GreenHouse Sensor: 8 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Сабак GreenHouse Sensor

Ален Вей тарабынан ишке ашырылган, Паскаль Ченкапторлордун жардамы | sigfox | ubidots

1. Максаттар
2. Бул долбоордо колдонулган нерселер
3. Ишке ашыруу кадамы
4. Иштөө принциби
5. Түзмөк туташуусу
6. Mbed коду
7. Маалыматты иштетүү жана анализдөө
8. Системанын керектөөсүн оптималдаштыруу
9. Сүрөттөр

1 -кадам: Максаттар

Бул долбоор үчүн мен автономдуу энергетикалык системаны ишке ашыргым келет жана мен өлчөөм керек: абанын температурасы, абанын нымдуулугу, топурактын температурасы, топурактын нымдуулугу, Lux жана RGB жарыктуулугу.

2 -кадам: Бул долбоордо колдонулган нерселер

Билл материалдары:

1) күн компоненти: чайырдын жука катмары сыртта колдонууга мүмкүндүк берет

2) Chip LiPo Rider Pro: бардык долбоорлоруңузду 5 В.

3) Chip микроконтроллери Nucleo STM 32L432KC: колдонуучуларга жаңы идеяларды сынап көрүүгө жана каалаган STM32 микроконтроллер линиясы менен прототиптерди курууга жеткиликтүү жана ийкемдүү жолду камсыз кылат

4) Sigfox Wisol модулу: IOT прототипиңизди Sigfox тармактары менен иштеп чыгуу үчүн

5) Экран ЖК: Бул I2C же SPI шинасы аркылуу микроконтроллерге туташат

6) Li-Ion батарейкасы 3, 7V 1050mAh: ашыкча жүктөөлөрдөн жана разряддардан коргоо.

7) Gravity нымдуулук сенсору SEN0193: жер бетиндеги суунун концентрациясын билүү. Сенсор суунун курамына жараша аналогдук чыңалууну берет.

8) DHT22 температурасы жана нымдуулугу сенсору: абанын температурасын жана нымдуулугун билүү жана микроконтроллер ардуино түрү менен же санарип чыгаруу аркылуу шайкеш келет.

9) Grove температура сенсору: топурактын температурасын билүү, жана бул модул 4 өткөргүч кабели камтылган Grove Base Shield же Mega Shield санариптик кирүүсүнө туташкан.

10) ADA1334 түс сенсору: жарык булагынын же нерсенин түсүн аныктоо. Бул I2C порту аркылуу байланышат

11) Жарык сенсору TSL2561: жарыкты 0,1 ден 40000 люкске чейин өлчөө. Бул I2C шинасы аркылуу Arduino микроконтроллери менен байланышат.

Программалык камсыздоо:

1) SolidWorks (катуу моделдин дизайны)

2) 3d Paint (колдонмонун сөлөкөтүн иштеп чыгуу)

3) Алтиум (PCB тартуу)

4) Mbed (картага код жазуу)

3 -кадам: Ишке ашыруу кадамы

Колдонула турган материалдык жана программалык камсыздоону билгенден кийин, биз ишке ашырышыбыз керек болгон бир катар кадамдар бар

1) биз Altium аркылуу схеманы окшоштурушубуз керек

2) биз дизайн боюнча кээ бир жумуштарды аткарышыбыз керек, мисалы: SolidWorks аркылуу катуу моделди иштеп чыгуу, Paint 3d аркылуу колдонуу сүрөтчөсүн иштеп чыгуу

3) эгерде схема туура болсо, биз ПХБдагы схеманы биз даярдаган материалдар менен ишке ашыра алабыз

4) схеманы туташтыргандан кийин, биз компонентти ширетип, схеманын сапатын текшеришибиз керек

5) аягында биз схеманы мурунтан эле бүтүргөн катуу модели менен пакеттешибиз керек

4 -кадам: Иштөө принциби

Топурактын нымдуулук сенсорунун SKU: аны өсүмдүктөрүңүздүн айланасындагы топуракка салыңыз жана досторуңузду топурактын нымдуулугу жөнүндө реалдуу убакытта таң калтырыңыз

Температура жана нымдуулук сенсору DHT11 ST052: сенсорду тактадагы казыктарга туташтырыңыз Түстүү сенсор ADA1334: RGB жана ачык жарыкты сезүүчү элементтерге ээ. IR чыпкасы, микросхемада интеграцияланган жана түстү сезүүчү фотодиоддорго локализацияланган, келген жарыктын IR спектралдык компонентин минималдаштырат жана түстүү өлчөөлөрдү так аткарууга мүмкүндүк берет.

Grove температура сенсору: аны өсүмдүктөрүңүздүн айланасына топуракка салыңыз, DS18B20 санарип термометри 9-биттен 12-битке чейинки Цельсий температурасын өлчөөнү камсыз кылат жана колдонуучу программалоочу жогорку жана төмөнкү триггер чекиттери менен ойготкуч функциясына ээ.

Жарык сенсоруTSL2561: сенсор санариптик (i2c) интерфейсине ээ. Сиз үч даректин бирин тандай аласыз, андыктан ар биринде i2c дареги бар бир тактада үчкө чейин сенсор болушу мүмкүн. ADCде курулган, аналогдук кириштери жок болсо дагы, сиз муну каалаган микроконтроллер менен колдоно аласыз.

1) маалыматтарды чогултуу үчүн сенсорлорду колдонуу

2) Маалыматтар микроконтроллерге өткөрүлүп берилет

3) Микроконтроллер биз жазган программаны аткарат жана маалыматтарды Sigfox Wisol модулуна өткөрүп берет.

4) Sigfox Wisol модулу маалыматты антенна аркылуу Sigfox Backend веб -сайтына өткөрүп берет

5 -кадам: Түзмөккө туташуу

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

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

Сериялык висол (USBTX, USBRX); // tx (A2), rx (A7)

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

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

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

AnalogIn humidite (A1); // аналоги

DS1820 зонду (A0); // аналоги

DigitalIn желеги (D6); // которгучтун экранын башкаруу

6 -кадам: Mbed Code

Сиз mbed кодун ал жерден таба аласыз:

7 -кадам: Маалыматты иштетүү жана анализдөө

Sigfox веб -сайтына маалыматтарды жөнөткөндөн кийин, Sigfox ар бир билдирүүнү максималдуу 12 байт (96 бит) менен чектейт, ошондуктан биз ар кандай байт өлчөмдөрүнө ар кандай өлчөөлөрдү дайындап, маалыматтарды он алтылыкка койдук. Колдонуучуларга маалыматты так жана ыңгайлуураак алуу үчүн, биз Sigfoxтон булут платформасына маалыматтарды жөнөтөбүз, булут платформасында биз маалыматтарды сунуштап, анализдейбиз. Ишке ашыруу процесси төмөнкүчө:

1) Булут платформасына биздин түзмөктөрдү каттоодон өткөрүңүз

2) Sigfox түзмөгүнө кайра чалуу басылмасынын вебсайтына кирүү

3) Параметрдин конфигурациясын коюңуз

4) url үлгүсүндөгү булут платформасында түзмөк үчүн каттоо эсебинин шилтемесин коюңуз (сервер дарегине кайра чалыңыз)

5) CallbackBody толтуруу (кайра чалуу сурамы үчүн маалымат органы)

6) Орнотууларды сактоо

Сүрөт Ubidots платформасында натыйжаны көрсөтөт, биз маалымат ондукка которулганын көрө алабыз, андыктан биз маалыматты так жана ыңгайлуу кабыл алабыз жана ар бир маалыматтын диаграммасын деталдуу түрдө карай алабыз, мисалы: биз эң жогоркусын таба алабыз абанын температурасы

8 -кадам: тутумду керектөөнү оптималдаштыруу

MCUда мини usb менен Vinдин ортосунда жөнгө салуучу бар, бул жөнгө салуучу жоготууну көбөйтөт, системабыздын жоготулушун азайтуу үчүн биз микроконтроллерди санариптик өндүрүштөн азыктандырабыз, жана системаны колдонбогондо микроконтроллерди жасайбыз жана сенсорлор уктайт. Биз бул эки ыкма жоготууну эффективдүү азайтаарын далилдейбиз:

1) Микроконтроллер менен генератордун ортосуна резистор кошуңуз

2) Осциллографтагы каршылык аркылуу токту табыңыз

3) Сенсорлорду уктатып, осциллографтагы каршылык аркылуу токту калыбына келтирүү

4) Микроконтроллерди уктатыңыз жана осциллографтагы каршылык аркылуу токту калыбына келтириңиз. Эксперименталдык жыйынтыктарыбыз төмөндөгүдөй

Микроконтроллерди уктатканда, системанын жоготулушу минимумга түшөрүн билебиз. Микроконтроллер ойгонгондо, сенсорлор маалыматтарды чогултуп, Sigfoxко жөнөтө алышат. Бир көйгөй бар, биз микроконтроллерди уктап жатканда, MCU менен сенсорлордун ортосунда дагы деле ток бар, бул агымды кантип жок кылуу керек? Mosfetти колдонуп, биз MCU санариптик чыгышы менен дарбазаны туташтырабыз, сенсорлор менен дренажды туташтырабыз жана булакты 3, 3V MCU пин менен туташтырабыз. Дарбазанын чыңалуусу Vgsтен кичине болгондо (дарбазанын босоголук чыңалуусу), булак менен дренаждын ортосунда блок бар, сенсорлордун аягында чыңалуу жок. Ошентип, биз микроконтроллерди уктап жатканда, биз дарбазанын чыңалуусу Vgsден кичине болушун камсыз кылышыбыз керек, жана MCU иштегенде, дарбазанын чыңалуусу Vgsден чоң болушу керек, бул Mosfetти колдонуунун эрежелери.