Bio nadzor: 8 korakov (s slikami)

2025 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2025-01-13 06:58

Pozdravljeni vsi skupaj, V okviru študentskega projekta smo bili naprošeni, da objavimo članek, ki opisuje ves postopek.

Nato vam bomo predstavili, kako deluje naš sistem za biološko spremljanje.

Namenjen je prenosni napravi, ki omogoča spremljanje vlažnosti, temperature in svetilnosti v rastlinjaku, tukaj v kampusu Université Pierre-et-Marie-Curie v Parizu.

1. korak: Komponente

Talni senzorji: temperatura (Grove 101990019) in vlaga (Grove 101020008)

Zračni senzorji: Temperatura in vlaga DHT22 (prisotni zunaj škatle)

Senzor svetilnosti: Adafruit TSL2561

Mikrokrmilnik: STM32L432KC

Energija: baterija (3, 7 V 1050 mAh), sončne celice in regulator napetosti (LiPo Rider Pro 106990008)

LCD zaslon (128X64 ADA326)

Komunikacija: Sigfox modul (TD 1208)

Modul Wifi: ESP8266

2. korak: Programska oprema

Arduino: Ta vmesnik nam je omogočil nalaganje naših kod v

naš mikrokrmilnik za nadzor različnih vrednosti senzorjev. Mikrokrmilnik je mogoče programirati za analizo in proizvodnjo električnih signalov za izvajanje različnih nalog, kot so avtomatizacija doma (nadzor gospodinjskih aparatov - razsvetljava, ogrevanje …), vožnja robota, vgrajeno računalništvo itd.

Altium Designer: Uporabili so ga za oblikovanje tiskanega vezja naše elektronske kartice za namestitev različnih senzorjev.

SolidWorks: SolidWorks je 3D računalniško podprta programska oprema za oblikovanje, ki deluje v sistemu Windows. Oblikovali smo škatlo po meri za našo kartico, različne senzorje in LCD zaslon. Ustvarjene datoteke se pošljejo v 3D tiskalnik, ki bo izdelal naš prototip.

3. korak: spočetje

Prvi korak je bil izvesti različne teste na

senzorji za analizo vrnjenih vrednosti in v kakšni obliki.

Ko so bile obdelane in izbrane vse zanimive vrednosti, smo lahko namestili različne senzorje enega za drugim. Tako bi lahko naredili prvo izdelavo prototipov na blazinici Labdec.

Ko so bile kode dokončane in izdelane prototipe, smo lahko prešli na tiskano vezje. Naredili smo prstne odtise različnih komponent, ki so usmerjale kartico v skladu z našim prototipom.

Poskušali smo optimizirati prostor do maksimuma; naša kartica ima premer 10 cm, kar je relativno kompaktno.

4. korak: Stanovanje

Vzporedno smo oblikovali naš primer. Bolje je bilo, da smo po dokončanju kartice dokončali upravljanje zadeve in glasnosti, da bi dobili kompakten rezultat, ki ustreza obliki kartice. Naredili smo šesterokotnik z vgrajenim zaslonom na površini, ki preveč optimizira prostor

Več obrazov za upravljanje senzorjev na ohišju: Sprednja povezljivost za zunanje senzorje: Seveda tudi naš senzor vlažnosti, svetlobe in temperature.

Omogočal nam je, da omejimo vlažnost v ohišju na največjo možno mero

5. korak: Optimizacija porabe energije

Za analizo različnih virov porabe smo

ste uporabili odpornost na šant (1 ohm)

Tako bi lahko to izmerili: največja moč je sto mA (~ 135 mA), ko sistem komunicira, stalna poraba senzorjev in zaslona pa približno 70 mA. Po izračunu smo ocenili avtonomijo 14 ur za baterijo 1050mAh.

Rešitev:

Upravljanje senzorja prek prekinitev pred pošiljanjem

Najbolj vplivno dejanje je ekonomija uničenja, zato smo spremenili pogostost pošiljanja, lahko pa bi povzročili tudi nekaj prekinitev.

6. korak: Komunikacija

Za komunikacijo z nadzorno ploščo smo uporabili modul:

Actoboard

Sigfox je omrežje, ki ima velike prednosti, na primer zelo dolg doseg in nizko porabo. Vendar je obvezen nizek pretok podatkov. (Nizek pretok na dolge razdalje)

Zahvaljujoč tej sinergiji smo prišli do spremljanja v realnem času z dostopnimi podatki na spletu

7. korak: Rezultati

Tu lahko vidimo rezultat našega dela, opravljenega v semestru. Bili smo

sposobni združiti teoretične in praktične spretnosti. Z rezultati smo zadovoljni; imamo precej dobro končan izdelek, ki ustreza našim specifikacijam. Kljub temu pa imamo nekaj težav s komunikacijo na plošči, odkar smo končali spajkanje zadnjih komponent. WIP!