Senzor GreenHouse: 8 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Vadnica Senzor GreenHouse

Uresničil Alain Wei ob pomoči Pascal Chencaptors | sigfox | ubidots

1. Cilji
2. Stvari, uporabljene v tem projektu
3. Korak izvajanja
4. Načelo delovanja
5. Povezava z napravo
6. Koda mbed
7. Obdelava in analiza podatkov
8. Optimizirajte porabo sistema
9. Fotografije

1. korak: Cilji

Za ta projekt bi rad uresničil avtonomni energetski sistem in moram izmeriti: temperaturo zraka v okolici, vlažnost zraka, temperaturo tal, vlažnost tal, Lux in RGB svetlost.

2. korak: Stvari, uporabljene v tem projektu

Račun za materiale:

1) sončna komponenta: tanka plast smole omogoča uporabo na prostem

2) Chip LiPo Rider Pro: vse svoje projekte napolnite v 5 V

3) Čip mikrokrmilnik Nucleo STM 32L432KC: uporabnikom ponuja cenovno ugoden in prilagodljiv način, da preizkusijo nove ideje in izdelajo prototipe s katero koli linijo mikrokrmilnikov STM32

4) Modul Sigfox Wisol: za oblikovanje prototipa IOT z omrežji Sigfox

5) Zaslon LCD: Povezuje se z mikrokrmilnikom prek vodila I2C ali SPI

6) Li-Ion baterija 3, 7V 1050mAh: zaščita pred preobremenitvami in praznjenji.

7) Senzor gravitacijske vlažnosti SEN0193: poznajte koncentracijo vode v tleh. Senzor odda analogno napetost, odvisno od vsebnosti vode.

8) Senzor temperature in vlažnosti DHT22: pozna temperaturo in vlažnost zraka ter komunicira z mikrokrmilnikom tipa arduino ali združljiv prek digitalnega izhoda.

9) Senzor temperature Grove: pozna temperaturo tal in ta modul je povezan s digitalnim vhodom Grove Base Shield ali Mega Shield prek 4-žilnega kabla, ki je priložen

10) Barvni senzor ADA1334: zazna barvo svetlobnega vira ali predmeta. Komunicira prek vrat I2C

11) Svetlobni senzor TSL2561: izmerite svetlost od 0,1 do 40000 Lux. Preko vodila I2C komunicira z mikrokrmilnikom Arduino.

Programska oprema:

1) SolidWorks (oblikovanje trdnega modela)

2) Paint 3d (oblikujte ikono aplikacije)

3) Altium (narišite tiskano vezje)

4) Mbed (napišite kodo za kartico)

3. korak: Korak implementacije

Ko poznamo material in programsko opremo, ki jo bomo uporabili, se moramo zavedati številnih korakov

1) Morali bi simulirati vezje s pomočjo Altiuma

2) narediti bi morali nekaj oblikovalskih nalog, na primer: oblikovati trden model s pomočjo SolidWorksa, oblikovati ikono aplikacije s pomočjo Paint 3d

3) če je vezje pravilno, lahko realiziramo vezje na tiskanem vezju z materiali, ki smo jih že pripravili

4) po priključnem vezju moramo variti komponento in preveriti kakovost vezja

5) na koncu bi morali vezje zapakirati s trdnim modelom, ki smo ga že končali

4. korak: Načelo delovanja

Kapacitivni senzor vlažnosti tal SKU: vstavite ga v zemljo okoli svojih rastlin in navdušite svoje prijatelje s podatki o vlažnosti tal v realnem času

Senzor temperature in vlažnosti DHT11 ST052: senzor povežite z zatiči na plošči Barvno tipalo ADA1334: ima elemente za zaznavanje svetlobe RGB in Clear. IR blokirni filter, integriran na čipu in lokaliziran na fotodiodah za zaznavanje barve, zmanjšuje IR spektralno komponento vhodne svetlobe in omogoča natančne meritve barv.

Senzor temperature Grove: vstavite ga v zemljo okoli vaših rastlin. Digitalni termometer DS18B20 ponuja 9-bitne do 12-bitne temperaturne meritve Celzija in ima alarmno funkcijo z vrtljivimi in spodnjimi sprožilnimi točkami, ki jih lahko programira uporabnik.

Svetlobni senzor TSL2561: Senzor ima digitalni (i2c) vmesnik. Izberete lahko enega od treh naslovov, tako da imate lahko na eni plošči do tri senzorje, vsak z drugačnim naslovom i2c. Vgrajen ADC pomeni, da ga lahko uporabljate s katerim koli mikrokrmilnikom, tudi če nima analognih vhodov.

1) Uporaba senzorjev za zbiranje podatkov

2) Podatki bodo posredovani mikrokrmilniku

3) Mikrokrmilnik bo izvajal program, ki smo ga že napisali, in podatke poslal v modul Sigfox Wisol

4) Modul Sigfox Wisol bo preko antene podatke poslal na spletno stran Sigfox Backend

5. korak: Povezava naprave

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

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

Serijski Wisol (USBTX, USBRX); // tx (A2), rx (A7)

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

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

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

AnalogIn humidit (A1); // analogno

Sonda DS1820 (A0); // analogno

Zastava DigitalIn (D6); // nadzor stikala za preklop

6. korak: Koda Mbed

Kodo mbed najdete tam:

7. korak: Obdelava in analiza podatkov

Po pošiljanju podatkov na spletno mesto Sigfox, ker Sigfox omejuje vsako sporočilo na največ 12 bajtov (96 bitov), zato smo različnim velikosti bajtov dodelili različne meritve, podatke pa smo nastavili na šestnajstiško. Da uporabnikom omogočimo jasnejši in priročnejši prejem podatkov, podatke iz Sigfoxa pošljemo na oblačno platformo, na oblačni platformi, jih predstavimo in analiziramo. Postopek izvajanja je naslednji:

1) Registrirajte naše naprave na platformo v oblaku

2) Vstopite na spletno mesto izdaje povratnih klicev naprave Sigfox

3) Nastavite konfiguracijo parametrov

4) Postavite povezavo do računa za napravo na platformi v oblaku v vzorcu url (pokličite naslov strežnika nazaj)

5) Izpolnite callbackBody (telo podatkov za zahtevo za povratni klic)

6) Shranite nastavitve

Slika prikazuje rezultat na platformi Ubidots, vidimo, da se podatki pretvorijo v decimalne, zato podatke sprejemamo jasneje in priročneje, podrobno pa si lahko na primer ogledamo diagram vsakega podatka: na primer najdemo najvišje temperatura v zraku

8. korak: Optimizirajte porabo sistema

Med mini usb in Vin v MCU je regulator, ta regulator bo povečal izgubo, da bi zmanjšali izgubo našega sistema, bomo mikrokrmilnik napajali z digitalnega izhoda, in ko ne uporabljamo sistema, naredimo mikrokrmilnik in senzorji za spanje. Dokazujemo, da lahko ti dve metodi učinkovito zmanjšata izgubo:

1) Dodajte upor med mikrokrmilnik in generatorjem

2) Poiščite tok skozi upor na osciloskopu

3) Senzorje preklopite v spanje in obnovite tok skozi upor na osciloskopu

4) Preklopite mikrokrmilnik v stanje mirovanja in obnovite tok skozi upor na osciloskopu Naši poskusni rezultati so naslednji

Ugotovili smo, da je izguba sistema zmanjšana, ko mikrokrmilnik zaspimo. Ko se mikrokrmilnik prebudi, lahko senzorji zberejo podatke in jih pošljejo v Sigfox. Toda obstaja težava, ko mikrokrmilnik zaspimo, je med MCU in senzorji še vedno tok, kako odpraviti ta tok? Z Mosfetom povežemo vrata z digitalnim izhodom MCU, odvod povežemo s senzorji in priključimo vir s pin 3, 3V MCU. Ko je napetost vrat manjša od Vgs (prag vratne napetosti vrat), je blok med izvorom in odtokom, na koncu senzorjev ni napetosti. Torej, ko zaskrbimo mikrokrmilnik, moramo zagotoviti, da je napetost na vratih manjša od Vgs, in ko MCU deluje, mora biti napetost na vratih večja od Vgs, to so pravila za iskanje ustreznega Mosfeta.