Rahatlıq Nəzarət Sensor Stansiyasını necə qurmaq olar: 10 addım (şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bu təlimat, Almaniya, Technische Universität Kaiserslautern, TUK -da Quraşdırılmış Ətraf Mühit Departamentində hazırlanan, ətraf mühit şəraiti üçün kombinə edilmiş sensor cihazı olan CoMoS adlı Comfort Monitorinq Stansiyasının dizaynını və inşasını təsvir edir.

CoMoS, hava istiliyi və nisbi rütubət (Si7021), hava sürəti (müasir cihaz tərəfindən külək sensoru rev. C) və dünya temperaturu (qara ampuldə DS18B20) üçün ESP32 nəzarətçi və sensorlar istifadə edir. bir LED göstəricisi (WS2812B) vasitəsilə vizual rəylə iş qurun. Əlavə olaraq, yerli vizual vəziyyəti təhlil etmək üçün bir işıq sensoru (BH1750) daxil edilmişdir. Bütün sensor məlumatları vaxtaşırı oxunur və Wi-Fi vasitəsilə bir verilənlər bazası serverinə göndərilir, oradan izləmə və nəzarət üçün istifadə edilə bilər.

Bu inkişafın arxasındakı motivasiya, ümumiyyətlə 3000 € -dan yuxarı olan laboratoriya sensor cihazlarına ucuz, lakin çox güclü bir alternativ əldə etməkdir. Bunun əksinə olaraq, CoMoS, ümumi qiyməti təxminən 50 € olan bir cihazdan istifadə edir və buna görə də hər bir iş yerində və ya bina hissəsində fərdi termal və vizual vəziyyətin real vaxtda təyin edilməsi üçün (ofis) binalarında hərtərəfli yerləşdirilə bilər.

Araşdırmalarımız və şöbədəki əlaqəli işlər haqqında daha çox məlumat üçün rəsmi Living Lab ağıllı ofis sahəsi veb saytına baxın və ya birbaşa LinkedIn vasitəsilə müvafiq müəlliflə əlaqə saxlayın. Bütün müəlliflərin əlaqələri bu təlimatın sonunda verilmişdir.

Struktur qeyd: Bu təlimat CoMoS-un orijinal quruluşunu təsvir edir, eyni zamanda bu yaxınlarda hazırladığımız bir neçə variant üçün məlumat və təlimat verir: Standart hissələrdən tikilmiş orijinal korpusdan başqa, 3D çap variantı da var. Verilənlər bazası serveri bağlantısı olan orijinal cihazdan başqa, SD-kart saxlama, inteqrasiya edilmiş WIFi giriş nöqtəsi və sensor oxunuşlarını görüntüləmək üçün gözəl bir mobil tətbiqetməyə malik alternativ müstəqil bir versiya da var. Zəhmət olmasa müvafiq fəsillərdə işarələnmiş variantları və son fəsildə müstəqil seçimləri yoxlayın.

Şəxsi qeyd: Bu, müəllifin ilk təlimatçısıdır və olduqca ətraflı və mürəkkəb bir quruluşu əhatə edir. Zəhmət olmasa addımlar boyunca hər hansı bir detal və ya məlumat yoxdursa, bu səhifənin şərhlər bölməsi, e-poçt və ya LinkedIn vasitəsilə əlaqə saxlamaqdan çəkinməyin.

Addım 1: Arka Plan - İstilik və Vizual Rahatlıq

Termal və vizual rahatlıq, xüsusilə ofis və iş yerlərində, həm də yaşayış sektorunda getdikcə daha əhəmiyyətli mövzular halına gəldi. Bu sahədəki əsas çətinlik, fərdlərin termal qavrayışının tez -tez geniş diapazonda dəyişməsidir. Bir insan müəyyən bir istilik vəziyyətində özünü isti hiss edə bilər, digərində isə soyuq hiss edə bilər. Fərdi istilik qavrayışına fiziki temperatur faktorları, nisbi rütubət, hava sürəti və ətraf səthlərin parlaq istiliyi də daxil olmaqla bir çox amillər təsir edir. Eyni zamanda, geyim, metabolik aktivlik və yaş, cinsiyyət, bədən kütləsi və daha çoxunun fərdi aspekti termal qavrayışa təsir edir.

Fərdi faktorlar istilik və soyutma idarəetmə baxımından qeyri -müəyyənlik olaraq qalsa da, fiziki faktorlar dəqiq olaraq sensor cihazları ilə təyin edilə bilər. Hava istiliyi, nisbi rütubət, hava sürəti və dünya temperaturu ölçülə bilər və bina nəzarətinə birbaşa giriş olaraq istifadə edilə bilər. Bundan əlavə, daha detallı bir yanaşmada, PMV Proqnozlaşdırılan Orta Səsin dayandığı PMV indeksini hesablamaq üçün giriş olaraq istifadə edilə bilər. İnsanların verilən mühit şəraitində istilik hisslərini orta hesabla necə qiymətləndirə biləcəklərini izah edir. PMV -3 (soyuq) ilə +3 (isti) arasındakı dəyərləri qəbul edə bilər, 0 neytral vəziyyətdir.

Niyə burada PMV-ni qeyd edirik? Yaxşı, çünki şəxsi rahatlıq sahəsində, bir binanın istilik vəziyyəti üçün keyfiyyət kriteriyası olaraq xidmət edə biləcək ümumi istifadə olunan bir indeksdir. Və CoMoS ilə PMV hesablanması üçün lazım olan bütün mühit parametrləri ölçülə bilər.

Əgər maraqlanırsınızsa, istilik rahatlığı, dünyanın konteksti və ortalama parlaq temperatur, PMV indeksi və tətbiq olunan ASHRAE standartı haqqında daha çox məlumat əldə edin.

Vikipediya: Termal Rahatlıq

ISO 7726 Termal mühitin erqonomikası

ASHRAE NPO

Yeri gəlmişkən: Fərdi termal və vizual rahatlıq təmin etmək üçün fərdiləşdirilmiş mühit sahəsində çoxdan mövcud olan, eyni zamanda çoxlu yeni qurğular var. Kiçik masa üstü fanatlar tanınmış bir nümunədir. Bununla yanaşı, ayaq qızdırıcıları, qızdırılan və havalandırılan stullar və ya İK radiasiyalı isitmə və soyutma üçün ofis arakəsmələri hazırlanır və ya artıq bazarda mövcuddur. Bütün bu texnologiyalar, məsələn, bir iş yerindəki yerli termal vəziyyətə təsir edir və bu addımın şəkillərində göstərildiyi kimi, yerli sensor məlumatlarına əsaslanaraq avtomatik olaraq idarə edilə bilər.

Fərdiləşdirilmiş mühitin gadget'ları və davam edən tədqiqatlar haqqında daha çox məlumatı buradan əldə edə bilərsiniz

Living Lab ağıllı ofis sahəsi: Fərdiləşdirilmiş mühit

Kaliforniya Universiteti, Berkeley

Soyutma cihazlarının fərdi istiləşməsi ilə bağlı ZEN hesabatı [PDF]

SBRC Wollongong Universiteti

Addım 2: Sistem Şeması

İnkişaf prosesində əsas məqsədlərdən biri, müəyyən bir açıq ofis sahəsindəki ən az on fərdi iş yerinin daxili mühit şəraitini ölçmək üçün simsiz, yığcam və ucuz bir sensor cihazı yaratmaq idi. Buna görə stansiya, bortda WiFi bağlantısı olan və hər cür sensorlar üçün çoxlu sayda bağlayıcı pinləri və dəstəklənən avtobus tipli bir ESP32-WROOM-32 istifadə edir. Sensor stansiyaları ayrı bir IoT-WiFi istifadə edir və məlumat oxunuşlarını verilənlər bazası serverində işləyən PHP skripti vasitəsilə MariaDB verilənlər bazasına göndərir. İsteğe bağlı olaraq istifadəsi asan bir Grafana vizual çıxışı da quraşdırıla bilər.

Yuxarıdakı sxem, sistem qurulmasına ümumi bir baxış olaraq bütün periferik komponentlərin tənzimlənməsini göstərir, lakin bu təlimat sensor stansiyasının özünə diqqət yetirir. Əlbəttə ki, daha sonra CoMoS qurmaq, bağlamaq və istifadə etmək üçün lazım olan bütün məlumatları təmin etmək üçün PHP faylı və SQL bağlantısının təsviri daxil edilmişdir.

Qeyd: bu təlimatın sonunda, SD kart saxlama, daxili WiFi giriş nöqtəsi və mobil qurğular üçün veb tətbiqetməsi olan alternativ CoMoS versiyasının necə qurulacağına dair təlimatlar tapa bilərsiniz.

Addım 3: Təchizat siyahısı

Elektronika

Şəkildə göstərildiyi kimi sensorlar və nəzarətçi:

• ESP32-WROOM-32 mikro nəzarətçi (espressif.com) [A]
• Si7021 və ya GY21 temperatur və rütubət sensoru (adafruit.com) [B]
• DS18B20+ temperatur sensoru (adafruit.com) [C]
• Rev C. hava sürət sensoru (moderndevice.com) [D]
• WS2812B 5050 status LED (adafruit.com) [E]
• BH1750 işıq sensoru (amazon.de) [F]

Daha çox elektrik hissələri:

• 4, 7k çəkmə müqaviməti (adafruit.com)
• 0, 14 mm² (və ya oxşar) standart tel (adafruit.com)
• 2x Wago kompakt birləşdirmə bağlayıcıları (wago.com)
• Mikro USB kabeli (sparkfun.com)

Kassa hissələri (Növbəti Adımda bu hissələr və ölçülər haqqında daha ətraflı məlumat tapın. Əgər 3D printeriniz varsa, yalnız stolüstü tennis topuna ehtiyacınız var. Növbəti Adımı atın və 5-ci addımda çap etmək üçün bütün məlumatları və faylları tapın.)

• 50x4 mm yuvarlaq akril lövhə [1]
• 40x10 mm yuvarlaq polad lövhə [2]
• Akrilik boru 50x5x140 mm [3]
• 40x5 mm yuvarlaq akril lövhə [4]
• Akrilik boru 12x2x50 mm [5]
• Stolüstü tennis topu [6]

Müxtəlif

• Ağ boya spreyi
• Qara mat boya spreyi
• Biraz lent
• Bir az yun, pambıq yastığı və ya buna bənzər bir şey

Alətlər

• Güc qazma
• 8 mm qazma matkabı
• 6 mm taxta/plastik matkap
• 12 mm taxta/plastik matkap
• İncə əl mişarı
• Zımpara
• Tel kəsmə pensləri
• Tel çıxarıcı
• Lehimləmə dəmir və qalay
• Güclü yapışqan və ya isti yapışqan tabancası

Proqram təminatı və kitabxanalar (Nömrələr istifadə etdiyimiz və aparatı sınaqdan keçirdiyimiz kitabxana versiyalarını göstərir. Yeni kitabxanalar da işləməlidir, lakin fərqli / yeni versiyaları sınayarkən bəzən bəzi problemlərlə üzləşdik.)

• Arduino IDE (1.8.5)
• ESP32 Core kitabxanası
• BH1750FVI kitabxanası
• Adafruit_Si7021 kitabxanası (1.0.1)
• Adafruit_NeoPixel kitabxanası (1.1.6)
• DallasTemperatur kitabxanası (3.7.9)
• OneWire kitabxanası (2.3.3)

Addım 4: Kassa Dizaynı və Tikintisi - Seçim 1

CoMoS -un dizaynı, əksər hissələri yuxarı hissəyə quraşdırılmış, aşağıya yaxın olan yalnız temperatur və rütubət sensoru olan nazik, şaquli bir qutuya malikdir. Sensor mövqeləri və tənzimləmələri ölçülən dəyişənlərin xüsusi tələblərini yerinə yetirir:

• Si7021 temperatur və rütubət sensoru, sensorun ətrafında sərbəst hava dövranını təmin etmək və korpusun içərisində mikrokontrolör tərəfindən əmələ gələn tullantı istiliyinin təsirini minimuma endirmək üçün korpusun kənarına, altına yaxın quraşdırılmışdır.
• BH1750 işıq sensoru, iş yerinin işıqlandırılması ilə bağlı ümumi standartların tələb etdiyi kimi üfüqi bir səthdə işıqlandırmanı ölçmək üçün korpusun düz üstünə quraşdırılmışdır.
• Rev. C külək sensoru da elektronikası korpusun içərisində gizlədilmiş halda korpusun üst hissəsinə quraşdırılmışdır, lakin həqiqi termal anemometr və temperatur sensoru daşıyan dişləri yuxarıdakı havaya məruz qalır.
• DS18B20 temperatur sensoru stansiyanın ən üstündə, qara rəngli stolüstü tennis topunun içərisinə quraşdırılmışdır. Yuxarıdakı mövqe, görünüş faktorlarını minimuma endirmək üçün lazımdır və buna görə də sensor stansiyasının özünün dünyanın temperatur ölçməsinə radiasiya təsirini göstərir.

Orta şüalanan temperatur və qara stolüstü tennis toplarının dünyanın temperatur sensoru kimi istifadəsi ilə bağlı əlavə mənbələr:

Wang, Shang & Li, Yuguo. (2015). Gündəlik Açıq Ayarlar üçün Akril və Mis Qlobus Termometrlərinin Uyğunluğu. Bina və Ətraf Mühit. 89. 10.1016/j.buildenv.2015.03.002.

Əziz, Richard. (1987). Ping-pong dünya termometrləri, ortalama parlaq temperatur üçün. H & Müh.,. 60. 10-12.

Çanta, istehsal vaxtını və səyini mümkün qədər aşağı tutmaq üçün sadə şəkildə hazırlanmışdır. Bir neçə sadə alət və bacarıqla standart hissələrdən və komponentlərdən asanlıqla tikilə bilər. Və ya xidmətində 3D printerə sahib olmaq üçün şanslı olanlar üçün bütün korpus hissələri də 3D çap edilə bilər. Kassanı çap etmək üçün bu addımın qalan hissəsini atlaya bilərsiniz və bütün lazımi faylları və təlimatları növbəti addımda tapa bilərsiniz.

Standart hissələrdən tikinti üçün, əksəriyyəti üçün uyğun ölçülər seçilir:

• Əsas gövdə, xarici diametri 50 mm, divar qalınlığı 5 mm və hündürlüyü 140 mm olan akril (PMMA) borusudur.
• Vəziyyət LED -i üçün işıq keçiricisi olan alt lövhə, diametri 50 mm və qalınlığı 4 mm olan akril yuvarlaq lövhədir.
• 40 mm diametrli və 10 mm qalınlığında bir polad yuvarlaqlıq, alt boşqabın üstünə çəki olaraq qoyulur və stansiyanın aşmamasını və alt lövhəni tutmasını təmin etmək üçün əsas gövdə borusunun aşağı ucuna yerləşdirilir. yerində.
• Üst lövhə əsas gövdə borusuna da uyğun gəlir. PMMA -dan hazırlanmışdır və diametri 40 mm və qalınlığı 5 mm -dir.
• Nəhayət, yuxarı qalxma borusu xarici diametri 10 mm, divar qalınlığı 2 mm və uzunluğu 50 mm olan PMMA -dır.

Qazma üçün bir neçə deşikdən başlayaraq istehsal və montaj prosesi sadədir. Polad yuvarlaq, LED və kabellərə uyğun olaraq 8 mm davamlı bir çuxura ehtiyac duyur. Əsas gövdə borusu, USB və sensor kabelləri üçün kabel keçməsi və havalandırma delikləri kimi təxminən 6 mm-lik deliklərə ehtiyac duyur. Deliklərin sayı və mövqeyi istəyinizə görə dəyişə bilər. İnkişaf etdiricilərin seçimi, arxa tərəfdə yuxarı və aşağıya yaxın olan altı dəlik, ön tərəfdə ikisi, bir üst, bir alt yenidən istinaddır.

Üst lövhə ən çətin hissəsidir. Üst qalxma borusuna uyğunlaşmaq üçün mərkəzləşdirilmiş, düz və davamlı 12 mm bütövlükdə, işıq sensoru kabelinə uyğun başqa bir mərkəzsiz 6 mm -lik bir çuxura və küləyə uyğun olaraq təxminən 1, 5 mm enində və 18 mm uzunluğunda nazik bir yarığa ehtiyac var. sensor İstinad üçün şəkillərə baxın. Və nəhayət, stolüstü tennis topunun dünyanın temperatur sensoru və kabelinə uyğun olması üçün 6 mm -lik bütövlük də lazımdır.

Növbəti addımda, alt plaka istisna olmaqla, bütün PMMA hissələri spreylə boyanmalıdır, istinad ağdır. Təxmini termal və optik xüsusiyyətlərini müəyyən etmək üçün stolüstü tennis topu mat qara rəngə boyanmalıdır.

Polad yuvarlaq ortada və alt lövhəyə düz bir şəkildə yapışdırılır. Üst yükseltici boru, üst plakanın 12 mm -lik çuxuruna yapışdırılır. Stolüstü tennis topu yükselticinin yuxarı ucuna yapışdırılır, deliyi yüksəldici borunun daxili açılışına uyğundur, buna görə də temperatur sensoru və kabel daha sonra qaldırıcı borudan topa daxil edilə bilər.

Bu addımla işin bütün hissələri bir araya gətirilərək yığılmağa hazırdır. Bəziləri çox sıxdırsa, onları bir az zımpara edin, çox boşsa, nazik bir təbəqə yapışdırın.

Addım 5: Kassa Dizaynı və Tikintisi - Seçim 2

CoMoS korpusunun qurulmasının 1-ci seçimi hələ də sürətli və sadə olsa da, 3D-printerin işini yerinə yetirməsi daha da asan ola bilər. Həm də bu seçim üçün, kassa, növbəti Mərhələdə təsvir edildiyi kimi asan məftil və montaja imkan vermək üçün üst, gövdə gövdəsi və alt hissəyə bölünür.

Fayllar və printer parametrləri ilə bağlı əlavə məlumatlar Thingiverse -də təqdim olunur:

Thingiverse -də CoMoS faylları

Üst və gövdə gövdə hissələri üçün ağ filamentdən istifadə qaydalarına riayət etmək çox tövsiyə olunur. Bu, korpusun günəş işığında çox tez qızmasını və saxta ölçmələrin qarşısını alır. LED göstərici işığına imkan vermək üçün alt hissədə şəffaf filament istifadə edilməlidir.

Seçim 1 -dən başqa bir fərq, metal dairənin olmamasıdır. CoMoS -un aşmasını qarşısını almaq üçün şəffaf alt hissəyə/üzərinə rulman topları və ya bir dəstə metal yuyucusu kimi hər cür ağırlıq qoyulmalıdır. Bir az çəki tutmaq üçün ətrafı bir kənar ilə dizayn edilmişdir. Alternativ olaraq, CoMoS iki tərəfli lent istifadə edərək quraşdırıldığı yerə yapışdırıla bilər.

Qeyd: Thingiverse qovluğunda CoMoS korpusuna quraşdırıla bilən mikro SD kart oxuyucusu üçün sənədlər var. Bu vəziyyət isteğe bağlıdır və bu təlimatın son addımında təsvir olunan müstəqil versiyanın bir hissəsidir.

Addım 6: Kablolama və montaj

ESP, sensorlar, LED və USB kabeli lehimlənir və bu addımın şəkillərində göstərilən sxemə görə bağlanır. Daha sonra təsvir olunan nümunə kodu ilə uyğun olan PIN təyinatı:

• 14 - Körpünü sıfırla (EN) - [boz]
• 17 - WS2811 (LED) - [yaşıl]
• 18 - DS18B20+ üçün çəkmə müqaviməti
• 19 - DS18B20+ (Bir Tel) - [bənövşəyi]
• 21 - BH1750 & SI7021 (SDA) - [mavi]
• 22 - BH1750 & SI7021 (SCL) - [sarı]
• 25 - BH1750 (V -in) - [qəhvəyi]
• 26 - SI7021 (V -in) - [qəhvəyi]
• 27 - DS18B20+ (V -in) - [qəhvəyi]
• 34 - Külək sensoru (TMP) - [mavi]
• 35 - Külək sensoru (RV) - [narıncı]
• VIN - USB kabeli (+5V) - [qırmızı]
• GND - USB kabeli (GND) - [qara]

Si7021, BH1750 və DS18B20+ sensorlar, ESP32-nin IO-pinindən işləyir. Bu mümkündür, çünki onların maksimum cərəyanı ESP -nin pin başına maksimum cərəyan dəyərinin altındadır və sensor rabitə səhvləri halında sensorları enerji təchizatını kəsərək sıfırlaya bilir. Daha çox məlumat üçün ESP koduna və şərhlərə baxın.

USB kabeli ilə eyni olan Si7021 və BH1750 sensorlar, sonrakı mərhələdə montaja icazə vermək üçün artıq xüsusi çuxurlardan keçirilmiş kabellərlə lehimlənməlidir. WAGO kompakt birləşdirmə konnektorları, cihazları USB kabeli ilə enerji təchizatına bağlamaq üçün istifadə olunur. Hamısı 5 V DC -də ESP32 -nin məntiq səviyyəsi ilə işləyən USB ilə işləyir, 3, 3 V. İsteğe bağlı olaraq, mikro USB kabelinin məlumat pinləri mikro USB fişinə yenidən qoşula və ESP -nin mikro USB -yə qoşula bilər. kassa bağlı ikən ESP32 -ə kod ötürmək üçün güc girişi və məlumat bağlantısı olaraq. Əks təqdirdə, sxemdə göstərildiyi kimi bağlanarsa, işi yığmadan əvvəl ESP -ə kod köçürmək üçün başqa bir bütöv mikro USB kabeli lazımdır.

Si7021 temperatur sensoru korpusun arxa tərəfinə yapışdırılır, altına yaxındır. Çantanın içərisində əmələ gələn istidən qaynaqlanan yanlış temperaturun qarşısını almaq üçün bu sensoru dibinə yaxın bir yerə bağlamaq çox vacibdir. Bu mövzuda daha çox məlumat üçün Epilogue addımına baxın. BH1750 işıq sensoru üst lövhəyə yapışdırılır və külək sensoru daxil edilir və qarşı tərəfdəki yarığa quraşdırılır. Çox itirməyə uyğundursa, sensorun orta hissəsinin ətrafındakı bir az bant onu yerində saxlamağa kömək edir. DS18B20 temperatur sensoru, topun mərkəzində son mövqe tutaraq, stolüstü tennis topuna yuxarı qaldırıcıdan daxil edilir. Yerə keçirici və ya konvektiv istilik ötürülməsinin qarşısını almaq üçün yuxarı qaldırıcının içərisi izolyasiya yunu ilə doldurulur və aşağı açılış lent və ya isti yapışqan ilə möhürlənir. LED, alt plitəni işıqlandırmaq üçün aşağıya baxan polad yuvarlaq çuxura bərkidilir.

Bütün tellər, birləşdirici bağlayıcılar və ESP32 əsas korpusun içərisinə keçir və bütün korpus hissəsi son montajda bir araya gətirilir.

Addım 7: Proqram təminatı - ESP, PHP və MariaDB Konfiqurasiyası

ESP32 mikro nəzarətçi, Arduino IDE və Espressif tərəfindən verilən ESP32 Core kitabxanasından istifadə etməklə proqramlaşdırıla bilər. ESP32 uyğunluğu üçün IDE -nin necə qurulacağına dair İnternetdə çoxlu dərsliklər var, məsələn burada.

Quraşdırıldıqdan sonra əlavə edilmiş kod ESP32 -ə köçürülür. Asan başa düşmək üçün şərh edilmişdir, lakin bəzi əsas xüsusiyyətlər bunlardır:

• Başlanğıcda WiFi ID və şifrə, verilənlər bazası serveri IP və istədiyiniz məlumat oxunuşları və göndərmə müddəti kimi fərdi dəyişənlərin qurulması lazım olan "istifadəçi konfiqurasiyası" bölməsi var. Qeyri-sabit bir enerji təchizatı vəziyyətində sıfır külək sürətinin oxunmasını 0-a təyin etmək üçün istifadə edilə bilən "sıfır külək tənzimlənməsi" dəyişənini də ehtiva edir.
• Kod, müəlliflər tərəfindən on mövcud sensor stansiyasının kalibrindən təyin olunan orta kalibrləmə faktorlarını ehtiva edir. Daha çox məlumat və mümkün fərdi tənzimləmə üçün Epilogue addımına baxın.
• Kodun bir neçə hissəsinə müxtəlif səhvlərin işlənməsi daxildir. Xüsusilə tez -tez ESP32 idarəedicilərində baş verən avtobus rabitə səhvlərinin effektiv aşkarlanması və idarə edilməsi. Yenə də daha çox məlumat üçün Epilogue addımına baxın.
• Sensor stansiyasının mövcud vəziyyətini və hər hansı bir xətanı göstərmək üçün LED rəngli çıxışı var. Ətraflı məlumat üçün Nəticələr addımına baxın.

Əlavə edilmiş PHP faylı serverIP/sensor.php ünvanında verilənlər bazası serverinin kök qovluğunda quraşdırılmalı və əldə olunmalıdır. PHP fayl adı və məlumat işlənməsinin məzmunu, ESP -in zəng funksiyası koduna uyğun olmalıdır və digər tərəfdən, məlumatların oxunmasının saxlanmasına icazə vermək üçün verilənlər bazası cədvəli quruluşuna uyğun olmalıdır. Əlavə edilmiş nümunə kodları bir -birinə uyğundur, lakin bəzi dəyişənləri dəyişdirdiyiniz halda sistem boyunca dəyişdirilməlidir. PHP faylının əvvəlində sistemin mühitinə, xüsusən verilənlər bazası istifadəçi adı və şifrəsinə və verilənlər bazası adına uyğun olaraq fərdi düzəlişlərin edildiyi bir tənzimləmə bölməsi var.

Sensor stansiya kodunda və PHP skriptində istifadə olunan cədvəl quruluşuna görə eyni serverdə MariaDB və ya SQL verilənlər bazası qurulur. Nümunə kodunda, MariaDB verilənlər bazası adı, "data" adlı bir cədvəli olan "sensorstation" dır və UTCDate, ID, UID, Temp, Hum, Globe, Vel, VelMin, VelMax, MRT, Illum, IllumMin, və IllumMax.

Bir Grafana analitik və izləmə platforması əlavə olaraq serverdə birbaşa verilənlər bazası vizualizasiyası üçün bir seçim olaraq quraşdırıla bilər. Bu, bu inkişafın əsas xüsusiyyəti deyil, ona görə də bu təlimatda daha ətraflı təsvir edilməmişdir.

Addım 8: Nəticələr - Məlumatların oxunması və yoxlanılması

Bütün naqillər, montaj, proqramlaşdırma və ətraf mühitin qurulması ilə sensor stansiyası vaxtaşırı məlumat oxunuşlarını verilənlər bazasına göndərir. Güc verildikdə, bir neçə iş vəziyyəti alt LED rəngi ilə göstərilir:

• Yükləmə zamanı, WiFi -yə bağlanan əlaqəni göstərmək üçün LED sarı rəngdə yanır.
• Qoşulduqda və göstərici mavi olar.
• Sensor stansiyası sensor oxunuşlarını aparır və vaxtaşırı serverə göndərir. Hər bir uğurlu transfer 600 ms yaşıl işıq impulsu ilə göstərilir.
• Səhv halında, göstərici səhv növünə görə qırmızı, bənövşəyi və ya sarımtıl rəngdə olacaq. Müəyyən bir müddətdən və ya çox sayda səhvdən sonra, sensor stansiyası bütün sensorları avtomatik olaraq sıfırlayır və yenidən açılışda sarı işıqla göstərilir. Göstərici rəngləri haqqında daha çox məlumat üçün ESP32 koduna və şərhlərə baxın.

Bu son addım atıldıqdan sonra, sensor stansiyası davam edir və işləyir. Bu günə qədər əvvəlcədən qeyd olunan Living Lab ağıllı ofis məkanında 10 sensor stansiyasından ibarət bir şəbəkə quraşdırılıb və işləyir.

Addım 9: Alternativ: Müstəqil Versiya

CoMoS-un inkişafı davam edir və bu davam edən prosesin ilk nəticəsi müstəqil bir versiyadır. CoMoS -un bu versiyası ətraf mühit məlumatlarını izləmək və qeyd etmək üçün bir verilənlər bazası serverinə və WiFi şəbəkəsinə ehtiyac duymur.

Yeni əsas xüsusiyyətlər bunlardır:

• Məlumat oxunuşları daxili micro SD kartda, Excel dostu CSV formatında saxlanılır.
• İstənilən mobil cihazla CoMoS -a daxil olmaq üçün inteqrasiya edilmiş WiFi giriş nöqtəsi.
• Bu addıma əlavə edilmiş şəkil və ekran görüntülərində göstərildiyi kimi, SD kartdan birbaşa fayl yüklənməsi ilə canlı məlumatlar, parametrlər və saxlama girişi üçün veb əsaslı tətbiq (ESP32-də daxili veb server, internet bağlantısı tələb olunmur).

Bu, kalibrləmə və bütün dizayn və tikinti daxil olmaqla bütün digər xüsusiyyətlər orijinal versiyadan toxunulmaz qalarkən WiFi və verilənlər bazası bağlantısını əvəz edir. Yenə də müstəqil CoMoS, veb tətbiqinin necə işlədiyini başa düşmək üçün ESP32-nin "SPIFFS" daxili fayl idarəetmə sisteminə necə daxil olacağınız və HTML, CSS və Javascript haqqında bir az məlumatlı olmaq üçün təcrübə və əlavə məlumat tələb edir. İşləmək üçün daha bir neçə fərqli kitabxanaya ehtiyac var.

Proqramlaşdırma və SPIFFS fayl sisteminə yükləmə haqqında əlavə məlumat üçün, tələb olunan kitabxanalar üçün əlavə edilmiş zip faylındakı Arduino kodunu və aşağıdakı istinadları yoxlayın.

Espressif tərəfindən SPIFFS kitabxanası

Me-no-dev tərəfindən SPIFFS fayl yükləyicisi

Pedroalbuquerque tərəfindən ESP32WebServer kitabxanası

Bu yeni versiya gələcəkdə nəşr oluna biləcək tamamilə yeni bir təlimat verəcəkdir. Ancaq hələlik, xüsusən də daha təcrübəli istifadəçilər üçün, qurmaq üçün lazım olan əsas məlumatları və faylları paylaşma şansını qaçırmaq istəmirik.

Müstəqil bir CoMoS qurmaq üçün sürətli addımlar:

• Əvvəlki addıma uyğun olaraq bir dava qurun. İsteğe bağlı olaraq, Micro SC kart oxuyucusunun CoMoS korpusuna yapışdırılması üçün əlavə bir çantanın 3D çapı. 3D printeriniz yoxdursa, kart oxuyucusu CoMoS əsas korpusunun içərisinə yerləşdirilə bilər, narahat olmayın.
• Bütün sensorları əvvəlcədən təsvir edildiyi kimi bağlayın, lakin əlavə olaraq, bu addıma əlavə edilmiş kabel sxemində göstərildiyi kimi bir micro SD kart oxuyucusunu (amazon.com) və DS3231 real vaxt saatını (adafruit.com) quraşdırın və bağlayın. Qeyd: çəkmə rezistoru və oneWire üçün pinlər orijinal kabel sxemindən fərqlənir!
• Arduino kodunu yoxlayın və "ssid_AP" və "password_AP" WiFi giriş nöqtəsi dəyişənlərini şəxsi seçimlərinizə uyğunlaşdırın. Düzəliş edilmədikdə, standart SSID "CoMoS_AP" və parol "12345678" dir.
• Mikro SD kartı daxil edin, kodu yükləyin, "məlumat" qovluğunun məzmununu SPIFFS fayl yükləyicisini istifadə edərək ESP32 -ə yükləyin və hər hansı bir mobil cihazı WiFi giriş nöqtəsinə qoşun.
• Mobil brauzerinizdə "192.168.4.1" ə gedin və zövq alın!

Tətbiqin hamısı html, css və javascript -ə əsaslanır. Yerli, internet bağlantısı yoxdur və ya tələb olunmur. Quraşdırma səhifəsinə və yaddaş səhifəsinə daxil olmaq üçün tətbiqdaxili yan menyuya malikdir. Quraşdırma səhifəsində, yerli tarix və vaxt, sensor oxu aralığı və s. Kimi ən vacib parametrləri tənzimləyə bilərsiniz. Bütün parametrlər ESP32 -nin daxili yaddaşında daimi olaraq saxlanacaq və növbəti açılışda bərpa olunacaq. Yaddaş səhifəsində, SD kartdakı faylların siyahısı mövcuddur. Bir fayl adına basmaqla CSV faylının mobil cihaza birbaşa yüklənməsi başlanır.

Bu sistem quruluşu daxili mühitin vəziyyətini fərdi və uzaqdan izləməyə imkan verir. Bütün sensor oxunuşları vaxtaşırı olaraq SD kartda saxlanılır, hər yeni gün üçün yeni fayllar yaradılır. Bu, giriş və ya texniki xidmət olmadan həftələr və ya aylar ərzində fasiləsiz işləməyə imkan verir. Daha əvvəl də qeyd edildiyi kimi, bu hələ də davam edən bir araşdırma və inkişafdır. Əlavə məlumat və ya köməklə maraqlanırsınızsa, şərhlər və ya birbaşa LinkedIn vasitəsilə müvafiq müəlliflə əlaqə saxlamaqdan çəkinməyin.

Addım 10: Epilogue - Bilinən Məsələlər və Görünüş

Bu təlimatda təsvir olunan sensor stansiyası uzun və davam edən bir araşdırmanın nəticəsidir. Məqsəd, daxili mühit şəraiti üçün etibarlı, dəqiq, lakin ucuz bir sensor sistemi yaratmaqdır. Bu, bir çox ciddi çətinlikləri özündə cəmləşdirir və bunlardan ən dəqiqini burada qeyd etmək lazımdır:

Sensor dəqiqliyi və kalibrləmə

Bu layihədə istifadə olunan sensorların hamısı aşağı və ya orta qiymətə nisbətən yüksək dəqiqlik təqdim edir. Əksəriyyəti daxili səs -küyün azaldılması və ünsiyyət üçün rəqəmsal avtobus interfeysləri ilə təchiz olunmuşdur, bu da kalibrləmə və ya səviyyə tənzimləmələrinə olan ehtiyacı azaldır. Hər halda, sensorlar müəyyən xüsusiyyətlərə malik bir korpusa və ya korpusa quraşdırıldığından əlavə olunmuş şəkillərdə qısaca göstərildiyi kimi müəlliflər tərəfindən tam sensor stansiyasının kalibrlənməsi həyata keçirilmişdir. Cəmi on bərabər qurulmuş sensor stansiyası müəyyən edilmiş ətraf mühit şəraitində və TESTO 480 peşəkar qapalı iqlim sensoru cihazı ilə müqayisədə sınaqdan keçirilmişdir. Bu qaçışlardan nümunə koduna daxil olan kalibrləmə faktorları təyin edildi. Kassanın və elektronikanın fərdi sensorlara təsirinin sadə bir kompensasiyasına imkan verir. Ən yüksək dəqiqliyə çatmaq üçün hər bir sensor stansiyası üçün fərdi kalibrləmə tövsiyə olunur. Bu sistemin kalibrlənməsi, bu təlimatda təsvir edilən inkişaf və quruluşun yanında müəlliflərin araşdırmalarının ikinci bir istiqamətidir. Hələ də araşdırma mərhələsində olan və internetə çıxan kimi burada əlaqələndiriləcək əlavə, əlaqəli bir nəşrdə müzakirə olunur. Zəhmət olmasa müəlliflərin saytında bu mövzuda daha çox məlumat tapa bilərsiniz.

ESP32 əməliyyat sabitliyi

Bu kodda istifadə olunan bütün Arduino əsaslı sensor kitabxanaları ESP32 lövhəsi ilə tam uyğun gəlmir. Bu məsələ, xüsusən I2C və OneWire ünsiyyətinin sabitliyi ilə əlaqədar olaraq, bir çox internetdə geniş müzakirə edildi. Bu inkişafda, sıfırlama məqsədi ilə enerji təchizatının kəsilməsinə imkan vermək üçün sensorların birbaşa ESP32 -nin IO pinləri vasitəsilə işə salınmasına əsaslanan yeni birləşmiş səhv aşkarlama və işləmə həyata keçirilir. Bugünkü baxımdan bu həll təqdim edilməmiş və ya geniş müzakirə edilməmişdir. Zərurətdən doğuldu, lakin bu günə qədər bir neçə aylıq və sonrakı əməliyyat dövrlərində problemsiz işləyir. Ancaq yenə də araşdırma mövzusudur.

Outlook

Bu təlimatlandırıcı ilə birlikdə, müəlliflərin inkişafı inkişaf etdirmək və geniş və açıq mənbə tətbiqinə icazə vermək üçün əlavə yazılı nəşrlər və konfrans təqdimatları aparılır. Bu arada, xüsusilə sistem dizaynı və istehsal qabiliyyəti, sistem kalibrlənməsi və yoxlanılması ilə əlaqədar olaraq sensor stansiyasını daha da təkmilləşdirmək üçün araşdırmalar davam etdirilir. Bu təlimat gələcəkdə baş verə biləcək inkişaflar haqqında yenilənə bilər, lakin bütün müasir məlumatlar üçün müəlliflərin veb saytına daxil olun və ya birbaşa LinkedIn vasitəsilə müəlliflərlə əlaqə saxlayın:

uyğun müəllif: Mathias Kimmling

ikinci müəllif: Konrad Lauenroth

tədqiqatçı müəllimi: Prof. Sabine Hoffmann

İlk dəfə müəllifin ikinci mükafatı