Sensorli qulaylik sensori stantsiyasini qanday qurish mumkin: 10 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Bu yo'riqnoma, Germaniyaning Technische Universität Universität Kaiserslautern, TUK atrof -muhit kafedrasida ishlab chiqilgan, atrof -muhit sharoitlari uchun kombinatsiyalangan sensorlar qurilmasi CoMoS Comfort Monitoring Station deb nomlangan dizayni va qurilishini tavsiflaydi.

CoMoS havo harorati va nisbiy namlik (Si7021), havo tezligi (shamol sensori rev. C zamonaviy qurilma) va globus harorati (qora lampochkada DS18B20) uchun ESP32 kontroller va datchiklaridan foydalanadi. LED indikatori (WS2812B) orqali vizual teskari aloqa qutisini yarating. Bundan tashqari, mahalliy ko'rish holatini tahlil qilish uchun yorug'lik sensori (BH1750) kiritilgan. Sensor haqidagi barcha ma'lumotlar vaqti-vaqti bilan o'qiladi va Wi-Fi orqali ma'lumotlar bazasi serveriga yuboriladi, u erdan monitoring va boshqaruv uchun foydalanish mumkin.

Rivojlanishning sababi, odatda 3000 evrodan yuqori bo'lgan laboratoriya sensori qurilmalariga arzon, lekin juda kuchli alternativani olishdir. Bundan farqli o'laroq, CoMoS umumiy narxi 50 evroga yaqin bo'lgan uskuna ishlatadi va shuning uchun har bir ish joyida yoki bino uchastkasida individual issiqlik va vizual holatni real vaqt rejimida aniqlash uchun (ofis) binolarida keng qo'llanilishi mumkin.

Tadqiqotlarimiz va kafedradagi bog'liq ishlar haqida qo'shimcha ma'lumot olish uchun Living Lab ofisining rasmiy veb -saytiga tashrif buyuring yoki LinkedIn orqali tegishli muallif bilan bog'laning. Mualliflarning barcha kontaktlari ushbu ko'rsatma oxirida keltirilgan.

Strukturaviy eslatma: Bu ko'rsatma CoMoS-ning asl sozlamalarini tavsiflaydi, lekin u biz yaqinda ishlab chiqqan bir nechta variantlar uchun ma'lumot va ko'rsatmalarni ham beradi: Standart qismlardan yasalgan asl korpusdan tashqari, 3D bosma variant ham mavjud. Ma'lumotlar bazasi serveriga ulangan asl qurilmadan tashqari, SD-kartani saqlash, o'rnatilgan WIFi kirish nuqtasi va sensorli o'qishni vizualizatsiya qilish uchun ajoyib mobil ilovasi bo'lgan muqobil avtonom versiya mavjud. Iltimos, tegishli boblarda belgilangan variantlarni va oxirgi bobda mustaqil variantni tekshiring.

Shaxsiy eslatma: Bu muallifning birinchi ko'rsatmasi va u juda batafsil va murakkab sozlashni o'z ichiga oladi. Iltimos, agar bu bosqichda biron bir tafsilot yoki ma'lumot etishmayotgan bo'lsa, ushbu sahifaning sharhlar bo'limi, elektron pochta yoki LinkedIn orqali bog'laning.

1 -qadam: Fon - issiqlik va vizual qulaylik

Issiqlik va vizual qulaylik tobora muhim mavzularga aylandi, ayniqsa ofis va ish joylarida, shuningdek turar -joy sektorida. Bu sohadagi asosiy qiyinchilik shundaki, odamlarning termal idroki ko'pincha keng doirada o'zgarib turadi. Bir kishi ma'lum bir issiqlik sharoitida o'zini issiq his qilishi mumkin, boshqasi esa sovuqda. Chunki individual issiqlik sezgisiga ko'plab omillar, shu jumladan havo harorati, nisbiy namlik, havo tezligi va atrofdagi sirtlarning nurli harorati kabi jismoniy omillar ta'sir ko'rsatadi. Shuningdek, kiyim -kechak, metabolik faollik va yosh, jins, tana massasi va boshqalarning individual jihatlari termal idrokga ta'sir qiladi.

Shaxsiy omillar isitish va sovutish nazorati nuqtai nazaridan noaniq bo'lib qolsa -da, fizik omillarni aniq sensorli asboblar yordamida aniqlash mumkin. Havo harorati, nisbiy namlik, havo tezligi va globusning harorati o'lchanishi va binolarni boshqarishga to'g'ridan -to'g'ri kirish sifatida ishlatilishi mumkin. Keyinchalik, batafsilroq yondashuvda, ular PMV indeksini hisoblash uchun kirish sifatida ishlatilishi mumkin, bu erda PMV taxmin qilingan o'rtacha ovoz. Odamlar, ma'lum bir muhit sharoitida, o'z issiqlik tuyg'usini qanday baholashi mumkinligini tasvirlaydi. PMV -3 (sovuq) dan +3 (issiq) gacha bo'lgan qiymatlarni qabul qilishi mumkin, bunda 0 neytral holat hisoblanadi.

Nega biz bu PMV-ni bu erda eslatib o'tamiz? Xo'sh, chunki shaxsiy farovonlik sohasida bu binoning issiqlik holatining sifat mezoni bo'lib xizmat qilishi mumkin bo'lgan tez -tez ishlatiladigan indeks. Va CoMoS yordamida PMVni hisoblash uchun zarur bo'lgan barcha muhit parametrlarini o'lchash mumkin.

Agar sizni qiziqtirsa, termal qulaylik, globus konteksti va o'rtacha nurlanish harorati, PMV indeksi va ASHRAE standarti haqida ko'proq bilib oling.

Vikipediya: Termal konfor

ISO 7726 Issiqlik muhitining ergonomikasi

ASHRAE NPO

Aytgancha: individual termal va vizual qulaylikni ta'minlash uchun moslashtirilgan muhit sohasida uzoq vaqtdan beri mavjud bo'lgan, lekin ko'plab yangi ishlab chiqilgan gadjetlar mavjud. Kichkina ish stoli fanatlari hammaga yaxshi ma'lum. Shu bilan birga, oyoq isitgichlari, isitiladigan va ventilyatsiya qilinadigan stullar yoki IQ radiatsiyali isitish va sovutish uchun ofis bo'linmalari ishlab chiqarilmoqda yoki hatto bozorda mavjud. Bu texnologiyalarning barchasi, masalan, ish joyidagi mahalliy issiqlik holatiga ta'sir qiladi va ularni mahalliy sensorlar ma'lumotlari asosida avtomatik ravishda boshqarish mumkin, bu rasmda ko'rsatilgandek.

Shaxsiylashtirilgan muhit gadjetlari va olib borilayotgan tadqiqotlar haqida qo'shimcha ma'lumotni bu erdan olishingiz mumkin

Living Lab aqlli ofis maydoni: Shaxsiylashtirilgan muhit

Kaliforniya universiteti, Berkli

Sovutish moslamalarini shaxsiy isitish haqida ZEN hisoboti [PDF]

SBRC Wollongong universiteti

2 -qadam: tizim sxemasi

Rivojlanish jarayonining asosiy maqsadlaridan biri, ma'lum bir ochiq ofis maydonida kamida o'nta alohida ish joyining yopiq ekologik sharoitlarini o'lchash uchun simsiz, ixcham va arzon sensorli qurilma yaratish edi. Shu sababli, stansiyada bortda WiFi ulanishi va har xil datchiklar uchun ulagichli pinlar va qo'llab-quvvatlanadigan avtobus turlariga ega ESP32-WROOM-32 ishlatiladi. Sensor stantsiyalari alohida IoT-WiFi-dan foydalanadi va ma'lumotlar o'qilishini ma'lumotlar bazasi serverida ishlaydigan PHP skripti orqali MariaDB ma'lumotlar bazasiga yuboradi. Ixtiyoriy ravishda, foydalanish uchun qulay bo'lgan Grafana vizual chiqishi ham o'rnatilishi mumkin.

Yuqoridagi sxema tizimni sozlashning umumiy ko'rinishi sifatida barcha periferik komponentlarning joylashishini ko'rsatadi, lekin bu ko'rsatma sensorli stantsiyaning o'ziga qaratiladi. Albatta, PHP fayli va SQL ulanishining tavsifi keyinchalik CoMoS -ni yaratish, ulash va ishlatish uchun zarur bo'lgan barcha ma'lumotlarni taqdim etish uchun kiritilgan.

Eslatma: ushbu ko'rsatma oxirida siz CoMoS-ning muqobil mustaqil versiyasini SD-kartali saqlash, Wi-Fi-ning ichki kirish nuqtasi va mobil qurilmalar uchun veb-ilovasini yaratish bo'yicha ko'rsatmalarni topishingiz mumkin.

3 -qadam: ta'minot ro'yxati

Elektronika

Rasmda ko'rsatilgandek sensorlar va nazoratchi:

• ESP32-WROOM-32 mikrokontroller (espressif.com) [A]
• Si7021 yoki GY21 harorat va namlik sensori (adafruit.com) [B]
• DS18B20+ harorat sensori (adafruit.com) [C]
• Rev C. havo tezligi sensori (moderndevice.com) [D]
• WS2812B 5050 holati LED (adafruit.com) [E]
• BH1750 yorug'lik sensori (amazon.de) [F]

Ko'proq elektr qismlari:

• 4, 7k tortish qarshiligi (adafruit.com)
• 0, 14 mm² (yoki shunga o'xshash) standart sim (adafruit.com)
• 2x Wago ixcham biriktiruvchi ulagichlari (wago.com)
• Mikro USB kabeli (sparkfun.com)

Koson qismlari (Keyingi bosqichda bu qismlar va o'lchamlar haqida batafsil ma'lumotni toping. Agar sizda 3D-printer mavjud bo'lsa, sizga stol tennisi to'pi kerak bo'ladi. Keyingi bosqichni o'tkazib yuboring va 5-bosqichda chop etish uchun barcha ma'lumotlar va fayllarni toping.)

• 50x4 mm dumaloq akril plastinka [1]
• 40x10 mm dumaloq po'lat plitalar [2]
• Akril naycha 50x5x140 mm [3]
• 40x5 mm dumaloq akril plastinka [4]
• Akril naycha 12x2x50 mm [5]
• Stol tennisi to'pi [6]

Har xil

• Oq bo'yoq spreyi
• Qora matli bo'yoq spreyi
• Bir oz lenta
• Bir oz izolyatsiya qilingan jun, paxta yostig'i yoki shunga o'xshash narsalar

Asboblar

• Quvvat matkapi
• 8 mm burg'ulash matkapi
• 6 mm yog'och/plastmassa matkap
• 12 mm yog'och/plastmassa matkap
• Yupqa qo'lli arra
• Zımpara
• Tel kesish penslari
• Tel -striptizchi
• Lehimlovchi temir va qalay
• Quvvat yopishtiruvchi yoki issiq yopishtiruvchi qurol

Dasturiy ta'minot va kutubxonalar (Raqamlar biz ishlatgan va uskunani sinovdan o'tkazgan kutubxona versiyalarini ko'rsatadi. Yangi kutubxonalar ham ishlashi kerak, lekin biz har xil / yangi versiyalarni sinab ko'rishda ba'zida muammolarga duch kelardik.)

• Arduino IDE (1.8.5)
• ESP32 Core kutubxonasi
• BH1750FVI kutubxonasi
• Adafruit_Si7021 kutubxonasi (1.0.1)
• Adafruit_NeoPixel kutubxonasi (1.1.6)
• Dallas harorat kutubxonasi (3.7.9)
• OneWire kutubxonasi (2.3.3)

4 -qadam: Kosonni loyihalash va qurish - 1 -variant

CoMoS dizayni nozik, vertikal korpus bilan jihozlangan, aksariyat datchiklar yuqori qismga o'rnatilgan, faqat pastki qismiga harorat va namlik sensori o'rnatilgan. Sensorlarning joylashishi va joylashuvi o'lchov o'zgaruvchilarining o'ziga xos talablariga javob beradi:

• Si7021 harorat va namlik sensori datchik atrofida erkin havo aylanishini ta'minlash va korpus ichidagi mikrokontroller tomonidan chiqadigan issiqlik chiqindilarining ta'sirini kamaytirish uchun korpus tashqarisiga, uning tagiga yaqin joylashgan.
• BH1750 yorug'lik sensori korpusning tekis tepasiga o'rnatiladi, u gorizontal yuzadagi yoritishni o'lchash uchun ish joyini yoritishda umumiy standartlarga muvofiq talab qilinadi.
• Rev. C shamol sensori ham korpusning yuqori qismiga o'rnatiladi, uning elektronikasi korpus ichida yashiringan, lekin uning haqiqiy termal anemometr va harorat sensori ko'tarilgan tishlari tepadagi havoga ochiq.
• DS18B20 harorat sensori stantsiyaning eng yuqori qismida, qora bo'yalgan stol tennisi to'pi ichiga o'rnatilgan. Yuqoridagi pozitsiya ko'rish omillarini minimallashtirish uchun kerak, shuning uchun sensorlar stantsiyasining global haroratni o'lchashga radiatsion ta'siri.

O'rtacha nurli harorat va qora stol tennisi to'plarini global harorat sensori sifatida ishlatish haqida qo'shimcha manbalar:

Vang, Shang va Li, Yuguo. (2015). Kunduzgi ochiq havoda sozlash uchun akril va mis globus termometrlarining mosligi. Bino va atrof -muhit. 89. 10.1016/j.buildenv.2015.03.002.

azizim, Richard. (1987). O'rtacha nurli harorat uchun stol tennisi globus termometrlari. H & Eng.,. 60. 10-12.

Koson ishlab chiqarish vaqtini va kuchini iloji boricha pastroq ushlab turish uchun oddiy qilib yaratilgan. Oddiy asboblar va ko'nikmalar yordamida standart qismlar va komponentlardan osongina qurish mumkin. Yoki 3D-printerni o'z xizmatiga omad keltirganlar uchun, qutining barcha qismlarini 3D-printerda chop etish mumkin. Qopqoqni chop etish uchun ushbu qadamning qolgan qismini o'tkazib yuborish mumkin va barcha kerakli fayllar va ko'rsatmalarni keyingi bosqichda topish mumkin.

Standart qismlardan qurilish uchun ularning ko'pchiligi uchun mos o'lchamlar tanlanadi:

• Asosiy korpus - tashqi diametri 50 mm, devor qalinligi 5 mm va balandligi 140 mm bo'lgan akril (PMMA) trubkasi.
• Vaziyat LED uchun yorug'lik o'tkazgich sifatida xizmat qiladigan pastki plastinka diametri 50 mm va qalinligi 4 mm bo'lgan akril dumaloq plastinka.
• Diametri 40 mm va qalinligi 10 mm bo'lgan po'lat dumaloq, og'irlik sifatida pastki plastinka ustiga o'rnatiladi va stantsiya ag'darilib ketmasligi uchun pastki trubkaning pastki uchiga o'rnatiladi. joyida.
• Yuqori plastinka asosiy korpus trubasiga ham mos keladi. U PMMA dan tayyorlangan va diametri 40 mm va qalinligi 5 mm.
• Nihoyat, yuqori ko'tariladigan quvur - PMMA ham tashqi diametri 10 mm, devor qalinligi 2 mm va uzunligi 50 mm.

Ishlab chiqarish va yig'ish jarayoni oddiy, burg'ulash uchun ba'zi teshiklardan boshlanadi. Po'lat dumaloq LED va kabellarga mos keladigan 8 mm doimiy teshikka muhtoj. Asosiy korpus trubkasi USB va sensor kabellari uchun kabel o'tkazgichi va shamollatish teshiklari sifatida 6 mm gacha bo'lgan teshiklarga muhtoj. Teshiklarning soni va joylashuvi sizning xohishingizga qarab o'zgarishi mumkin. Ishlab chiquvchilarning tanlovi - orqa tarafdagi oltita teshik, yuqoriga va pastga yaqin, va ikkita old tomondan, bitta tepada, yana bir tagida, mos yozuvlar sifatida.

Yuqori plastinka - eng murakkab qism. Yuqori ko'taruvchi trubkaga mos keladigan markazlashtirilgan, tekis va uzluksiz 12 mm yaxlitlik, yorug'lik sensori kabeliga mos keladigan 6 mm diametrli boshqa teshik va shamolga mos keladigan kengligi taxminan 1, 5 mm va 18 mm bo'lgan ingichka tirqish kerak. Sensor. Malumot uchun rasmlarga qarang. Va nihoyat, stol tennisi to'pi 6 mm hajmda, shuningdek, harorat sensori va kabelga mos bo'lishi kerak.

Keyingi bosqichda, PMMA ning barcha qismlari, pastki plastinkadan tashqari, buzadigan amallar bilan bo'yalgan bo'lishi kerak, mos yozuvlar oq rangda. Stol tennisi to'pi termal va optik xususiyatlarini aniqlash uchun mat qora rangga bo'yalgan bo'lishi kerak.

Po'lat dumaloq markazlashtirilgan va pastki plastinkaga tekis yopishtirilgan. Yuqori ko'targich trubkasi yuqori plastinkaning 12 mm teshikchasiga yopishtirilgan. Stol tennisi to'pi ko'targichning yuqori uchiga yopishtirilgan, uning teshigi ko'taruvchi trubaning ichki teshigiga to'g'ri keladi, shuning uchun harorat sensori va kabel to'pga keyinchalik ko'taruvchi trubka orqali kiritilishi mumkin.

Ushbu qadam bajarilgandan so'ng, korpusning barcha qismlari ularni birlashtirib yig'ishga tayyor. Agar kimdir juda mahkam o'rnashsa, ularni ozgina qumlang, agar bo'shashsa, ingichka lenta qo'shing.

5 -qadam: Kosonni loyihalash va qurish - 2 -variant

CoMoS korpusini qurishning 1-varianti hali ham tez va sodda bo'lsa-da, 3D-printerga ishni bajarish osonroq bo'lishi mumkin. Keyingi bosqichda tasvirlanganidek, simlarni oson ulash va yig'ish uchun, bu variant uchun korpus uch qismga bo'linadi.

Printer sozlamalari haqidagi fayllar va qo'shimcha ma'lumotlar Thingiverse saytida keltirilgan:

Thingiverse -dagi CoMoS fayllari

Yuqori va korpus qismlari uchun oq filamentdan foydalanish bo'yicha ko'rsatmalarga amal qilish tavsiya etiladi. Bu korpusni quyosh nurida juda tez qizib ketishiga to'sqinlik qiladi va noto'g'ri o'lchovlardan saqlaydi. LED indikatorining yoritilishini ta'minlash uchun pastki qismi uchun shaffof filament ishlatilishi kerak.

1 -variantning yana bir farqi shundaki, metall dumaloq yo'q. CoMoS ag'darilishining oldini olish uchun shaffof pastki qismga yuk ko'taruvchi bilya yoki metall yuvish vositasi kabi har qanday og'irlikni qo'yish kerak. U bir oz og'irlikni ushlab turish uchun chekkasi bilan yaratilgan. Shu bilan bir qatorda, CoMoSni ikki tomonlama lenta yordamida o'z joyiga yopishtirish mumkin.

Eslatma: Thingiverse papkasida CoMoS korpusiga o'rnatilishi mumkin bo'lgan micro SD kartani o'quvchi korpusi uchun fayllar mavjud. Bu holat ixtiyoriy va ushbu ko'rsatmaning oxirgi bosqichida tasvirlangan avtonom versiyaning bir qismi.

6 -qadam: simlarni o'rnatish va yig'ish

ESP, datchiklar, LED va USB kabeli lehimlanadi va bu bosqich rasmlarida ko'rsatilgan sxemaga muvofiq ulanadi. Keyinchalik ta'riflangan misol kodiga mos keladigan PIN-topshiriq:

• 14 - ko'prikni tiklash (EN) - [kulrang]
• 17 - WS2811 (LED) - [yashil]
• 18 - DS18B20+ uchun tortishish qarshiligi
• 19 - DS18B20+ (bitta simli) - [binafsha]
• 21 - BH1750 va SI7021 (SDA) - [ko'k]
• 22 - BH1750 va SI7021 (SCL) - [sariq]
• 25 - BH1750 (V -in) - [jigarrang]
• 26 - SI7021 (V -in) - [jigarrang]
• 27 - DS18B20+ (V -in) - [jigarrang]
• 34 - Shamol sensori (TMP) - [ko'k]
• 35 - Shamol sensori (RV) - [to'q sariq]
• VIN - USB kabeli (+5V) - [qizil]
• GND - USB kabeli (GND) - [qora]

Si7021, BH1750 va DS18B20+ datchiklari ESP32 IO-pin orqali quvvatlanadi. Bu mumkin, chunki ularning maksimal oqim chizig'i har bir pin uchun ESP maksimal oqimidan past bo'ladi va sensorlar bilan aloqa xatolar bo'lsa, ularning quvvat manbaini uzib, datchiklarni qayta o'rnatish kerak. Qo'shimcha ma'lumot olish uchun ESP kodini va sharhlarini ko'ring.

USB kabeli bilan bir xil bo'lgan Si7021 va BH1750 datchiklari, keyingi bosqichda yig'ilishga ruxsat berish uchun, maxsus teshik teshiklaridan o'tkazilgan kabellar bilan lehimlanishi kerak. WAGO ixcham biriktiruvchi ulagichlari qurilmalarni USB kabeli orqali quvvat manbaiga ulash uchun ishlatiladi. Hammasi 5 V shaharda USB orqali quvvatlanadi, u 3, 3 V da ESP32 mantiqiy darajasi bilan ishlaydi. Ixtiyoriy ravishda, mikro USB kabelining ma'lumot pinlari mikro USB vilkasiga qayta ulanishi va ESP mikro USB -ga ulanishi mumkin. korpus yopilganda ESP32 -ga kodni uzatish uchun quvvat manbai va ma'lumotlar ulanishi sifatida. Aks holda, sxemada ko'rsatilgandek ulangan bo'lsa, korpusni yig'ishdan oldin ESPga kodni uzatish uchun boshqa buzilmagan mikro USB kabeli kerak bo'ladi.

Si7021 harorat sensori korpusning orqa tomoniga, pastki qismiga yaqin yopishtirilgan. Kassa ichidagi issiqlik natijasida noto'g'ri harorat ko'rsatkichlarini oldini olish uchun bu sensorni pastki qismga yaqin joylashtirish juda muhimdir. Ushbu muammo haqida ko'proq ma'lumot olish uchun Epilogue qadamini ko'ring. BH1750 yorug'lik sensori yuqori plastinkaga yopishtirilgan va shamol sensori o'rnatilgan va qarama -qarshi tomonning tirqishiga o'rnatiladi. Agar u judayam mos keladigan bo'lsa, sensorning markaziy qismidagi ozgina lenta uni joyida saqlashga yordam beradi. DS18B20 harorat sensori yuqori ko'targich orqali stol tennisi to'piga joylashtirilgan, oxirgi o'rin to'pning markazida joylashgan. Yuqori ko'targichning ichki qismi izolyatsiya qilingan jun bilan to'ldirilgan va pastki qismi teshikka lenta yoki issiq elim bilan yopishtirilgan, bu esa er shariga o'tkazuvchi yoki konvektiv issiqlik o'tkazilishini oldini oladi. LED pastki plastinani yoritish uchun po'latdan yasalgan dumaloq teshikka pastga qaragan.

Barcha simlar, biriktiruvchi ulagichlar va ESP32 asosiy korpusga kiradi va barcha korpus qismlari oxirgi yig'ilishga yig'iladi.

7 -qadam: dasturiy ta'minot - ESP, PHP va MariaDB konfiguratsiyasi

ESP32 mikrokontrollerini Arduino IDE va Espressif tomonidan taqdim etilgan ESP32 Core kutubxonasi yordamida dasturlash mumkin. ESP32 muvofiqligi uchun IDE -ni sozlash bo'yicha Internetda ko'plab darsliklar mavjud, masalan.

O'rnatilgandan so'ng, biriktirilgan kod ESP32 -ga o'tkaziladi. U oson tushunilishi uchun izohlanadi, lekin ba'zi asosiy xususiyatlar:

• Uning boshida "foydalanuvchi konfiguratsiyasi" bo'limi mavjud, unda WiFi identifikatori va parol, ma'lumotlar bazasi serverining IP -manzili, kerakli ma'lumotlarni o'qish va yuborish davri kabi individual parametrlarni sozlash kerak. U, shuningdek, "nol shamolni sozlash" o'zgaruvchisini ham o'z ichiga oladi, bu barqaror bo'lmagan elektr ta'minoti holatida shamol tezligining nol ko'rsatkichini 0 ga sozlash uchun ishlatilishi mumkin.
• Kod mualliflar tomonidan mavjud bo'lgan o'nta sensorli stantsiyalarni kalibrlashdan aniqlagan o'rtacha kalibrlash omillarini o'z ichiga oladi. Qo'shimcha ma'lumot va mumkin bo'lgan individual sozlash uchun Epilogue qadamiga qarang.
• Kodning bir nechta bo'limlarida har xil xatolarni tuzatish kiritilgan. Ayniqsa, ESP32 kontrollerlarida tez -tez uchraydigan avtobus aloqasi xatolarini samarali aniqlash va hal qilish. Yana, qo'shimcha ma'lumot olish uchun Epilogue qadamiga qarang.
• Sensor stantsiyasining hozirgi holatini va har qanday xatolarni ko'rsatish uchun LED rangli chiqish mavjud. Qo'shimcha ma'lumot olish uchun Natijalar bosqichiga qarang.

Qo'shilgan PHP faylini serverIP/sensor.php manzilidagi ma'lumotlar bazasi serverining asosiy papkasida o'rnatish va unga kirish kerak. PHP fayl nomi va ma'lumotlarni qayta ishlash tarkibi ESP qo'ng'iroq qilish funktsiyasi kodiga mos kelishi kerak, boshqa tomondan, ma'lumotlar o'qilishini saqlashga ruxsat berish uchun ma'lumotlar bazasi jadvalining sozlamasiga mos kelishi kerak. Qo'shilgan misol kodlari bir -biriga mos keladi, lekin agar siz ba'zi o'zgaruvchilarni o'zgartirsangiz, ularni butun tizimda o'zgartirish kerak bo'ladi. PHP fayli boshida tuzatish bo'limini o'z ichiga oladi, unda tizimning muhitiga, xususan ma'lumotlar bazasi foydalanuvchi nomi va paroliga va ma'lumotlar bazasi nomiga qarab individual o'zgarishlar kiritiladi.

Sensor stantsiya kodi va PHP skriptida ishlatiladigan jadval sozlamalariga ko'ra, bir serverda MariaDB yoki SQL ma'lumotlar bazasi o'rnatiladi. Misol kodida, MariaDB ma'lumotlar bazasi nomi "sensorlar stantsiyasi" bo'lib, u "ma'lumotlar" deb nomlangan jadvalga ega bo'lib, UTCDate, ID, UID, Temp, Hum, Globe, Vel, VelMin, VelMax, MRT, Illum, IllumMin, va IllumMax.

Ma'lumotlar bazasini to'g'ridan -to'g'ri vizualizatsiya qilish imkoniyati sifatida Grafana tahlil va monitoring platformasi qo'shimcha ravishda serverga o'rnatilishi mumkin. Bu rivojlanishning asosiy xususiyati emas, shuning uchun bu ko'rsatmada batafsil tasvirlanmagan.

8 -qadam: natijalar - ma'lumotlarni o'qish va tekshirish

Barcha simlarni ulash, yig'ish, dasturlash va atrof -muhitni sozlash tugallangach, sensorlar stantsiyasi ma'lumotlar o'qilishini vaqti -vaqti bilan ma'lumotlar bazasiga yuboradi. Quvvat berilganda, LEDning pastki rangi orqali bir nechta ish holatlari ko'rsatiladi:

• Yuklash paytida LED sariq rangda yonadi va Wi -Fi tarmog'iga ulanishni kutadi.
• Qachon va qachon ulangan bo'lsa, indikator ko'k rangda bo'ladi.
• Sensor stantsiyasi sensor ko'rsatkichlarini ishlaydi va vaqti -vaqti bilan serverga yuboradi. Har bir muvaffaqiyatli uzatish 600 milodiy yashil chiroqli impuls bilan ko'rsatiladi.
• Xatolik yuz berganda, xato turiga qarab indikator qizil, binafsha yoki sarg'ish rangga bo'yaladi. Muayyan vaqt yoki bir qator xatolardan so'ng, sensorlar stantsiyasi barcha datchiklarni avtomatik ravishda qayta o'rnatadi va yuklashda sariq chiroq bilan ko'rsatiladi. Ko'rsatkich ranglari haqida qo'shimcha ma'lumot olish uchun ESP32 kodini va sharhlarini ko'ring.

Oxirgi qadam bajarilgandan so'ng, sensorli stantsiya uzluksiz ishlaydi va ishlaydi. Bugungi kunga qadar, oldindan aytib o'tilgan Living Lab aqlli ofis maydonida 10 ta sensorli stantsiyalar tarmog'i o'rnatilgan va ishlayapti.

9-qadam: Muqobil: Mustaqil versiya

CoMoS-ning rivojlanishi davom etmoqda va bu davom etayotgan jarayonning birinchi natijasi-bu mustaqil versiya. CoMoS -ning bu versiyasiga atrof -muhit ma'lumotlarini kuzatish va yozib olish uchun ma'lumotlar bazasi serveri va WiFi tarmog'i kerak emas.

Yangi asosiy xususiyatlar:

• Ma'lumotlar o'qilishi ichki micro SD-kartada, Excelga mos CSV formatida saqlanadi.
• CoMoS -ga har qanday mobil qurilmadan kirish uchun o'rnatilgan Wi -Fi kirish nuqtasi.
• Ushbu qadamga ilova qilingan rasm va skrinshotda ko'rsatilgandek, SD-kartadan to'g'ridan-to'g'ri fayllarni yuklash bilan jonli ma'lumotlar, sozlamalar va saqlashga kirish uchun Internetga asoslangan dastur (ESP32-dagi ichki veb-server, Internetga ulanish shart emas).

Bu Wi -Fi va ma'lumotlar bazasi aloqasini almashtiradi, shu bilan birga boshqa barcha xususiyatlar, shu jumladan kalibrlash va barcha dizayn va konstruktsiyalar asl versiyadan o'zgarmaydi. Shunday bo'lsa-da, mustaqil CoMoS tajribasi va ESP32-ning "SPIFFS" ichki fayl boshqaruvi tizimiga qanday kirishni bilish va veb-ilovaning qanday ishlashini tushunish uchun HTML, CSS va Javascript-ni bilishni talab qiladi. Bundan tashqari, ishlash uchun yana bir nechta / turli kutubxonalar kerak.

Iltimos, kutubxonalar uchun biriktirilgan zip faylidagi Arduino kodini va dasturlash va SPIFFS fayl tizimiga yuklash haqida qo'shimcha ma'lumot olish uchun quyidagi havolalarni tekshiring:

Espressif tomonidan SPIFFS kutubxonasi

Me-no-dev tomonidan SPIFFS fayl yuklovchisi

Pedroalbuquerque tomonidan ESP32WebServer kutubxonasi

Ushbu yangi versiya kelajakda nashr etilishi mumkin bo'lgan yangi ko'rsatmalarni yaratadi. Ammo hozircha, ayniqsa, tajribali foydalanuvchilar uchun, siz sozlashingiz kerak bo'lgan asosiy ma'lumotlar va fayllar bilan bo'lishish imkoniyatini qo'ldan boy bermoqchi emasmiz.

Mustaqil CoMoS-ni yaratish bo'yicha tezkor qadamlar:

• Oldingi bosqichga muvofiq ishni yarating. Majburiy emas, CoMoS korpusiga micro SC kartani o'quvchi uchun qo'shimcha sumkani 3D bosib chiqarish. Agar sizda 3D printer bo'lmasa, kartani o'quvchi CoMoS asosiy korpusiga joylashtirilishi mumkin, xavotirlanmang.
• Barcha sensorlarni ilgari tasvirlanganidek sim bilan ulang, lekin qo'shimcha ravishda, ushbu bosqichga biriktirilgan simlar sxemasida ko'rsatilgandek, micro SD -kartani o'quvchi (amazon.com) va DS3231 real vaqtda soatini (adafruit.com) o'rnating va ulang. Eslatma: tortishish rezistorining pinlari va oneWire simlarning dastlabki sxemasidan farq qiladi!
• Arduino kodini tekshiring va WiFi kirish nuqtasi o'zgaruvchilarini "ssid_AP" va "password_AP" ni shaxsiy xohishingizga ko'ra sozlang. Agar sozlanmagan bo'lsa, standart SSID "CoMoS_AP" va parol "12345678" dir.
• Micro SD kartani joylashtiring, kodni yuklang, SPIFFS fayl yuklovchisi yordamida "ma'lumotlar" jildining tarkibini ESP32 ga yuklang va har qanday mobil qurilmani WiFi kirish nuqtasiga ulang.
• Mobil brauzeringizda "192.168.4.1" ga o'ting va zavqlaning!

Barcha dasturlar html, css va javascript -ga asoslangan. Bu mahalliy, Internetga ulanish talab qilinmaydi. U sozlash sahifasi va xotira sahifasiga kirish uchun ilova ichidagi menyuga ega. O'rnatish sahifasida siz mahalliy sana va vaqt, sensor o'qish oralig'i va boshqalar kabi eng muhim sozlamalarni o'zgartirishingiz mumkin. Barcha sozlamalar ESP32 ichki xotirasida doimiy saqlanadi va keyingi yuklashda tiklanadi. Xotira sahifasida SD -kartadagi fayllar ro'yxati mavjud. Fayl nomini bosish CSV faylini mobil qurilmaga to'g'ridan -to'g'ri yuklab olishni boshlaydi.

Bu tizim sozlamalari ichki muhit sharoitlarini individual va masofadan kuzatish imkonini beradi. Sensorning barcha ko'rsatkichlari vaqti -vaqti bilan SD -kartada saqlanadi, har bir yangi kun uchun yangi fayllar yaratiladi. Bu bir necha hafta yoki oy davomida uzluksiz ishlashga ruxsat bermasdan yoki texnik xizmat ko'rsatmasdan ishlashga imkon beradi. Yuqorida aytib o'tganimizdek, bu hali ham davom etayotgan tadqiqot va rivojlanish. Agar siz qo'shimcha ma'lumot yoki yordamga qiziqsangiz, sharhlar orqali yoki to'g'ridan -to'g'ri LinkedIn orqali tegishli muallif bilan bog'laning.

10 -qadam: Epilog - ma'lum muammolar va Outlook

Bu yo'riqnomada tasvirlangan sensorli stantsiya uzoq davom etayotgan tadqiqot natijasidir. Maqsad-ichki muhit sharoitlari uchun ishonchli, aniq, ammo arzon narxlardagi sensor tizimini yaratish. Bu juda jiddiy qiyinchiliklarga duch keldi va ularni eng aniq aytib o'tish kerak:

Sensorning aniqligi va kalibrlanishi

Ushbu loyihada ishlatiladigan datchiklar past yoki o'rtacha narxda nisbatan yuqori aniqlikka ega. Ko'pchilik ichki shovqinni kamaytirish va raqamli avtobus interfeysi bilan jihozlangan, bu kalibrlash yoki darajani sozlash zarurligini kamaytiradi. Qanday bo'lmasin, datchiklar ma'lum atributlarga ega bo'lgan korpusga yoki korpusga o'rnatilgani uchun, ilova qilingan rasmlarda qisqacha ko'rsatilgandek, mualliflar to'liq sensorli stantsiyani kalibrlashni amalga oshirgan. Hammasi bo'lib bir xil darajada qurilgan o'nta sensorli stantsiyalar aniqlangan ekologik sharoitda va TESTO 480 professional yopiq iqlim sensori qurilmasi bilan taqqoslaganda sinovdan o'tkazildi. Ushbu yugurishlardan misol kodiga kiritilgan kalibrlash omillari aniqlandi. Ular korpus va elektronikaning individual sensorlarga ta'sirini oddiy kompensatsiyalash imkonini beradi. Eng yuqori aniqlikka erishish uchun har bir sensorli stantsiya uchun individual kalibrlash tavsiya etiladi. Ushbu tizimni kalibrlash mualliflar tadqiqotining ikkinchi yo'nalishi bo'lib, bu yo'riqnomada tasvirlangan rivojlanish va qurilishdan tashqari. Bu qo'shimcha nashrda muhokama qilinadi, u hali ham ko'rib chiqiladi va Internetga kirishi bilan bu erga havola qilinadi. Iltimos, mualliflar veb -saytida ushbu mavzu haqida ko'proq ma'lumot toping.

ESP32 ishlash barqarorligi

Ushbu kodda ishlatilgan Arduino-ga asoslangan sensorli kutubxonalarning hammasi ham ESP32 kartasiga to'liq mos kelmaydi. Bu masala Internetda ko'p nuqtalarda, xususan I2C va OneWire aloqasining barqarorligi haqida keng muhokama qilingan. Ushbu ishda sensorlarni to'g'ridan -to'g'ri ESP32 IO pimlari orqali quvvat manbaini qayta o'rnatish uchun elektr ta'minotini uzib qo'yishga asoslangan yangi, birlashtirilgan xatolarni aniqlash va qayta ishlash amalga oshiriladi. Bugungi nuqtai nazardan qaraganda, bu yechim taqdim etilmagan yoki keng muhokama qilinmagan. Bu zarurat tug'ildi, lekin hozirgi kunga qadar bir necha oy va undan ko'p vaqt davomida uzluksiz ishlamoqda. Shunga qaramay, bu hali ham tadqiqot mavzusi.

Outlook

Mualliflar ushbu ko'rsatmali bilan bir qatorda, rivojlanishni tarqatish va keng va ochiq manbali dasturga ruxsat berish uchun yozma nashrlar va konferentsiya taqdimotlarini o'tkazadilar. Shu bilan birga, sensorlar stantsiyasini yanada takomillashtirish bo'yicha tadqiqotlar davom etmoqda, ayniqsa tizim dizayni va ishlab chiqarish qobiliyati, tizimni kalibrlash va tekshirish. Bu ko'rsatma kelajakdagi muhim o'zgarishlar haqida yangilanishi mumkin, lekin barcha dolzarb ma'lumotlar uchun mualliflarning veb-saytiga tashrif buyuring yoki LinkedIn orqali to'g'ridan-to'g'ri mualliflar bilan bog'laning:

tegishli muallif: Matias Kimmling

Ikkinchi muallif: Konrad Lauenrot

ilmiy maslahatchi: professor Sabine Hoffmann

Birinchi marta muallifning ikkinchi mukofoti