GPRS (SIM -karta) ma'lumotli havolali ixcham ob -havo sensori: 4 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Loyihaning qisqacha mazmuni

Bu BME280 harorat/bosim/namlik sensori va ATMega328P MCU ga asoslangan batareyali ob-havo sensori. U ikkita 3,6 V lityum tionil AA batareyasi bilan ishlaydi. U past uyqu iste'moli 6 mkA ni tashkil qiladi. U ma'lumotlarni yarim soatlik GPRS (SIM800L GSM moduli yordamida) orqali DS3231 real vaqtda boshqariladigan ThingSpeak-ga yuboradi. Batareyaning bir to'plamida xizmat muddati> 6 oy.

Men ASDA to'lash SIM kartasidan foydalanaman, bu loyiha uchun juda yaxshi sharoitlarni taklif qiladi, chunki uning kredit muddati juda uzoq (180 kun) va ma'lumot uzatish hajmi atigi 5p/MB.

Motivatsiya: ob-havo yoki boshqa ma'lumotlarni olish va GSM/GPRS tarmog'i orqali IoT-serverga uzatish uchun tabiatda joylashtiriladigan, tejamkor, avtonom, batareyali, atrof-muhit sensori ishlab chiqish.

Jismoniy o'lchamlar: 109 x 55 x 39 mm (korpus flanjlari bilan birga). Og'irligi 133 g. IP reytingi 54 (taxminiy).

Materiallar narxi: taxminan. Har bir birlik uchun 20 funt.

O'rnatish vaqti: birlik uchun 2 soat (qo'l bilan lehim)

Quvvat manbai: ikkita lityum tionil AA batareyasi, qayta zaryadlanmaydi (3.6V, 2.6Ah).

Tarmoq protokoli: GSM GPRS (2G)

Potentsial foydalanish: GSM signalini qamrab oladigan har qanday uzoq joy. O'rmonlar, mayoqlar, qayiqlar, xususiy yaxtalar, karvonlar, lagerlar, tog 'boshpanalari, odamlar yashamaydigan binolar

Ishonchlilik testi: Bir birlik 30.8.20 dan buyon qarovsiz uzoq muddatli sinovdan o'tkazilmoqda. Bitta dasturiy ta'minot buzilishidan tashqari, u har 30 daqiqada ma'lumotlarni ishonchli tarzda jo'natib turadi.

1 -qadam: kerakli qismlar

• Maxsus tayyorlangan PCB. Bu erda Gerber fayllari siqilgan (Instructables.com ZIP fayllarini yuklashni bloklaydi). Men PCL ishlab chiqarish uchun jlcpcb.com ni juda tavsiya qildim. Buyuk Britaniyada yashaydigan odamlar uchun men sizga moddiy va pochta xarajatlariga minimal hissa qo'shish uchun zaxira tenglikni yuborishdan xursandman - menga xabar bering.
• ATMega328P-AU
• O'zgartirilgan DS3231 real vaqt soati (quyidagi xatboshiga qarang)
• BME280 Breakout taxtasi, masalan
• SIM800L GSM GPRS moduli
• Har xil SMD qismlari batafsil ro'yxatga muvofiq.
• Hammond 1591, Qora ABS muhofazasi, IP54, Flanesli, 85 x 56 x 35 mm, RS Components UK dan

DS3231 modifikatsiyasi

Qizil rang bilan o'ralgan to'rtburchaklar qarshilik tarmog'ini sotish kerak. Boshqa buzg'unchi usullar ham yaxshi, lekin 4 ta prokladkaning ichki qatorida (MCU yon tomonida) yostiqlarni ko'prikdan saqlaning. Qolgan 4 ta prokladka baribir PCB izlari orqali ulanadi. Ushbu o'zgartirish SQW pinining signal sifatida ishlashiga ruxsat berish uchun zarurdir. Rezistorlarni olib tashlamasdan, siz modulga VCC ta'minotini ulamaguningizcha ishlamaydi, bu juda kam quvvatli RTCga ega bo'lish maqsadini buzadi.

2 -qadam: sxematik tamoyillar

Dizayn uchun ustuvor vazifalar quyidagilar edi:

• Kam uyqu oqimi iste'moli bilan batareyaning ishlashi
• Yilni dizayn

Quvvatlantirish manbai

3.6V kuchlanishli ikkita lityum tionil AA batareyasi. Teskari kutupluluğu himoya qilish uchun P-kanalli MOSFET.

Devorda ikkita voltaj regulyatori mavjud:

• Texas Instruments TPS562208, SIM800L-ni 4,1 V atrofida quvvatlantirish uchun 2 amperli pasaytiruvchi regulyator. Bu ATMega -dan o'zgartirilishi mumkin va ko'pincha 5 -pinni yoqish orqali o'chirish rejimiga o'tkaziladi.
• ATMega va BME280 uchun MCP1700 3.3V regulyatori. Bu faqat 1 mkA atrofida tinch oqimga ega juda samarali past tomchi regulyator. Faqat 6Vgacha bo'lgan toqatli bo'lgani uchun, men 7.2V kuchlanishini 6V atrofida maqbul darajaga tushirish uchun ketma -ket ikkita to'g'rilash diodini (D1, D2) qo'shdim. ATMega quvvat manbai uchun tenglikni tenglamasiga odatdagi 10 mkF ajratuvchi kondansatör qo'shishni unutganman. Shuning uchun men MCP1700 -dagi odatdagi chiqish kondansatörünü 1 dan 10 mF gacha oshirdim va u yaxshi ishlaydi.
• ATMega -da ADC0 orqali batareya zo'riqishini kuzatish (kuchlanish bo'luvchi orqali)

Haqiqiy vaqtda soat

O'lchov va ma'lumotlarni uzatish tsiklini boshlash uchun ATMega -ni belgilangan vaqt oralig'ida uyg'otadigan o'zgartirilgan DS3231. DS3231 o'zi CR2032 lityum hujayrasi bilan jihozlangan.

BME280

Men Bosch BME280 original modulini mustaqil ishlatishga harakat qildim, bu uning kichik o'lchamlari tufayli deyarli lehimlanmaydi. Shuning uchun, men keng tarqalgan tarqatish taxtasidan foydalanmoqdaman. Energiya iste'mol qiladigan keraksiz voltaj regulyatori bo'lgani uchun, men uni o'lchovlar oldidan N-kanalli MOSFET bilan yoqaman.

SIM800L

Bu modul ishonchli, lekin agar quvvat manbai mustahkam bo'lmasa, ancha temperamentli ko'rinadi. Men 4,1V kuchlanishli kuchlanish eng yaxshi ishlashini topdim. Men VCC va GND uchun tenglikni izlarini SIM800L ga qo'shimcha qalin (20 mil) qilib qo'ydim.

Tizimli/PCB izohlari

• Qismlar ro'yxatida "SINGLEPIN" deb nomlangan "1" tarmoq yorlig'i oddiygina erkak bosh pimini bildiradi.
• Slayd kalitiga ulashgan ikkita pinni normal ishlashi uchun o'tish moslamasi bilan bog'lash kerak, aks holda bu erda VCC liniyasi ochiq. Agar kerak bo'lsa, ular joriy o'lchovlar uchun mo'ljallangan.
• SIM800L moduli uchun 100 mF kondansatör (C12) kerak emas. U kutilgan barqarorlik muammolari yuz berganda ehtiyot chorasi sifatida qo'shildi

Tavsiya etilgan montaj bosqichlari

1. PCBning pastki chap qismidagi barcha quvvat manbai komponentlarini yig'ing. TPS562208 -ning yoqish pimi (5 -pin) sinov uchun mantiqiy yuqori bo'lishi kerak, aks holda modul o'chirish rejimida bo'ladi va siz 0V chiqishga ega bo'lasiz. Yoqish pinini sinov uchun baland tortish uchun ATMega 9 -gachasi vaqtinchalik simni (PCB kuchlanish regulyatorining PIN -5 -raqamiga ulangan) VCC nuqtasiga ulash mumkin; eng yaqin nuqta V3 chizig'ida joylashgan R3 pastki piniga to'g'ri keladi.
2. TPS562208 dan C2, C3 yoki C4 va GND pastki pimlari orasidagi sinov chiqishi. Sizda taxminan 4,1 V bo'lishi kerak.
3. UCP va GND yuqori o'ng pimi o'rtasida MCP1700 dan test chiqishi. Sizda 3,3 V bo'lishi kerak.
4. ATMega328P lehimi; chap yuqori burchakda joylashgan 1 -pinli belgiga e'tibor bering. Ba'zi mashqlar talab qilinadi, lekin unchalik qiyin emas.
5. Bootloader -ni ATMega328 -ga yozib qo'ying - bu boshqa joylar uchun darsliklar, siz MOSI, MISO, SCK va RST -ga ulanish uchun pin sarlavhalarini ishlatishingiz shart emas. Bootloaderni yoqish uchun bir necha soniya kerak bo'ladi, siz Dupont simlarini ishlatishingiz va yaxshi kontaktga erishish uchun biroz burilishdan foydalanishingiz mumkin.
6. DS3231 uchun 5x ayol pinli sarlavhani ulang.
7. Erkak pinli sarlavhalar orqali SIM800L lehimi
8. Lehim BME280
9. USB2TTL adapteri yordamida kodni Arduino IDE -ga yuklang (maqsad sifatida Arduino Uno/Genuino -ni tanlang).

3 -qadam: Arduino kodi

Fayl qo'shimchasida Arduino manba kodini ko'ring.

4-qadam: Haqiqiy sinov

Men korpusning o'ng tomonida ikkita kichik teshik ochdim. Men ularni ichkaridan Goretex yamoqlari bilan yopdim, havo almashinuviga ruxsat berdi, lekin suv kirmadi. Yomg'irdan himoyalanish uchun plastmassa tomlari qo'shilgan. Keyin men komplektni old qismga va batareyani qopqog'iga qaragan holda korpusga joylashtirdim. Men suvga kirishdan himoyalanish uchun qutiga bir oz silikon surtma qo'shaman.

Hozirgi vaqtda jihoz kichik daryo yonida "o'rnatilgan". Bu erda jonli ma'lumotlar tasmasi.