GreenHouse сенсоры: 8 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Оқу құралы GreenHouse сенсоры

Ален Вей жүзеге асырды, Паскаль Ченкапторлар көмектесті | сигфокс | убидот

1. Мақсаттар
2. Бұл жобада қолданылатын заттар
3. Іске асыру қадамы
4. Жұмыс принципі
5. Құрылғы байланысы
6. Mbed коды
7. Мәліметтерді өңдеу және талдау
8. Жүйені тұтынуды оңтайландыру
9. Фотосуреттер

1 -қадам: Мақсаттар

Бұл жоба үшін мен автономды энергия жүйесін енгізгім келеді, мен өлшеуім керек: ауа температурасы, ауаның ылғалдылығы, топырақтың температурасы, топырақтың ылғалдылығы, Lux және RGB жарықтығы.

2 -қадам: Бұл жобада қолданылатын заттар

Материалдық есеп:

1) күн компоненті: шайырдың жұқа қабаты ашық ауада қолдануға мүмкіндік береді

2) Chip LiPo Rider Pro: барлық жобаларыңызды 5 В зарядтаңыз

3) Nucleo STM 32L432KC микроконтроллері: пайдаланушыларға кез келген STM32 микроконтроллер желісімен жаңа идеяларды сынап көруге және прототиптерді құруға қолжетімді және икемді әдісті ұсынады.

4) Sigfox Wisol модулі: Sigfox желілерімен IOT прототипін жобалауға арналған

5) Экрандық СКД: ол I2C немесе SPI шинасы арқылы микроконтроллерге қосылады

6) Li-Ion батареясы 3, 7V 1050мАч: шамадан тыс жүктемелер мен разрядтардан қорғау.

7) SEN0193 гравитациялық ылғалдылық сенсоры: жердегі судың концентрациясын білу. Сенсор судың құрамына байланысты аналогты кернеуді береді.

8) DHT22 температура мен ылғалдылық сенсоры: ауаның температурасы мен ылғалдылығын біледі және arduino типті немесе үйлесімді микроконтроллермен байланысады.

9) Grove температурасының сенсоры: топырақтың температурасын біліңіз және бұл модуль 4 өткізгіш кабель арқылы Grove Base Shield немесе Mega Shield цифрлық кірісіне қосылған.

10) ADA1334 түс сенсоры: жарық көзінің немесе заттың түсін анықтайды. Ол I2C порты арқылы байланысады

11) TSL2561 жарық сенсоры: жарықтығын 0,1 -ден 40000 люкске дейін өлшеңіз. Ол I2C шинасы арқылы Arduino микроконтроллерімен байланысады.

Бағдарламалық қамтамасыз ету:

1) SolidWorks (қатты модельді жобалау)

2) Paint 3d (қосымшаның белгішесін жасаңыз)

3) алтий (pcb сызыңыз)

4) Mbed (картаның кодын жазу)

3 -қадам: Іске асыру қадамы

Қолданылатын материал мен бағдарламалық қамтамасыз етуді білгеннен кейін, біз бірнеше қадамдарды орындауымыз керек

1) біз тізбекті алтий арқылы имитациялауымыз керек

2) біз дизайнерлік тапсырмаларды орындауымыз керек, мысалы: SolidWorks көмегімен қатты модельді жобалау, Paint 3d көмегімен қолдану белгішесін жобалау.

3) егер схема дұрыс болса, біз ПХД схемасын біз дайындаған материалдармен жүзеге асыра аламыз

4) тізбекті қосқаннан кейін біз компонентті дәнекерлеп, тізбектің сапасын тексеруіміз керек

5) соңында біз схеманы біз аяқтаған қатты модельмен орауымыз керек

4 -қадам: жұмыс принципі

Топырақтың ылғалдылық сенсорының СКУ: оны өсімдіктердің айналасындағы топыраққа енгізіңіз және топырақтың ылғалдылығы туралы нақты уақытта достарыңызды таң қалдырыңыз.

DHT11 ST052 температура мен ылғалдылық сенсоры: сенсорды тақтадағы түйреуіштерге қосыңыз Түс сенсоры ADA1334: RGB және анық жарық сезгіш элементтері бар. Түсті анықтайтын фотодиодтарда локализацияланған, чипке кіріктірілген ИҚ блокаторлы сүзгі кіретін жарықтың ИҚ спектрлік компонентін азайтады және түс өлшеуді дәл жүргізуге мүмкіндік береді.

Гроув температурасы сенсоры: оны өсімдіктеріңіздің айналасындағы топыраққа салыңыз, DS18B20 цифрлық термометрі 9-дан 12-ге дейінгі Цельсий температурасын өлшеуді қамтамасыз етеді және қолданушы бағдарламалайтын жоғарғы және төменгі қосқыш нүктелері бар дабыл функциясы бар.

Жарық сенсорыTSL2561: сенсорда цифрлық (i2c) интерфейсі бар. Сіз үш адрестің біреуін таңдай аласыз, осылайша бір тақтада үш датчик болуы мүмкін, олардың әрқайсысында басқа i2c мекенжайы бар. Кіріктірілген ADC бұл аналогты кірістер болмаса да, кез келген микроконтроллермен қолдануға болатынын білдіреді.

1) Деректерді жинау үшін сенсорларды қолдану

2) Деректер микроконтроллерге беріледі

3) Микроконтроллер біз жазған бағдарламаны орындайды және деректерді Sigfox Wisol модуліне жібереді.

4) Sigfox Wisol модулі антенна арқылы деректерді Sigfox Backend веб -сайтына жібереді

5 -қадам: құрылғыға қосылу

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

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

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

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

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

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

Аналогтық ылғалдылықта (A1); // аналогтық

DS1820 зонд (A0); // аналогтық

DigitalIn жалауы (D6); // ауыстырғыш экранды басқару

6 -қадам: Mbed коды

Сіз mbed кодын мына жерден таба аласыз:

7 -қадам: Деректерді өңдеу және талдау

Деректерді Sigfox веб -сайтына жібергеннен кейін, Sigfox әр хабарды максималды 12 байтпен (96 бит) шектейтіндіктен, біз әр байт өлшеміне әр түрлі өлшемдерді тағайындадық және біз деректерді он алтылыққа қойдық. Қолданушыларға деректерді неғұрлым анық және ыңғайлы алуға мүмкіндік беру үшін біз Sigfox -тен деректерді бұлтты платформаға жібереміз, бұлтты платформада біз деректерді ұсынамыз және оны талдаймыз. Іске асыру процесі келесідей:

1) Біздің құрылғыларды бұлтты платформаға тіркеңіз

2) Sigfox құрылғысын кері шақыру басылымының веб -сайтына кіріңіз

3) Параметр конфигурациясын орнатыңыз

4) Құрылғының есептік жазбасының сілтемесін бұлт платформасына url үлгісінде қойыңыз (сервер мекенжайын қайта шақырыңыз)

5) CallbackBody толтырыңыз (кері шақыруды сұрау үшін ақпарат жиынтығы)

6) Параметрлерді сақтау

Кескін Ubidots платформасында нәтижені көрсетеді, біз ондыққа айналғанын көре аламыз, сондықтан біз деректерді неғұрлым анық және ыңғайлы түрде аламыз, және біз әр деректердің диаграммасын егжей -тегжейлі қарай аламыз, мысалы: біз ең жоғарысын таба аламыз ауадағы температура

8 -қадам: Жүйені тұтынуды оңтайландыру

MCU -де мини usb пен Vin арасында реттегіш бар, бұл реттегіш жоғалтуды арттырады, біздің жүйенің жоғалуын азайту үшін біз микроконтроллерді цифрлық шығудан қоректендіреміз, ал біз жүйені пайдаланбаған кезде микроконтроллер мен сенсорлар ұйықтайды. Біз бұл екі әдіс шығынды тиімді түрде төмендете алатынын дәлелдейміз:

1) Микроконтроллер мен генератордың арасына резистор қосыңыз

2) Осциллографтағы кедергі арқылы өтетін токты табыңыз

3) Датчиктерді ұйықтатып, осциллографтағы кедергі арқылы токты қалпына келтіріңіз

4) Микроконтроллерді ұйықтатыңыз және осциллографтағы қарсылық арқылы токты қалпына келтіріңіз Біздің тәжірибелік нәтижелер төмендегідей

Біз микроконтроллерді ұйықтатқанда жүйенің жоғалуы барынша азайтылатынын білеміз. Микроконтроллер оянғанда, сенсорлар мәліметтерді жинап, оны Sigfox -қа жібере алады, бірақ мәселе бар, егер біз микроконтроллерді ұйықтататын болсақ, MCU мен сенсорлар арасында әлі де ток бар, бұл токты қалай жоюға болады? Mosfet көмегімен біз MCU цифрлық шығысымен қақпаны қосамыз, сенсорлармен ағызуды қосамыз және 3, 3В MCU түйреуішімен көзді қосамыз. Қақпа кернеуі Vgs -тен кіші болғанда (қақпа табалдырығының кернеуі), көз мен ағызу арасында блок болады, датчиктердің соңында кернеу болмайды. Микроконтроллерді ұйықтатқанда, біз қақпаның кернеуі Vgs -тен кіші болуын қамтамасыз етуіміз керек, ал MCU жұмыс істегенде қақпаның кернеуі Vgs -тен үлкен болуы керек, бұл Mosfet -ті қолдануға болатын ережелер.