GreenHouse სენსორი: 8 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

სამეურვეო GreenHouse სენსორი

რეალიზებულია ალენ ვეის მიერ პასკალ ჩენკაპტორსის დახმარებით | სიგფოქსი | უბიდოტები

1. მიზნები
2. ამ პროექტში გამოყენებული ნივთები
3. განხორციელების ნაბიჯი
4. მუშაობის პრინციპი
5. მოწყობილობის კავშირი
6. Mbed კოდი
7. მონაცემთა დამუშავება და ანალიზი
8. სისტემის მოხმარების ოპტიმიზაცია
9. ფოტოები

ნაბიჯი 1: მიზნები

ამ პროექტისთვის მინდა ავტონომიური ენერგეტიკული სისტემის რეალიზება და უნდა გავზომო: ჰაერის გარემოს ტემპერატურა, ჰაერის ტენიანობა, ნიადაგის ტემპერატურა, ნიადაგის ტენიანობა, ლუქსი და RGB სიკაშკაშე.

ნაბიჯი 2: ნივთები, რომლებიც გამოიყენება ამ პროექტში

მასალების ანგარიში:

1) მზის კომპონენტი: ფისოვანი თხელი ფენა იძლევა გარე გამოყენების საშუალებას

2) ჩიპი LiPo Rider Pro: დააკისრეთ ყველა თქვენი პროექტი 5 ვ

3) ჩიპური მიკროკონტროლერი Nucleo STM 32L432KC: უზრუნველყოფს ხელმისაწვდომ და მოქნილ გზას მომხმარებლებისთვის, გამოსცადონ ახალი იდეები და შექმნან პროტოტიპები ნებისმიერი STM32 მიკროკონტროლერის ხაზით

4) მოდული Sigfox Wisol: თქვენი IOT პროტოტიპის შესაქმნელად Sigfox ქსელებით

5) ეკრანის LCD: ის აკავშირებს მიკროკონტროლერს I2C ან SPI ავტობუსის საშუალებით

6) Li-Ion ბატარეა 3, 7V 1050mAh: დაცვა გადატვირთვისა და გამონადენისგან.

7) სიმძიმის ტენიანობის სენსორი SEN0193: იცოდეთ წყლის კონცენტრაცია მიწაში. სენსორი აწვდის ანალოგურ ძაბვას წყლის შემცველობიდან გამომდინარე.

8) ტემპერატურისა და ტენიანობის სენსორი DHT22: იცოდეთ ჰაერის ტემპერატურა და ტენიანობა და აკავშირებს მიკროკონტროლერ არდუინოს ტიპის ან თავსებადია ციფრული გამომავალი საშუალებით.

9) გროვის ტემპერატურის სენსორი: იცოდეთ ნიადაგის ტემპერატურა და ეს მოდული უკავშირდება Grove Base Shield– ის ან Mega Shield– ის ციფრულ შეყვანას 4 გამტარი კაბელის ჩათვლით.

10) ფერის სენსორი ADA1334: აღმოაჩინეთ სინათლის წყაროს ან ობიექტის ფერი. ის ურთიერთობს I2C პორტის საშუალებით

11) სინათლის სენსორი TSL2561: გაზომეთ სიკაშკაშე 0.1 -დან 40000 ლუქსამდე. ის აკავშირებს Arduino მიკროკონტროლერს I2C ავტობუსის საშუალებით.

პროგრამული უზრუნველყოფა:

1) SolidWorks (დიზაინი მყარი მოდელი)

2) Paint 3D (შეიმუშავეთ პროგრამის ხატი)

3) ალტიუმი (დახაზეთ pcb)

4) Mbed (ჩაწერეთ კოდი ბარათისთვის)

ნაბიჯი 3: განხორციელების ნაბიჯი

მასალისა და პროგრამული უზრუნველყოფის ცოდნის შემდეგ, რომელსაც ჩვენ გამოვიყენებთ, არის მთელი რიგი ნაბიჯები, რომლებიც უნდა გავაცნობიეროთ

1) ჩვენ უნდა მოვახდინოთ მიკროსქემის ალუმინის საშუალებით

2) ჩვენ უნდა შევასრულოთ დიზაინის რამდენიმე სამუშაო, მაგალითად: შევქმნათ მყარი მოდელი SolidWorks– ის საშუალებით, შევადგინოთ აპლიკაციის ხატი Paint 3d– ის საშუალებით

3) თუ სქემა სწორია, ჩვენ შეგვიძლია გავარკვიოთ სქემა PCB– ზე იმ მასალებით, რომლებიც ჩვენ ჯერ კიდევ მოვამზადეთ

4) მიკროსქემის შეერთების შემდეგ, ჩვენ უნდა შევაერთოთ კომპონენტი და შევამოწმოთ მიკროსქემის ხარისხი

5) დასასრულს, ჩვენ უნდა ჩავალაგოთ წრე მყარი მოდელით, რომელიც უკვე დავასრულეთ

ნაბიჯი 4: მუშაობის პრინციპი

Capacitive Soil Moisture Sensor SKU: ჩადეთ იგი თქვენი მცენარეების ირგვლივ ნიადაგში და შთაბეჭდილება მოახდინეთ თქვენს მეგობრებზე რეალურ დროში ნიადაგის ტენიანობის მონაცემებით

ტემპერატურისა და ტენიანობის სენსორი DHT11 ST052: შეაერთეთ სენსორი დაფაზე დაყენებულ კვანძებს ფერის სენსორი ADA1334: აქვს RGB და წმინდა სინათლის მგრძნობიარე ელემენტები. IR ბლოკირების ფილტრი, ინტეგრირებული ჩიპზე და ლოკალიზებულია ფერის აღქმის ფოტოდიოდებზე, ამცირებს შემომავალი შუქის IR სპექტრულ კომპონენტს და საშუალებას იძლევა ზუსტად მოხდეს ფერის გაზომვები.

გროვის ტემპერატურის სენსორი: ჩადეთ იგი ნიადაგში თქვენი მცენარეების ირგვლივ, DS18B20 ციფრული თერმომეტრი უზრუნველყოფს ტემპერატურის გაზომვას 9-ბიტიდან 12-ბიტამდე და აქვს განგაშის ფუნქცია მომხმარებლისთვის არასტაბილური პროგრამირებადი ზედა და ქვედა წერტილებით.

სინათლის სენსორიTSL2561: სენსორს აქვს ციფრული (i2c) ინტერფეისი. თქვენ შეგიძლიათ აირჩიოთ სამი მისამართიდან ერთი, ასე რომ თქვენ გექნებათ სამამდე სენსორი ერთ დაფაზე, თითოეულს განსხვავებული i2c მისამართით. ჩამონტაჟებული ADC ნიშნავს, რომ თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს ნებისმიერი მიკროკონტროლით, მაშინაც კი, თუ მას არ აქვს ანალოგური შეყვანა.

1) სენსორების გამოყენება მონაცემთა შეგროვებისათვის

2) მონაცემები გადაეცემა მიკროკონტროლერს

3) მიკროკონტროლერი შეასრულებს ჩვენს მიერ უკვე დაწერილ პროგრამას და გადასცემს მონაცემებს Sigfox Wisol მოდულში

4) მოდული Sigfox Wisol გადასცემს მონაცემებს ვებგვერდზე Sigfox Backend ანტენის საშუალებით

ნაბიჯი 5: მოწყობილობის კავშირი

SPIPreInit gSpi (D11, NC, D13); // MOSI MISO CLK

Adafruit_SSD1306_Spi gOled (gSpi, D10, D4, D3); // DC RST CS

სერიული ვისოლი (USBTX, USBRX); // tx (A2), rx (A7)

DHT dht22 (A5, DHT:: DHT22); // ანალოგი

TSL2561_I2C Lum (D0, D1); // სდა, სკლ

TCS3472_I2C rgbc (D12, A6); // სდა, სკლ

ანალოგური humidite (A1); // ანალოგი

DS1820 ზონდი (A0); // ანალოგი

ციფრული დროშა (D6); // გადამრთველის ეკრანის კონტროლი

ნაბიჯი 6: Mbed კოდი

თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ mbed კოდი იქ:

ნაბიჯი 7: მონაცემთა დამუშავება და ანალიზი

ვებგვერდზე Sigfox– ის მონაცემების გაგზავნის შემდეგ, რადგან Sigfox ზღუდავს თითოეულ შეტყობინებას მაქსიმუმ 12 ბაიტამდე (96 ბიტი), ამიტომ ჩვენ მივაკუთვნეთ სხვადასხვა გაზომვები სხვადასხვა ბაიტის ზომებზე და ჩვენ ვაყენებთ მონაცემებს თექვსმეტობით. იმისათვის, რომ მომხმარებლებმა მიიღონ მონაცემები უფრო მკაფიოდ და მოხერხებულად, ჩვენ ვაგზავნით მონაცემებს Sigfox– დან ღრუბლოვან პლატფორმაზე, ღრუბლოვან პლატფორმაზე, ჩვენ წარმოვადგენთ მონაცემებს და ვაანალიზებთ მას. განხორციელების პროცესი შემდეგია:

1) დაარეგისტრირეთ ჩვენი მოწყობილობები ღრუბლოვან პლატფორმაზე

2) შეიყვანეთ Sigfox მოწყობილობის გამოძახების გამოცემის ვებსაიტი

3) პარამეტრების კონფიგურაციის დაყენება

4) განათავსეთ ანგარიშის ბმული მოწყობილობის ღრუბლოვან პლატფორმაზე url შაბლონში (დარეკეთ სერვერის მისამართი)

5) შეავსეთ გამოძახების ორგანო (ინფორმაციის ძირითადი ნაწილი გამოძახების მოთხოვნისათვის)

6) შეინახეთ პარამეტრები

სურათი გვიჩვენებს შედეგს Ubidots პლატფორმაზე, ჩვენ ვხედავთ, რომ მონაცემები გადაყვანილია ათეულში, ამიტომ ჩვენ ვიღებთ მონაცემებს უფრო მკაფიოდ და მოხერხებულად, და ჩვენ შეგვიძლია დეტალურად შევხედოთ თითოეული მონაცემის დიაგრამას, მაგალითად: ჩვენ შეგვიძლია ვიპოვოთ უმაღლესი ტემპერატურა ჰაერში

ნაბიჯი 8: სისტემის მოხმარების ოპტიმიზაცია

MCU– ში არის მინი usb– სა და Vin– ს შორის მარეგულირებელი, ეს მარეგულირებელი ზარალს გაზრდის, ჩვენი სისტემის დანაკარგების შესამცირებლად, ჩვენ ვიკვებებით მიკროკონტროლერს ციფრული გამომუშავებიდან და როდესაც სისტემას არ ვიყენებთ, გავაკეთოთ მიკროკონტროლი და სენსორები იძინებენ. ჩვენ ვამტკიცებთ, რომ ამ ორ მეთოდს შეუძლია ეფექტურად შეამციროს ზარალი:

1) დაამატეთ რეზისტორი მიკროკონტროლერს და გენერატორს შორის

2) იპოვნეთ მიმდინარეობა წინააღმდეგობის გაწევით ოსცილოსკოპზე

3) დაიძინეთ სენსორები და აღადგინეთ მიმდინარეობა ოსცილოსკოპის წინააღმდეგობის საშუალებით

4) დაიძინეთ მიკროკონტროლერი და აღადგინეთ მიმდინარეობა ოსცილოსკოპზე წინააღმდეგობის გაწევით. ჩვენი ექსპერიმენტული შედეგები ასეთია

ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ როდესაც ჩვენ მიკროკონტროლერს ვაძინებთ, სისტემის დაკარგვა მინიმუმამდეა დაყვანილი. და როდესაც მიკროკონტროლერი იღვიძებს, სენსორებს შეუძლიათ მონაცემების შეგროვება და გაგზავნა Sigfox– ში. მაგრამ არის პრობლემა, როდესაც ჩვენ მიკროკონტროლერს ვაძინებთ, ჯერ კიდევ არის მიმდინარეობა MCU– ს და სენსორებს შორის, როგორ აღმოფხვრა ეს დენი? Mosfet– ის გამოყენებით, ჩვენ ვუკავშირდებით კარიბჭეს MCU– ს ციფრულ გამომავალთან, ჩვენ ვუკავშირდებით დრენაჟს სენსორებით და ჩვენ ვუკავშირდებით წყაროს MCU– ს 3, 3V პინით. როდესაც კარიბჭის ძაბვა უფრო მცირეა ვიდრე Vgs (კარიბჭის ბარიერი ძაბვა), არის ბლოკი წყაროსა და გადინებას შორის, არ არის ძაბვა სენსორების ბოლოს. როდესაც ჩვენ ვაძინებთ მიკროკონტროლერს, ჩვენ უნდა უზრუნველვყოთ რომ კარიბჭის ძაბვა იყოს Vgs– ზე ნაკლები, ხოლო როდესაც MCU მუშაობს, კარიბჭის ძაბვა უნდა იყოს Vgs– ზე მეტი, ეს არის წესები, რომლებიც გამოიყენება Mosfet– ის საპოვნელად.