Күнөскана долбоору (RAS): Биздин плантацияга реакция кылуу үчүн элементтерди көзөмөлдөө: 18 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Бул долбоор абанын температурасын, жарыктыгын жана нымдуулугун, ошондой эле тоонун температурасын жана нымдуулугун көзөмөлдөөнү сунуштайт. Бул Actoborad.com веб -сайтында ушунчалык окула турган бул чараларды кошууну сунуштайт

Бул үчүн биз L432KC Nucleo микроконтроллерине 4 сенсорду туташтырабыз:

- TLS2561 жаркыроо сенсору Adafruit тарабынан;

- Gotronic тарабынан DHT22 нымдуулук жана температура сенсору;

- DS1820 темпарттык иликтөөчүсү;

- нымдуулук сенсору Grove - Seeed Studio тарабынан нымдуулук сенсору

Чаралар ар бир 10 мүнөттө жасалат жана Sigfox тарабынан Breakout TD1208 аркылуу туташат. Жогоруда айтылгандай, муну Actoboard.com веб -сайтында окууга болот, бул микроконтроллерде 128x64 OLED дисплейи туташтырылган, ал акыркы жасалган чараларды биротоло көрсөтөт. Акырында, система 8х20см фотовольтайк клеткасы жана 1,5Ач батареясынын жардамы менен электрдик жактан өзүн өзү камсыздайт. Алар Nulceo менен Seeed Studio тарабынан LiPo Rider Pro менен туташкан. Система 3D басылган кутуга салынган.

Синоптиктен көрүнүп тургандай.

Os.mbed.com аркылуу микроконтроллерде түзүлгөн код 'main.cpp' деп аталат. Колдонулган китепканалар төмөнкү шилтемеде бар, биздин долбоор mbed деген эмне:

1 -кадам: Networking

Бул долбоордун маанилүү бөлүгү тармактык өлчөөлөр жана аларды оңой жеткиликтүү кылуу болгон. Ар 10 мүнөттө сенсорлор ар кандай параметрлерди өлчөйт жана sigfox TD1208 модулу анын өлчөөлөрүн берүү үчүн колдонулат. Жыйынтыктар Actoboard веб -сайтында жеткиликтүү:

Bluemix эсебин түзгөндөн кийин, биз жыйынтыктарыбызды графикалык түрдө көрсөтүү үчүн Node-red тиркемесин колдоно алабыз.

Actoboardдан маалыматты калыбына келтирүү үчүн Node-red программасы

Натыйжаларды реалдуу убакытта көрүү үчүн ачык шилтеме:

2 -кадам: Компоненттер

Бул долбоор үчүн бул жерде колдонулган негизги компоненттердин тизмеси келтирилген:

Микроконтроллер: Nucleo STM32L432KC

Дисплей: ЖК экран

Sigfox: Sigfox модулу

Сенсорлор жөнүндө:

- Аба сенсору: DHT22 (Температура жана нымдуулук)

- Кабат сенсорлору: Grove температурасы жана Grove нымдуулугу

- Жарыктык сенсор: Жарык сенсору

Электр камсыздоо:

- LIPO (тамактануу адаптер картасы)

- Батарея

- фотоэлектрдик панель

3 -кадам: керектөө

Биздин долбоордун эң маанилүү пункттарынын бири - бул система автономдуу болушу керек. Бул үчүн биз батареяны жана күн батареясын колдонобуз. Батарея 1050 мА токту 1 саатта 3.7 В чыңалуусу менен жеткире алат: 3, 885Wh. Күн батареясы батарейканы толтуруу үчүн колдонулат, ал 360 мА астында 5,5 В чыңалуусун берет, кубаттуулугу 2 Вт.

Биздин системанын теориялык керектөөсү: - DHT22 температура сенсору: максимум 1,5 мА жана эс алуу учурунда 0,05 мА - Grove температурасы сенсору: максимум 1,5 мА - Жарык сенсору: 0,5 мА - Нуклео Арабасы: + 100 мА - ЖК дисплейи: 20 мА - Sigfox TD1208 модуль: 24 мА жөнөтүү (бул долбоордо бул модуль менен эч нерсе алынбайт) жана эс алуу учурунда 1,5 мкА

Эс алуу учурунда батареянын кубаттуулугуна салыштырмалуу керектөө анча чоң эмес. Система уйкудан чыкканда (ар 10 мүнөттө), бардык сенсорлор өлчөөлөрдү жасашат, экран натыйжаны көрсөтөт жана sigfox модулу бул жыйынтыктарды өткөрөт. Бул учурда бардык компоненттер максималдуу керектелет деп эсептелет: биз ар бир 10 мүнөттө болжол менен 158 мА колдонобуз, ошондуктан 1 сааттын ичинде 6 * 158 = 948 мА. Батарея толугу менен заряддалганга чейин бир сааттан бир аз көбүрөөк кармайт.

Максат - батареяны кайра заряддоого эң аз муктаждык болуш үчүн эң аз энергия сарптоо. Болбосо, эгер күн батареясы бир топко чейин күн нурун албаса, анда ал заряды батпай калат жана системабыз өчүп калат.

4 -кадам: Дизайн PCB

PCB бөлүгүн баштайлы!

Бизге ушунчалык көп убакыт кетет деп ойлобогон кадам үчүн көптөгөн көйгөйлөр болгон. Биринчи ката: бир нече жерде ПХБ сакталган эмес. Чынында, биринчи PCB USB кээ бир көйгөйлөр болгондо жок кылынган. Эми USB ичиндеги бардык файлдар жеткиликтүү эмес. Күтүлбөгөн жерден, биздин долбоорду индустриялаштыруу үчүн бул табышмак үчүн керектүү энергияны табуу керек болду. Маанилүү бойдон калган кичинекей деталдар, баардык байланыштар ПХБнын асты жагында болушу жана массалык планды түзүшү зарыл. Кайрат табылгандан кийин, биз төмөндө көрүп тургандай, ALTIUMдагы электрондук схеманы кайра жасай алабыз:

5 -кадам:

Бул сенсорлорду, Nucleo картасын, Sigfox модулун жана ЖК экранды камтыйт.

Биз ПХБнын бөлүгүнө которулабыз, ага көп убакыт коротобуз, бирок аягында биз ага жетиштик. Басып чыккандан кийин биз аны сынайбыз … жана бул жерде драма. Жарым NUCLEO картасы артка кайтарылган. Биз дагы жогорудагы диаграмманы карасак болот. Сол NUCLEO бутагы 1ден 15ке чейин жогорудан башталат, ал эми оң бутагы 15тен 1ге чейин жогору жактан. Эмне эч нерсе иштебейт. Акыл -эсин калыбына келтирүү үчүн, бардык байланыштарга көңүл буруп, шашылыш ПКБны 3 -жолу кайталоо керек болчу. Hallelujah PCB түзүлгөн, биз аны төмөнкү сүрөттө көрө алабыз:

6 -кадам:

Баары идеалдуу болчу, SamSmile мырза жасаган ширетүүлөр теңдешсиз сулуулукка ээ болчу. Чындык үчүн абдан жакшы? Чынында, бир гана көйгөй:

7 -кадам:

Аны бир аз жакындатыңыз:

8 -кадам:

ПКБ D7деги SDA туташуусуна жана D8деги SCLге негизделген оң жактагы картада (так бизге керек). Бирок биз компоненттер менен тестирлегенибизде алынган маалыматтын дал келбестигин түшүнгөн жокпуз, жана күтүлбөгөн жерден экинчи документтеги документтерди кайра караганыбызда D7 жана D8 боюнча эч кандай өзгөчөлүктөр жок экенин байкадык.

Натыйжада, биздин нан бышыруу ПКБдагы туташууларды ыңгайлаштырууга чейин абдан жакшы иштейт. Бирок бир жолу ПКБ өзгөртүлбөсө, биз бул версиядагы жарык сенсорунан башка бардык сенсорлорго карабай маалыматты алабыз.

9 -кадам: 3D BOX долбоорлоо

3D дизайн бөлүгүн баштайлы!

Бул жерде биз толук тутумубузду тосуп алуу үчүн кутунун 3D дизайн бөлүгүн түшүндүрөбүз. Ал көп убакытты талап кылды жана анын себебин түшүнөсүз. Жыйынтыктап айтканда: Биз өзүбүздүн коробкабызда ПХБны жана аны менен байланышкан бардык компоненттерди камтууга тийишпиз. Башкача айтканда, ЖК экраны жөнүндө ойлонуп көрүңүз, бирок бардык сенсорлор, алардын ар бирине орун берүү менен, алар өлчөөлөрдө колдонууга жарактуу жана эффективдүү болушу үчүн. Мындан тышкары, ал LIPO картасы менен энергия менен камсыздоону талап кылат, ал батарейкага жана фотоэлектрдик панелге туташкан, бул биздин системаны автономдуу кылат. Биз ПКБ, бардык сенсорлор, экран жана батареяга туташкан LIPO картасын камтыган биринчи кутуну элестетебиз. Албетте, ЖК экран үчүн белгилүү бир жерди, жарык сенсорун (эгер ал жашырылган болсо же капталында чыныгы жарыкты албайт), температура сенсору үчүн, DHT22 үчүн өлчөө үчүн зарыл болгон жерди алдын ала көрүү зарыл. өсүмдүккө жакын жана токойдогу ным сенсорун унутпастан, жер менен түз байланышта болушу керек. Антеннаны sigfox модулуна туташтыруу үчүн тешикти жана фотоэлектрдик панелдердин уулун LIPO картасына өткөрүү үчүн дагы бир тешикти унутпайбыз. Бул жерде негизги кутуча:

10 -кадам:

Бизге фотоэлектрдик панелди жайгаштыруу жана панелди LIPO тактасына туташтыруу үчүн бөлүк керек.

Мына жыйынтык:

11 -кадам:

Биз бул кереметтүү кутуну жаба алышыбыз керек!

Бул жерде ылайыкташтырылган капкак:

12 -кадам:

Көрүнүп тургандай, бул жакшы стабилдүүлүк үчүн негизги кутунун ичине кирген тиштери бар капкак.

Мына, биз муну кереметтүү кутубузга кошкондо:

13 -кадам:

Каршылыкка ээ болуу үчүн кутуга киргизилген, бирок капкактын эки бөлүгүн катуу кармаган жана ичиндеги компоненттердин ишенимдүүлүгүн жана коопсуздугун камсыз кылган жылма эшик кошулат.

Бул жерде жылма эшиктин биринчи версиясы:

14 -кадам:

Андан ары кетүү үчүн, биз фотоэлектрдик модулду негизги сенсорго кошууну ойлодук, ал жарык сенсорунун деңгээлинде жана анын стратегиялык абалында жана автономдуу система "Юнайтед" экенин сезүү үчүн.

Бул жерде мурда сунушталган фотоэлектрдик модулду кысуу мүмкүнчүлүгү бар жылма эшиктин экинчи версиясы:

15 -кадам:

Мына, биз аны эң сонун капкагыбызга кошконубузда:

16 -кадам:

Сиз бир аз адаштыңызбы? Келгиле, бул сыйкырдуу кутунун акыркы абалы кандай экенин көрсөтөлү!

17 -кадам:

(3D принтердин жардамы менен азырынча басып чыгара албаганыбызга зыян, анткени менден бекемдик суралды, мен бир нерсе кылдым, бирок менде бир аз ашыкча бар экенине ишенишим керек, чындыгында жоондугу 4 ммден жогору, ошондуктан мен басып чыгара алган жок, анткени көп материалды талап кылды, өтө өкүнүчтүү) … Бирок басып чыгаруу үчүн кеч эмес, жок дегенде ырахат үчүн болсо = D

Ушунча сулуу:

18 -кадам:

Рахмат.