חיישן GreenHouse: 8 שלבים

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

מדריך חיישן GreenHouse

מימש אלן וויי בסיוע פסקל צ'נקפטורס | sigfox | ubidots

1. מטרות
2. דברים המשמשים בפרויקט זה
3. שלב יישום
4. עקרון העבודה
5. חיבור מכשיר
6. קוד mbed
7. עיבוד וניתוח נתונים
8. ייעל את צריכת המערכת
9. תמונות

שלב 1: מטרות

לפרויקט זה, ברצוני לממש מערכת אנרגיה אוטונומית, ועלי למדוד: טמפרטורת הסביבה של האוויר, לחות האוויר, טמפרטורת הקרקע, לחות הקרקע, לוקס ובהירות RGB.

שלב 2: דברים המשמשים בפרויקט זה

כתב חומרים:

1) רכיב סולארי: שכבה דקה של שרף מאפשרת שימוש חיצוני

2) שבב LiPo Rider Pro: טען את כל הפרויקטים שלך ב -5 וולט

3) שבב מיקרו -שבב Nucleo STM 32L432KC: מספק דרך משתלמת וגמישה למשתמשים לנסות רעיונות חדשים ולבנות אב טיפוס עם כל קו מיקרו -בקר STM32.

4) מודול Sigfox Wisol: לעיצוב אב טיפוס IOT שלך עם רשתות Sigfox

5) מסך LCD: הוא מתחבר למיקרו -בקר באמצעות האוטובוס I2C או SPI

6) סוללת ליתיום 3, 7V 1050mAh: הגנה מפני עומס ופריקות.

7) חיישן לחות כוח הכבידה SEN0193: דע את ריכוז המים באדמה. החיישן מספק מתח אנלוגי בהתאם לתכולת המים.

8) חיישן טמפרטורה ולחות DHT22: יודע את הטמפרטורה והלחות של האוויר, ומתקשר עם סוג arduino של מיקרו -בקר או תואם באמצעות פלט דיגיטלי.

9) חיישן טמפרטורת חורש: דע את טמפרטורת הקרקע, ומודול זה מחובר לקלט דיגיטלי של מגן בסיס גרוב או מגה מגן באמצעות כבל בעל 4 מוליכים כלול

10) חיישן צבע ADA1334: זיהוי הצבע של מקור אור או אובייקט. הוא מתקשר באמצעות יציאת I2C

11) חיישן אור TSL2561: מדוד בהירות מ 0.1 עד 40000 לוקס. הוא מתקשר עם מיקרו -בקר Arduino באמצעות האוטובוס I2C.

תוֹכנָה:

1) SolidWorks (עיצוב דגם מוצק)

2) צבע 3d (עיצוב סמל היישום)

3) אלטיום (צייר את ה- PCB)

4) Mbed (כתוב קוד לכרטיס)

שלב 3: שלב יישום

לאחר הכרת החומר והתוכנה שבה נשתמש, ישנם מספר שלבים שעלינו לממש

1) עלינו לדמות את המעגל באמצעות אלטיום

2) עלינו לבצע כמה עבודות עיצוב, למשל: עיצוב מודל מוצק באמצעות SolidWorks, עיצוב סמל היישום בעזרת Paint 3d

3) אם המעגל נכון, נוכל לממש את המעגל על לוח PCB עם החומרים שהכנו עדיין

4) לאחר חיבור מעגל, עלינו לרתך רכיב ולבדוק את איכות המעגל

5) בסוף עלינו לארוז את המעגל עם המודל המוצק שכבר סיימנו

שלב 4: עקרון העבודה

מק ט חיישן לחות קרקע קיבולית: הכנס אותו לאדמה סביב הצמחים שלך והרשים את חבריך עם נתוני לחות קרקע בזמן אמת.

חיישן טמפרטורה ולחות DHT11 ST052: חבר את החיישן לסיכות שעל הלוח חיישן צבע ADA1334: בעל אלמנטים של חישת אור RGB וברור. מסנן חסימת IR, משולב על שבב ומקומי לפוטודיודות של חישת הצבעים, ממזער את מרכיב ספקטרום ה- IR של האור הנכנס ומאפשר לבצע מדידות צבע בצורה מדויקת.

חיישן טמפרטורת חורש: הכנס אותו לאדמה סביב הצמחים שלך, מד החום הדיגיטלי DS18B20 מספק מדידות טמפרטורה של 9 סיביות עד 12 סיביות ויש לו פונקציית אזעקה עם נקודות טריגר עליונות ותחתונות המתוכנות על ידי משתמשים.

חיישן אור TSL2561: לחיישן יש ממשק דיגיטלי (i2c). אתה יכול לבחור אחת משלוש כתובות כך שתוכל להכיל עד שלושה חיישנים בלוח אחד, לכל אחד כתובת i2c אחרת. ה- ADC המובנה אומר שאתה יכול להשתמש בזה עם כל מיקרו -בקר, גם אם אין לו כניסות אנלוגיות.

1) שימוש בחיישנים לאיסוף נתונים

2) הנתונים יועברו לבקר המיקרו

3) המיקרו -בקר יבצע את התוכנית שכבר כתבנו ויעביר את הנתונים למודול Sigfox Wisol

4) מודול Sigfox Wisol ישדר את הנתונים לאתר Sigfox Backend דרך האנטנה

שלב 5: חיבור התקנים

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

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

סדרת WISOL (USBTX, USBRX); // tx (A2), rx (A7)

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

TSL2561_I2C לום (D0, D1); // sda, scl

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

AnalogIn humidite (A1); // אנלוגי

בדיקה DS1820 (A0); // אנלוגי

דגל DigitalIn (D6); // שליטת מסך מחלף

שלב 6: קוד Mbed

אתה יכול למצוא את קוד mbed שם:

שלב 7: עיבוד וניתוח נתונים

לאחר שליחת נתונים לאתר Sigfox, מכיוון ש Sigfox מגביל כל הודעה לכל היותר 12 בתים (96 סיביות), לכן הקצנו מדידות שונות לגדלי בתים שונים, והגדרנו את הנתונים להקסדצימליים. כדי לאפשר למשתמשים לקבל נתונים בצורה ברורה ונוחה יותר, אנו שולחים את הנתונים מ- Sigfox לפלטפורמת הענן, על פלטפורמת הענן, אנו מציגים את הנתונים ומנתחים אותם. תהליך היישום הוא כדלקמן:

1) רשום את המכשירים שלנו לפלטפורמת הענן

2) היכנס לאתר של מהדורת החזרה למכשיר Sigfox

3) הגדר תצורה של פרמטרים

4) שים קישור חשבון למכשיר בפלטפורמת הענן בתבנית כתובת האתר (התקשר בחזרה לכתובת השרת)

5) מלא את callbackBody (גוף המידע לבקשת החזרה)

6) שמור הגדרות

התמונה מציגה את התוצאה בפלטפורמה Ubidots, אנו יכולים לראות שהנתונים מומרים לעשרוני, כך שאנו מקבלים נתונים בצורה ברורה ונוחה יותר, ונוכל להסתכל על התרשים של כל נתונים בפירוט, למשל: אנו יכולים למצוא את הגבוה ביותר טמפרטורה באוויר

שלב 8: ייעל את צריכת המערכת

יש וסת בין מיני usb ל- Vin ב- MCU, הרגולטור הזה יגדיל את ההפסד, על מנת למזער את אובדן המערכת שלנו, ניזין את הבקר מהפלט הדיגיטלי, וכאשר לא נשתמש במערכת, נכין את המיקרו -בקר ו חיישנים ישנים. אנו מוכיחים ששתי השיטות הללו יכולות להפחית ביעילות את ההפסד:

1) הוסף נגד בין המיקרו -בקר לגנרטור

2) מצא את הזרם דרך ההתנגדות באוסילוסקופ

3) לגרום לחיישנים לישון ולשחזר את הזרם באמצעות ההתנגדות באוסילוסקופ

4) גרמו לבקר המיקרו לישון ושחזר את הזרם באמצעות ההתנגדות באוסילוסקופ התוצאות הניסיוניות שלנו הן כדלקמן:

אנו מגלים שכאשר אנו גורמים לבקר המיקרו לישון, אובדן המערכת ממוזער. וכאשר המיקרו -בקר מתעורר, החיישנים יכולים לאסוף נתונים ולשלוח אותם ל- Sigfox.אבל יש בעיה, כאשר אנו גורמים למיקרו -בקר לישון, עדיין יש זרם בין MCU לחיישנים, כיצד ניתן לחסל את הזרם הזה? באמצעות Mosfet, אנו מחברים שער עם פלט דיגיטלי של MCU, אנו מחברים ניקוז עם חיישנים, ואנו מחברים מקור עם סיכה של 3, 3V של MCU. כאשר מתח השער קטן מ- Vgs (מתח סף השער), יש את החסימה בין המקור לניקוז, אין מתח בקצה החיישנים. לכן כאשר אנו גורמים למיקרו -בקר לישון, עלינו לוודא שמתח השער קטן מ- Vgs, וכאשר MCU פועל, מתח השער צריך להיות גדול מ- Vgs, אלה הם הכללים למציאת מוספת הרלוונטית.