Projekti serë (RAS): Monitoroni elementët që do të reagojnë në plantacionin tonë: 18 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Ky projekt propozon të monitorohet temperatura e ajrit, shkëlqimi dhe lagështia, si dhe temperatura dhe lagështia e korijeve. Ai gjithashtu propozon që të rrjetëzohen këto masa të cilat janë aq të lexueshme në faqen e internetit Actoborad.com

Për ta bërë këtë, ne lidhim 4 sensorë me mikrokontrolluesin Nucleo L432KC:

- një sensor ndriçimi TLS2561 nga Adafruit;

- një sensor lagështie dhe temperature DHT22 nga Gotronic;

- një sondë tempearture DS1820;

- një sensor lagështie Grove - Sensori i lagështisë nga Seeed Studio

Masat bëhen çdo 10 minuta dhe rrjetëzohen përmes një Breakout TD1208 nga Sigfox. Siç u tha më lart, ky është i lexueshëm në faqen e internetit Actoboard.com Në këtë mikrokontrollues është i kyçur edhe një ekran OLED Display 128x64 i cili do të shfaq përgjithmonë masat e fundit të bëra. Së fundi, sistemi është elektrikisht i vetë-mjaftueshëm falë një qelize fotovoltaike 8x20cm dhe një baterie 1.5Ah. Ata janë të lidhur me Nulceo me një LiPo Rider Pro nga Seeed Studio. Sistemi vendoset në një kuti të printuar 3D.

Siç mund ta shihni në sinoptikë.

Kodi i përpiluar në mikrokontrolluesin nëpërmjet os.mbed.com quhet 'main.cpp'. Bibliotekat e përdorura janë në dispozicion në lidhjen e ndjekur, cili është projekti ynë mbed:

Hapi 1: Rrjetëzimi

Një pjesë e rëndësishme e këtij projekti ishte rrjetëzimi i matjeve dhe bërja e tyre lehtësisht e arritshme. Çdo 10 minuta, sensorët matin parametrat e ndryshëm dhe një modul sigfox TD1208 përdoret për të transmetuar matjet e tij. Rezultatet janë në dispozicion në faqen e internetit të Actoboard:

Pas krijimit të një llogarie bluemix, ne mund të përdorim aplikacionin Node-red për të shfaqur rezultatet tona në mënyrë grafike.

Programimi në Node-red për të rimarrë informacionet nga Actoboard

Lidhje publike për të parë rezultatet në kohë reale:

Hapi 2: Përbërësit

Për këtë projekt këtu është një listë e përbërësve kryesorë të përdorur:

Mikrokontrolluesi: Nucleo STM32L432KC

Ekrani: Ekran LCD

Sigfox: Moduli Sigfox

Rreth sensorëve:

- Sensori i ajrit: DHT22 (Temperatura dhe lagështia)

- Sensorë të dyshemesë: Temperatura e Grove dhe lagështia e Grove

- Sensori i ndriçimit: Sensori i dritës

Furnizimi me energji elektrike:

- LIPO (Karta e adaptuesit të ushqimit)

- Bateri

- Paneli fotovoltaik

Hapi 3: Konsumi

Një nga pikat më të rëndësishme të projektit tonë është se sistemi duhet të jetë autonom në energji. Për këtë ne përdorim një bateri dhe një qelizë diellore. Bateria mund të japë një rrymë prej 1050 mA në 1 orë me një tension prej 3.7 V: 3, 885Wh. Qeliza diellore përdoret për të rimbushur baterinë, ajo jep një tension prej 5.5 V nën 360 mA një fuqi e barabartë me 2 W.

Konsumi teorik i sistemit tonë: - Sensori i temperaturës DHT22: në maksimum 1.5 mA dhe në qetësi 0.05 mA - Sensori i temperaturës së grove: max 1.5 mA - Sensori i dritës: 0.5 mA - Nucleo Cart: + 100 mA - Ekran LCD: 20 mA - Sigfox TD1208 moduli: dërgimi i 24 mA (në këtë projekt, asgjë nuk merret me këtë modul) dhe në pushim 1.5 μA

Në pushim, konsumi është i papërfillshëm në krahasim me fuqinë e baterisë. Kur sistemi bie nga gjumi (çdo 10 minuta), të gjithë sensorët bëjnë matje, ekrani shfaq rezultatin dhe moduli sigfox transmeton këto rezultate. Konsiderohet se të gjithë përbërësit konsumojnë një maksimum në këtë kohë: ne përdorim rreth 158 mA çdo 10 minuta, kështu që 6 * 158 = 948 mA në 1 orë. Bateria mund të mbajë pak më shumë se një orë para se të shkarkohet plotësisht.

Qëllimi është të shpenzoni një minimum energjie për të pasur nevojën më të vogël të mundshme për të rimbushur baterinë. Përndryshe, nëse qeliza diellore nuk merr diell për një kohë, nuk mund të ngarkojë baterinë që do të shkarkohet dhe sistemi ynë do të fiket.

Hapi 4: Dizajnoni PCB

Le të fillojmë pjesën e PCB!

Kishim shumë probleme për një hap që nuk e kishim menduar se do të na merrnin kaq shumë kohë. Gabimi i parë: mos ruajtja e PCB -së në disa vende. Në të vërtetë, PCB e parë e kuptuar u fshi kur USB kishte disa probleme. Tani të gjithë skedarët brenda USB nuk janë të arritshëm. Papritmas, ishte e nevojshme të gjesh energjinë e nevojshme për këtë enigmë për industrializimin e projektit tonë. Detaje të vogla që mbeten të rëndësishme, është e nevojshme që lidhjet të jenë të gjitha në anën e poshtme të PCB -së dhe që njëri të krijojë një plan masiv. Sapo të gjendet guximi, ne mund të bëjmë përsëri skemën elektronike në ALTIUM siç mund ta shihni më poshtë:

Hapi 5:

Ai përmban sensorët, kartën Nucleo, modulin Sigfox dhe ekranin LCD.

Kalojmë në pjesën e PCB -së, humbasim kaq shumë kohë në të, por në fund e arritëm. Sapo të shtypet ne e testojmë … dhe këtu është drama. Karta gjysmë NUCLEO është e kundërt. Ne gjithashtu mund të shikojmë diagramin e mësipërm. Bërthama e majtë degëzohet nga 1 në 15 duke filluar nga lart, ndërsa dega e së djathtës 15 në 1 gjithashtu nga lart. Ajo që nuk bën të funksionojë asgjë. Ishte e nevojshme të merrte mendjen, të përsëriste për herë të tretë PCB -në e urgjencës duke i kushtuar vëmendje të gjitha lidhjeve. Hallelujah PCB është krijuar, ne mund ta shohim atë në foton më poshtë:

Hapi 6:

Gjithçka ishte perfekte, saldimet e bëra nga SamSmile ishin të një bukurie të pakrahasueshme. Shumë e mirë për të qenë e vërtetë? Në të vërtetë, një dhe problem i vetëm:

Hapi 7:

Zmadhojeni pak më afër:

Hapi 8:

Ne e shohim atë në hartën në të djathtë në të cilën PCB bazohet në një lidhje SDA në D7 dhe një SCL në D8 (pikërisht ajo që na nevojitet). Sidoqoftë, kur testuam me përbërësit, ne nuk e kuptuam mospërputhjen e informacionit të marrë, dhe papritmas kur shikuam përsëri dokumentacionin në dokumentacionin e dytë vërejmë se nuk ka specifikë në D7 dhe D8.

Si rezultat, prodhimi i bukës sonë funksionon shumë mirë para se të përshtatim lidhjet në PCB për rutim të lehtë. Por sapo në PCB të pa modifikuar marrim informacionin pavarësisht nga të gjithë sensorët përveç sensorit të dritës në këtë version.

Hapi 9: Dizajnoni Kutinë 3D

Le të fillojmë pjesën e dizajnit 3D!

Këtu ne shpjegojmë pjesën e dizajnit 3D të kutisë për të mirëpritur sistemin tonë të plotë. Ajo mori shumë kohë dhe ju do ta kuptoni pse. Për ta përmbledhur: Ne duhet të jemi në gjendje të përmbajmë në kutinë tonë PCB dhe të gjithë përbërësit e saj të lidhur. Domethënë, mendoni për ekranin LCD por edhe të gjithë sensorët duke siguruar një hapësirë për secilin prej tyre në mënyrë që të jenë të përdorshëm dhe efektivë në matjet e tyre. Përveç kësaj, ajo gjithashtu kërkon furnizimin me energji elektrike me kartën e saj LIPO e cila është e lidhur me një bateri dhe një panel fotovoltaik që e bën sistemin tonë autonom. Ne imagjinojmë një kuti të parë që do të përmbajë PCB, të gjithë sensorët, ekranin dhe kartën LIPO të lidhur me baterinë. Obviouslyshtë padyshim e nevojshme të parashikohet një vend specifik për ekranin LCD, sensori i dritës (nëse është i fshehur ose në anën nuk do të marrë dritën e vërtetë), për sensorin e temperaturës, për DHT22 është e nevojshme që të mund të masë vlera afër impiantit dhe pa harruar sensorin e lagështisë së grove e cila duhet të ketë një kontakt me tokën direkte. Ne nuk harrojmë vrimën për të lidhur antenën me modulin sigfox dhe një vrimë tjetër për të kaluar djalin e paneleve fotovoltaike në hartën LIPO. Këtu është kutia kryesore:

Hapi 10:

Ne kemi nevojë për një pjesë për të akomoduar panelin fotovoltaik dhe për ta lidhur panelin me tabelën LIPO.

Këtu është rezultati:

Hapi 11:

Ne duhet të jemi në gjendje ta mbyllim këtë kuti të mrekullueshme!

Këtu është kapaku i përshtatur:

Hapi 12:

Siç mund ta shohim, ky është një kapak që ka dhëmbë që vijnë brenda kutisë kryesore për qëndrueshmëri më të mirë.

Këtu është kur e shtojmë në kutinë tonë të mrekullueshme:

Hapi 13:

Për të fituar rezistencë shtohet një derë rrëshqitëse e cila futet në kuti por edhe në kapak e cila i mban të dy pjesët në mënyrë rigoroze dhe siguron besueshmëri dhe siguri të përbërësve brenda.

Këtu është versioni i parë i derës rrëshqitëse:

Hapi 14:

Për të shkuar edhe më tej, ne menduam të inkorporojmë modulin fotovoltaik në kutinë kryesore, në mënyrë që të jetë në të njëjtin nivel me sensorin e dritës dhe pozicionin e tij strategjik dhe të ndiejmë se sistemi autonom është diçka e 'Bashkuar'.

Këtu është versioni i dytë i derës rrëshqitëse me mundësinë e kapjes së modulit fotovoltaik të paraqitur më parë:

Hapi 15:

Këtu është kur e shtojmë në kutinë tonë të mrekullueshme e cila tashmë ka kapakun e saj të mrekullueshëm:

Hapi 16:

Je pak i humbur? Le t'ju tregojmë se cila është gjendja përfundimtare e kësaj kutie magjike!

Hapi 17:

(Dëmi që ne nuk mund ta printonim tani falë printerit 3D sepse më kërkuan qëndrueshmëri, diçka që bëra, por duhet të besoj se kam pak më shumë, në fakt trashësia është më e madhe se 4mm, kështu që unë nuk ishte në gjendje ta printonte sepse do të merrte shumë material, shumë e trishtueshme) … Por nuk është vonë për ta shtypur, të paktën nëse është për kënaqësi = D

Kaq e bukur:

Hapi 18:

Faleminderit.