Sadə bir qapalı rəsədxana: 9 addım (şəkillərlə)

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

Bu layihə, bəzi mövcud və asan əldə edilən sensorlar ilə sadə bir rəsədxana necə edəcəyinizi göstərəcək. Həqiqətən də bunu tələbələrimdən biri üçün tikmişəm. Şagird günəş işığının otaq temperaturu və rütubətə necə təsir etdiyini öyrənmək istəyir. Bu layihədə maraqlanan fiziki kəmiyyətlər (1) işıq intensivliyi, (2) rütubət, (3) temperatur və (4) hava təzyiqi. Bu məlumatlarla rahat bir otaq mühiti yaratmaq üçün bir kondisioner, bir nəmləndirici və ya bir qızdırıcı idarə etmək üçün digər sistemlər və ya qurğular edə bilərsiniz.

Addım 1: Sensorların hazırlanması

Aşağıdakı sensorlar ilə dövrə qura bilərsiniz və ya sadəcə həmin sensorların modul lövhələrini və ya modul lövhəsini satın ala bilərsiniz.

1. Ambient Light Sensor TEMT6000 (Məlumat Cədvəli PDF)

2. Təzyiq və temperatur BMP085 və ya BMP180 (*bunlar köhnə məhsullardır, başqa alternativlər axtarmalı ola bilərsiniz) (Adafruitdən öyrənmə sənədi)

3. İstilik və Nəmlik Sensoru DHT11 (Adafruitdən öyrənmə sənədi)

4. UV işıq sensoru GUVA-S12SD (məlumat cədvəli PDF)

Sensorların istifadəsi üçün bəzi istinad bağlantıları əlavə etdim. İnternetdə faydalı dərslər və istinadlar tapa bilərsiniz.

Addım 2: Əsas Prosessorun Hazırlanması

Sistemi və kodlamanı yoxlamaq üçün Arduino Uno lövhəsini seçdim. Ancaq daha çox sensorlar əlavə olunarsa atmega328P -nin kodu saxlamaq və işlətmək üçün kifayət qədər yaddaşa malik olmadığını gördüm. Beləliklə, 4 -dən çox sensora ehtiyacınız olduqda atmega2560 Arduino lövhəsindən istifadə etməyi məsləhət görürəm.

Mikro nəzarətçi (MCU):

· Arduino üçün Atmega328P lövhəsi

· Və ya Arduino üçün Atmega2560 lövhəsi

Addım 3: Sistemin Hazırlanması

Xarici və qapalı məkanda bəzi fiziki xüsusiyyətləri ölçmək istərdim. Nəhayət, aşağıdakı sensorları Atmega2560 lövhəsinə bağladım.

Daxili mühit:

1. Təzyiq və temperatur BMP180 x 1 ədəd

2. İstilik və Nəmlik Sensoru DHT11 x 1 ədəd

Açıq mühit:

1. Ambient Light Sensor TEMT6000 x 1 ədəd

2. Təzyiq və temperatur BMP085 x 1 ədəd

3. İstilik və Nəmlik Sensoru DHT11 x 1 ədəd

4. UV işıq sensoru GUVA-S12SD x 1 ədəd

Təzyiqi ölçmək üçün fərqli sensorlar istifadə etdiyimi görə bilərsiniz. Dövr qurarkən BMP180 modul lövhəm olmadığına görədir. Dəqiq bir ölçmə və ədalətli bir müqayisə lazımdırsa eyni sensorlardan istifadə etməyi məsləhət görürəm.

Addım 4: Məlumat Girişinin Hazırlanması

Əlavə olaraq, cihazın kompüterə qoşulmadan məlumatları saxlamasını istərdim. Real vaxt saatı ilə bir məlumat giriş modulu əlavə etdim. Aşağıdakılar məlumatların qeydiyyatı və tel əlaqəsi üçün maddələrdir.

· SD kart

· CR1220 sikkə batareyası

· Arduino üçün məlumat giriş modulu (Adafruit -dən öyrənmə sənədi)

Addım 5: Alətlərin hazırlanması

Aşağıdakılar dövrə qurmaq üçün lazım olacaq bəzi alətlər və ya qurğulardır.

• 30AWG Sarma vasitəsi
• Lehimleme dəmir
• Lehim teli (qurğuşun yoxdur)
• Çörək lövhəsi
• Başlıqlar 2.54 mm
• Jumper telləri
• Sarma telləri (30AWG)
• İsti yapışqan
• 3D çap (Cihazınız üçün bir çantaya ehtiyacınız varsa)
• Arduino IDE (Mikro nəzarətçi lövhəsini proqramlaşdırmaq üçün buna ehtiyacımız var)

Addım 6: Məlumat Giriş Modulunda DS1307 Real Time Clock (RTC) sıfırlayın

Verilənləri elmi təcrübə üçün istifadə etmək istərdim. Beləliklə, məlumatların təhlili üçün düzgün ölçmə vaxtı vacibdir. Proqramlaşdırmada gecikmə () funksiyasından istifadə etmək zaman dəyişikliyində ölçü səhvinə səbəb olardı. Əksinə, yalnız Arduino platformasında dəqiq vaxt ölçməsini necə edəcəyimi bilmirəm. Nümunə alma vaxtının səhv edilməməsi və ya ölçmə səhvinin minimuma endirilməsi üçün hər bir ölçü nümunəsini vaxt qeydləri ilə götürmək istərdim. Xoşbəxtlikdən, məlumat giriş modulu real vaxt saatına (RTC) malikdir. Məlumat seçmə vaxtını çıxarmaq üçün istifadə edə bilərik.

RTC -dən istifadə etmək üçün RTC -ni yenidən qurmaq üçün təlimatı (linki) izləyirəm. Bunu əvvəlcə Arduino Uno lövhəsi ilə etməyi məsləhət görürəm. Bunun səbəbi, Atmega2560 lövhəsi istifadə edildikdə dövrə dəyişdirməli olduğunuzdur (I2C bağlantısı fərqlidir). RTC qurduqdan sonra, cr1220 batareyasını çıxarmamalısınız. Eyni zamanda, məlumatları qeyd etməzdən əvvəl batareyanın vəziyyətini yoxlayın.

Addım 7: Bağlantı

Daxili və xarici ölçüləri ayırdım. Beləliklə, iki fərqli sensor qrupunu birləşdirmək üçün iki başlıq hazırladım. Başlıqları quraşdırmaq üçün məlumat giriş modulundakı boş yerdən istifadə etdim. Dövrə bağlantısını tamamlamaq üçün həm lehimləmə, həm də sarma istifadə edirəm. Sarma prosesi təmiz və rahatdır, lehimləmə birləşməsi isə möhkəm və təhlükəsizdir. Dövr qurmaq üçün rahat bir üsul seçə bilərsiniz. Atmega2560 lövhəsindən istifadə edirsinizsə, SDA və SCL pinləri üçün bir keçid qurduğunuzdan əmin olun. Məlumat giriş qalxanındakı RTC bağlantısı yenidən bağlanmalıdır.

Sensorları bağlamaq üçün başlıqları sensor modullarına lehimlədim və sonra bütün sensorları başlıqlara bağlamaq üçün tel sarğı istifadə etdim. Çıxış sensoru modullarından istifadə edərkən iş gərginliyini diqqətlə yoxlamağı məsləhət görürəm. Bəzi sensor modulları həm 5V, həm də 3.3 V girişləri qəbul edir, lakin bəziləri yalnız 5V və ya 3.3V istifadə etməklə məhdudlaşır. Aşağıdakı cədvəldə istifadə olunan sensor modulları və işləmə gərginliyi göstərilir.

Cədvəl. Sensor modulu və iş gərginliyi

Addım 8: MCU proqramlaşdırılması

Xoşbəxtlikdən, bütün sensorlar üçün tətbiq nümunələrini tapa bilərəm. Onlardan yeni istifadə edirsinizsə, onları internetdən yükləyə və ya Arduino IDE kitabxana menecerindən istifadə edərək quraşdıra bilərsiniz.

Sistem nümunəsi üçün hər bir nümunə üçün bir simli proqramlaşdırdım. String çıxacaq və quraşdırılmış SD kartda saxlanacaq. Məlumatlara baxmaq lazımdırsa, cihazı söndürün və sonra SD kartı ayırın. Sonra, SD kartı bir kart oxuyucusuna bağlaya bilərsiniz. Fayl csv faylı olaraq saxlanılacaq. Məlumat faylını kompüterə yüklədikdən sonra onu mətn proqramı və ya iş səhifəsi proqramı ilə görə bilərsiniz.

(Əlavə edilmiş faylda mənbə kodunu yükləyə bilərsiniz.)

Addım 9: Test edin və istifadə edin

Verilənlərin mənasını başa düşməyiniz vacibdir. Seçmə tezliyi vacib parametrlərdən biridir. Mövcud ölçmə müddəti 1 dəqiqədir, onu dəyişdirməyiniz lazım ola bilər.

Bundan əlavə, DHT11 -in temperatur ölçməsinin dəqiq olmadığını görürsünüz. Daha dəqiq bir dəyərə ehtiyacınız varsa, BMP təzyiq sensorlarının temperatur oxunuşundan istifadə edə bilərsiniz.

Bunu oxuduğunuz üçün təşəkkürlər!