჭირდება თუ არა რეაგირება, რომ შევაჩერო ყალიბები. მოდით დავიწყოთ.

ნაბიჯი 1: შეაგროვეთ კომპონენტები

ჩვენი პროექტი საკმაოდ მარტივია. ჩვენ გამოვიყენებთ არდუინოს (ჩემს შემთხვევაში ნანო) როგორც ტვინი, რადგან ის ძალიან მარტივია პროგრამირებაში, იაფი და საჭიროების შემთხვევაში შესაცვლელი.

DHT-22, როგორც ტემპერატურისა და ტენიანობის სენსორი, არის ქვედა ვერსია, სახელწოდებით DHT-11, რაც ჩემი აზრით, სისულელეა, მე ვსაუბრობ სიზუსტეზე და კიდევ 3 ევროდ შეგიძლიათ მიიღოთ DHT-22, რომელიც გაცილებით ზუსტი და ზუსტია. და შეუძლია იმუშაოს ტემპერატურის ფართო სპექტრზე. OLED დისპლეი მონაცემების ჩვენების მიზნით და ვიზუალური ინტერფეისი სენსორებსა და ადამიანს შორის, როგორიც მე ვარ. აღმოვაჩინე, რომ 64 -დან 128 -ით არის სრულყოფილი, როგორც პატარა, მე შემიძლია მოვათავსო საკმარისი მონაცემები მასზე და ძალიან ადვილია ინტერფეისი.

YL-69 ნიადაგის ტენიანობის სენსორი, რომ შევამოწმო, როცა მჭირდება ჩემი საყვარელი მცენარეების მორწყვა. და ეს არის ძირითადად ის, რაც გჭირდებათ პროექტისათვის. სურვილისამებრ, მინდოდა, რომ პროექტი დამხმარებოდა ლიპოსის გამოყენებით, რომელიც მე მქონდა გარშემო. -შეგიძლიათ ძალიან მარტივად იმუშაოთ ნორმალური 9 ვ ბატარეით. მინდოდა შევძლებდი ლიპო ბატარეების ძაბვის მონიტორინგს არდუინოს ანალოგური საშუალებების გამოყენებით. მეტ ინფორმაციას მივცემ შემდეგ გვერდებზე.

დამატებით დაგჭირდებათ შემდეგი:

1. პურის დაფის ნაჭერი.
2. ჩართვა/გამორთვა გადამრთველი *1
3. ბატარეის კონექტორი 9 ვ
4. 9 ვ ბატარეა

და თუ გსურთ ლიპოსა და მონიტორინგის განხორციელება:

1. 10K რეზისტორები *3
2. 330R რეზისტორები *1
3. LED *1
4. სლაიდერის გადამრთველი *1
5. ლიპოს დამჭერები (ან მე გაჩვენებთ 3D დაბეჭდილ ვერსიას, რომელსაც ამჟამად ვიყენებ)
6. 2 ლიპო უჯრედები.

ნაბიჯი 2: სრული სქემა

თანდართულ სქემაში ნახავთ. გთხოვთ არ გაითვალისწინოთ, რომ თქვენ აშკარად ირჩევთ მიკროსქემის 9 ვ ბატარეის ნაწილს ან VIP ბატარეასთან დაკავშირებულ LIPO ბატარეის ნაწილს. ორივე წრე გამოვყავი წითელი კვადრატებით და თითოეული მათგანის ხაზგასასმელად გამოვაქვეყნე წითელი სათაური.

არ ინერვიულოთ თითოეული კავშირი სწორად იქნება ახსნილი შემდეგ ნაბიჯებში.

ნაბიჯი 3: სწორი კონფიგურაციის მიღება

დარწმუნდით, რომ დაინსტალირებული გაქვთ Arduino IDE. და გადმოწერეთ ბიბლიოთეკები ამ ნაბიჯით. მე ასევე დავდებ სრულ კოდს, თუ არ გსურთ შეაწუხოთ თითოეული კომპონენტის ტესტირება შემდეგ საფეხურებში.

ნაბიჯი 4: DHT-22– ის დაკავშირება

პროექტის პირველი ნაბიჯი არის DHT-22 არდუინოსთან დაკავშირება. კავშირი საკმაოდ მარტივია: DHT-22 ------ Arduino

VCC ------ +5V

მონაცემები ------ D5

GND ------ GND

DHT-22 კავშირის შესამოწმებლად თქვენს არდუინოსთან ჩვენ განვახორციელებთ ამ საფეხურზე ჩაშენებულ კოდს.

ნაბიჯი 5: OLED ეკრანის დაკავშირება

შემდეგი ნაბიჯი არის OLED ეკრანის დაკავშირება. ამგვარი ჩვენება აკავშირებს I2C პროტოკოლის გამოყენებით. ჩვენი პირველი ამოცანაა თქვენი არდუინოს სწორი I2C ქინძისთავების პოვნა, თუ თქვენ იყენებთ Arduino ნანოს, I2C ქინძისთავებია A4 (SDA) და A5 (SCL). თუ თქვენ იყენებთ სხვა arduino- ს, როგორიცაა UNO ან MEGA, გადახედეთ arduino– ს ოფიციალურ ვებსაიტს ან მონაცემთა ცხრილს I2C ქინძისთავებისთვის.

კავშირი შემდეგია: OLED ------ Arduino

GND ------ GND

VCC ------ 3V3

SCL ------ A5

SDA ------ A4

OLED– ის შესამოწმებლად ჩვენ DHT მონაცემებს გამოვავლენთ OLED ეკრანზე პირდაპირ ამ საფეხურზე ჩამონტაჟებული კოდის ატვირთვით.

თქვენ უნდა ნახოთ OLED ეკრანზე ნაჩვენები ტემპერატურა და ტენიანობა ნიმუშის ძალიან სწრაფი მაჩვენებლით, რადგან ჩვენ ჯერჯერობით დაგვიანება არ დაგვიყენებია.

ნაბიჯი 6: ნიადაგის ტენიანობის მონიტორინგი

რადგან მინდოდა ჩემი მცენარეების ნიადაგის ტენიანობის მონიტორინგი, ჩვენ უნდა დავუკავშიროთ YL-69.

ეს სენსორი ჩემთვის ძალიან საინტერესოა და ის იქცევა, როდესაც ნიადაგია:

სველი: გამომავალი ძაბვა მცირდება.

მშრალი: გამომავალი ძაბვა იზრდება.

კავშირი ასეთია:

YL69 ------ არდუინო

VCC ------ D7

GND ------ GND

D0 ------ არ დაუკავშიროთ

A0 ------ A7

როგორც ხედავთ, ჩვენ ვუკავშირდებით მოდულის VCC პინს Arduino– ს ციფრულ პინთან. ამის იდეა არის მოდულის გაძლიერება მხოლოდ მაშინ, როდესაც ჩვენ გვინდა გაზომვის გაკეთება და არა განუწყვეტლივ. ეს გამოწვეულია იმით, რომ სენსორი მუშაობს დენის გაზომვით, რომელიც ზონდის ერთი ფეხიდან მეორეზე მიდის. ამის გამო ხდება ელექტროლიზი და მას შეუძლია საკმაოდ სწრაფად გაანადგუროს ზონდი მაღალი ტენიანობის ნიადაგში.

ჩვენ ახლა დავამატებთ ტენიანობის სენსორს ჩვენს კოდს და ვაჩვენებთ ტენიანობის მონაცემებს DHT მონაცემებით OLED– ზე. ატვირთეთ ამ საფეხურზე ჩაშენებული კოდი.

ნაბიჯი 7: მონიტორინგი VBAT (9V ბატარეა)

მინდოდა გამეგო რამდენად დაბალი იყო ბატარეა, რომ ერთ დღეს არ გამიკვირდეს და ამოიწურა ისე, რომ არ შემეძლოს მისი წინასწარმეტყველება. შეყვანის ძაბვის მონიტორინგის გზა არის არდუინოს ზოგიერთი ანალოგური ქინძისთავის გამოყენება, რათა იცოდეთ რამდენი ძაბვა მიიღება. Arduino– ს შესასვლელ ქინძისთავებს შეუძლიათ მიიღონ მაქსიმუმ 5 ვ, მაგრამ გამოყენებული ბატარეა წარმოქმნის 9 ვ. თუ ჩვენ პირდაპირ ამ მაღალ ძაბვას დავუკავშირებთ, ჩვენ გავანადგურებთ ტექნიკის ზოგიერთ კომპონენტს, ჩვენ უნდა გამოვიყენოთ ძაბვის გამყოფი, რომ 9 ვ მოვიყვანოთ 5 ვ ბარიერის ქვემოთ.

მე გამოვიყენე ორი 10k რეზისტორი, რათა ძაბვის გამყოფი და ფაქტორი 2 გამყოფი 9V გავხადო და მაქსიმუმ 4.5V- მდე მივიყვანო.

იმის საჩვენებლად, რომ ბატარეა იკლებს ნორმალური LED- ის გამოყენებით 330 ohm მიმდინარე მიმდინარე შემზღუდველი რეზისტორით.

ჩვენ გამოვიყენებთ ანალოგიურ პინს A0 VBAT მონიტორინგისთვის.

მიჰყევით სქემას, რომ იცოდეთ როგორ დააკავშიროთ კომპონენტები:

ჩვენ ახლა დავამატებთ მას ამ საფეხურზე ჩადგმულ კოდის კოდში.

ნაბიჯი 8: VBAT მონიტორინგი (2 Lipos კონფიგურაცია)

მინდოდა გამეგო რამდენად დაბალი იყო ბატარეა, რომ არ გამიკვირდეს ერთ დღეს და ამოიწურა, რომ არ შემეძლოს მისი წინასწარმეტყველება.

შეყვანის ძაბვის მონიტორინგის საშუალება არის არდუინოს ზოგიერთი ანალოგური ქინძისთავის გამოყენება იმის გასარკვევად, თუ რამდენი ძაბვა მიიღება. არდუინოს შესასვლელ ქინძისთავებს შეუძლიათ მიიღონ მაქსიმუმ 5 ვ, მაგრამ ლიპოები წარმოქმნიან მაქსიმუმ 4.2*2 = 8.4 ვ.

განსხვავება წინა საფეხურთან არის ის, რომ სერიული 2 ლიპოს გამოყენების შემთხვევაში, რათა შეიქმნას ძაბვა> 5V Arduino დაფაზე, ჩვენ უნდა ვაკონტროლოთ თითოეული ლიპო უჯრედი, რადგან მათ შეუძლიათ განსხვავებული სიჩქარით გამონადენი. გაითვალისწინეთ, რომ თქვენ არ გსურთ ლიპო ბატარეის ზედმეტი დატენვა, ეს ძალიან საშიშია.

პირველი ლიპოსთვის პრობლემა არ არის, რადგან ნომინალური ძაბვა 4.2 ვ არის 5 ვ -ის ზღვარს ქვემოთ, რომელსაც შეუძლია გაუძლოს არდუინოს შემავალი ქინძისთავები. თუმცა, როდესაც 2 ბატარეას აყენებთ სერიაში, მათი ძაბვა ემატება: Vtot = V1 + V2 = 4.2 + 4.2 = 8.4 მაქსიმუმი.

თუ ჩვენ პირდაპირ ამ მაღალ ძაბვას დავუკავშირებთ ანალოგურ პინს, ჩვენ გავანადგურებთ აპარატურის ზოგიერთ კომპონენტს, ჩვენ უნდა გამოვიყენოთ ძაბვის გამყოფი, რომ 8,4 ვ -ს ქვემოთ მოვიყვანოთ 5 ვ ბარიერიდან. მე გამოვიყენე ორი 10k რეზისტორი, რომ ძაბვის გამყოფი და ფაქტორი 2 გავყო 8.4V და მივიყვანო 4.2V მაქსიმუმამდე.

ჩვენ გამოვიყენებთ ანალოგიურ პინს A0 VBAT მონიტორინგისთვის. მიჰყევით სქემას, რომ იცოდეთ როგორ დააკავშიროთ კომპონენტები:

იმის დასანახად, რომ ბატარეა იკლებს ნორმალური LED- ის გამოყენებით 330 ოჰმეტი მიმდინარე შემზღუდველი რეზისტორით.

ჩვენ ახლა დავამატებთ მას ამ საფეხურზე ჩადგმულ ჩვენს კოდში.

ნაბიჯი 9: დანართი

მე მაქვს შანსი ვიყო 3D პრინტერი, ასე რომ გადავწყვიტე საქმის დაბეჭდვა სტანდარტული PLA გამოყენებით.

თქვენ ნახავთ თანდართულ ფაილებს, მე შემუშავებული მაქვს დანართი Autodesk Inventor & Fusion360– ის გამოყენებით.

თქვენ ასევე შეგიძლიათ შექმნათ თქვენი საკუთარი დიზაინი ან უბრალოდ შეინახოთ პურის დაფა ისეთი, როგორიც არის, ყუთი თავად არაფერს მატებს ფუნქციონირებას. სამწუხაროდ, ჩემი 3D პრინტერი ცხელი უბრალოდ მოკვდა, ასე რომ, მე ჯერ კიდევ ვერ ვბეჭდავდი, მე განვაახლებ ჩემს პოსტს, როცა მიიღეთ ამაზონზე გადაღებული ნაწილები. რედაქტირება: ის ახლა დაბეჭდილია და თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ სურათებზე.

ნაბიჯი 10: სამელიორაციო პერსპექტივები

ჯერჯერობით პროექტი სრულყოფილად აკმაყოფილებს ჩემს მოთხოვნებს. ამასთან, ჩვენ შეგვიძლია ვიფიქროთ რამდენიმე პუნქტზე, რომელთა გაუმჯობესებაც შეგვიძლია:

1. შეამცირეთ ბატარეის მოხმარება, ჩვენ შეგვიძლია გავაუმჯობესოთ მიმდინარე მოხმარება ან შევცვალოთ აპარატურა ან გავაუმჯობესოთ პროგრამული უზრუნველყოფა.
2. დაამატეთ bluetooth, რომ დაუკავშირდეთ APP- ს, ან შეინახოთ მონაცემები და დროთა განმავლობაში განახორციელოთ მეტი ანალიზი.
3. დაამატეთ LIPO დატენვის წრე, რომ შეავსოთ იგი უშუალოდ კედელთან.

თუ რამეზე ფიქრობთ, ნუ დააყოვნებთ, ჩაწერეთ კომენტარების განყოფილებაში.

ნაბიჯი 11: გმადლობთ

გმადლობთ ამ სახელმძღვანელოს წაკითხვისთვის, ნუ მოგერიდებათ ჩემთან და სხვებთან ურთიერთობა კომენტარების განყოფილებაში. ვიმედოვნებ, რომ მოგეწონათ პროექტი და გნახავთ სხვა დროს სხვა პროექტზე!