Sensori i GreenHouse: 8 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:21

Tutorial GreenHouse Sensor

Realizuar nga Alain Wei i ndihmuar nga Pascal Chencaptors | sigfox | ubidot

1. Objektivat
2. Gjërat e përdorura në këtë projekt
3. Hapi i zbatimit
4. Parimi i punës
5. Lidhja e pajisjes
6. Kodi mbed
7. Përpunimi dhe analiza e të dhënave
8. Optimizoni konsumin e sistemit
9. Fotografitë

Hapi 1: Objektivat

Për këtë projekt, do të doja të realizoja një sistem energjetik autonom, dhe më duhet të mat: temperaturën e ambientit të ajrit, lagështinë e ajrit, temperaturën e tokës, lagështinë e tokës, shkëlqimin Lux dhe RGB.

Hapi 2: Gjërat e përdorura në këtë projekt

Fatura e materialeve:

1) komponenti diellor: një shtresë e hollë rrëshire lejon përdorimin në natyrë

2) Chip LiPo Rider Pro: ngarkoni të gjitha projektet tuaja në 5 V.

3) Mikrokontrolluesi i çipave Nucleo STM 32L432KC: siguron një mënyrë të përballueshme dhe fleksibël për përdoruesit që të provojnë ide të reja dhe të ndërtojnë prototipe me çdo linjë mikrokontrolluesi STM32

4) Moduli Sigfox Wisol: për hartimin e prototipit tuaj IOT me rrjetet Sigfox

5) LCD i ekranit: Lidhet me një mikrokontrollues nëpërmjet autobusit I2C ose SPI

6) Bateri Li-Jon 3, 7V 1050mAh: mbrojtje nga mbingarkesat dhe shkarkimet.

7) Sensori i Lagështisë së Gravitetit SEN0193: njihni përqendrimin e ujit në tokë. Sensori jep një tension analog në varësi të përmbajtjes së ujit.

8) Sensori i temperaturës dhe lagështisë DHT22: njihni temperaturën dhe lagështinë e ajrit dhe komunikoni me një lloj arduino mikrokontrollues ose të pajtueshëm përmes një dalje dixhitale.

9) Sensori i temperaturës së Grove: njihni temperaturën e tokës dhe ky modul është i lidhur me një hyrje dixhitale të Grove Base Shield ose Mega Shield përmes një kablli me 4 përçues të përfshirë

10) Sensori i ngjyrave ADA1334: zbuloni ngjyrën e një burimi drite ose objekti. Ajo komunikon përmes një porti I2C

11) Sensori i dritës TSL2561: matni shkëlqimin nga 0.1 në 40000 Lux. Ai komunikon me një mikrokontrollues Arduino përmes autobusit I2C.

Softuer:

1) SolidWorks (dizajni i modelit të fortë)

2) Paint 3d (hartoni ikonën e aplikacionit)

3) Altium (vizatoni pcb)

4) Mbed (shkruani kodin për kartën)

Hapi 3: Hapi i Zbatimit

Pas njohjes së materialit dhe softuerit që do të përdorim, ka një numër hapash që duhet të realizojmë

1) ne duhet të simulojmë qarkun me anë të Altiumit

2) ne duhet të bëjmë disa punë të projektimit, për shembull: të dizajnojmë model të fortë me anë të SolidWorks, të hartojmë ikonën e aplikimit me anë të Paint 3d

3) nëse qarku është i saktë, ne mund ta realizojmë qarkun në PCB me materialet që kemi përgatitur akoma

4) pas lidhjes së qarkut, ne duhet të bashkojmë përbërësin dhe të testojmë cilësinë e qarkut

5) në fund, ne duhet të paketojmë qarkun me modelin e fortë që kemi përfunduar tashmë

Hapi 4: Parimi i punës

Sensori Kapacitiv i Lagështisë së Tokës SKU: futeni në tokë rreth bimëve tuaja dhe lërini përshtypje miqve tuaj me të dhëna për lagështinë e tokës në kohë reale

Sensori i temperaturës dhe lagështisë DHT11 ST052: lidhni sensorin me kunjat në tabelë Sensori i ngjyrave ADA1334: ka elementë të ndjeshmërisë së dritës RGB dhe të qartë. Një filtër bllokues IR, i integruar në çip dhe i lokalizuar në fotodiodat që ndiejnë ngjyrën, minimizon përbërësin spektral IR të dritës që vjen dhe lejon që matjet e ngjyrave të bëhen me saktësi.

Sensori i temperaturës së Grove: futeni atë në tokën përreth bimëve tuaja, Termometri dixhital DS18B20 siguron matje të temperaturës nga 9 deri në 12 bit Celsius dhe ka një funksion alarmi me pikat e shkrepjes së sipërme dhe të poshtme të programueshme nga përdoruesit të paqëndrueshëm.

Sensori i dritësTSL2561: Sensori ka një ndërfaqe dixhitale (i2c). Ju mund të zgjidhni një nga tre adresat në mënyrë që të keni deri në tre sensorë në një tabelë, secila me një adresë i2c të ndryshme. ADC e integruar do të thotë që ju mund ta përdorni këtë me çdo mikrokontrollues, edhe nëse nuk ka hyrje analoge.

1) Përdorimi i sensorëve për mbledhjen e të dhënave

2) Të dhënat do t'i transmetohen mikrokontrolluesit

3) Mikrokontrolluesi do të ekzekutojë programin që kemi shkruar tashmë dhe do t'i transmetojë të dhënat në Modulin Sigfox Wisol

4) Moduli Sigfox Wisol do t'i transmetojë të dhënat në faqen e internetit Sigfox Backend përmes antenës

Hapi 5: Lidhja e pajisjes

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

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

Visol serik (USBTX, USBRX); // tx (A2), rx (A7)

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

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

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

AnalogI në humidite (A1); // analoge

Sonda DS1820 (A0); // analoge

Flamuri DigitalIn (D6); // kontrolli i ekranit ndërrues

Hapi 6: Kodi Mbed

Ju mund të gjeni kodin mbed atje:

Hapi 7: Përpunimi dhe analizimi i të dhënave

Pas dërgimit të të dhënave në faqen e internetit Sigfox, sepse Sigfox kufizon secilin mesazh në një maksimum prej 12 bajtësh (96 bit), kështu që ne caktuam matje të ndryshme në madhësi të ndryshme të bajtëve dhe i vendosëm të dhënat në heksadecimal. Për t'u mundësuar përdoruesve të marrin të dhëna në mënyrë më të qartë dhe të përshtatshme, ne i dërgojmë të dhënat nga Sigfox në platformën cloud, në platformën cloud, ne i paraqesim të dhënat dhe i analizojmë ato. Procesi i zbatimit është si më poshtë:

1) Regjistroni pajisjet tona në platformën cloud

2) Hyni në faqen e internetit të edicionit të kthimit të telefonatës të pajisjes Sigfox

3) Vendosni konfigurimin e parametrave

4) Vendosni një lidhje llogarie për pajisjen në platformën cloud në modelin url (telefononi përsëri adresën e serverit)

5) Plotësoni Trupin e Thirrjes (trupi i informacionit për kërkesën e Thirrjes)

6) Ruani cilësimet

Imazhi tregon rezultatin në platformën Ubidots, ne mund të shohim që të dhënat shndërrohen në dhjetore, kështu që ne marrim të dhëna më qartë dhe me lehtësi, dhe ne mund të shikojmë diagramin e secilës të dhënë në detaje, për shembull: ne mund të gjejmë më të lartën temperatura në ajër

Hapi 8: Optimizoni konsumin e sistemit

Ekziston një rregullator midis mini usb dhe Vin në MCU, ky rregullator do të rrisë humbjen, për të minimizuar humbjen e sistemit tonë, ne do të ushqejmë mikrokontrolluesin nga dalja dixhitale, dhe kur nuk e përdorim sistemin, bëjmë mikrokontrolluesin dhe sensorët flenë. Ne vërtetojmë se këto dy metoda mund të zvogëlojnë në mënyrë efektive humbjen:

1) Shtoni një rezistencë midis mikrokontrolluesit dhe gjeneratorit

2) Gjeni rrymën përmes rezistencës në oshiloskop

3) Bëni sensorët të flenë dhe rikuperoni rrymën përmes rezistencës në oshiloskop

4) Bëni mikrokontrolluesin të flejë dhe rikuperoni rrymën përmes rezistencës në oshiloskop Rezultatet tona eksperimentale janë si më poshtë

Ne zbulojmë se kur e bëjmë mikrokontrolluesin të flejë, humbja e sistemit minimizohet. Dhe kur mikrokontrolluesi zgjohet, sensorët mund të mbledhin të dhëna dhe t'i dërgojnë në Sigfox. Por ka një problem, kur e bëjmë mikrokontrolluesin të flejë, ka ende rrymë midis MCU dhe sensorëve, si ta eliminojmë këtë rrymë? Duke përdorur Mosfet, Ne lidhim portën me daljen dixhitale të MCU, lidhim kullimin me sensorë dhe lidhim burimin me pin prej 3, 3V të MCU. Kur tensioni i portës është më i vogël se Vgs (tensioni i pragut të portës), ekziston blloku midis burimit dhe kullimit, nuk ka tension në fund të sensorëve. Pra, kur e bëjmë mikrokontrolluesin të flejë, duhet të sigurohemi që tensioni i portës të jetë më i vogël se Vgs, dhe kur punon MCU, tensioni i portës duhet të jetë më i madh se Vgs, këto janë rregullat që gjejnë Mosfet të zbatueshëm.