מצפה פנימי פשוט: 9 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

פרויקט זה יראה לך כיצד להכין מצפה כוכבים פשוט עם כמה חיישנים קיימים וקלים לרכוש. אכן, בניתי את זה לאחד התלמידים שלי. התלמיד ירצה לברר כיצד אור השמש משפיע על טמפרטורת החדר והלחות בחדר. הכמויות הפיזיות המעוניינות בפרויקט זה הן (1) עוצמת האור, (2) לחות, (3) טמפרטורה ו (4) לחץ אוויר. בעזרת מידע זה, תוכל לייצר מערכות או התקנים אחרים לשליטה על מזגן, מכשיר אדים או תנור להכנת סביבה נוחה בחדר.

שלב 1: הכנת חיישנים

אתה יכול לבנות את המעגל עם החיישנים הבאים או פשוט לקנות את לוחות המודולים של אותם חיישנים או לוח המודולים.

1. חיישן אור הסביבה TEMT6000 (PDF גיליון נתונים)

2. לחץ וטמפרטורה BMP085 או BMP180 (*הם מוצרים ישנים, ייתכן שיהיה עליך למצוא חלופות אחרות) (מסמך למידה של Adafruit)

3. חיישן טמפרטורה ולחות DHT11 (מסמך למידה של Adafruit)

4. חיישן אור UV GUVA-S12SD (גליון נתונים PDF)

לצורך השימוש בחיישנים צירפתי כמה קישורי הפניה. אתה עשוי למצוא כמה הדרכות והפניות שימושיות באינטרנט.

שלב 2: הכנת המעבד הראשי

בחרתי בלוח ה- Arduino Uno לבדיקת המערכת והקידוד. עם זאת, גיליתי של- atmega328P אין מספיק זיכרון לאחסון והפעלת הקוד אם יתווספו עוד חיישנים. לפיכך, אני ממליץ לך להשתמש בלוח atmega2560 Arduino כאשר אתה זקוק ליותר מ -4 חיישנים.

בקר מיקרו (MCU):

· לוח Atmega328P עבור Arduino

· לוח Atmega2560 עבור Arduino

שלב 3: הכנת המערכת

אני רוצה למדוד כמה מאפיינים פיזיים בחוץ ובפנים. לבסוף, חיברתי את החיישנים הבאים ללוח Atmega2560.

סביבה פנימית:

1. לחץ וטמפרטורה BMP180 x 1 יח '

2. חיישן טמפרטורה ולחות DHT11 x 1 יח '

סביבה חיצונית:

1. חיישן אור סביבה TEMT6000 x 1 יח '

2. לחץ וטמפרטורה BMP085 x 1 יח '

3. חיישן טמפרטורה ולחות DHT11 x 1 יח '

4. חיישן אור UV GUVA-S12SD x 1 יח '

אתה עשוי לגלות שהשתמשתי בחיישנים שונים למדידת הלחץ. זה רק בגלל שאין לי לוח מודולים BMP180 כשבניתי את המעגל. אני ממליץ לך להשתמש באותם חיישנים אם אתה צריך מדידה מדויקת והשוואה הוגנת.

שלב 4: הכנת רישום הנתונים

בנוסף, הייתי רוצה שהמכשיר יאחסן את הנתונים מבלי להתחבר למחשב. הוספתי מודול רישום נתונים עם שעון בזמן אמת. הדברים הבאים הם הפריטים לרישום נתונים וחיבור חוטים.

· כרטיס זיכרון

· סוללת מטבע CR1220

· מודול רישום נתונים עבור Arduino (מסמך למידה מאת Adafruit)

שלב 5: הכנת הכלים

להלן כמה כלים או מכשירים הדרושים לבניית המעגל.

• כלי עטיפה 30AWG
• מלחם
• חוט הלחמה (ללא עופרת)
• לוח לחם
• כותרות 2.54 מ"מ
• חוטי מגשר
• חוטים עוטפים (30AWG)
• דבק חם
• הדפסה תלת מימדית (אם אתה צריך מארז למכשיר שלך)
• Arduino IDE (אנחנו צריכים את זה כדי לתכנת את לוח בקר מיקרו)

שלב 6: אפס את השעון בזמן אמת DS1307 (RTC) במודול רישום הנתונים

אני רוצה להשתמש בנתונים לניסוי מדעי. לפיכך, זמן מדידה נכון הוא חשוב לניתוח הנתונים. שימוש בפונקציית השהייה () בתכנות יגרום לשגיאת מדידה בשינוי זמן. להיפך, אני לא יודע לבצע מדידה בזמן אמת מדויק על פלטפורמת ה- Arduino בלבד. כדי להימנע משגיאת זמן הדגימה או למזער את שגיאת המדידה, ברצוני לקחת כל מדגם מדידה עם רשומת זמן. למרבה המזל, למודול רישום הנתונים יש שעון בזמן אמת (RTC). אנו יכולים להשתמש בו כדי להוציא את הזמן לדגימת נתונים.

כדי להשתמש ב- RTC, אני פועל לפי ההוראות (קישור) לאיפוס ה- RTC. אני ממליץ לעשות זאת עם לוח ה- Arduino Uno קודם כל. זה בגלל שאתה צריך לשנות את המעגל כאשר נעשה שימוש בלוח Atmega2560 (חיבור I2C שונה). לאחר שהגדרת את ה- RTC, אין להסיר את סוללת ה- cr1220. בינתיים, אנא בדוק את מצב הסוללה לפני רישום הנתונים.

שלב 7: חיבור

הפרדתי את המדידה הפנימית והחיצונית. לפיכך, הכנתי שתי כותרות לחיבור שתי קבוצות חיישנים שונות. השתמשתי בשטח הריק במודול רישום הנתונים לצורך הרכבת הכותרות. כדי להשלים את חיבור המעגל, אני משתמש בהלחמה ועטיפה כאחד. תהליך העטיפה נקי ונוח, בעוד שחיבור הלחמה חזק ומאובטח. אתה יכול לבחור שיטה נוחה לבניית המעגל. אם אתה משתמש בלוח Atmega2560, וודא שבנית חיבור קפיצה לסיכות SDA ו- SCL. יש לחבר מחדש את החיבור של ה- RTC במגן רישום הנתונים.

כדי לחבר את החיישנים, הלחמתי את הכותרות במודולי החיישנים ולאחר מכן השתמשתי בעטיפת חוטים כדי לקשר את כל החיישנים לכותרות. כאשר אתה משתמש במודולי חיישן יוצאים, המלצתי לבדוק היטב את מתח ההפעלה. חלק ממודולי החיישן מקבלים כניסות 5V ו -3.3 V אך חלקן מוגבלות לשימוש גם ב 5V או 3.3V בלבד. הטבלה הבאה מציגה את מודולי החיישנים המשומשים ואת מתח ההפעלה.

שולחן. מודול חיישן ומתח הפעלה

שלב 8: תכנות ה- MCU

למרבה המזל, אני יכול למצוא את דוגמאות היישום לכל החיישנים. אם אתה חדש להשתמש בהם, תוכל להוריד אותם מהאינטרנט או להתקין אותם באמצעות מנהל הספרייה ב- Arduino IDE.

תיכננתי את פלט המערכת מחרוזת לכל דוגמה. המחרוזת תיצא ותאוחסן בכרטיס ה- SD המותקן. אם אתה צריך להציג את הנתונים, כבה את המכשיר ולאחר מכן נתק את כרטיס ה- SD. לאחר מכן, תוכל לחבר את כרטיס ה- SD לקורא כרטיסים. הקובץ יישמר כקובץ csv. לאחר הורדת קובץ הנתונים למחשב, תוכל להציג אותו באמצעות תוכנית טקסט או תוכנית גליון עבודה.

(ניתן להוריד את קוד המקור בקובץ המצורף.)

שלב 9: בדוק אותו והשתמש בו

חשוב שתבין את משמעות הנתונים. תדירות הדגימה היא אחד הפרמטרים החשובים. מרווח הזמן המדידה הנוכחי הוא דקה אחת, ייתכן שיהיה עליך לשנות אותו.

בנוסף, תגלה שמדד הטמפרטורה של DHT11 אינו מדויק. אם אתה צריך ערך מדויק יותר, אתה יכול פשוט להשתמש בקריאת הטמפרטורה של חיישני לחץ BMP.

תודה שקראתם את זה!