Lihtne siseruumide vaatluskeskus: 9 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

See projekt näitab teile, kuidas teha olemasolevate ja hõlpsasti omandatavate anduritega lihtne vaatluskeskus. Tõepoolest, ma ehitasin selle ühele oma õpilasele. Õpilane soovib leida, kuidas päikesevalgus mõjutab ruumi temperatuuri ja niiskust. Selle projekti huvipakkuvad füüsikalised suurused on (1) valguse intensiivsus, (2) niiskus, (3) temperatuur ja (4) õhurõhk. Selle teabe abil saate luua muid süsteeme või seadmeid kliimaseadme, niisutaja või kütteseadme juhtimiseks, et luua mugav ruumikeskkond.

Samm: andurite ettevalmistamine

Vooluahelat saate ehitada järgmiste anduritega või lihtsalt osta nende andurite või mooduliplaatide mooduliplaadid.

1. Ümbritseva valguse andur TEMT6000 (andmeleht PDF)

2. Rõhk ja temperatuur BMP085 või BMP180 (*need on vanad tooted, peate võib -olla leidma muid alternatiive) (õppedokument Adafruitist)

3. Temperatuuri ja niiskuse andur DHT11 (õppedokument Adafruitist)

4. UV-valguse andur GUVA-S12SD (andmeleht PDF)

Andurite kasutamiseks lisasin mõned viited. Internetist leiate mõningaid kasulikke õpetusi ja viiteid.

2. samm: põhiprotsessori ettevalmistamine

Olen süsteemi ja kodeerimise testimiseks valinud Arduino Uno plaadi. Siiski leidsin, et atmega328P -l pole koodi salvestamiseks ja käivitamiseks piisavalt mälu, kui lisatakse rohkem andureid. Seega soovitan teil kasutada atmega2560 Arduino plaati, kui vajate rohkem kui 4 andurit.

Mikrokontroller (MCU):

· Atmega328P plaat Arduino jaoks

· Või Atmega2560 plaat Arduino jaoks

Samm: süsteemi ettevalmistamine

Tahaksin mõõta mõningaid füüsilisi omadusi väljas ja siseruumides. Lõpuks ühendasin Atmega2560 plaadiga järgmised andurid.

Sisemine keskkond:

1. Rõhk ja temperatuur BMP180 x 1 tk

2. Temperatuuri ja niiskuse andur DHT11 x 1 tk

Väliskeskkond:

1. Ümbritseva valguse andur TEMT6000 x 1 tk

2. Rõhk ja temperatuur BMP085 x 1 tk

3. Temperatuuri ja niiskuse andur DHT11 x 1 tk

4. UV-valguse andur GUVA-S12SD x 1 tk

Võite avastada, et kasutasin rõhu mõõtmiseks erinevaid andureid. See on lihtsalt sellepärast, et mul ei olnud vooluringi ehitamisel BMP180 mooduliplaati. Kui teil on vaja täpset mõõtmist ja õiglast võrdlust, soovitan kasutada samu andureid.

4. samm: andmete logimise ettevalmistamine

Lisaks sooviksin, et seade salvestaks andmed ilma arvutiga ühendamata. Lisasin andmesalvestusmooduli koos reaalajas kellaga. Allpool on toodud andmed andmete registreerimiseks ja juhtmete ühendamiseks.

· SD -kaart

· CR1220 mündipatarei

· Andmete logimismoodul Arduino jaoks (õppedokument Adafruitist)

Samm: tööriistade ettevalmistamine

Allpool on toodud mõned tööriistad või seadmed, mida oleks vaja vooluringi ehitamiseks.

• 30AWG pakkimisvahend
• Jootekolb
• Jootetraat (ilma pliidita)
• Leivalaud
• 2,54 mm päised
• Jumper juhtmed
• Pakkejuhtmed (30AWG)
• Kuum liim
• 3D -printimine (kui vajate oma seadme jaoks ümbrist)
• Arduino IDE (vajame seda mikrokontrolleri plaadi programmeerimiseks)

6. samm: lähtestage DS1307 reaalajas kell (RTC) andmete logimismoodulis

Tahaksin kasutada andmeid teaduslikuks katseks. Seega on andmete analüüsimisel oluline õige mõõtmisaeg. Funktsiooni delay () kasutamine programmeerimisel kutsuks esile ajanihke mõõtmisvea. Vastupidi, ma ei tea, kuidas teha täpset reaalajas mõõtmist ainult Arduino platvormil. Proovivõtmise aja vea vältimiseks või mõõtmisvea minimeerimiseks sooviksin võtta iga mõõtmisproovi koos ajakirjega. Õnneks on andmete kogumise moodulil reaalajas kell (RTC). Saame seda kasutada andmete proovivõtmiseks kuluva aja väljastamiseks.

RTC kasutamiseks järgin RTC lähtestamiseks juhiseid (link). Soovitan seda kõigepealt teha Arduino Uno plaadiga. Põhjus on selles, et Atmega2560 plaadi kasutamisel peate vooluringi muutma (I2C ühendus on erinev). Pärast RTC seadistamist ärge eemaldage aku cr1220. Vahepeal kontrollige enne andmete registreerimist aku seisukorda.

Samm 7: Ühendamine

Olen eraldanud sise- ja välismõõtmised. Seega olen teinud kaks päist kahe erineva andurigrupi ühendamiseks. Kasutasin päiste paigaldamiseks andmekogumismooduli tühja ruumi. Ahelaühenduse lõpuleviimiseks kasutan nii jootmist kui ka mähkimist. Mähkimisprotsess on puhas ja käepärane, samas kui jootekoht on tugev ja kinnitatud. Vooluahela ehitamiseks saate valida mugava meetodi. Kui kasutate plaati Atmega2560, veenduge, et olete SDA- ja SCL -tihvtide jaoks hüppeühenduse loonud. Andmekogumiskilbil olev RTC ühendus tuleb uuesti ühendada.

Andurite ühendamiseks jootsin päised andurite moodulitele ja seejärel kasutasin traatide mähkimist, et siduda kõik andurid päistega. Kui kasutate väljuvaid andurimooduleid, soovitasin tööpinget hoolikalt kontrollida. Mõned andurimoodulid aktsepteerivad nii 5 V kui ka 3,3 V sisendeid, kuid mõned on piiratud ainult 5 V või 3,3 V sisendiga. Järgmine tabel näitab kasutatud andurimooduleid ja tööpinget.

Tabel. Andurimoodul ja tööpinge

8. samm: MCU programmeerimine

Õnneks leian kõigi andurite rakendusnäited. Kui olete nende kasutamine uus, võite need Internetist alla laadida või installida, kasutades Arduino IDE raamatukoguhaldurit.

Programmeerisin süsteemi väljundi iga proovi jaoks. String väljastatakse ja salvestatakse paigaldatud SD -kaardile. Kui teil on vaja andmeid vaadata, lülitage seade välja ja seejärel eemaldage SD -kaart. Seejärel saate SD -kaardi kaardilugeja külge kinnitada. Fail salvestatakse csv -failina. Kui olete andmefaili arvutisse alla laadinud, saate seda vaadata teksti- või tööleheprogrammiga.

(Lähtekoodi saate alla laadida lisatud failist.)

Samm: testige seda ja kasutage seda

Oluline on mõista andmete tähendust. Proovide võtmise sagedus on üks olulisi parameetreid. Praegune mõõtmise ajavahemik on 1 min, võib -olla peate seda muutma.

Lisaks leiate, et DHT11 temperatuuri mõõtmine pole täpne. Kui vajate täpsemat väärtust, võite lihtsalt kasutada BMP rõhuandurite temperatuurinäitu.

Aitäh, et seda lugesite!