Jednostavna zatvorena opservatorija: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Ovaj projekt će vam pokazati kako napraviti jednostavnu opservatoriju s nekim postojećim i lako nabavljivim senzorima. Zaista, ovo sam napravio za jednog od svojih učenika. Učenik bi želio saznati kako sunčeva svjetlost utiče na sobnu temperaturu i vlažnost. Zainteresovane fizičke veličine u ovom projektu su (1) intenzitet svjetlosti, (2) vlažnost, (3) temperatura i (4) pritisak zraka. S tim podacima mogli biste napraviti druge sisteme ili uređaje za upravljanje klima uređajem, ovlaživačem zraka ili grijačem za stvaranje ugodnog okruženja u prostoriji.

Korak 1: Priprema senzora

Krug možete izgraditi sa sljedećim senzorima ili jednostavno kupiti ploče modula tih senzora ili ploču modula.

1. Senzor ambijentalnog svjetla TEMT6000 (Tehnički list PDF)

2. Pritisak i temperatura BMP085 ili BMP180 (*stari su proizvodi, možda ćete morati pronaći druge alternative) (dokument za učenje od Adafruit -a)

3. Senzor temperature i vlažnosti DHT11 (dokument za učenje od Adafruit -a)

4. Senzor UV svjetla GUVA-S12SD (Tehnički list PDF)

Za upotrebu senzora, priložio sam neke referentne veze. Možda ćete na internetu pronaći neke korisne vodiče i reference.

Korak 2: Priprema glavnog procesora

Odabrao sam Arduino Uno ploču za testiranje sistema i kodiranja. Međutim, otkrio sam da atmega328P nema dovoljno memorije za spremanje i pokretanje koda ako se doda više senzora. Stoga preporučujem da možete koristiti atmega2560 Arduino ploču kada trebate više od 4 senzora.

Mikro kontroler (MCU):

· Atmega328P ploča za Arduino

· Ili Atmega2560 ploča za Arduino

Korak 3: Priprema sistema

Htio bih izmjeriti neke fizičke karakteristike na otvorenom i u zatvorenom prostoru. Konačno, spojio sam sljedeće senzore na ploču Atmega2560.

Unutrašnje okruženje:

1. Pritisak i temperatura BMP180 x 1 kom

2. Senzor temperature i vlažnosti DHT11 x 1 kom

Vanjsko okruženje:

1. Senzor ambijentalnog svjetla TEMT6000 x 1 kom

2. Pritisak i temperatura BMP085 x 1 kom

3. Senzor temperature i vlažnosti DHT11 x 1 kom

4. Senzor UV svjetla GUVA-S12SD x 1 kom

Možda ćete otkriti da sam za mjerenje pritiska koristio različite senzore. To je samo zato što nemam ploču modula BMP180 dok sam gradio krug. Preporučujem da trebate koristiti iste senzore ako trebate precizno mjerenje i fer usporedbu.

Korak 4: Priprema evidentiranja podataka

Osim toga, želio bih da uređaj pohranjuje podatke bez povezivanja s računarom. Dodao sam modul za evidentiranje podataka sa satom u stvarnom vremenu. Slijede stavke za bilježenje podataka i povezivanje žicama.

· Sd kartica

· Novčana baterija CR1220

· Modul evidentiranja podataka za Arduino (dokument za učenje od Adafruit -a)

Korak 5: Priprema alata

Slijede neki alati ili uređaji koji će biti potrebni za izgradnju kruga.

• 30AWG Alat za omatanje
• Lemilica
• Žica za lemljenje (bez olova)
• Breadboard
• 2,54 mm zaglavlja
• Žice za kratkospojnike
• Žice za omatanje (30AWG)
• Vruće ljepilo
• 3D štampanje (ako vam treba futrola za uređaj)
• Arduino IDE (Ovo nam je potrebno za programiranje ploče mikro kontrolera)

Korak 6: Ponovo postavite sat realnog vremena DS1307 (RTC) na modulu za bilježenje podataka

Htio bih koristiti podatke za naučni eksperiment. Stoga je ispravno vrijeme mjerenja važno za analizu podataka. Korištenje funkcije delay () u programiranju izazvalo bi grešku u mjerenju u pomaku vremena. Naprotiv, ne znam kako izvršiti precizno mjerenje u stvarnom vremenu samo na Arduino platformi. Kako bih izbjegao grešku u uzorkovanju ili minimizirao pogrešku mjerenja, htio bih uzeti svaki mjerni uzorak sa zapisom vremena. Srećom, modul za evidentiranje podataka ima sat u realnom vremenu (RTC). Možemo ga koristiti za ispis vremena za uzorkovanje podataka.

Da bih koristio RTC, slijedim upute (veza) za resetiranje RTC -a. Preporučujem da to prvo učinite s Arduino Uno pločom. To je zato što morate promijeniti kolo kada se koristi ploča Atmega2560 (I2C veza je drugačija). Nakon što postavite RTC, ne biste trebali vaditi cr1220 bateriju. U međuvremenu, prije bilježenja podataka provjerite stanje baterije.

Korak 7: Povezivanje

Odvojio sam unutrašnje i vanjsko mjerenje. Tako sam napravio dva zaglavlja za povezivanje dvije različite grupe senzora. Koristio sam prazan prostor na modulu za evidentiranje podataka za montiranje zaglavlja. Da bih dovršio povezivanje kruga, koristim i lemljenje i omotanje. Proces omotavanja je čist i praktičan, dok je lemni spoj jak i osiguran. Možete odabrati ugodnu metodu za izgradnju kruga. Ako koristite ploču Atmega2560, provjerite jeste li izgradili vezu za preskakanje za SDA i SCL pinove. Veza RTC -a na štitniku za bilježenje podataka mora se ponovo spojiti.

Za spajanje senzora lemio sam zaglavlja na senzorskim modulima, a zatim sam upotrijebio omotač žice za povezivanje svih senzora sa zaglavljima. Kada koristite izlazne module senzora, preporučio sam vam da pažljivo provjerite radni napon. Neki senzorski moduli prihvaćaju i 5V i 3.3V ulaze, ali neki su ograničeni na upotrebu samo 5V ili 3.3V. Sljedeća tablica prikazuje korištene module senzora i radni napon.

Tablica. Senzorski modul i radni napon

Korak 8: Programiranje MCU -a

Srećom, mogu pronaći primjere primjene za sve senzore. Ako ih tek koristite, možete ih preuzeti na internetu ili ih instalirati pomoću upravitelja biblioteke u Arduino IDE -u.

Programirao sam sistemski izlaz niz za svaki uzorak. Niz će se ispisati i pohraniti na montiranu SD karticu. Ako trebate pregledati podatke, isključite uređaj, a zatim odspojite SD karticu. Zatim možete umetnuti SD karticu u čitač kartica. Datoteka će biti pohranjena kao csv datoteka. Nakon što preuzmete datoteku s podacima na računar, možete je pregledati pomoću tekstualnog programa ili programa za radni list.

(Izvorni kod možete preuzeti u priloženoj datoteci.)

Korak 9: Testirajte ga i upotrijebite ga

Važno je da razumijete značenje podataka. Učestalost uzorkovanja jedan je od važnih parametara. Trenutni interval mjerenja je 1 min, možda ćete ga morati promijeniti.

Osim toga, otkrili biste da mjera temperature DHT11 nije točna. Ako vam je potrebna preciznija vrijednost, možete upotrijebiti očitanje temperature BMP osjetnika tlaka.

Hvala što ste ovo pročitali!