Kasvuhooneprojekt (RAS): Jälgige meie istandusele reageerimise elemente: 18 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Selle projektiga tehakse ettepanek jälgida õhutemperatuuri, heledust ja niiskust, samuti salu temperatuuri ja niiskust. Samuti teeb komisjon ettepaneku võrgustada need meetmed, mis on veebisaidil Actoborad.com nii loetavad

Selleks ühendame Nucleo mikrokontrolleriga L432KC 4 andurit:

- Adafruit'i heledusandur TLS2561;

- Gotronicu niiskus- ja temperatuuriandur DHT22;

- temperatuursond DS1820;

- niiskusandur Grove - Seeed Studio'i niiskusandur

Mõõtmisi tehakse iga 10 minuti järel ja need ühendatakse võrku Sigfoxi Breakout TD1208 kaudu. Nagu eespool öeldud, on see loetav veebisaidil Actoboard.com. Selle mikrokontrolleri külge on ühendatud ka OLED -ekraan 128x64, mis kuvab püsivalt viimased tehtud meetmed. Lõpuks on süsteem elektriliselt isemajandav tänu 8x20 cm fotogalvaanilisele elemendile ja 1,5 Ah akule. Need on Nulceoga ühendatud SeeP Studio LiPo Rider Pro abil. Süsteem pannakse 3D -prinditud kasti.

Nagu näete sünoptiliselt.

Mikrokontrolleris os.mbed.com kaudu koostatud kood kannab nime 'main.cpp'. Kasutatud raamatukogud on saadaval järgmisel lingil, mis on meie projekti mbed:

Samm: võrgustike loomine

Selle projekti oluline osa oli mõõtmiste võrgustamine ja nende hõlpsaks muutmine. Andurid mõõdavad iga 10 minuti järel erinevaid parameetreid ja mõõtmiste edastamiseks kasutatakse sigfox TD1208 moodulit. Tulemused on saadaval Actoboardi veebisaidil:

Pärast bluemixi konto loomist saame rakenduse Node-red abil oma tulemusi graafiliselt kuvada.

Programmeerimine sõlmepunasel, et taastada teave Actoboardist

Avalik link tulemuste vaatamiseks reaalajas:

2. samm: komponendid

Selle projekti jaoks on siin peamiste kasutatud komponentide loend:

Mikrokontroller: Nucleo STM32L432KC

Ekraan: LCD ekraan

Sigfox: Sigfoxi moodul

Andurite kohta:

- Õhuandur: DHT22 (temperatuur ja niiskus)

- Põrandaandurid: salu temperatuur ja salu niiskus

- heledusandur: valgusandur

Toiteallikas:

- LIPO (toitumise adapteri kaart)

- Aku

- Fotogalvaaniline paneel

3. samm: tarbimine

Meie projekti üks olulisemaid punkte on see, et süsteem peab olema energia osas autonoomne. Selleks kasutame akut ja päikesepatareid. Aku suudab toita 1050 mA voolu 1 tunni jooksul pingega 3,7 V: 3, 885Wh. Päikesepatareid kasutatakse aku laadimiseks, see annab pinge 5,5 V alla 360 mA, mille võimsus on 2 W.

Meie süsteemi teoreetiline tarbimine: - temperatuuriandur DHT22: maksimaalselt 1,5 mA ja puhkeolekus 0,05 mA moodul: 24 mA saatmine (selles projektis ei võeta selle mooduliga midagi vastu) ja puhkeolekus 1,5 μA

Puhkeolekus on tarbimine aku võimsusega võrreldes tühine. Kui süsteem läheb unerežiimist välja (iga 10 minuti järel), teevad kõik andurid mõõtmisi, ekraan kuvab tulemuse ja sigfoxi moodul edastab need tulemused. Arvatakse, et kõik komponendid tarbivad sel ajal maksimaalselt: me kasutame umbes 158 mA iga 10 minuti järel, seega 6 * 158 = 948 mA 1 tunni jooksul. Enne täielikku tühjenemist võib aku vastu pidada veidi üle tunni.

Eesmärk on kulutada minimaalselt energiat, et oleks võimalikult vähe vajadust akut laadida. Vastasel juhul, kui päikesepatarei ei saa mõnda aega päikesepaistet, ei saa see laadida tühjaks saanud akut ja meie süsteem lülitub välja.

Samm: kujundage trükkplaat

Alustame trükkplaadi osa!

Meil oli sammu jaoks palju probleeme, mida me ei arvanud, et võtame nii palju aega. Esimene viga: PCB pole mitmes kohas salvestatud. Tõepoolest, esimene trükkplaat kustutati, kui USB -l oli probleeme. Nüüd pole kõik USB -sisesed failid juurdepääsetavad. Järsku oli vaja leida selle projekti jaoks industrialiseerimiseks vajalikku mõistatust. Väike detail, mis jääb oluliseks, on vajalik, et kõik ühendused oleksid trükkplaadi alumisel küljel ja et koostataks massiplaan. Kui julgus on leitud, saame ALTIUMi elektroonilise skeemi uuesti teha, nagu näete allpool:

5. samm:

See sisaldab andureid, Nucleo -kaarti, Sigfoxi moodulit ja LCD -ekraani.

Vahetame trükkplaadi osa vastu, kaotame sellega nii palju aega, kuid lõpuks saime sellega hakkama. Pärast printimist testime seda … ja siin on draama. Pool NUCLEO kaart on tagurpidi. Võime vaadata ka ülaltoodud diagrammi. Vasakpoolne NUCLEO haru 1 kuni 15 algab ülevalt, samas kui parema haru 15 kuni 1 ka ülevalt. Mis paneb midagi toimima. Tuli taastada tema mõistus, korrata kolmandat korda hädaabiplaati, pöörates tähelepanu kõikidele ühendustele. Halleluuja PCB on loodud, näeme seda alloleval pildil:

6. samm:

Kõik oli täiuslik, hr SamSmile valmistatud keevisõmblused olid võrreldamatu iluga. Liiga hea, et olla tõsi? Tõepoolest, üks ja ainus probleem:

7. samm:

Suurendage seda veidi lähemale:

8. samm:

Näeme seda paremal asuval kaardil, millel trükkplaat põhineb DA SDA -ühendusel ja SCL -l D8 -l (täpselt see, mida vajame). Kuid komponentidega katsetades ei saanud me aru saadud teabe ebajärjekindlusest ja järsku, kui vaatasime teise dokumentatsiooni dokumentatsiooni uuesti, märkame, et D7 ja D8 puhul pole spetsiifilisust.

Selle tulemusel töötab meie leivategu väga hästi enne PCB ühenduste kohandamist hõlpsaks marsruutimiseks. Kuid kui PCB -d pole muudetud, saame teabe vastu hoolimata kõigist anduritest, välja arvatud selle versiooni valgussensor.

9. samm: kujundage 3D BOX

Alustame 3D -disaini osa!

Siin selgitame kasti 3D -disaini osa, et tervitada meie täielikku süsteemi. Ta võttis palju aega ja saate aru, miks. Kokkuvõtteks: Peame suutma oma kasti mahutada trükkplaadi ja kõik sellega seotud komponendid. See tähendab, et mõelge LCD -ekraanile, aga ka kõigile anduritele, pakkudes igaühele ruumi, et need oleksid mõõtmistes kasutatavad ja tõhusad. Lisaks vajab see ka toiteallikat koos oma LIPO -kaardiga, mis on ühendatud akuga ja fotogalvaanilise paneeliga, mis muudab meie süsteemi autonoomseks. Kujutame ette esimest kasti, mis sisaldab trükkplaati, kõiki andureid, ekraani ja akuga ühendatud LIPO -kaarti. Ilmselgelt on vaja ette näha konkreetne koht LCD -ekraanile, valgusandur (kui see on peidetud või küljel ei saa tõelist valgust), temperatuuriandur, DHT22 jaoks on vaja mõõta väärtus taime lähedal ja unustamata salu niiskusandurit, millel peab olema kontakt otsese maaga. Me ei unusta auku antenni ühendamiseks mooduliga sigfox ja teist auku fotogalvaaniliste paneelide poja edastamiseks kaardile LIPO. Siin on peamine kast:

10. samm:

Vajame osa, mis mahutab fotogalvaanilise paneeli ja ühendab paneeli LIPO plaadiga.

Siin on tulemus:

11. samm:

Peame suutma selle imelise kasti sulgeda!

Siin on kohandatud kaas:

12. samm:

Nagu näeme, on see kaas, millel on hambad, mis tulevad parema stabiilsuse tagamiseks põhikarbi sisse.

Siin on see, kui lisame selle oma imelisele karbile:

13. samm:

Vastupidavuse suurendamiseks lisatakse lükanduks, mis on lisatud kasti, aga ka kaane sisse, mis hoiab neid kahte osa rangelt kinni ning tagab sees olevate komponentide töökindluse ja turvalisuse.

Siin on lükandukse esimene versioon:

14. samm:

Veelgi kaugemale jõudmiseks mõtlesime lisada fotogalvaanilise mooduli põhikasti, nii et see oleks valgusanduri ja selle strateegilise positsiooniga samal tasemel ning tunda, et autonoomne süsteem on midagi ühtset.

Siin on lükandukse teine versioon koos võimalusega varem esitletud fotogalvaanilist moodulit klammerdada:

15. samm:

Siin on siis, kui lisame selle oma imelisele karbile, millel on juba oma suurepärane kaas:

16. samm:

Oled natuke eksinud? Näitame teile, milline on selle võlukarbi lõppseis!

17. samm:

(Kahju, et me ei saanud seda praegu printida tänu 3D -printerile, sest minult küsiti tugevust, mida ma tegin, kuid pean uskuma, et mul on natuke liiga palju, tegelikult paksus üle 4 mm, nii et ei saanud seda välja printida, sest see võttis palju materjali, liiga kurb)

Nii ilus:

18. samm:

Aitäh.