Senzor GreenHouse: 8 koraka

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-23 14:37

Vodič za senzor GreenHouse

Ostvario Alain Wei uz pomoć Pascala Chencaptorsa | sigfox | ubidots

1. Ciljevi
2. Stvari korištene u ovom projektu
3. Korak implementacije
4. Princip rada
5. Veza uređaja
6. Mbed kod
7. Obrada i analiza podataka
8. Optimizirajte potrošnju sistema
9. Fotografije

Korak 1: Ciljevi

Za ovaj projekt želio bih ostvariti autonomni energetski sistem i moram mjeriti: temperaturu zraka u prostoriji, vlažnost zraka, temperaturu tla, vlažnost tla, Lux i RGB svjetlinu.

Korak 2: Stvari koje se koriste u ovom projektu

Opis materijala:

1) solarna komponenta: tanki sloj smole omogućava upotrebu na otvorenom

2) Chip LiPo Rider Pro: napunite sve svoje projekte u 5 V

3) Čip mikrokontroler Nucleo STM 32L432KC: pruža pristupačan i fleksibilan način za korisnike da isprobaju nove ideje i naprave prototipove sa bilo kojom linijom mikrokontrolera STM32

4) Modul Sigfox Wisol: za dizajniranje vašeg IOT prototipa sa Sigfox mrežama

5) LCD ekran: Povezuje se sa mikrokontrolerom preko I2C ili SPI magistrale

6) Li-Ion baterija 3, 7V 1050mAh: zaštita od preopterećenja i pražnjenja.

7) Senzor gravitacije i vlažnosti SEN0193: poznajte koncentraciju vode u zemlji. Senzor daje analogni napon ovisno o sadržaju vode.

8) Senzor temperature i vlažnosti DHT22: poznaje temperaturu i vlažnost zraka i komunicira s mikrokontrolerom tipa arduino ili kompatibilan putem digitalnog izlaza.

9) Senzor temperature Grove-a: znajte temperaturu tla, a ovaj modul je povezan sa digitalnim ulazom Grove Base Shield-a ili Mega Shield-a putem 4-provodnog kabla koji je uključen

10) Senzor boje ADA1334: otkriva boju izvora svjetlosti ili objekta. Komunicira putem I2C porta

11) Senzor svjetla TSL2561: izmjerite svjetlinu od 0,1 do 40000 Lux. Komunicira s Arduino mikrokontrolerom putem I2C sabirnice.

Softver:

1) SolidWorks (dizajn čvrstog modela)

2) Boja 3d (dizajnirajte ikonu aplikacije)

3) Altium (nacrtajte PCB)

4) Mbed (upišite kod za karticu)

Korak 3: Korak implementacije

Nakon što upoznamo materijal i softver koji ćemo koristiti, potrebno je realizirati niz koraka

1) trebali bismo simulirati krug pomoću Altiuma

2) trebali bismo napraviti neke poslove dizajna, na primjer: dizajnirati čvrsti model pomoću SolidWorksa, dizajnirati ikonu aplikacije pomoću Paint 3d

3) ako je kolo ispravno, možemo realizirati kolo na PCB -u sa materijalima koje smo već pripremili

4) nakon povezivanja kruga, trebali bismo zavariti komponentu i ispitati kvalitetu kola

5) na kraju bismo trebali pakirati krug sa čvrstim modelom koji smo već završili

Korak 4: Princip rada

Kapacitivni senzor vlažnosti tla SKU: umetnite ga u tlo oko vaših biljaka i impresionirajte svoje prijatelje podacima o vlažnosti tla u stvarnom vremenu

Senzor za temperaturu i vlažnost DHT11 ST052: spojite senzor na pinove na ploči Senzor boje ADA1334: ima RGB i Clear sensing elemente. Infracrveni filter za blokiranje, integriran na čipu i lokaliziran na fotodiodama za osjetljivost boje, minimizira IC spektralnu komponentu dolazne svjetlosti i omogućava precizno mjerenje boje.

Senzor temperature Grove: umetnite ga u tlo oko vaših biljaka, digitalni termometar DS18B20 pruža 9-bitna do 12-bitna Celzijeva mjerenja temperature i ima funkciju alarma s nehlapljivim gornjim i donjim okidačkim točkama koje može programirati korisnik.

Senzor svjetlaTSL2561: Senzor ima digitalno (i2c) sučelje. Možete odabrati jednu od tri adrese kako biste na jednoj ploči mogli imati do tri senzora, svaki s različitom i2c adresom. Ugrađeni ADC znači da ga možete koristiti sa bilo kojim mikrokontrolerom, čak i ako nema analogne ulaze.

1) Korištenje senzora za prikupljanje podataka

2) Podaci će se prenijeti na mikrokontroler

3) Mikrokontroler će izvesti program koji smo već napisali i prenijeti podatke u modul Sigfox Wisol

4) Modul Sigfox Wisol će preko antene prenositi podatke na web lokaciju Sigfox Backend

Korak 5: Povezivanje uređaja

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

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

Serijski Wisol (USBTX, USBRX); // tx (A2), rx (A7)

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

TSL2561_I2C Lum (D0, D1); // sda, scl

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

AnalogIn humidit (A1); // analogno

Sonda DS1820 (A0); // analogno

DigitalIn zastava (D6); // kontrola prekidača na ekranu

Korak 6: Mbed kod

Mbed kôd možete pronaći tamo:

Korak 7: Obrada i analiza podataka

Nakon slanja podataka na web stranicu Sigfox, jer Sigfox svaku poruku ograničava na maksimalno 12 bajtova (96 bita), pa smo različitim veličinama bajtova dodijelili različita mjerenja, a podatke smo postavili na heksadecimalni. Kako bismo korisnicima omogućili jasniji i praktičniji prijem podataka, podatke šaljemo iz Sigfoxa na cloud platformu, na cloud platformi, prezentiramo podatke i analiziramo ih. Proces implementacije je sljedeći:

1) Registrirajte naše uređaje na cloud platformi

2) Uđite na web stranicu izdanja za povratni poziv Sigfox uređaja

3) Postavite konfiguraciju parametara

4) Postavite vezu računa za uređaj na cloud platformu u url uzorku (nazovite adresu servera)

5) Popunite callbackBody (tijelo informacija za zahtjev za povratni poziv)

6) Sačuvajte postavke

Slika prikazuje rezultat na platformi Ubidots, možemo vidjeti da se podaci pretvaraju u decimalne, tako da primamo podatke jasnije i prikladnije, te možemo detaljno pogledati dijagram svakog podatka, na primjer: možemo pronaći najveći temperatura u vazduhu

Korak 8: Optimizirajte potrošnju sistema

Postoji regulator između mini USB -a i Vina u MCU -u, ovaj regulator će povećati gubitak, kako bismo smanjili gubitak našeg sistema, napajat ćemo mikrokontroler iz digitalnog izlaza, a kada ne koristimo sistem, učinite mikrokontroler i senzori spavaju. Dokazujemo da ove dvije metode mogu učinkovito smanjiti gubitak:

1) Dodajte otpornik između mikrokontrolera i generatora

2) Pronađite struju kroz otpor na osciloskopu

3) Uspavajte senzore i povratite struju kroz otpor na osciloskopu

4) Učinite mikrokontroler uspavanim i oporavite struju kroz otpor na osciloskopu Naši eksperimentalni rezultati su sljedeći

Otkrivamo da kada mikrokontroler zaspimo, gubitak sistema je minimiziran. A kad se mikrokontroler probudi, senzori mogu prikupiti podatke i poslati ih u Sigfox. No postoji problem, kada mikrokontroler zaspimo, i dalje postoji struja između MCU -a i senzora, kako ukloniti ovu struju? Koristeći Mosfet, povezujemo vrata sa digitalnim izlazom MCU -a, povezujemo odvod sa senzorima, a izvor povezujemo sa pinom od 3, 3V MCU -a. Kada je napon kapije manji od Vgs (napon praga kapije), postoji blok između izvora i odvoda, nema napona na kraju senzora. Dakle, kada mikrokontroler zaspimo, moramo osigurati da je napon kapije manji od Vgs, a kada MCU radi, napon kapije bi trebao biti veći od Vgs, ovo su pravila za pronalaženje primjenjivog Mosfeta.