Alaska Datalogger: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Aljaska je na ivici napredovanja klimatskih promjena. Njegov jedinstveni položaj s prilično netaknutim krajolikom naseljenim raznim kanarincima rudnika uglja omogućuje mnoge istraživačke mogućnosti. Naš prijatelj Monty je arheolog koji pomaže u kampovima za djecu u izvornim selima razasutim po državi--Culturalalaska.com. Gradio je predmemorije za povijesno čuvanje hrane s ovom djecom i želio je način praćenja temperature koji bi mogao ostaviti zimi oko 8 mjeseci. Skladište hrane na Aljasci dizajnirano je da spriječi ulazak Medvjeda i može se zakopati ili učvrstiti u malu konstrukciju nalik na kolibu na stupovima. Nažalost, zbog zagrijavanja klime mnogi od ovih zgodnih frižidera ovog ljeta više liče na mikrovalnu pećnicu-iskreno ovdje je zaista vruće! Postoji mnogo komercijalnih strojeva za evidentiranje podataka, ali Aljasci je trebao vlastiti DIY brand: vodootporan, dva vodootporna senzora na dugim redovima koji bi mogli biti unutar predmemorije, a drugi za polaganje na površini, nešto što se može graditi za djecu sa STEM programom, minimalno održavanje, dugotrajna baterija, jednostavno preuzimanje sa SD kartice, 3D štampanje, punjivo, sat u realnom vremenu i jeftino.

Dizajn je potpuno ispisiv sa bilo kojeg 3D pisača, a ja sam napravio dizajn za PCB koji možete naručiti i napuniti komponentama koje se lako dobijaju. Baterija je generičke 18650 koja bi trebala trajati otprilike godinu dana sa 12x očitanjem dnevno, a punjenje se vrši samo uključivanjem napajanja na jedan dan. Dizajniran je (Fusion 360) oko O-prstena koji se koristi u kućnim pročišćivačima vode, pa ga je lako nabaviti, a silikonskom mašću i zatezanjem dobro postavljenih vijaka trebao bi pružiti zaštitu za zimu na Aljasci ako dođe ove godine …

Korak 1: Prikupite zalihe

Čudesni Adafruit dizajn čini većinu komponenti na ploči-malo su skuplji, ali su vrlo izvodljivi i pouzdani. (Nemam finansijske veze ni sa jednom kompanijom …) Koristio sam Creality CR10 štampač za 3D delove. Dva prekidača su vodootporna.

1. Vktech 5kom 2M vodootporna digitalna sonda osjetnika temperature DS18b20 $ 2

2. Adafruit DS3231 Precision RTC Breakout [ADA3013] 14 USD

3. Adafruit TPL5111 Tajmer male snage Tajmer prekida 5 USD

4. Adafruit Feather 32u4 Adalogger 22 USD Možete koristiti i MO verziju, ali linija nivoa baterije je na drugom pinu i morate je promijeniti u softveru.

5. IZOKEE 0,96 '' I2C IIC 12864 128X64 piksela OLED 4 USD

6. Robusni metalni prekidač za uključivanje/isključivanje sa plavim LED prstenom - 16 mm plavo za uključivanje/isključivanje 5 USD

7. Robusno metalno dugme sa plavim LED prstenom - 16 mm plavo trenutno 5 USD

8. Različiti brzi priključci za jednostavnu montažu

9. Baterija 18650 $ 5

10. Zamjenski O-prsten kapetana-Whirlpool WHKF-DWHV, WHKF-DWH & WHKF-DUF Zamjena filtera za vodu

Korak 2: Izgradite ga

Dizajn kućišta izgrađen je oko lako dostupnog o-prstena iz standardnog filtera za vodu cijele kuće Westinghouse. Prsten klizi u utor podmazan silikonom između dvije ispisane polovice kućišta. Na dnu kućišta ima mjesta za bateriju 18650 i dva vodootporna upravljačka prekidača-postoji i otvor za izlaz kabela za temp. Sonde. Dvije datoteke za gornju i donju polovicu nalaze se ispod.

Donji dio dovršen je uzimanjem nekih najlonskih vijaka veličine 4 mm ili ekvivalentne veličine, uklanjanjem njihovih glava i cementiranjem u potporne stupove koji su izbušeni kako bi se u njih smjestili. Upotrijebite odgovarajuću duljinu tako da ih najlonske navrtke na vrhu prekrivaju samo kad se dvije polovice spoje. I gornji i donji odjeljak moraju biti odštampani sa podrškom. Gornji dio je upotpunjen lijepljenjem okruglog plastičnog prozora od tankog leksana.

Korak 3: Povežite ga žicom

Sastavljanje PCB -a je prilično jednostavno. Dizajnirao sam ploču u Eagle-u i poslao je na PCBway za proizvodnju-iskreno najjeftinija stvar ikada. Ako želite povezati grešku, to je lako učiniti, samo slijedite dijagram kola u datoteci Brd. Mali LED ekran je pričvršćen preko I2C priključaka na ploči zajedno sa napajanjem i masom. Srce sistema je TPL5111 koji je spojen direktno na bateriju i ostaje uključen cijelo vrijeme. Ima tajmer koji se može izabrati (promjenjivi otpornik) koji budi sistem svaka 2 sata do svake sekunde omogućavajući iglu za omogućavanje na Feather modulu. RTC komunicira putem iste I2C sabirnice kao i LED-imaju različite adrese. Pero je takođe povezano sa baterijom 18650 pomoću JST kabla preko prekidača za uključivanje/isključivanje kako bi se isključilo celo napajanje sistema. Ovo omogućava ugrađeno punjenje pomoću pera kada je baterija pri kraju, priključivanjem mikro USB -a u pero. Kad god učitate novi softver na Feather, morate se sjetiti pokretanja TPL5111 pritiskom na njegovo dugme, u protivnom Feather neće odgovoriti na USB pokretni poziv. Taster je dizajniran za napajanje LED ekrana samo kada se pritisne i takođe za slanje visokog signala na TPL5111 koji omogućava da se pero uključi sve dok ste pritisnuli dugme. To se radi kako bi se ograničilo vrijeme uključeno na ekranu - koristi se samo za provjeru statusa temp sondi, nivo baterije i vrijeme/datum i datoteku veličine koju gradite. Posljednji komad ožičenja su dvije sonde koje se postavljaju kroz posljednje mjesto bušenja na donjoj polovici. Oni su spojeni s 3 -pinskim konektorima JST radi lakšeg uklanjanja. Zanemario sam postavljanje otpornika od 4,7 K na ploču za povezivanje pina za podatke i napon na sabirnici senzora temperature. Dakle, to se mora učiniti na jednoj od priključnih točaka senzora na ploči-one su označene tako da bi trebalo biti lako. Obojica idu na isti GPIO pin na Perju pa je potrebna samo jedna veza otpornika.

Korak 4: Programirajte ga

Program je vrlo lako razumljiv. SD biblioteka služi za korištenje datoteke SD kartice koja je ugrađena u pernatu ploču. Biblioteke OneWire i Dallas Temp služe za uklanjanje jednožilnih očitanja s temp sondi. DonePin će obavijestiti TPL5111 da su čitavi podaci dovršeni i da je u redu onemogućiti pernu ploču. VBatpin je igla na perju koja na sebi ima razdjelnik napona za očitavanje vrijednosti Lipo baterije. Biblioteka Asciiwire treba pokrenuti LED ekran. OneWireBus je GPIO pin 6 u ovom slučaju. SD sistem datoteka za ovaj Datalogger postavlja datoteku ANALOG02. TXT za prikupljanje svih podataka. Svaki put otvara istu datoteku i samo je dodaje. Da biste se riješili starih podataka, morate izvaditi čip iz držača SD kartice i preuzeti ga na računar-na primjer u EXCEll tabelu. To se lako postiže pomoću odjeljka za uvoz podataka u proračunskoj tablici. Datoteke se zatim uklanjaju iz čipa, a kad ga pero ponovo otvori, gradi novi. Zatim slijedi postavljanje vremena/datuma za RTC. //rtc.adjust(DateTime(F(_DATE_), F (_ TIME_))); uklonite znakove komentara za postavljanje vašeg RTC -a na vrijeme pokretanja, a zatim reprogramirajte čip s ovom linijom komentara tako da sljedeći put kada se računalo pokrene neće ponovo koristiti isto vrijeme pokretanja umjesto da dopušta svom mjeritelju vremena koji podržava bateriju da ga napuni in. Odjeljak loop () otvara SD datoteku, dobiva datum/vrijeme, čita i pretvara oba senzora, izračunava razinu napunjenosti baterije i zapisuje je na SD karticu. Zatim čini donePin visokim da isključi niz.

Korak 5: Upotreba

Baterija se potpuno napuni priključivanjem pera u utičnicu MicroUSB. LED za punjenje svijetlit će dok se potpuno ne napuni-sporo. Svježa SD kartica bez ANALOG02. TXT se stavlja u držač čipa. Poklopac je instaliran i pet matica je pričvršćeno uz gumenu brtvu. Dugme za uključivanje je uključeno i nakon otprilike 4 sekunde pritisnuto je dugme. Brzo će se prvo prikazati zadana temperatura, a nakon brisanja ekrana će se prikazati T1 i T2 kao izlazi temp. Sondi. Možete zagrijati jednu rukom tako da može biti označena kao T1 i T2. Na ekranu će se prikazati i Sat, Minuta, Sek, Dan, Mjesec i Godina očitavanja, kao i nivo napunjenosti baterije i koliko je vaša datoteka u ovom trenutku velika. Ova provjera se vrši kako bi se provjerilo da li sve radi dobro prije nego što ga ostavite na 8 mjeseci. Otpustite dugme i postavite sonde tamo gde želite da se izvrše merenja temperature. Vodootporni su i nadamo se da je to vaša mašina. Početni izlazak ovih mašina bit će u Iliamni na Aljasci, gdje će biti pod zemljom do sljedećeg aprila. Na ranim testiranjima pokazalo se da je ova veličina baterije dovoljno dobra za najmanje 1 1/2 godinu sa 12 očitanja dnevno, a sve zbog povezivanja snage TPL5111. Studije globalnog zagrijavanja vrlo su važne za sve sa kojima se možete baviti-izađite i bavite se naukom!