Bio praćenje: 8 koraka (sa slikama)

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

Zdravo svima, U kontekstu studentskog projekta, od nas je zatraženo da objavimo članak koji opisuje cijeli proces.

Zatim ćemo vam predstaviti kako funkcionira naš sistem za biološki nadzor.

Zamišljen je kao prijenosni uređaj koji omogućava praćenje vlažnosti, temperature i svjetline unutar staklenika, ovdje u kampusu Université Pierre-et-Marie-Curie u Parizu.

Korak 1: Komponente

Podni senzori: Temperatura (Grove 101990019) i Vlaga (Grove 101020008)

Senzori zraka: Temperatura i vlaga DHT22 (prisutno izvan kutije)

Senzor svjetlosti: Adafruit TSL2561

Mikrokontroler: STM32L432KC

Energija: Baterija (3, 7 V 1050 mAh), Solarne ćelije i regulator napona (LiPo Rider Pro 106990008)

LCD ekran (128X64 ADA326)

Komunikacija: Sigfox modul (TD 1208)

Wifi modul: ESP8266

Korak 2: Softver

Arduino: Ovo sučelje nam je omogućilo učitavanje naših kodova u

naš mikrokontroler za kontrolu različitih vrijednosti senzora. Mikrokontroler se može programirati za analizu i proizvodnju električnih signala za izvršavanje različitih zadataka, poput kućne automatizacije (upravljanje kućanskim aparatima - osvjetljenje, grijanje …), vožnju robota, ugrađeno računarstvo itd.

Altium Designer: Koristilo se za dizajniranje PCB -a naše elektroničke kartice za smještaj različitih senzora.

SolidWorks: SolidWorks je 3D softver za računarsko projektovanje koji radi na Windowsima. Dizajnirali smo prilagođenu kutiju za našu karticu, naše različite senzore i LCD ekran. Generirane datoteke šalju se na 3D pisač koji će proizvesti naš prototip.

Korak 3: Koncepcija

Prvi korak bio je izvođenje različitih testova na

senzori za analizu vrijednosti koje su nam vraćene i u kojem formatu.

Nakon što su sve zanimljive vrijednosti obrađene i odabrane, uspjeli smo instalirati različite senzore jedan po jedan. Tako bismo mogli napraviti prvu izradu prototipova na pad Labdec -u.

Nakon što su kodovi dovršeni i izrađeni prototipi, možemo se prebaciti na PCB. Napravili smo otiske prstiju različitih komponenti usmjeravajući karticu prema našem prototipu.

Pokušali smo maksimalno optimizirati prostor; naša kartica ima promjer 10 cm što je relativno kompaktno.

Korak 4: Stanovanje

Paralelno smo dizajnirali naš slučaj. Bilo je bolje da nakon dovršetka kartice dovršimo upravljanje kućištem i volumenom kako bismo dobili kompaktan rezultat koji odgovara obliku kartice. Napravili smo šesterokut s zaslonom ugrađenim na površinu koji previše optimizira prostor

Više lica za upravljanje senzorima na kućištu: Povezivanje na prednjoj strani za vanjske senzore: Naš senzor vlažnosti, svjetlosti i temperature, naravno.

Omogućilo nam je da maksimalno ograničimo rizik od vlažnosti u kućištu

Korak 5: Optimizacija potrošnje energije

Za analizu različitih izvora potrošnje mi

ste koristili otpor otpora (1 ohm)

Dakle, mogli smo to izmjeriti: postoji maksimalna snaga od sto mA (~ 135 mA) kada naš sistem komunicira i postoji stalna potrošnja senzora i ekrana oko ~ 70 mA. Nakon proračuna, procijenili smo autonomiju od 14 sati za bateriju od 1050mAh.

Rešenje:

Upravljanje senzorom prekidima prije slanja

Najuticajnija akcija je ekonomičnost skrutacije pa smo promijenili učestalost slanja, ali mogli bismo i staviti neke prekide.

Korak 6: Komunikacija

Koristili smo modul za komunikaciju s nadzornom pločom:

Actoboard

Sigfox je mreža koja ima velike prednosti, poput vrlo dugog raspona i niske potrošnje. Međutim, obavezno je imati mali protok podataka. (Niski protok dugog dometa)

Zahvaljujući ovoj sinergiji rezultirali smo praćenjem u stvarnom vremenu s dostupnim podacima na mreži

Korak 7: Rezultati

Ovdje možemo vidjeti rezultate našeg rada obavljenog tokom semestra. Bili smo

spoji teorijske i praktične vještine. Zadovoljni smo rezultatima; imamo prilično dobro gotov proizvod kompaktan i zadovoljava naše specifikacije. Ipak, imamo nekih problema s komunikacijom na ploči jer smo završili sa lemljenjem posljednjih komponenti. WIP!