Një observator i thjeshtë i brendshëm: 9 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Ky projekt do t'ju tregojë se si të bëni një observator të thjeshtë me disa sensorë ekzistues dhe të fituar lehtë. Në të vërtetë, e ndërtova këtë për një nga studentët e mi. Nxënësi dëshiron të gjejë se si ndikon rrezet e diellit në temperaturën dhe lagështinë e dhomës. Sasitë fizike të interesuara në këtë projekt janë (1) intensiteti i dritës, (2) lagështia, (3) temperatura dhe (4) presioni i ajrit. Me ato informacione, ju do të jeni në gjendje të bëni sisteme ose pajisje të tjera për të kontrolluar një kondicioner, një lagështues ose një ngrohës për të krijuar një mjedis të rehatshëm të dhomës.

Hapi 1: Përgatitja e sensorëve

Ju mund të ndërtoni qarkun me sensorët e mëposhtëm ose thjesht të blini bordet e moduleve të atyre sensorëve ose bordit të modulit.

1. Sensori i dritës së ambientit TEMT6000 (Fleta e të dhënave PDF)

2. Presioni dhe Temperatura BMP085 ose BMP180 (*ato janë produkte të vjetra, mund t'ju duhet të gjeni alternativa të tjera) (dokument mësimor nga Adafruit)

3. Sensori i Temperaturës dhe Lagështisë DHT11 (dokument mësimor nga Adafruit)

4. Sensori i dritës UV GUVA-S12SD (Fleta e të dhënave PDF)

Për përdorimet e sensorëve, unë kam bashkangjitur disa lidhje referimi. Ju mund të gjeni disa mësime dhe referenca të dobishme në internet.

Hapi 2: Përgatitja e procesorit kryesor

Unë kam zgjedhur bordin Arduino Uno për të testuar sistemin dhe kodimin. Sidoqoftë, zbulova se atmega328P nuk ka memorie të mjaftueshme për të ruajtur dhe ekzekutuar kodin nëse shtohen më shumë sensorë. Kështu, unë rekomandoj që të përdorni bordin atmega2560 Arduino kur keni nevojë për më shumë se 4 sensorë.

Mikrokontrolluesi (MCU):

· Bordi Atmega328P për Arduino

· Ose bordi Atmega2560 për Arduino

Hapi 3: Përgatitja e sistemit

Unë do të doja të matja disa karakteristika fizike në natyrë dhe të brendshme. Më në fund, i lidha sensorët e mëposhtëm me një tabelë Atmega2560.

Mjedisi i brendshëm:

1. Presioni dhe Temperatura BMP180 x 1 copë

2. Sensori i Temperaturës dhe Lagështisë DHT11 x 1 copë

Mjedisi i jashtëm:

1. Sensori i dritës së ambientit TEMT6000 x 1 copë

2. Presioni dhe Temperatura BMP085 x 1 copë

3. Sensori i Temperaturës dhe Lagështisë DHT11 x 1 copë

4. Sensori i dritës UV GUVA-S12SD x 1 copë

Ju mund të gjeni se kam përdorur sensorë të ndryshëm për matjen e presionit. Justshtë vetëm sepse nuk kam bordin e modulit BMP180 kur po ndërtoja qarkun. Unë rekomandoj që të përdorni të njëjtët sensorë nëse keni nevojë të keni një matje të saktë dhe një krahasim të drejtë.

Hapi 4: Përgatitja e regjistrimit të të dhënave

Përveç kësaj, do të doja që pajisja të ruante të dhënat pa u lidhur me një kompjuter. Shtova një modul të regjistrimit të të dhënave me një orë në kohë reale. Më poshtë janë artikujt për regjistrimin e të dhënave dhe lidhjen e telave.

· Kartë SD

· Bateri monedhë CR1220

· Moduli i regjistrimit të të dhënave për Arduino (dokument mësimor nga Adafruit)

Hapi 5: Përgatitja e mjeteve

Më poshtë janë disa mjete ose pajisje që do të nevojiten për të ndërtuar qarkun.

• Mjeti i mbështjelljes 30AWG
• Makine per ngjitjen e metalit
• Teli i saldimit (pa plumb)
• Breadboard
• Tituj 2.54 mm
• Telat e kërcyesit
• Telat e mbështjelljes (30AWG)
• Zam i nxehtë
• Printimi 3D (Nëse keni nevojë për një kuti për pajisjen tuaj)
• Arduino IDE (Ne kemi nevojë për këtë për të programuar bordin e mikro kontrolluesit)

Hapi 6: Rivendosni orën DS1307 në kohë reale (RTC) në modulin e regjistrimit të të dhënave

Unë do të doja të përdorja të dhënat për eksperimentin shkencor. Kështu, një kohë e saktë e matjes është e rëndësishme për analizën e të dhënave. Përdorimi i funksionit të vonesës () në programim do të shkaktonte gabim të matjes në zhvendosjen e kohës. Përkundrazi, nuk di si të bëj një matje të saktë në kohë reale vetëm në platformën Arduino. Për të shmangur gabimin e kohës së marrjes së mostrave ose për të minimizuar gabimin e matjes, do të doja të merrja çdo mostër matjeje me një regjistrim kohor. Për fat të mirë, moduli i regjistrimit të të dhënave ka një orë në kohë reale (RTC). Ne mund ta përdorim atë për të nxjerrë kohën për marrjen e mostrave të të dhënave.

Për të përdorur RTC, unë ndjek udhëzimin (lidhjen) për të rivendosur RTC. Unë rekomandoj që ta bëni këtë së pari me bordin Arduino Uno. Kjo ndodh sepse ju duhet të modifikoni qarkun kur përdoret bordi Atmega2560 (lidhja I2C është e ndryshme). Pasi të keni vendosur RTC, nuk duhet të hiqni baterinë cr1220. Ndërkohë, ju lutemi kontrolloni gjendjen e baterisë para regjistrimit të të dhënave.

Hapi 7: Lidhja

Unë kam ndarë matjen e brendshme dhe të jashtme. Kështu, unë kam bërë dy tituj për lidhjen e dy grupeve të ndryshme të sensorëve. Kam përdorur hapësirën boshe në modulin e regjistrimit të të dhënave për montimin e titujve. Për të përfunduar lidhjen e qarkut, unë përdor si bashkim ashtu edhe mbështjellës. Procesi i mbështjelljes është i pastër dhe i dobishëm, ndërsa lidhja e saldimit është e fortë dhe e siguruar. Ju mund të zgjidhni një metodë të rehatshme për të ndërtuar qarkun. Nëse përdorni bordin Atmega2560, sigurohuni që të keni krijuar një lidhje kërcimi për kunjat SDA dhe SCL. Lidhja e RTC në mburojën e regjistrimit të të dhënave duhet të rilidhet.

Për të lidhur sensorët, bashkova titujt në modulet e sensorit dhe më pas përdor mbështjellësin e telit për të lidhur të gjithë sensorët me titujt. Kur përdorni module të daljes së sensorit, ju rekomandova që të kontrolloni me kujdes tensionin e funksionimit. Disa module sensori pranojnë hyrje 5V dhe 3.3 V, por disa janë të kufizuara të përdorin vetëm 5V ose 3.3V. Tabela e mëposhtme tregon modulet e përdorura të sensorit dhe tensionin e funksionimit.

Tabela. Moduli i sensorit dhe tensioni i funksionimit

Hapi 8: Programimi i MCU

Për fat të mirë, unë mund të gjej shembuj të aplikimit për të gjithë sensorët. Nëse jeni i ri në përdorimin e tyre, mund t'i shkarkoni në internet ose mund t'i instaloni duke përdorur menaxherin e bibliotekës në Arduino IDE.

Unë programova daljen e sistemit një varg për secilën mostër. Vargu do të dalë dhe ruhet në kartën SD të montuar. Nëse keni nevojë të shikoni të dhënat, fikeni pajisjen dhe më pas çmontoni kartën SD. Pastaj, mund ta montoni kartën SD në një lexues kartash. Skedari do të ruhet si një skedar csv. Pasi të keni shkarkuar skedarin e të dhënave në kompjuter, mund ta shihni atë nga një program teksti ose një program pune.

(Kodin burimor mund ta shkarkoni në skedarin e bashkangjitur.)

Hapi 9: Provojeni dhe Përdoreni

Shtë e rëndësishme që ju të kuptoni kuptimin e të dhënave. Frekuenca e marrjes së mostrave është një nga parametrat e rëndësishëm. Intervali aktual i matjes është 1 min, mund t'ju duhet ta ndryshoni.

Përveç kësaj, ju do të gjeni se masa e temperaturës së DHT11 nuk është e saktë. Nëse keni nevojë për një vlerë më të saktë, thjesht mund të përdorni leximin e temperaturës së sensorëve të presionit BMP.

Faleminderit që e lexuat këtë!