Praćenje vlažnosti i temperature u kući: 11 koraka

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-13 06:57

Hello guys! Kako bismo započeli na najbolji način, mala priča o projektu. Nedavno sam diplomirao i preselio se u Austriju na prvo mjesto inženjera. Zemlja je lijepa, ali vrlo hladna i vlažna u zimskoj sezoni. Brzo sam počeo primjećivati kondenzaciju na prozorima svako jutro kad sam se probudio, kao i plijesan koja je puzala po zidovima prekrasnog stana koji iznajmljujem. To je bio moj prvi susret s tako visokom vlagom ikada, koji je došao s juga Francuske, tamo zapravo nemamo takav problem. Stoga sam tražio rješenja na internetu i odlučio prikupiti neke komade i izgraditi vlastiti sistem nadzora, kako bih provjerio nivo vlažnosti u svakoj prostoriji u mom stanu, kao i temperaturu okoline. Sljedeći projekt je imao neke glavne smjernice:

1. Mora biti jeftino.
2. Mora biti dovoljno precizan.
3. Htio sam nešto malo, jednostavno za nošenje i na baterije.
4. Volim biljke i odlučio sam da će moći provjeriti vlažnost tla kako bi znao da li moram ili ne trebam zalijevati svoje biljke. (Van konteksta, ali svidjela mi se ideja!: D)

Ovo je prilično jednostavan projekt, međutim ovo je najkorisniji koji sam ikada napravio. Mogu provjeriti svaku vlažnost u svakoj prostoriji i vidjeti moram li reagirati kako bih zaustavila plijesan. Pa počnimo.

Korak 1: Skupite komponente

Naš projekt je prilično jednostavan. Koristit ćemo Arduino (nano u mom slučaju) kao mozak, jer je programiranje vrlo jednostavno, jeftino i zamjenjivo ako je potrebno.

DHT-22 kao senzor temperature i vlažnosti, postoji niža verzija koja se zove DHT-11, što je po meni prilično sranje po pitanju tačnosti i za još 3 eura možete dobiti DHT-22 koji je mnogo precizniji, precizniji & može raditi na različitim temperaturama. OLED ekran za prikaz podataka i vizuelno sučelje između senzora i čovjeka koji jesam. Otkrio sam da su dimenzije 64 x 128 savršene jer su male, mogu staviti dovoljno podataka na njih i vrlo ih je lako spojiti.

Senzor vlažnosti tla YL-69, za provjeru kad god trebam zalijevati svoje ljupke biljke. I to je u osnovi sve što vam je potrebno za projekt. Po želji sam želio da se projekt pokreće pomoću Liposa koji sam imao u blizini. -Također možete vrlo lako učiniti da radi s normalnom 9V baterijom. Htio sam moći pratiti napon Lipo baterija pomoću nekih analognih ulaza na arduinu. Na sljedećim stranicama ću dati više informacija.

Dodatno će vam trebati sljedeće:

1. Komad oplate.
2. Prekidač za uključivanje/isključivanje *1
3. Konektor za bateriju od 9V
4. 9V baterija

A ako želite implementirati lipos & monitoring:

1. 10K otpornici *3
2. 330R otpornici *1
3. LED *1
4. Klizni prekidač *1
5. Lipo držači (ili ću vam pokazati 3D štampanu verziju koju trenutno koristim)
6. 2 lipo ćelije.

Korak 2: Potpuna šema

U privitku ćete pronaći potpunu shemu. Molimo vas da ne odaberete da ste očito odabrali 9V baterijski dio kola ili LIPO baterijski dio spojen na VBAT. Odvojio sam oba kruga crvenim kvadratima i stavio crveni naslov da istaknem svaki.

Ne brinite, svaka veza će biti pravilno objašnjena u sljedećim koracima.

Korak 3: Pravilno postavljanje

Provjerite imate li instaliran Arduino IDE. I preuzmite biblioteke koje dolaze s ovim korakom. Stavit ću i cijeli kôd, ako se ne želite truditi ići na testiranje svake komponente u sljedećim koracima.

Korak 4: Povezivanje DHT-22

Prvi korak projekta je povezivanje DHT-22 na arduino. Veza je prilično jednostavna: DHT-22 ------ Arduino

VCC ------ +5V

PODACI ------ D5

GND ------ GND

Za testiranje DHT-22 veze s vašim Arduinom implementirat ćemo kôd ugrađen u ovaj korak.

Korak 5: Povezivanje OLED ekrana

Sledeći korak je povezivanje OLED ekrana. Ova vrsta ekrana povezuje se pomoću I2C protokola. Naš prvi posao je pronaći odgovarajuće I2C pinove za vaš arduino, ako koristite Arduino nano, I2C pinovi su A4 (SDA) i A5 (SCL). Ako koristite neki drugi arduino, poput UNO -a ili MEGA -e, potražite I2C pinove na službenoj arduino web stranici ili na tablici s podacima.

Veza je sljedeća: OLED ------ Arduino

GND ------ GND

VCC ------ 3V3

SCL ------ A5

SDA ------ A4

Za testiranje OLED -a prikazat ćemo DHT podatke na OLED zaslonu izravno učitavanjem koda ugrađenog u ovaj korak.

Trebali biste vidjeti temperaturu i vlažnost prikazanu na OLED ekranu s vrlo velikom brzinom uzorkovanja jer još nismo odgodili.

Korak 6: Nadgledanje vlažnosti tla

Kako sam htio pratiti vlažnost tla mojih biljaka, moramo spojiti YL-69.

Ovaj senzor mi je jako zanimljiv i ponaša se kao kada je tlo:

Mokro: izlazni napon se smanjuje.

Suho: izlazni napon se povećava.

Veza je sljedeća:

YL69 ------ Arduino

VCC ------ D7

GND ------ GND

D0 ------ NE POVEZUJTE

A0 ------ A7

Kao što vidite, povezujemo VCC pin modula s digitalnim pinom Arduina. Ideja iza toga je da se modul napaja samo kada želimo vršiti mjerenje, a ne kontinuirano. To je zbog činjenice da senzor radi mjerenjem struje koja ide s jedne noge sonde na drugu. Zbog toga dolazi do elektrolize i može brzo uništiti sondu u tlima s visokom vlagom.

Sada ćemo u naš kôd dodati senzor vlage i prikazati podatke o vlažnosti s DHT podacima na OLED -u. Otpremite kôd ugrađen u ovom koraku.

Korak 7: Nadgledanje VBAT (9V baterija)

Htio sam znati koliko je baterija niska da jednog dana ne bi bilo iznenađenja i potrošilo se a da to nisam mogao predvidjeti. Način praćenja ulaznog napona je korištenje nekih analognih pinova arduina kako bi se znalo koliki je napon primljen. Ulazni pinovi Arduina mogu uzeti maksimalno 5V, ali korištena baterija proizvodi 9V. Ako bismo izravno priključili ovaj veći napon, uništili bismo neke hardverske komponente, moramo upotrijebiti razdjelnik napona kako bismo 9V spustili ispod praga od 5 V.

Koristio sam dva 10k otpornika da napravim razdjelnik napona i faktor 2 podijelim na 9V i dovedem ga na maksimalno 4,5V.

Za prikaz činjenice da se baterija prazni pomoću normalne LED sa otpornikom za ograničavanje struje od 330 ohma.

Za nadzor VBAT -a koristit ćemo analogni pin A0.

Slijedite shemu da biste znali kako spojiti komponente:

Sada ćemo ga dodati u naš kodni kod ugrađen u ovaj korak.

Korak 8: Nadgledanje VBAT -a (2 Lipos konfiguracije)

Htio sam znati koliko je baterija niska da jednog dana ne bi bilo iznenađenja i potrošilo se a da to nisam mogao predvidjeti.

Način praćenja ulaznog napona je korištenje nekih analognih pinova arduina kako bi se znalo koliki je napon primljen. Ulazni pinovi Arduina mogu uzeti maksimalno 5V, ali Lipos stvaraju maksimalno 4.2*2 = 8.4V.

Razlika s prethodnim korakom je u tome što u slučaju korištenja 2 lipa u seriji za stvaranje napona> 5V za napajanje Arduino ploče, moramo nadzirati svaku lipo ćeliju jer bi se mogle prazniti različitom brzinom. Imajte na umu da ne želite previše isprazniti lipo bateriju, to je vrlo opasno.

Za prvi Lipo nema problema jer je nominalni napon od 4,2 V ispod praga od 5 V koji može izdržati ulazne pinove arduina. međutim, kada stavite 2 baterije u seriju njihov napon se zbraja: Vtot = V1 + V2 = 4,2 + 4,2 = 8,4 maksimum.

Ako direktno povežemo ovaj veći napon na analogni pin, uništili bismo neke hardverske komponente, moramo upotrijebiti razdjelnik napona kako bismo 8,4 V doveli ispod praga od 5 V. Koristio sam dva 10k otpornika da napravim razdjelnik napona i podijelim za faktor 2 8.4V i dovedem ga na maksimalno 4.2V.

Za nadzor VBAT -a koristit ćemo analogni pin A0. Slijedite shemu da biste saznali kako spojiti komponente:

Za prikaz činjenice da se baterija prazni pomoću normalne LED sa otpornikom za ograničavanje struje od 330 ohma.

Sada ćemo ga dodati u naš kôd ugrađen u ovom koraku.

Korak 9: Ograđivanje

Imam priliku da posjedujem 3D štampač pa sam odlučio da odštampam kućište koristeći standardni PLA.

Naći ćete priložene datoteke, dizajnirao sam kućište koristeći Autodesk Inventor & Fusion360.

Možete i sami stvoriti vlastiti dizajn ili samo zadržati ploču takvu kakva je, sama kutija ništa ne dodaje funkcionalnostima. Nažalost, moj hotel za 3D štampač je upravo umro, pa još nisam mogao ispisati kućište, ažurirat ću svoj post kad god primite dijelove snimljene na Amazon. Edit: sada je odštampan i možete ga vidjeti na slikama.

Korak 10: Perspektive poboljšanja

Za sada projekt savršeno odgovara mojim potrebama. Međutim, možemo razmišljati o nekim točkama koje bismo mogli poboljšati:

1. Smanjiti potrošnju baterije, mogli bismo poboljšati trenutnu potrošnju ili promjenom hardvera ili poboljšanjem softvera.
2. Dodajte bluetooth za povezivanje s bilo kojom aplikacijom ili za pohranu podataka i s vremenom napravite dodatnu analizu.
3. Dodajte LIPO krug za punjenje kako biste ga napunili izravno spajajući se na zid.

Ako razmišljate o bilo čemu, ne ustručavajte se zapisati to u odjeljku za komentare.

Korak 11: Hvala vam

Hvala vam što ste pročitali ovaj vodič, ne oklijevajte u interakciji sa mnom i drugima u odjeljku za komentare. Nadam se da vam se svidio projekt i vidimo se sljedeći put na drugom projektu!