GreenHouse'i andur: 8 sammu

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

GreenHouse anduri õpetus

Teostanud Alain Wei, keda abistas Pascal Chencaptors | sigfox | ubidots

1. Eesmärgid
2. Selles projektis kasutatud asjad
3. Rakendamise etapp
4. Tööpõhimõte
5. Seadme ühendus
6. Mbed kood
7. Andmetöötlus ja analüüs
8. Optimeerige süsteemi tarbimist
9. Fotod

Samm: eesmärgid

Selle projekti jaoks tahaksin realiseerida autonoomse energiasüsteemi ja pean mõõtma: õhu ümbritsevat temperatuuri, õhu niiskust, pinnase temperatuuri, mulla niiskust, Luxi ja RGB heledust.

2. samm: selles projektis kasutatud asjad

Materjalide nimekiri:

1) päikesekomponent: õhuke vaigukiht võimaldab kasutada välitingimustes

2) Kiip LiPo Rider Pro: laadige kõik oma projektid 5 V pingega

3) Kiibiga mikrokontroller Nucleo STM 32L432KC: pakub taskukohast ja paindlikku võimalust kasutajatel proovida uusi ideid ja luua prototüüpe mis tahes STM32 mikrokontrollerite liiniga

4) Moodul Sigfox Wisol: teie IOT prototüübi kujundamiseks Sigfoxi võrkudega

5) Ekraani LCD: see ühendub mikrokontrolleriga I2C või SPI siini kaudu

6) Li-Ion aku 3, 7V 1050mAh: kaitse ülekoormuste ja tühjenemiste eest.

7) Gravitatsiooni niiskusandur SEN0193: teadke vee kontsentratsiooni pinnases. Andur pakub analoogpinget sõltuvalt veesisaldusest.

8) Temperatuuri ja niiskuse andur DHT22: teab õhu temperatuuri ja niiskust ning suhtleb arduino tüüpi mikrokontrolleriga või ühildub digitaalse väljundi kaudu.

9) Grove'i temperatuuriandur: teadke pinnase temperatuuri ja see moodul on ühendatud 4-juhtmelise kaabli kaudu Grove Base Shieldi või Mega Shieldi digitaalsisendiga

10) Värviandur ADA1334: tuvastab valgusallika või objekti värvi. See suhtleb I2C pordi kaudu

11) Valgusandur TSL2561: mõõtke heledust vahemikus 0,1 kuni 40000 luksi. See suhtleb Arduino mikrokontrolleriga I2C siini kaudu.

Tarkvara:

1) SolidWorks (disaini kindel mudel)

2) Paint 3d (kujundage rakenduse ikoon)

3) Altium (joonistage trükkplaat)

4) Mbed (kirjutage kaardi kood)

3. samm: rakendamise etapp

Pärast materjali ja tarkvara, mida me kasutame, teadmist, peame järgima mitmeid samme

1) peaksime ahelat simuleerima Altiumi abil

2) peaksime tegema mõned projekteerimistööd, näiteks: kujundama SolidWorksi abil kindla mudeli, kujundama rakenduse ikooni Paint 3d abil

3) kui ahel on õige, saame ahela PCB -l realiseerida materjalidega, mille oleme juba ette valmistanud

4) pärast ahela ühendamist peaksime komponendi keevitama ja kontrollima vooluahela kvaliteeti

5) lõpus peaksime ahela pakkima tahke mudeliga, mille oleme juba lõpetanud

4. samm: tööpõhimõte

Mahtuvuslik mullaniiskuse anduri SKU: sisestage see oma taimede mulda ja avaldage sõpradele muljet reaalajas mulla niiskuse andmetega

Temperatuuri ja niiskuse andur DHT11 ST052: ühendage andur plaadi tihvtidega. Värviandur ADA1334: sellel on RGB ja selge valgustundlikud elemendid. Kiibile integreeritud IR-blokeeriv filter, mis on lokaliseeritud värvitundlikele fotodioodidele, minimeerib sissetuleva valguse IR-spektrakomponendi ja võimaldab värvimõõtmisi täpselt teha.

Grove'i temperatuuriandur: sisestage see taimede ümbritsevasse pinnasesse. Digitaalne termomeeter DS18B20 võimaldab mõõta 9-bitist kuni 12-bitist Celsiuse temperatuuri ja sellel on häirefunktsioon koos püsivate kasutaja poolt programmeeritavate ülemiste ja alumiste käivituspunktidega.

Valgusandur TSL2561: Anduril on digitaalne (i2c) liides. Saate valida ühe kolmest aadressist, nii et ühel tahvlil võib olla kuni kolm andurit, millest igaühel on erinev i2c -aadress. Sisseehitatud ADC tähendab, et saate seda kasutada mis tahes mikrokontrolleriga, isegi kui sellel pole analoogsisendeid.

1) Andurite kasutamine andmete kogumiseks

2) Andmed edastatakse mikrokontrollerile

3) Mikrokontroller käivitab meie juba kirjutatud programmi ja edastab andmed moodulile Sigfox Wisol

4) Moodul Sigfox Wisol edastab andmed antenni kaudu veebisaidile Sigfox Backend

Samm: seadme ühendamine

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

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

Seeriaviisol (USBTX, USBRX); // tx (A2), rx (A7)

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

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

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

Analoogniiske (A1); // analoog

Sond DS1820 (A0); // analoog

DigitalIn lipp (D6); // lüliti ekraani juhtimine

6. samm: Mbed -kood

Mbedi koodi leiate siit:

7. samm: andmetöötlus ja analüüs

Pärast andmete saatmist veebisaidile Sigfox, kuna Sigfox piirab iga sõnumi maksimaalselt 12 baiti (96 bitti), seega määrasime erinevad mõõtmised erinevatele baitide suurustele ja seadsime andmed kuueteistkümnendiks. Et kasutajad saaksid andmeid selgemalt ja mugavamalt vastu võtta, saadame andmed Sigfoxilt pilveplatvormile, pilveplatvormile, esitame andmed ja analüüsime neid. Rakendusprotsess on järgmine:

1) Registreerige meie seadmed pilveplatvormile

2) Sisestage Sigfoxi seadme tagasihelistamise väljaande veebisait

3) Määrake parameetrite konfiguratsioon

4) Pange seadme konto link pilveplatvormile URL -i mustrisse (helistage tagasi serveri aadressile)

5) Täitke tagasihelistamise keha (tagasihelistamistaotluse teave)

6) Salvestage seaded

Pilt näitab tulemust platvormil Ubidots, näeme, et andmed teisendatakse kümnendkohaks, nii et saame andmeid selgemalt ja mugavamalt ning saame vaadata iga andmete skeemi üksikasjalikult, näiteks: leiame kõrgeima temperatuur õhus

Samm: optimeerige süsteemi tarbimist

MCU -s on mini -usb ja Vin vahel regulaator, see regulaator suurendab kadusid, et meie süsteemi kadusid minimeerida, toidame mikrokontrollerit digitaalsest väljundist ja kui me süsteemi ei kasuta, valmistame mikrokontrolleri ja andurid magavad. Tõestame, et need kaks meetodit võivad kahju tõhusalt vähendada:

1) Lisage takisti mikrokontrolleri ja generaatori vahele

2) Leidke vool läbi ostsilloskoobi takistuse

3) Pange andurid magama ja taastage vool läbi ostsilloskoobi takistuse

4) Pange mikrokontroller magama ja taastage vool läbi ostsilloskoobi takistuse. Meie katsetulemused on järgmised

Avastame, et kui paneme mikrokontrolleri magama, on süsteemi kadu minimeeritud. Ja kui mikrokontroller on ärganud, saavad andurid andmeid koguda ja Sigfoxile saata. Kuid on probleem, kui paneme mikrokontrolleri magama, on MCU ja andurite vahel endiselt voolu, kuidas seda voolu kõrvaldada? Mosfeti abil ühendame värava MCU digitaalse väljundiga, ühendame äravoolu anduritega ja ühendame allika 3, 3V MCU tihvtiga. Kui värava pinge on väiksem kui Vgs (värava lävepinge), on allika ja äravoolu vahel plokk, andurite otsas pole pinget. Seega, kui me paneme mikrokontrolleri magama, peame tagama, et värava pinge on väiksem kui Vgs ja kui MCU töötab, peaks värava pinge olema suurem kui Vgs, need on reeglid, mis sobivad Mosfeti leidmiseks.