GreenHouse Sensoru: 8 addım

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

Dərslik GreenHouse Sensor

Alain Wei tərəfindən Pascal Chencaptors -un köməkliyi ilə həyata keçirildi | sigfox | ubidotlar

1. Məqsədlər
2. Bu layihədə istifadə olunan şeylər
3. İcra mərhələsi
4. İş prinsipi
5. Cihaz bağlantısı
6. Mbed kodu
7. Məlumatların emalı və təhlili
8. Sistem istehlakını optimallaşdırın
9. Şəkillər

Addım 1: Məqsədlər

Bu layihə üçün muxtar bir enerji sistemini həyata keçirmək istərdim və ölçməliyəm: havanın temperaturu, havanın rütubəti, torpağın istiliyi, torpağın rütubəti, Lux və RGB parlaqlığı.

Addım 2: Bu Layihədə İstifadə Edilən Şeylər

Sənəd materialı:

1) günəş komponenti: nazik qatran təbəqəsi açıq havada istifadə etməyə imkan verir

2) Chip LiPo Rider Pro: bütün layihələrinizi 5 V -də doldurun

3) Çip mikro nəzarətçi Nucleo STM 32L432KC: istifadəçilərə yeni fikirləri sınamaq və hər hansı bir STM32 mikro nəzarətçi xətti ilə prototiplər qurmaq üçün əlverişli və çevik bir yol təqdim edir

4) Sigfox Wisol Modulu: Sigfox şəbəkələri ilə IOT prototipinizi hazırlamaq üçün

5) Ekran LCD: I2C və ya SPI avtobusu vasitəsilə bir mikrokontrolöre qoşulur

6) Li-Ion batareya 3, 7V 1050mAh: həddindən artıq yüklənmə və boşalmalardan qorunma.

7) Cazibə Nəmliyi Sensoru SEN0193: yerdəki suyun konsentrasiyasını bilin. Sensor suyun tərkibindən asılı olaraq analoq gərginlik verir.

8) DHT22 temperatur və rütubət sensoru: havanın temperaturu və rütubətini bilir və rəqəmsal bir çıxış vasitəsi ilə arduino tipli və ya uyğun bir mikro nəzarətçi ilə əlaqə qurur.

9) Grove temperatur sensoru: torpağın istiliyini bilin və bu modul 4 ötürücü kabel daxil olmaqla Grove Base Shield və ya Mega Shield-in rəqəmsal girişinə bağlıdır.

10) ADA1334 rəng sensoru: işıq mənbəyinin və ya obyektin rəngini aşkar edir. I2C portu ilə əlaqə qurur

11) TSL2561 işıq sensoru: parlaqlığı 0,1 ilə 40000 Lux arasında ölçün. I2C avtobusu vasitəsilə bir Arduino mikro nəzarətçisi ilə əlaqə qurur.

Proqram təminatı:

1) SolidWorks (möhkəm model dizaynı)

2) 3d Paint (tətbiq simvolunu dizayn edin)

3) Altium (pcb çəkin)

4) Mbed (kart üçün kod yaz)

Addım 3: Tətbiq Adımı

İstifadə edəcəyimiz materialı və proqramı bildikdən sonra həyata keçirməli olduğumuz bir sıra addımlar var

1) dövrəni Altium vasitəsi ilə simulyasiya etməliyik

2) bəzi dizayn işləri ilə məşğul olmalıyıq, məsələn: SolidWorks vasitəsi ilə möhkəm model dizayn etmək, Paint 3d vasitəsi ilə tətbiq simvolunu dizayn etmək

3) dövrə düzgündürsə, PCB üzərindəki dövrəni hələ hazırladığımız materiallarla həyata keçirə bilərik

4) dövrə bağladıqdan sonra komponenti qaynaqlamalı və dövrə keyfiyyətini yoxlamalıyıq

5) sonunda, dövrəni artıq bitirdiyimiz möhkəm modellə paketləməliyik

Addım 4: İş prinsipi

Kapasitif Torpaq Nəm Sensoru SKU: bitkilərinizin ətrafındakı torpağa daxil edin və real vaxtdakı torpaq nəmliyi məlumatları ilə dostlarınızı heyran qoyun.

DHT11 ST052 temperatur və rütubət sensoru: sensoru lövhədəki sancaqlara bağlayın Rəng sensoru ADA1334: RGB və Aydın işıq algılayıcı elementlərə malikdir. Çipə inteqrasiya edilmiş və rəng algılayıcı fotodiodlarda lokallaşdırılmış IR bloklama filtri, daxil olan işığın İK spektral komponentini minimuma endirir və rəng ölçmələrinin dəqiq aparılmasına imkan verir.

Grove temperatur sensoru: bitkilərinizin ətrafındakı torpağa daxil edin, DS18B20 rəqəmsal termometri 9 bitdən 12 bitə qədər Selsi temperatur ölçmələri təmin edir və istifadəçi tərəfindən proqramlaşdırıla bilən yuxarı və aşağı tətik nöqtələri ilə həyəcan funksiyasına malikdir.

İşıq sensoruTSL2561: Sensor rəqəmsal (i2c) interfeysə malikdir. Üç lövhədə hər birinə fərqli bir i2c ünvanı olan üç sensora sahib olmaq üçün üç ünvandan birini seçə bilərsiniz. Daxili ADC, analoq girişləri olmasa belə, hər hansı bir mikro nəzarətçi ilə istifadə edə biləcəyiniz deməkdir.

1) Məlumat toplamaq üçün sensorlardan istifadə

2) Məlumat mikrokontrolöre ötürüləcək

3) Mikro nəzarətçi yazdığımız proqramı yerinə yetirəcək və məlumatları Sigfox Wisol Moduluna ötürəcək.

4) Sigfox Wisol modulu məlumatları anten vasitəsilə Sigfox Backend veb saytına ötürəcək

Addım 5: Cihaz Bağlantısı

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

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

Serial məlumat mübadiləsi (USBTX, USBRX); // tx (A2), rx (A7)

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

TSL2561_I2C Lum (D0, D1); // sda, scl

TCS3472_I2C rgbc (D12, A6); // sda, scl

Analoq Nəmləndirici (A1); // analoq

DS1820 probu (A0); // analoq

DigitalIn bayrağı (D6); // dəyişdirici ekrana nəzarət

Addım 6: Mbed Kodu

Mbed kodunu orada tapa bilərsiniz:

Addım 7: Məlumatların İşlənməsi və Analizi

Sigfox veb saytına məlumat göndərdikdən sonra, Sigfox hər bir mesajı maksimum 12 bayt (96 bit) ilə məhdudlaşdırdığı üçün fərqli bayt ölçüləri üçün fərqli ölçülər təyin etdik və məlumatları onaltılı olaraq təyin etdik. İstifadəçilərin məlumatları daha aydın və rahat əldə etməsini təmin etmək üçün Sigfox -dan məlumatları bulud platformasına göndəririk, bulud platformasında məlumatları təqdim edirik və təhlil edirik. İcra prosesi belədir:

1) Cihazlarımızı bulud platformasına qeyd edin

2) Sigfox cihazı geri çağırma nəşrinin veb saytına daxil olun

3) Parametr konfiqurasiyasını təyin edin

4) Bull platformasında url modelində cihaz üçün bir hesab bağlantısı qoyun (server ünvanını geri çağırın)

5) CallbackBody (geri çağırma sorğusu üçün məlumat orqanı) doldurun

6) Ayarları qeyd edin

Şəkil Ubidots platformasında nəticəni göstərir, məlumatların onluğa çevrildiyini görə bilərik, buna görə məlumatları daha aydın və rahat şəkildə alırıq və hər bir məlumatın diaqramına ətraflı baxa bilərik, məsələn: ən yüksəkini tapa bilərik havada temperatur

Addım 8: Sistem istehlakını optimallaşdırın

MCU -da mini usb və Vin arasında bir tənzimləyici var, bu tənzimləyici itkini artıracaq, sistemimizin itkisini minimuma endirmək üçün mikro nəzarətçini rəqəmsal çıxışdan qidalandıracağıq və sistemdən istifadə etmədiyimiz zaman mikrokontrolör və sensorlar yatır. Bu iki üsulun itkini effektiv şəkildə azalda biləcəyini sübut edirik:

1) Mikro nəzarətçi ilə generator arasında bir rezistor əlavə edin

2) Osiloskopdakı müqavimətdən keçən cərəyanı tapın

3) Sensorları yatdırın və osiloskopdakı müqavimət vasitəsilə cərəyanı bərpa edin

4) Mikro nəzarətçini yuxu vəziyyətinə gətirin və osiloskopdakı müqavimətlə cərəyanı bərpa edin Təcrübi nəticələrimiz belədir

Kəşf edirik ki, mikrokontrolör yuxuya getdikdə sistem itkisi minimuma endirilir. Mikro nəzarətçi oyandıqda sensorlar məlumat toplaya və Sigfox -a göndərə bilər. Ancaq bir problem var, mikrokontrolörü yuxuya saldığımız zaman MCU ilə sensorlar arasında hələ də cərəyan var, bu cərəyanı necə aradan qaldırmaq olar? Mosfet istifadə edərək, MCU -nun rəqəmsal çıxışı olan qapını bağlayırıq, sensorlar ilə drenajı bağlayırıq və mənbəyi 3, 3V MCU pinlə bağlayırıq. Qapı gərginliyi Vgs -dən (qapı eşik gərginliyi) daha kiçik olduqda, qaynaqla drenaj arasında bir blok var, sensorların ucunda heç bir gərginlik yoxdur. Beləliklə, mikrokontrolörün yuxuya getməsini təmin edərkən qapı gərginliyinin Vgs -dən kiçik olmasını təmin etməliyik və MCU işləyərkən qapı gərginliyi Vgs -dən böyük olmalıdır, bunlar Mosfet -i tapmaq üçün tətbiq olunan qaydalardır.