GreenHouse sensori: 8 qadam

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

GreenHouse sensori bo'yicha qo'llanma

Alain Vey tomonidan amalga oshirilgan, Paskal Chencaptors | sigfox | ubidotlar

1. Maqsadlar
2. Ushbu loyihada ishlatiladigan narsalar
3. Amalga oshirish bosqichi
4. Ishlash printsipi
5. Qurilma ulanishi
6. Mbed kodi
7. Ma'lumotlarni qayta ishlash va tahlil qilish
8. Tizim iste'molini optimallashtirish
9. Rasmlar

1 -qadam: maqsadlar

Ushbu loyiha uchun men avtonom energiya tizimini amalga oshirmoqchiman va men o'lchashim kerak: havoning harorati, havoning namligi, tuproqning harorati, tuproqning namligi, Lyuks va RGB yorqinligi.

2 -qadam: Ushbu loyihada ishlatilgan narsalar

Hisobot materiallari:

1) quyosh komponenti: qatronning yupqa qatlami tashqi makonda foydalanish imkonini beradi

2) Chip LiPo Rider Pro: barcha loyihalaringizni 5 V zaryadlang

3) Chip mikrokontroller Nucleo STM 32L432KC: foydalanuvchilarga har qanday STM32 mikrokontroller liniyasi yordamida yangi g'oyalarni sinab ko'rish va prototiplarni yaratish uchun qulay va moslashuvchan usulni taqdim etadi.

4) Sigfox Wisol moduli: Sigfox tarmoqlari yordamida IOT prototipini loyihalash uchun

5) LCD displey: I2C yoki SPI avtobusi orqali mikrokontrollerga ulanadi

6) Li-Ion batareyasi 3, 7V 1050mAh: ortiqcha yuklanish va tushirishdan himoya.

7) Gravitatsion namlik sensori SEN0193: erdagi suv kontsentratsiyasini bilish. Sensor suv tarkibiga qarab analog kuchlanishni beradi.

8) DHT22 harorat va namlik sensori: havoning harorati va namligini biladi va raqamli chiqish orqali mos keladigan mikrokontroller yoki arduino bilan aloqa qiladi.

9) Grove harorat sensori: tuproq haroratini biling va bu modul 4 o'tkazgichli kabel orqali Grove Base Shield yoki Mega Shield raqamli kirishiga ulangan.

10) ADA1334 rang sensori: yorug'lik manbai yoki ob'ekt rangini aniqlash. U I2C porti orqali aloqa o'rnatadi

11) TSL2561 yorug'lik sensori: yorqinlikni 0,1 dan 40000 lyuksgacha o'lchash. U I2C avtobusi orqali Arduino mikrokontroller bilan aloqa o'rnatadi.

Dasturiy ta'minot:

1) SolidWorks (qattiq model dizayni)

2) Paint 3d (dastur belgisini yarating)

3) Altium (PCB chizish)

4) Mbed (karta kodini yozish)

3 -qadam: Amalga oshirish bosqichi

Biz foydalanadigan material va dasturiy ta'minotni bilganimizdan so'ng, biz bir qator qadamlarni amalga oshirishimiz kerak

1) biz oltium yordamida simulyatsiya qilishimiz kerak

2) biz ba'zi dizayn ishlarini bajarishimiz kerak, masalan: SolidWorks yordamida qattiq modelni loyihalash, Paint 3d yordamida dastur belgisini loyihalash.

3) agar kontaktlarning zanglashi to'g'ri bo'lsa, biz PCB -dagi sxemani biz tayyorlagan materiallar yordamida amalga oshirishimiz mumkin

4) kontaktlarning zanglashiga olib kelgandan so'ng, biz komponentni payvandlashimiz va kontaktlarning zanglashiga olib kelish sifatini sinab ko'rishimiz kerak

5) oxirida, biz allaqachon tugatgan mustahkam model bilan sxemani qadoqlashimiz kerak

4 -qadam: ishlash printsipi

Tuproq namligi sensori SKU: uni o'simliklar atrofidagi tuproqqa soling va real vaqtda tuproq namligi haqidagi ma'lumotlar bilan do'stlaringizni hayratda qoldiring.

Harorat va namlik sensori DHT11 ST052: sensorni kartadagi pimlarga ulang Rang sensori ADA1334: RGB va tiniq nurni sezuvchi elementlarga ega. Chipda o'rnatilgan va rangni sezuvchi fotodiodlarga joylashtirilgan IQ blokirovka qiluvchi filtri kiruvchi nurning IQ spektral komponentini kamaytiradi va rang o'lchovlarini aniq bajarishga imkon beradi.

Grove harorat sensori: uni o'simliklar atrofidagi tuproqqa joylashtiring, DS18B20 raqamli termometr 9-dan 12-gacha bo'lgan haroratni o'lchashni ta'minlaydi va foydalanuvchi tomonidan dasturlashtirilmaydigan yuqori va pastki tetik nuqtalari bilan signal funktsiyasiga ega.

Yorug'lik sensoriTSL2561: Sensor raqamli (i2c) interfeysga ega. Siz uchta manzildan birini tanlashingiz mumkin, shunda bitta datchikda har xil i2c manzili bo'lgan uchta sensor bo'lishi mumkin. ADC -da o'rnatilgan, bu analog kirishlar bo'lmasa ham, uni har qanday mikrokontroller bilan ishlatishingiz mumkin.

1) Ma'lumot yig'ish uchun sensorlardan foydalanish

2) Ma'lumotlar mikrokontrollerga uzatiladi

3) mikrokontroller biz yozgan dasturni bajaradi va ma'lumotlarni Sigfox Wisol moduliga uzatadi.

4) Sigfox Wisol moduli ma'lumotlarni antenna orqali Sigfox Backend veb -saytiga uzatadi

5 -qadam: Qurilmaga ulanish

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

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

Visolli seriyali (USBTX, USBRX); // tx (A2), rx (A7)

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

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

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

Humiditda analog (A1); // analog

DS1820 probi (A0); // analog

DigitalIn bayrog'i (D6); // ekranni almashtirish tugmasi

6 -qadam: Mbed kodi

Siz u erda mbed kodini topishingiz mumkin:

7 -qadam: ma'lumotlarni qayta ishlash va tahlil qilish

Sigfox veb -saytiga ma'lumotlarni yuborganingizdan so'ng, Sigfox har bir xabarni maksimal 12 bayt (96 bit) bilan cheklab qo'yadi, shuning uchun biz har xil bayt o'lchamlari uchun har xil o'lchovlarni tayinladik va ma'lumotlarni o'n oltilik tizimga o'rnatdik. Foydalanuvchilarga ma'lumotlarni aniqroq va qulayroq qabul qilishlari uchun biz Sigfox -dan ma'lumotlarni bulutli platformaga, bulutli platformaga yuboramiz, ma'lumotlarni taqdim etamiz va tahlil qilamiz. Amalga oshirish jarayoni quyidagicha:

1) Bizning qurilmalarimizni bulutli platformada ro'yxatdan o'tkazing

2) Sigfox qurilmasiga qayta qo'ng'iroq qilish nashrining veb -saytiga kiring

3) Parametrlar konfiguratsiyasini o'rnating

4) Bull platformasida qurilma uchun hisob havolasini url shaklida joylashtiring (server manziliga qo'ng'iroq qiling)

5) CallbackBody -ni to'ldiring (qayta qo'ng'iroq qilish so'rovi uchun ma'lumot to'plami)

6) Sozlamalarni saqlang

Rasm natijani Ubidots platformasida ko'rsatadi, biz shuni bilamizki, ma'lumotlar kasrga aylantiriladi, shuning uchun biz ma'lumotlarni aniqroq va qulayroq qabul qilamiz va har bir ma'lumotning diagrammasini batafsil ko'rib chiqishimiz mumkin, masalan: biz eng yuqori ko'rsatkichni topa olamiz. havodagi harorat

8 -qadam: tizim iste'molini optimallashtirish

MCU -da mini usb va Vin o'rtasida regulyator mavjud, bu regulyator yo'qotishlarni ko'paytiradi, bizning tizimimiz yo'qolishini minimallashtirish uchun biz mikrokontrollerni raqamli chiqishdan oziqlantiramiz, va tizimni ishlatmaganimizda mikrokontrollerni va sensorlar uxlaydilar. Biz isbotlaymizki, bu ikki usul zararni samarali kamaytiradi:

1) Mikrokontroller va generator o'rtasida qarshilik qo'shing

2) Osiloskopdagi qarshilik orqali tokni toping

3) Datchiklarni uxlab qoling va osiloskopdagi qarshilik orqali tokni tiklang

4) Mikrokontrollerni uxlab qoling va osiloskopdagi qarshilik orqali tokni tiklang Bizning eksperimental natijalarimiz quyidagicha

Biz shuni aniqladikki, biz mikrokontrollerni uxlatganimizda tizimning yo'qolishi kamayadi. Va mikrokontroller uyg'onganida, sensorlar ma'lumotlarni to'plashi va Sigfox -ga yuborishi mumkin, lekin muammo bor, biz mikrokontrollerni uxlatganimizda, MCU va sensorlar o'rtasida hali ham oqim bor, bu oqimni qanday yo'q qilish mumkin? Mosfet -dan foydalanib, biz eshikni MCU -ning raqamli chiqishi bilan, drenajni datchiklar bilan va manbani 3, 3V MCU pinli ulaymiz. Eshik zo'riqishi Vgsdan kichikroq bo'lsa (eshik chegarasi kuchlanishi), manba va drenaj o'rtasida blok bor, datchiklarning uchida kuchlanish yo'q. Shunday qilib, biz mikrokontrollerni uyquga qo'yganimizda, biz eshik kuchlanishining Vgsdan kichik bo'lishini ta'minlashimiz kerak, va MCU ishlayotganda, eshik voltaji Vgsdan katta bo'lishi kerak, bu mos Mosfetni topish qoidalari.